Científicos de la UNAM desarrollan trampa ultrasónica para levitar e investigar insectos sin causarles daño
El dispositivo, diseñado por investigadores del Instituto de Ciencias Físicas, utiliza ondas acústicas de alta intensidad para inmovilizar organismos vivos de geometría compleja y fue exportado a Francia.
Por Luis Moreno
Un equipo de científicos del Instituto de Ciencias Físicas (ICF) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Morelos, logró el desarrollo de una innovadora trampa acústica capaz de apresar y hacer levitar insectos vivos, como moscas y abejas, mediante el uso de ondas ultrasónicas de alta intensidad. Este sistema, imperceptible tanto para el oído humano como para los ejemplares capturados, permite analizar la percepción y el comportamiento de los organismos sin generarles ningún tipo de daño físico ni alterar sus respuestas naturales.
El proyecto, liderado por el físico Víctor Ulises Lev Contreras Loera en el Laboratorio de Óptica y Acústica de la institución, se fundamenta en la manipulación de campos acústicos para inmovilizar cuerpos en el aire. El dispositivo consta de dos estructuras enfrentadas que configuran una cavidad específica. En este espacio, la emisión enfocada de frecuencias ultrasónicas genera ondas estacionarias, las cuales tienen la particularidad de mantener suspendidos diversos materiales y organismos.
Contreras Loera detalló que el principio físico detrás de esta tecnología es la interferencia de ondas que se propagan en sentidos contrarios dentro del aire. Este proceso altera la amplitud de la presión ambiental, creando puntos estables denominados «nodos de presión», que es donde los objetos quedan suspendidos. «Nuestro trabajo aprovecha una condición física muy específica llamada resonancia, en la cual la amplitud de la onda es máxima», puntualizó el especialista.
Para generar este entorno, el equipo universitario implementó arreglos de pequeñas bocinas configuradas de manera milimétrica para que las ondas emitidas y reflejadas interfieran de forma eficiente. El sistema concentra la mayor intensidad acústica en el centro geométrico de la trampa. A diferencia de otros laboratorios a nivel mundial que solo habían conseguido levitar objetos de geometrías regulares y simples como esferas, el grupo del ICF consiguió descifrar la estabilización de cuerpos irregulares.
“Hacerlo con un insecto de manera estable es un reto debido a su geometría irregular. Para lograrlo jugamos con la intensidad y con la fase de las ondas acústicas, generando una onda estacionaria más compleja capaz de capturar cosas alargadas sin que se desestabilicen o roten”, apuntó el investigador respecto al desarrollo, el cual ha requerido seis años de perfeccionamiento.
La utilidad práctica de este desarrollo captó la atención de la comunidad científica internacional. En 2022, investigadores de la Universidad de Aix-Marsella, en Francia, establecieron contacto con el laboratorio mexicano para incorporar estos levitadores en sus proyectos. El propósito principal era sustituir los métodos de atado tradicionales que emplean ceras o pegamentos químicos para inmovilizar a los insectos durante las pruebas de laboratorio, procedimientos que suelen alterar el comportamiento biológico del espécimen o lastimarlo.
El uso de ultrasonido solventa esta problemática al asegurar un aislamiento sin contacto físico. Los científicos optaron por trabajar con una frecuencia de 40 kilohertz (kHz), situándose muy por encima del rango audible de los seres humanos y de la mayoría de los animales (comprendido entre los 20 hertz y los 20 kilohertz). De acuerdo con Contreras Loera, emplear frecuencias dentro del espectro audible habría resultado inviable y altamente nocivo, equivaliendo al ruido emitido por la turbina de un avión comercial.
Los dispositivos manufacturados en Cuernavaca, Morelos, fueron enviados a territorio francés, dando inicio a una colaboración a distancia que se ha extendido por tres años. Esta sinergia científica se enfocó en evaluar aspectos estadísticos y de caída libre en las denominadas «moscas de las flores» (ejemplares con similitudes morfológicas a las abejas). Los resultados derivados de este estudio multidisciplinario fueron publicados recientemente en la revista científica internacional Annals of the New York Academy of Sciences.
