El Terfenol-D y las paredes musicales

Actualmente la física de materiales está revolucionando el mundo de una forma sorprendente, posibilitando la creación de materiales o aplicaciones que parecen sacados de la ciencia ficción, más que del mundo real. El protagonista de hoy es un material de lo más sorprendente que recibe el nombre de terfenol-D.

El terfenol-D se trata de una aleación de tres elementos químicos: Terbio, Disprosio e Hierro. Fue desarrollado por el Naval Ordnance Laboratory (algo así como el laboratorio de artillería naval) de los Estados Unidos allá por los años 70, pero no ha sido hasta nuestros días cuando se ha empezado a aplicar en el mundo cotidiano. Actualmente la empresa FeONIC, perteneciente a la Universidad de Hull, se encarga del desarrollo y creación de aplicaciones derivadas del terfenol-D, destacando sin duda la tecnología conocida como Whispering Window®. Y como su nombre bien indica, las Whispering Window® (ventanas susurrantes) son precisamente eso, ventanas que pueden “hablar” ya que funcionan como altavoces.

http://www.youtube.com/watch?v=8X1enWrX8UY

Un altavoz convencional tiene la limitación de que es direccional, es decir el sonido se propaga formando un cono que avanza en una única dirección. Por eso, cuando nos colocamos en el lateral o en la parte trasera del mismo escuchamos el sonido más débil que cuando nos colocamos justo enfrente de él. Con las Whispering Window® este problema desaparece, ya que tenemos que todo un cristal, o incluso una pared, funciona como altavoz.

Estoy seguro de que ahora os preguntaréis: ¿cómo puede ser esto posible? La respuesta está en una propiedad física de los materiales llamada magnetostricción. Consiste básicamente en que los materiales experimentan una variación en su longitud al aplicarles un campo magnético. Generalmente esta variación es muy pequeña, del orden de unas pocas partes por millón, pero en el caso del terfenol-D, tenemos una variación que llega a las 2000 partes por millón. Es decir, varía su longitud más de mil veces más que los materiales convencionales.

Esta propiedad tan significativa del terfenol-D le permite funcionar perfectamente como transductor magnetostrictivo y convertir un campo magnético aplicado sobre él en una variación de longitud, que provoca a su vez una vibración en el aire que da lugar al sonido. Este es básicamente su funcionamiento, que se puede aplicar también en muchos otros instrumentos como el sónar, que muy probablemente fuera la aplicación que los Estados Unidos trataban de optimizar en las investigaciones de los años 70 que os comentaba más arriba.

Así pues, utilizando terfenol-D y un pequeño dispositivo llamado SoundBug, también desarrollado por FeONIC, es posible convertir un enorme cristal o una pared en un altavoz perfectamente funcional. En el siguiente vídeo podéis ver un estudio que se hizo en 2003 en una tienda londinense para ver si realmente la gente quedaba sorprendida al pasar por delante de un escaparate con Whispering Window®. Actualmente las tiendas más fashion ya están utilizando esta tecnología para promociones puntuales o de forma fija en sus escaparates.

http://www.youtube.com/watch?v=o9VFIQZagmo

Sin duda estamos ante el futuro de los altavoces y los escaparates, y no me resulta extraño que en los próximos años, en cuanto el coste de esta tecnología disminuya, comiencen a verse de forma natural en todos los comercios. Eso sí, esperemos que no sean demasiado ruidosos o agobiantes para los viandantes que vayamos tranquilamente por la calle.

Curiosidad 1. La palabra terfenol-D se formó de las siglas de los elementos químicos que lo componen y el laboratorio que lo desarrolló. Es decir: ter- (de terbio), -fe- (de hierro), -nol- (de las iniciales de Naval Ordnance Laboratory), -D (de disprosio).

Curiosidad 2. El fenómeno de la magnetostricción es el responsable de que los transformadores eléctricos y los dispositivos de alta potencia emitan un zumbido muy particular.

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