Un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Helsinki, la Universidad Pública de Navarra y la Universidad de Waterloo ha presentado un avance revolucionario al conseguir manipular chispas eléctricas en el aire utilizando ondas ultrasónicas. Su trabajo, publicado el 5 de febrero de 2025 en la revista Science Advances bajo el título "Electric Plasma Guided with Ultrasonic Fields", detalla la técnica y sus aplicaciones potenciales.
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El funcionamiento de esta innovadora técnica se basa en la capacidad del ultrasonido para crear un campo de presión acústica en el aire. Al generar una chispa eléctrica, el aire circundante se calienta, se expande y reduce su densidad. La electricidad, que tiende a moverse en medios de menor densidad, puede ser guiada a través de la manipulación del campo acústico creado por las ondas ultrasónicas.
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En los experimentos realizados, los científicos diseñaron un sistema con dos anillos de emisores ultrasónicos de 360 grados que rodeaban el punto de generación de la chispa producida mediante un transformador Tesla. Al activar el ultrasonido, observaron cómo la chispa, usualmente aleatoria y de forma arbórea, se dirigía a una línea única, posibilitando su control ajustando la inclinación e intensidad de los emisores ultrasónicos.
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Entre los resultados más significativos destaca la capacidad de guiar las chispas con una velocidad de conmutación de hasta 100 milisegundos. Esto permitió dirigirlas hacia materiales conductores como papel de aluminio y grafito, así como hacia superficies no conductoras como papel común y acrílico. Además, el uso de ultrasonido puede reducir el voltaje de ruptura hasta en 4091 V/cm al calentar el aire a 70°C, facilitando su desplazamiento en comparación con el aire a una temperatura ambiente de 25°C.

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El trabajo resalta la frecuencia de operación de la chispa en 2.4 MHz con modulación de amplitud entre 50 Hz y 5 kHz, y presiones ultrasónicas de hasta 1500 pascales, que son las responsables de moldear la trayectoria del plasma eléctrico.

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Este hallazgo tiene implicaciones destacadas. Podría utilizarse en aplicaciones prácticas que van desde la activación selectiva de circuitos inalámbricos hasta procedimientos biológicos. También se vislumbra su aprovechamiento en controles táctiles mediante estímulos dirigidos, como posibles sistemas de Braille sin contacto.

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El equipo, liderado por científicos como Josu Irisarri, Iñigo Ezcurdia, Naroa Iriarte y Marika Sirkka, subraya que esta técnica representa un avance significativo frente a los métodos tradicionales que emplean láseres para guiar descargas eléctricas. Al ser más segura y accesible, esta innovación podría revolucionar el futuro de las ciencias atmosféricas, el diseño de circuitos y otras disciplinas tecnológicas.