{"id":188961,"date":"2015-02-18T16:24:00","date_gmt":"2015-02-18T18:24:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=188961"},"modified":"2015-06-30T16:30:40","modified_gmt":"2015-06-30T19:30:40","slug":"suspension-mediante-el-sonido","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/suspension-mediante-el-sonido\/","title":{"rendered":"Suspensi\u00f3n mediante el sonido"},"content":{"rendered":"
\"Nuevo

L\u00c9O RAMOS<\/span>Nuevo levitador que permite la suspensi\u00f3n y manipulaci\u00f3n de sustancias livianasL\u00c9O RAMOS<\/span><\/p><\/div>\n

Puede parecer un truco de magia, pero lograr que ciertos objetos leviten empleando \u00fanicamente el sonido no lo es. Investigadores de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) desarrollaron un dispositivo que hace exactamente eso. Lo novedoso de ese levitador en relaci\u00f3n con otros que se han producido radica en que \u00e9ste permite un mayor control de las part\u00edculas. La tecnolog\u00eda podr\u00eda facilitar el manipuleo de materiales peligrosos o sustancias qu\u00edmicas sensibles, tales como compuestos que se utilizan en la fabricaci\u00f3n de productos farmac\u00e9uticos.<\/p>\n

El aparato capaz de lograr que peque\u00f1as gotas de poliestireno floten en el aire, desarrollado en el laboratorio del ingeniero Julio Adamowski en la Escuela Polit\u00e9cnica de la USP, tiene b\u00e1sicamente dos partes. Una de ellas, con formato cil\u00edndrico, es responsable de la emisi\u00f3n de ondas sonoras de alta frecuencia, inaudibles para el ser humano. \u00c9se es el transductor. La otra, el reflector, presenta un formato c\u00f3ncavo y est\u00e1 situada debajo de la primera para repercutir las ondas producidas y as\u00ed generar la levitaci\u00f3n.<\/p>\n

Los dispositivos de este tipo no constituyen una novedad. Uno de los primeros levitadores ac\u00fasticos fue descrito en la literatura cient\u00edfica en 1933 por cient\u00edficos alemanes. El principio inherente a la flotaci\u00f3n de las part\u00edculas sigue siendo similar para la mayor\u00eda de los levitadores actuales y tiene como base el fen\u00f3meno de la resonancia.<\/p>\n

Una vez emitidas, las ondas reverberan varias veces entre el transductor y el reflector. En el trayecto, interact\u00faan entre s\u00ed y generan resonancia, creando una onda con puntos de m\u00ednima (nodos) y m\u00e1xima presi\u00f3n ac\u00fastica. A esa onda se la conoce como estacionaria, porque los nodos son puntos fijos, como si tuviese la forma de un 8 con el nodo en el centro. Cuando se deposita una part\u00edcula en esa onda estacionaria, la presi\u00f3n producida por el sonido contrarresta la fuerza de gravedad y hace que \u00e9sta quede suspendida en el aire, asentada en el nodo de presi\u00f3n de la onda.<\/p>\n

El problema radica en que, para generar la resonancia, el transductor y el reflector deben estar separados por una distancia bastante espec\u00edfica: ese valor debe ser un m\u00faltiplo de media longitud de onda. Ese precepto torna dif\u00edcil el transporte de part\u00edculas, porque cualquier desplazamiento de una de las partes del dispositivo interrumpe la resonancia y, consecuentemente, la levitaci\u00f3n. La idea de los investigadores, entonces, consisti\u00f3 en el desarrollo de un levitador no resonante.<\/p>\n

\u201cConstruimos un transductor de di\u00e1metro peque\u00f1o\u201d, explica Marco Andrade, f\u00edsico de la USP y principal responsable del proyecto, que dirigi\u00f3 en forma conjunta con Adamowski y el ingeniero electricista Nicol\u00e1s P\u00e9rez, de la Universidad de la Rep\u00fablica, en Uruguay, quien pas\u00f3 un per\u00edodo en la USP gracias a una beca de la FAPESP. \u201cDe este modo, el mismo refleja nuevamente s\u00f3lo una peque\u00f1a fracci\u00f3n de las ondas\u201d. Lo innovador del dispositivo se encuentra en el hecho de que, con \u00e9ste, bastan escas\u00edsimas reflexiones entre el transductor y el reflector para que se genere una onda estacionaria.<\/p>\n

\"Dispositivo

L\u00c9O RAMOS<\/span>Dispositivo resonante capaz de sostener part\u00edculas m\u00e1s pesadasL\u00c9O RAMOS<\/span><\/p><\/div>\n

Como la resonancia deja de ser necesaria, ya no existe la obligaci\u00f3n de establecer con precisi\u00f3n la distancia entre las dos partes del equipamiento. En realidad, a medida que \u00e9stas se alejan o se aproximan, la cantidad de nodos de la onda estacionaria cambia, lo cual puede permitir la levitaci\u00f3n de varias part\u00edculas simult\u00e1neamente. Adem\u00e1s, para manipular estas part\u00edculas, basta con desplazar el reflector con relaci\u00f3n al transductor.<\/p>\n

El mecanismo es m\u00e1s gr\u00e1cil y eficaz en comparaci\u00f3n con el m\u00e9todo resonante, pero tiene una desventaja. La presi\u00f3n que generan las ondas sonoras es menor que la que se genera cuando hay resonancia, lo cual limita el peso de las part\u00edculas que logra levitar.<\/p>\n

\u201cAnteriormente, ya hab\u00edamos construido un levitador resonante capaz de lograr la levitaci\u00f3n de esferas de acero, que son unas 150 veces m\u00e1s densas que el poliestireno\u201d, dice el investigador. \u201cPor eso, nuestro pr\u00f3ximo paso consiste en perfeccionar el nuevo dispositivo. Pretendemos desarrollar un levitador no resonante capaz de levitar part\u00edculas m\u00e1s pesadas, tales como gotas de l\u00edquidos y metales\u201d.<\/p>\n

Aplicaciones<\/strong>
\nLos levitadores ac\u00fasticos resonantes ya se comercializan, con utilidad bastante circunscrita al \u00e1rea acad\u00e9mica. La levitaci\u00f3n por ondas de sonido se utiliza en investigaciones en las \u00e1reas de las ciencias biol\u00f3gicas, ciencia de materiales y qu\u00edmica anal\u00edtica. Es posible, por ejemplo, levitar una muestra de l\u00edquido y analizarla con t\u00e9cnicas de espectroscopia.<\/p>\n

En el futuro, Andrade considera que habr\u00e1 un gran potencial de aplicaci\u00f3n para los levitadores ac\u00fasticos en el manipuleo de materiales peligrosos corrosivos o sobrecalentados, y tambi\u00e9n en la industria farmac\u00e9utica. Cient\u00edficos del Argonne National Laboratory, del Departamento de Energ\u00eda de Estados Unidos, por ejemplo, procuran utilizar la t\u00e9cnica para mejorar la eficiencia de ciertos medicamentos. La levitaci\u00f3n de microgotas que contienen el principio activo de drogas evita su cristalizaci\u00f3n. Eso permite que, al inger\u00edrselas posteriormente, el organismo las asimile mejor.<\/p>\n

Hay otra posible aplicaci\u00f3n que podr\u00eda interesarles a los ni\u00f1os. Seg\u00fan Andrade, la levitaci\u00f3n ac\u00fastica tambi\u00e9n podr\u00eda crear una nueva generaci\u00f3n de juguetes de alta tecnolog\u00eda. \u201cComo un levitador ac\u00fastico es un dispositivo de construcci\u00f3n relativamente sencilla, creemos que pronto habr\u00e1 juguetes basados en esta t\u00e9cnica\u201d.<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nANDRADE, M. A. B. et al.<\/em> Particle manipulation by a non-resonant acoustic levitator<\/a>. Applied Physics Letters<\/strong>. v. 106, n. 1, 014101. 5 ene. 2015.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Dispositivo puede ayudar en el manipuleo de sustancias delicadas","protected":false},"author":277,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[304],"coauthors":[588],"class_list":["post-188961","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/188961","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/277"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=188961"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/188961\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=188961"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=188961"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=188961"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=188961"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}