Las chispas eléctricas parecen tener voluntad propia. Si alguna vez has visto un relámpago en el cielo o la chispa de un encendedor, sabes que su recorrido es impredecible. Pero, ¿y si pudiéramos controlarlas con precisión, guiándolas a través del aire sin necesidad de cables? Un equipo de investigadores ha logrado hacer justamente eso: conducir electricidad a través del aire utilizando ondas de ultrasonido. Un hito para recoger en la historia de la electricidad.
El hallazgo, publicado en Science Advances, demuestra que las chispas de plasma pueden ser dirigidas de manera precisa utilizando ondas ultrasónicas, incluso rodeando obstáculos o impactando en puntos específicos. “Observamos este fenómeno hace más de un año, pero nos llevó meses controlarlo y aún más tiempo encontrar una explicación”, explica el investigador principal Asier Marzo, de la Universidad Pública de Navarra.
Controlando chispas eléctricas con sonido
El estudio revela que el mecanismo detrás de esta técnica radica en el comportamiento del aire caliente. Cuando una chispa eléctrica se genera, calienta el aire a su alrededor, haciéndolo menos denso. Las ondas ultrasónicas pueden empujar esta burbuja de aire caliente hacia regiones específicas, y como la chispa siempre prefiere el camino de menor resistencia, se desplaza siguiendo esas zonas guiadas por el sonido.
Hasta ahora, el único método para controlar chispas eléctricas en el aire era utilizando potentes láseres, lo que requería equipos costosos, riesgos para la vista y una sincronización precisa. En cambio, el sistema basado en ultrasonidos es más seguro, económico y puede operar de manera continua.
Un “cable” invisible de electricidad
Una de las demostraciones más sorprendentes del experimento fue la capacidad de guiar una chispa de 4 cm alrededor de un obstáculo. “El nivel de control que hemos logrado nos permite dirigir la chispa incluso en materiales no conductores”, comenta Ari Salmi, de la Universidad de Helsinki.
Esto abre la puerta a aplicaciones innovadoras. Desde encender dispositivos electrónicos de manera selectiva hasta mejorar tratamientos con plasma para matar bacterias, este avance podría revolucionar el uso de descargas eléctricas. Además, se ha propuesto su uso en pantallas táctiles sin contacto e incluso en la creación de un sistema de Braille sin necesidad de tocar una superficie.
¿Cómo se genera y guía la chispa?
Para crear la chispa eléctrica, los investigadores usaron una bobina de Tesla que generaba un plasma con una frecuencia portadora de 2,3 MHz. El ultrasonido, en cambio, se producía con una matriz de emisores operando a 40 kHz, organizados en anillos concéntricos.
El proceso de control de la chispa se logró de dos maneras:
- Mediante inclinación mecánica, rotando físicamente los emisores ultrasónicos.
- Por control electrónico, ajustando la emisión de los transductores para modificar la trayectoria del ultrasonido.
Este último método fue el más efectivo, permitiendo cambiar la dirección de la chispa en cuestión de milisegundos, con una precisión milimétrica.
¿Para qué queremos guiar la electricidad con ultrasonidos?
El uso de plasma guiado por ultrasonido podría transformar sectores clave como la medicina, la robótica y la electrónica. En experimentos, los investigadores lograron dirigir la chispa sobre distintos materiales, incluidos acrílico, papel y aluminio. Esta versatilidad sugiere que podría aplicarse en procesos industriales como la soldadura y la fabricación de circuitos electrónicos.
Otra posible aplicación es en el campo de la biomedicina. El plasma ya se usa para desinfectar superficies y tratar heridas, pero su control ha sido limitado. Con este nuevo método, podrían dirigirse chispas de plasma con precisión quirúrgica, evitando daños innecesarios en tejidos sanos.
En la interacción hombre-máquina, los investigadores han sugerido que estas chispas podrían utilizarse para generar sensaciones táctiles en la piel sin necesidad de contacto. Esto permitiría el desarrollo de interfaces hápticas avanzadas, mejorando la experiencia en realidad virtual y dispositivos de accesibilidad.
Un descubrimiento con potencial revolucionario
Este avance marca un antes y un después en el uso de descargas eléctricas. “Logramos un control preciso de las chispas, lo que permite utilizarlas en una gran variedad de aplicaciones”, señala Salmi.
El hecho de que las chispas puedan ser guiadas de forma segura y eficiente sin necesidad de cables o láseres peligrosos abre un abanico de posibilidades tecnológicas. La electricidad sin cables podría estar más cerca de lo que imaginamos.
Referencias
- Irisarri, J., Ezcurdia, I., Iriarte, N., Sirkka, M., Nikolaev, D., Mäkinen, J., Martinez-Marchese, A., Iablonskyi, D., Salmi, A., & Marzo, A. (2025). Electric plasma guided with ultrasonic fields. Science Advances, 11, eadp0686. DOI: 10.1126/sciadv.adp0686.
Cortesía de Muy Interesante
Dejanos un comentario: