Autores:
Jonathan Cascales AmatWyon Edwuard George Sandells
Miriam Savenije Peñalver
Arturo Antón Carreras
1º Se empieza con una pequeña introducción teórica a las ondas en gases, a pesar de no poderlas ver, las podemos oir, y vamos a demostrar que pueden interaccionar con objetos de más densidad y mantenerlos suspendidos.
2º Continuamos con el montaje de la cuerda de algodón unida al motor y la polea. Al hacerla girar se puede hacer referencias a conceptos como frecuencia, longitud de onda,…. De este manera el público puede visualizar fácilmente estos conceptos abstractos.
3º Cambiando la longitud de la cuerda se producen nodos que serán los lugares donde los objetos queden atrapados y leviten.
4º Se pasa a la explicación del levitador acústico, consistente en una serie de transductores (altavoces) que emiten en una determinada frecuencia, generando múltiples nodos en los que quedarán atrapados diferentes objetos de pequeña masa. Pequeñas bolas de poliestireno, gotas de agua,…
5º Se colocan los objetos con ayuda de una pinza y se mueve todo el conjunto para demostrar que se pueden movilizar sin necesidad de contacto físico con los mismos, pasando a detallar algunas de las aplicaciones prácticas como manipulación de células, nuevas aleaciones de metales,…
6º Con la ayuda de hielo seco, el gas queda atrapado en las diferentes ondas y se pueden visualizar en su conjunto.
¿Qué se pretende demostrar?
Para los alumnos el concepto de onda es algo abstracto y difícil de comprender. Para intentar acercar este concepto a los alumnos, se les propuso que, siguiendo las instrucciones un equipo de ingenieros de la Universidad de Bristol, mediante el uso de un microprocesador de Arduino, pequeños transductores y la impresión 3D, construyeron su propio levitador acústico. De este modo los alumnos son capaces de explicar concepto y propiedades de las ondas (Amplitud, frecuencia, longitud de onda) y las interacciones entre diferentes ondas (nodos) a los visitantes y a otros alumnos. Mediante el uso de hielo seco se pueden visualizar estas ondas y hacer flotar pequeños objetos de poliestireno, lo que supone un elemento motivador muy importante. Finalmente explican las posibles aplicaciones de este tipo de aparatos en diversos campos análisis sanguíneos, dinámica de fluidos, crecimiento de cristales,…
Dirigido a:
- Gran Público
- Primaria
- Secundaria
Materiales necesarios:
- 72 transductores de 10 mm y 40 Khz
- 1 placa arduino nano
- 1x L298N Dual Motor Drive Board
- Fuente de alimentación de 7 voltios.
- Soldador y estaño.
- Impresora 3d para el soporte de los altavoces.
- Motor eléctrico DC 1,5 – 6 V.
- Cuerda de algodón de 1 metro.
- Poleas
Un modelo más sencillo se puede construir con un transductor más grande y una placa de cristal, de modo que las ondas reboten en el mismo y se consiga un efecto similar.
Riesgos:
- En caso de utilizar hielo seco es necesario hacer hincapié en no tocarlo directamente puede producir quemaduras.
- Al ser CO2 es necesario ventilar el recinto adecuadamente.
- Si no se utiliza hielo seco no hay riesgos destacables.
Enlaces:
https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.4989995
https://www.instructables.com/id/Acoustic-Levitator/
Para saber más:
Observaciones:
Se recomienda dejar al público colocar las bolas de poliexpan en el levitador acústico.
Galería de imágenes:
