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Estudian máquina termoacústica que transforma la luz solar en sonido

Publicado por @Shinji_Harper el martes, 27 noviembre 2012
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Oaxaca, México.- Investigadores del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM, laboran en nuevas aplicaciones del sonido, a partir de los efectos de la acústica física.

“Esta última se refiere a fenómenos en los que un efecto físico genera sonido, como la termoacústica, que es la conversión de calor en ondas de sonido”, señaló Ricardo Ruiz Boullosa, uno de los científicos que conforman el equipo de trabajo.

Ocasionalmente, algunos focos y los transformadores producen un sonido casi imperceptible debido, en parte, a cambios en la temperatura y, en parte, a otros efectos electrónicos.

“Nos ocupamos en ciertas fuentes termoacústicas, a las que les aplicamos una corriente eléctrica alterna que calienta una película metálica muy delgada (de mucho menos de una micra de espesor) que actúa como una resistencia. Esta variación u oscilación en la temperatura hace que el aire que está en contacto con la resistencia se expanda y contraiga repetidamente, lo que genera ondas sonoras”, explicó.

Máquina termoacústica

Los investigadores universitarios trabajan también con una máquina termoacústica que transforma la luz solar en sonido. Está formada por un tubo de vidrio pyrex, que concentra los rayos solares en cierta región llamada foco y por una pieza cerámica, que es un regenerador, y que finalmente es la que produce el efecto termoacústico.

Al oscilar el aire dentro del tubo de vidrio, éste entra en resonancia porque es una cavidad que funciona como un oscilador, de modo similar a una flauta.

“Los rayos solares se concentran en el tubo, y al alcanzar cierta temperatura, el oscilador empieza a funcionar por un efecto de acústica física, se auto regenera y produce ondas sonoras. Es un prototipo que esperamos mejorar”, sostuvo.

Linternas acústicas

Las linternas acústicas son dispositivos con los que se envían haces hacia un punto determinado, por ejemplo, los oídos de una persona o una pared. El individuo escuchará como si trajera audífonos, o si pasa junto a la pared, como si estuviera cerca una bocina.

Las linternas envían haces de luz que, al chocar con una superficie, permiten ver una mancha o círculo de luz. La “mancha” de sonido de una linterna acústica se escucha, de la misma manera que una de luz se observa en cualquier superficie.

“El primero que empleó la denominación de linterna acústica fue un japonés, en 1986. Un nombre que yo uso también es el de bocina virtual, porque ahí no hay nada, pero escuchas algo”, apuntó el investigador.

La linterna produce un haz ultrasónico de 40 mil hertz, muy arriba del sonido que percibimos. Está modulado en amplitud, como las ondas de radio en amplitud modulada.

“Como la onda ultrasónica es muy intensa, se demodula a través del aire; así, lo que escuchamos como sonido es la envolvente de aquélla. Es un proceso no lineal, por eso es un poco difícil de explicar. Demodular significa quitar la modulación a la onda, recuperar la señal de audio”, explicó Ruiz Boullosa.

Al igual que ocurre con todas las ondas, mientras más alta es la frecuencia de las del sonido, más direccionales son, es decir, se pueden dirigir con mayor exactitud, como los apuntadores láser.

El sonido que se genera de una bocina normal es muy difuso, se oye en todos lados, en tanto que un haz ultrasónico es muy enfocado. Precisamente es su direccionalidad lo que se aprovecha en las linternas.

La señal de audio puede salir de una grabadora, una computadora o un iPod; entra en un circuito que genera una onda ultrasónica, la modula y la envía por un amplificador y, posteriormente, por un transductor ultrasónico, un cristalito conectado a un cono. Las vibraciones del cristal se comunican al cono y eso hace que funcione como una bocina en miniatura.

“Las linternas pueden tener muchas aplicaciones. Por ejemplo, en un museo se podría enviar el haz hacia cierto espacio para que la gente escuchara la explicación de lo que se expone. Y al caminar se dejaría de oír”.

También, para medir la absorción acústica de un material que no se puede quitar para llevarlo a un laboratorio. “Por ejemplo, en el caso de un techo, se podrían hacer las mediciones in situ. Una vez que conozco la señal que se manda, mido con un micrófono lo que rebota, analizo, comparo y obtengo el resultado. A una frecuencia absorbe tanto, y a tal, tanto. Esto es muy esquemático, pero en esencia es lo que haríamos”, concluyó.

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