updated 7:04 PM CEST, Jul 16, 2018

Dispositivo podría hacer que los objetos subacuáticos parezcan invisibles para el sonar

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dispositivo invisible al sonar

El "metamaterial" inteligente obliga a las ondas sonoras a extender su energía alrededor del objeto

Suena como el tipo de tecnología que tendría un villano de Bond, pero los científicos han desarrollado una "capa de invisibilidad" subacuática acústica.

El dispositivo hace que las ondas sonoras se dispersen alrededor de un objeto, lo que lo hace invisible para la detección por el sonar.

Para lograr esto, los investigadores usaron un material "inteligente" con propiedades especiales, explicando su trabajo en una importante reunión científica en Minneapolis, EE. UU.

Cuando un barco envía una señal para detectar objetos en el océano o para mapear el fondo del mar, la señal rebota de una manera que hace que parezca como si el objeto no estuviera allí.

Amanda Hanford y su equipo en la Universidad Estatal de Pensilvania en State College diseñaron una pirámide de 90 cm (3 pies) con placas de acero perforadas que podría hacer precisamente eso.

El "metamaterial" inteligente que desarrollaron para su uso en el "manto" obliga a las ondas sonoras a extender su energía alrededor del objeto, lo que hace que sea indetectable para los sensores subacuáticos.

Los metamateriales están hechos de materiales compuestos, como metales o plásticos, y tienen estructuras que les otorgan nuevas propiedades (ver a continuación).

La estructura se colocó en un tanque y los investigadores dirigieron ondas de sonido entre 7.000 y 12.000 Hz. Varios receptores fueron configurados para registrar las ondas reflejadas.

Usos potenciales

Las ondas reflejadas desde el metamaterial estaban en la misma "fase" que las ondas reflejadas desde el fondo del tanque, donde estaba asentada la estructura.

Si pensamos que las olas tienen picos y valles, las ondas que están en fase están dispuestas de modo que los picos de ondas múltiples se sincronizan entre sí. Esto hizo que el objeto fuera efectivamente "invisible" para los instrumentos de detección.

"Estos materiales parecen un concepto totalmente abstracto, pero las matemáticas nos muestran que estas propiedades son posibles", explicó la Dra. Hanford.

"Entonces, estamos trabajando para abrir las compuertas para ver qué podemos crear con estos materiales".

Tradicionalmente, la investigación se llevó a cabo para desarrollar metamateriales que ocultan objetos en el aire, pero el factor añadido de agua lleva el desafío un paso más allá. Esto se debe a que el agua es más densa que el aire, lo que hace que sea más difícil de comprimir.

Estos materiales podrían usarse potencialmente en aplicaciones del mundo real, como materiales acústicos para amortiguar el sonido y parecer invisibles bajo el agua.

¿Qué es el sonar?

Sonar significa SOund Navigation and Ranging.

sonar de un delfínEs un método que se usa para detectar objetos bajo el agua o para mapear el fondo del mar. Las ondas sonoras se emiten desde un barco o submarino y se reflejan en los alrededores permitiendo la detección de arrecifes, vida marina y otros buques. Esta información se usa para comunicarse o disuadir a otros objetos.

Este estilo de ecolocación submarina se inspiró en murciélagos y delfines.

¿Qué es un metamaterial?

Los metamateriales tienen a menudo propiedades que no se encuentran en la naturaleza. Están hechos de materiales compuestos, como metales o plásticos, que están dispuestos en estructuras geométricas, dándoles interesantes propiedades.

Se pueden usar para manipular ondas electromagnéticas y de sonido de maneras que van más allá de lo que es posible con los materiales convencionales.

Artículo científico: Coupled FE/BE for periodic acoustic systems [PDF]

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