Lorenzo Sanchis és Tècnic Superior a la Unitat de Materials i Dispositius Optoelectrònics (UMDO) de l’Institut de Ciència dels Materials de la Universitat de València. Ha coordinat la investigació que ha desenvolupat el primer mantell de invisibilitat acústica a cossos tridimensionals, concretament una esfera. És a dir, allò que s’aconsegueix és que els objectes siguen impermeables a les ones sonores, de manera que aquestes siguen desviades pel seu voltant. L’experiment s’ha dut a terme conjuntament per científics de la pròpia Universitat de València (disseny teòric de la capa d’invisibilitat) i la Universitat Politècnica de València (comprovació experimental). En una línia similar, Sanchis també va participar al desenvolupament d’una lent acústica capaç de dirigir el so a un punt concret, ferramenta que, en ser perfeccionada, podria tenir aplicacions interessants per combatre la contaminació acústica. Proper i un poc tímid, aquest físic no pot ocultar el seu nerviosisme: «És la primera vegada que em fan una entrevista», confessa.
Segons publiqueu al vostre article1, ja s’havien fet prèviament experiments orientats a aconseguir el camuflatge acústic de cossos. Quina novetat aporta la vostra investigació? És la primera vegada que s’ha demostrat experimentalment a nivell mundial a un cos tridimensional, una esfera. Però som responsables també d’una publicació anterior a aquesta on expliquem com vam aconseguir camuflar un objecte bidimensional.
Quin va ser el punt de partida que va dur-vos a voler millorar el sistema? Cal tenir en compte que vivim a un món tridimensional. Si volíem aconseguir aplicacions pràctiques a partir de la troballa anterior, havia de ser efectiva en 3D. L’origen de la investigació es troba a un estudi que vam realitzar sobre lents acústiques, que desvien la trajectòria del so a voluntat. De la mateixa manera que quan posem una lupa al sol aconseguim un punt brillant, amb aquesta lent podem fer que les ones sonores es concentren en un punt en concret, com un material absorbent, i així eliminar-lo.
De què es composa i com funciona el mecanisme d’invisibilitat? Per tal de ser precisos, hauríem de matissar: en lloc d’«invisibilitat», que és un terme que hem pres d’allò que entenem per percepció lluminosa, seria més adequat parlar d’«indetectabilitat». Les ones sonores reboten als cossos, i nosaltres hem aconseguit anul·lar aquest fenomen, de manera que el so passa a través de l’objecte com si aquest no estiguera. Per això diem que és indetectable acústicament. El cos en que es basa l’experimentació és una esfera envoltada per 60 anells de plàstic, i a la Universitat de València s’ha calculat quin radi havien de tindre per a que funcionés i la seua posició respecte de l’esfera. Per aconseguir-ho hem utilitzat un programa informàtic propi d’optimització basat en algoritmes genètics. A diferència d’altres grups d’investigació on s’ha intentat sense èxit basant-se en els materials utilitzats (metamaterials) nosaltres ens hem basat en l’estructura i hem utilitzat un material convencional com és el plàstic.
Què és un algoritme genètic? Es basen en les lleis d’evolució de les espècies que va formular Darwin: sols sobreviuen aquells individus més aptes, els quals són capaços de transmetre la seua herència genètica a les futures generacions. En aquest sentit, el nostre programa va evolucionant fins que troba un «individu» que fa allò que nosaltres volem que faça: no dispersar les ones sonores.
Quant poden durar els càlculs per aconseguir aquest efecte? Hem necessitat un «súper ordinador» que treballa en paral·lel, fet que significa que hem utilitzat fins a 48 microprocessadors treballant a la vegada. Fa falta molta potència de càlcul per trobar un individu «apte» entre tantes generacions. Malgrat tot, han sigut necessaris cinc dies de càlcul intensiu per obtenir el mantell d’invisibilitat de l’esfera escollida.
Açò fa vint anys hi hagués estat impensable… Clar. És com si agafes 48 ordinadors i els poses a treballar al mateix temps durant cinc dies sencers.
«No veig viable envoltar un submarí d’anells, deixaria de ser aerodinàmic»
Amb quina tipologia i grandària d’objecte funciona el mantell d’invisibilitat fins a la data? L’esfera amb la qual hem treballat mesura quatre centímetres de radi, però en realitat la grandària del cos no és important. La capa d’invisibilitat pot ser més gran o més xicoteta, però allò que conta es la seua estructura i per a això ha de tenir-se en compte la longitud d’ona o freqüència sonora que es vulga treballar. Vam escollir l’esfera perquè és l’objecte tridimensional més simple que existeix. En el futur buscarem l’èxit en altres cossos més complexos.
Una de les possibles aplicacions del mantell d’invisibilitat podria orientar-se a combatre la contaminació acústica de l’ambient? Per descomptat. De fet, és la línia en què s’han orientat les investigacions a la Universitat de València. No obstant, les aplicacions de la invisibilitat pròpiament dita no estan encara molt clares, per això ens centrem en el concepte de lent acústica, que té més tiró a curt termini. El nostre plantejament és desviar els raigs sonors per a concentrar-los en punts concrets i destruir-los, es a dir, transformar-los en calor que ja no molesta. Seria una manera d’«absorbir» la contaminació.
Seria útil a aeroports? El problema que té la contaminació acústica és que les ones s’expandeixen molt fàcilment, per la qual cosa s’han de buscar zones concretes on siga útil aquesta ferramenta. A més, l’oïda humana percep distintes freqüències al mateix temps. A un aeroport el so es troba molt poc localitzat, i no pots omplir de lents acústiques tots els racons. Tal vegada en el futur es puga pensar una estructura pràctica per aconseguir-ho, però de moment estem centrats en experimentar amb punts determinats, com per exemple sistemes de extracció d’aire condicionat.
Però aleshores, quin és el potencial futur que podria esperar-se d’una troballa com la capa d’invisibilitat? Nosaltres hem llançat la idea i la deixem ací, ara esperem que un altre grup puga desenvolupar-la i aplicar-la a casos pràctics concrets. El que fem ací és ciència bàsica: creem una idea que desprès es desenvolupada per enginyers i altres especialistes. També cal tenir en compte que per a això fa falta inversió. L’inconvenient que se’ns presenta ara mateix és que els dispositius que hem dissenyat són efectius a una freqüència sonora determinada. A la contaminació acústica conviuen moltes freqüències, per això en un futur tractarem de desenvolupar mecanismes més útils que abasten més intervals de freqüències. Açò pot aconseguir-se mitjançant estructures més complexes, però evidentment li restaria pragmatisme.
Podria aplicar-se a submarins i bucs de guerra, de manera que siguen indetectables per un sonar? En aquest sentit existeix una falsa creença divulgada pels periodistes. Un submarí ha de ser aerodinàmic abans que invisible. Per ara és impossible ajuntar ambdós conceptes en la seua estructura. Imagina’t, un submarí envoltat d’anells… No ho veig viable. En un futur no et dic que no, però ara preferim centrar-nos a aplicacions més útils i immediates. Per exemple, una idea que se m’ocorre és dissenyar material quirúrgic invisible per a ecografies que no destorbe la visió dels òrgans que volem operar.
La investigació està finançada pel Ministeri d’Economia i Competitivitat. No obstant, l’any passat el Govern de Mariano Rajoy va decretar una reducció de 600 milions d’euros al pressupost destinat a la ciència. Quina opinió té d’això? Les retallades estan afectant la recerca en física? Sense anar més lluny, jo mateix estic en l’atur, perquè quan va finalitzar el meu contracte amb el Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) no vaig poder renovar-lo perquè no n’eixiren més. Però jo no puc deixar d’investigar perquè la ciència evoluciona molt ràpid i s’ha d’estar al dia. A banda, com que sóc teòric, puc treballar des de casa, per la qual cosa realment el lloc no importa massa. Malgrat tot, allò més greu ací és que l’Estat m’ha finançat una investigació durant deu anys aproximadament, i quan obtinc un resultat que pot tindre aplicabilitat i generar riquesa a nivell nacional, es talla la inversió. El que passa a Espanya és de ser curt de mires.
S’ha plantejat continuar desenvolupant la seua activitat científica a l’estranger? Clar, jo he de menjar. Però és una llàstima que siguen altres els que s’aprofiten dels avanços que s’han aconseguit amb la inversió de l’Estat: s’ha gastat diners en la meua formació científica i en els anys de recerca que m’han subvencionat.
1.Sanchis, L. et al., 2013. «Three-Dimensional Axisymetric Cloac Based on the Cancellation of Acoustic Scattering from a Sphere». Physical Review Letters, 110(12): 124301. DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.124301 (Tornar al text)
© Laura Garsando 
© Laura Garsando
