LA CIENCIA QUE NOS UNE 28 de enero de 2018
UNA DIMENSIÓN DE SONIDO Para los antiguos egipcios, expertos en el arte de escuchar a la naturaleza, oír las garzas sobre las orillas del Nilo significaba el inicio de la crecida de este río de vida, el renacer. La garza real es el mitológico ave Fénix egipcio, Bennu; que, al elevarse desde el montículo originario de la creación, marcó con su graznido el inicio del tiempo. Curiosamente, la física moderna también pretende "escuchar" el momento de la creación del Universo, detectando el eco de la primera gran explosión o Big Bang. Este eco es la radiación de fondo, la radiación cósmica de microondas generada tras el Big Bang. El físico John G. Cramer, de la Universidad de Washington, mediante cálculo matemático, propone una reproducción del sonido del Big Bang. El sonido nos condiciona en nuestra forma de sentir e interpretar lo que nos rodea. Desde siempre, hemos realizado todo tipo de rituales y ceremonias jugando con el sonido y el tiempo, para crear un ambiente determinado: esto no es más que la música. La música influye directamente en nuestro estado anímico, y sobre todo en nuestro cuerpo. Sus efectos positivos sobre el dolor, la ansiedad o la depresión, sobre la frecuencia cardíaca o la presión arterial, sobre los niveles hormonales o la contracción estomacal, ya se emplean en medicina; como, por ejemplo, en la mejora de la memoria en enfermos de Alzheimer. Sin embargo, existen más sonidos de los que oímos. Con los ultrasonidos se pueden diagnosticar, por ejemplo, diversas enfermedades oculares, ver el estado de un feto, o detectar tumores. El escalpelo acústico es otro ejemplo del uso del sonido en medicina. Con esta nueva tecnología de ultrasonido, que genera ondas de choque y microburbujas que ejercen presión a un nivel microscópico, se puede despegar una sola célula de un tejido u órgano, con una precisión insospechada. Ya se ensaya en microbiopsias no agresivas para el órgano a estudiar, para eliminar células cancerígenas de forma selectiva, o para operar sin dolor evitando afectar o tocar las células nerviosas circundantes. Existen técnicas de sonido para diagnóstico no-invasivo que usan ondas de sonido de alta frecuencia para crear imágenes de vasos sanguíneos, tejidos y órganos, y ver así su funcionamiento. Un ejemplo bien conocido son las ecografías, que crean una imagen del bebé, la placenta y el útero, permitiendo hacer un seguimiento del desarrollo del feto hasta que nace, gracias a esta técnica inocua para el bebé y su madre.
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El estudio del sonido, y sus aplicaciones, cuando se emite a un ritmo determinado, está tomando gran relevancia en la industria y tecnología actuales. Así, un grupo de científicos ha inventado un refrigerador que enfría a base de sonidos. Las ondas sonoras se comprimen y expanden cuando hay aire o un gas a su alrededor, lo que genera calor o frío: para este propósito, se puede enfriar y calentar un gas inerte como el helio. Esta tecnología es, además, una opción ecológica, porque no usa refrigerantes químicos que dañan la atmósfera. El ultrasonido se utiliza también para soldar dos plásticos entre sí, al hacer vibrar las moléculas, causando una fricción que genera calor. Este método se está aplicando de forma innovadora en la industria, como por ejemplo en el diseño y fabricación de nuevas prendas de vestir. El ultrasonido también se emplea en la determinación del espesor de paredes de metal o de cañerías de plástico. Los ingenieros estructurales usan el ultrasonido para evaluar el estado de edificios y otras estructuras, por ejemplo, después de eventos sísmicos significativos. Los geofísicos usan ondas sonoras en la exploración y búsqueda de minerales, petróleo y formaciones rocosas de interés industrial.
Ilustración SciArt3D-FabLabULL. Es difícil imaginarnos nuestra vida sin la tecnología del sonido: desde nuestro teléfono móvil, las películas, los reproductores de música, la radio y televisión, o los micrófonos, hasta los audífonos utilizados por personas con problemas auditivos, entre otros dispositivos. Podríamos decir que el sonido nos transporta a otra dimensión, o que nos permite entender la nuestra de forma completa.
En un artículo anterior, le dedicamos atención a la Biomimesis, campo de conocimiento que está aportando mejoras al sónar estudiando cómo lo emplean, por ejemplo, delfines o ballenas para la ecolocalización. El sónar es un dispositivo capaz de localizar barcos y obstáculos bajo el agua, gracias al uso de ultrasonidos. Opera con las ondas acústicas de un modo análogo a como lo hacen el radar y otros equipos de localización de radio, mediante ondas electromagnéticas, incluyendo el uso del Efecto Doppler. El sonido se propaga más rápido en el agua que en el aire. De hecho, el ruido que emiten bajo el agua nuestros barcos, submarinos y sónares está haciendo mucho daño a los grandes cetáceos, al alterar sus rutas migratorias y
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su comportamiento para aparearse o encontrar alimento. Un grupo de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) está elaborando un mapa acústico de todos los mares y océanos del mundo (que se puede escuchar en tiempo real), para comprender la dimensión del problema generado por nuestra contaminación acústica en los océanos, que sirva de guía para que las autoridades públicas puedan promover prácticas más responsables. Gracias al programa LIDO (Listening to the Deep Ocean Environment) de este mismo equipo, ya es posible escuchar en directo los fondos oceánicos de diferentes partes del planeta. El sonido permite generar electricidad suficiente para cargar un dispositivo o batería, de forma que se podría cargar el teléfono móvil simplemente al hacer una llamada. Ya se trabaja en crear dispositivos capaces de generar electricidad para uso doméstico o industrial mediante diferentes fuentes sonoras. Un grupo de investigadores de la universidad de Tokio ha conseguido mantener objetos a flote en el aire, que levitan en perfecta formación, usando el sonido. Las ondas ultrasónicas permiten desafiar a la gravedad, generando el fenómeno de levitación acústica al atrapar a un objeto en el aire entre torrentes de ondas de sonido que pueden, incluso, mover objetos en las tres dimensiones del espacio. Una innovadora tecnología, creada por Disney, permite la transmisión del sonido a través del cuerpo humano. Esta tecnología funciona de la siguiente manera: una persona sujeta un micrófono especial, y habla a través de él; éste transforma el sonido en una señal de alta tensión y baja corriente eléctrica que se trasmite por su cuerpo. Después, al tocar la oreja de una segunda persona, se reproduce el mensaje, amplificado, dentro de su oído. Esto permitirá desarrollar dispositivos de audición de alta tecnología, con potencial aplicación en personas con problemas auditivos. Desde los antiguos egipcios pasando por los griegos, el sonido y el tiempo han estado estrechamente relacionados. Hoy en día, con la ayuda de la ciencia y las nuevas tecnologías, podemos oír el ritmo actual del mundo que nos rodea, en definitiva, de la vida, de una forma jamás soñada. Ojalá seamos capaces de escuchar el mensaje que nos manda la naturaleza para su comprensión y protección.
¿Sabías que ...? Ya se pueden "tocar" los hologramas. Gracias a la tecnología del sonido, se pueden generar vibraciones que recrean la sensación de estar tocando algo. De esta forma, los llamados hologramas hápticos, nos transmiten sensibilidad táctil. Todavía es una tecnología en desarrollo, pero, en un futuro, puede revolucionar la industria del cine y entretenimiento, e incluso la ciencia médica. La resonancia es el fenómeno que se produce cuando un cuerpo en vibración condiciona que otro cuerpo vibre a su misma frecuencia. Esto se puede conseguir con el sonido, y plantea preguntas del estilo: ¿Son capaces nuestras células de sincronizar su vibración? ¿Podemos llegar a vibrar con la misma frecuencia que otra persona? ¿Podemos sentir, pensar, oír, etc, de la misma forma que lo hace otra persona, gracias al sonido? El poder del sonido para controlar de forma sincronizada la función de células, de un órgano, o de un objeto, puede llevarnos a un futuro inimaginable.
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