El manto de invisibilidad con forma de pirámide del Pentágono
Cualquier objeto cubierto por esta capa tridimensional contra las ondas acústicas pasa desapercibido para el sónar y los radares.
Con poco más que unas cuantas hojas
perforadas de plástico y una asombrosa cantidad de cálculos numéricos,
ingenieros de la Universidad de Duke, con financiación del Pentágono,
han fabricado una nueva capa de invisibilidad acústica tridimensional.
El nuevo dispositivo desvía las ondas de sonido para crear la impresión
de que tanto el manto como lo que hay debajo no están allí.
El dispositivo de camuflaje acústico
funciona en las tres dimensiones, no importa en qué dirección viene el
sonido, ni dónde se encuentra el observador, y tiene potencial para
futuras aplicaciones, como evitar el sónar y la acústica arquitectónica.
El estudio aparece en Nature Materials.
“El truco especial que estamos haciendo
es esconder un objeto de ondas de sonido”, dice Steven Cummer, profesor
de Ingeniería Eléctrica e Informática en la Universidad de Duke. “Al
colocar esta capa alrededor de un objeto, las ondas sonoras se comportan
como si no hubiera más que una superficie plana en su camino”, explica.
Para lograr este nuevo truco, Cummer y
sus colegas se centraron en el desarrollo de metamateriales: la
combinación de materiales naturales en patrones de repetición para
lograr propiedades no naturales.
En el caso de la nueva capa acústica,
los materiales que manipulan el comportamiento de las ondas sonoras son
simplemente plástico y aire. Una vez construido, el dispositivo se
parece a varias placas de plástico con un patrón de repetición de
agujeros que asoman a través de ellos apilados uno encima del otro para
formar una especie de pirámide.
Para dar la impresión de que no está
allí, el manto debe alterar la trayectoria de las ondas sónicas para que
coincida con lo que se vería como si se hubieran reflejado en una
superficie plana. Debido a que el sonido no está llegando a la
superficie que hay debajo, se desplaza a una distancia más corta y su
velocidad debe ser frenada para compensar.
Para probar el dispositivo de
camuflaje, los investigadores cubrieron una pequeña esfera con la capa y
la sometieron a un sonido metálico con ráfagas cortas de sonido desde
varios ángulos. Usando un micrófono, analizaron cómo las ondas
respondían y produjeron imágenes de cómo se movían por el aire.
Aplicaciones militares
Cummer y su equipo compararon estas
imágenes a las creadas tanto con una superficie plana sin obstáculos y
con una esfera no oculta bloqueando su camino. Los resultados muestran
claramente que el dispositivo de camuflaje hace que parezca como si las
ondas sonoras fuesen reflejadas por una superficie vacía.
Este experto cree que la técnica tiene
varias aplicaciones comerciales potenciales, como el diseño de
auditorios con control o corrección acústico.
“Llevamos a cabo nuestras pruebas en el
aire, pero las ondas sonoras se comportan de manera similar bajo el
agua, por lo que una posible utilización obvia es evitar el sónar”,
añadió. Cummer. Precisamente, la investigación fue apoyada por
subvenciones de la Iniciativa de Investigación Multidisciplinaria de la
Universidad de la Oficina de Investigación Naval y de la Oficina de
Investigación del Ejército.
El pasado año, investigadores
valencianos diseñaron el primer “manto de invisibilidad acústica”
tridimensional del mundo, a partir de anillos de material plástico que
rodean al objeto encubierto e impiden que traspasen las ondas acústicas.
