La física del sonido: de ultrasonidos a infrasonidos, un viaje por las frecuencias que moldean nuestro mundo

Imagina un espectro invisible que envuelve todo lo que nos rodea, desde el susurro de las hojas hasta los rugidos de motores distantes. Este espectro es el sonido, una manifestación física que viaja en ondas a través del aire, el agua y la materia sólida. Pero lo que percibimos con nuestros oídos es solo una fracción diminuta de este universo acústico. Más allá de los límites de nuestra audición, se extienden dos reinos fascinantes: los ultrasonidos y los infrasonidos. Estos dominios, aunque inaudibles para nosotros, desempeñan papeles cruciales en la naturaleza, la tecnología y hasta en nuestra historia colectiva.

El rango audible: nuestro punto de partida

Los seres humanos, en promedio, podemos escuchar frecuencias entre 20 Hz y 20,000 Hz. Este rango, sin embargo, no es estático. Con la edad, la exposición al ruido y factores genéticos, nuestra capacidad para detectar sonidos agudos disminuye. Es por eso que los tonos altos de un grillo o el zumbido de algunos dispositivos electrónicos pueden pasar desapercibidos para adultos mayores. Pero este rango audible es solo el centro de un espectro mucho más amplio.

Ultrasonidos: el mundo de las frecuencias altas

Por encima de los 20,000 Hz, entramos en el territorio de los ultrasonidos. Aquí, las ondas sonoras vibran tan rápido que nuestros oídos no pueden registrarlas. Sin embargo, muchos animales han evolucionado para aprovechar este reino. Los murciélagos, por ejemplo, emiten ultrasonidos que rebotan en objetos y presas, permitiéndoles navegar y cazar en la oscuridad total. Este fenómeno, conocido como ecolocalización, es un prodigio de la evolución que ha inspirado tecnologías humanas como el sonar y los sensores de proximidad.

En medicina, los ultrasonidos han revolucionado el diagnóstico. Las ecografías utilizan ondas de alta frecuencia para crear imágenes de órganos internos, fetos y tejidos sin necesidad de incisiones. Esta tecnología no invasiva ha salvado incontables vidas y ha democratizado el acceso a la salud, permitiendo monitoreos precisos en comunidades remotas. Además, los ultrasonidos se emplean en fisioterapia para tratar lesiones musculares y en odontología para limpiezas profundas.

Infrasonidos: las frecuencias que mueven la Tierra

En el extremo opuesto del espectro, por debajo de los 20 Hz, encontramos los infrasonidos. Estas ondas de baja frecuencia pueden viajar distancias enormes, atravesando montañas y océanos con poca pérdida de energía. Los elefantes, por ejemplo, se comunican mediante infrasonidos que pueden recorrer kilómetros, coordinando movimientos de manada en sabanas extensas. En la naturaleza, los infrasonidos también son generados por terremotos, erupciones volcánicas y tormentas eléctricas, sirviendo como alertas tempranas para animales y, potencialmente, para sistemas de monitoreo humano.

Históricamente, los infrasonidos han estado presentes en eventos catastróficos. El desastre del Apolo 1, que hoy conmemoramos, nos recuerda cómo la física del sonido—en este caso, la propagación del fuego en una atmósfera de oxígeno puro—puede tener consecuencias trágicas cuando se subestima. Aunque no directamente relacionado con infrasonidos, este evento subraya la importancia de entender las propiedades físicas en entornos críticos.

Tecnología y aplicaciones modernas

La intersección entre ultrasonidos, infrasonidos y tecnología es cada vez más profunda. En seguridad, sensores de infrasonido detectan explosiones o pruebas nucleares a distancia, mientras que los ultrasonidos se usan en sistemas de autenticación biométrica, como los lectores de huellas dactilares. En el ámbito doméstico, aspiradoras inteligentes y dispositivos como los de Dreame emplean sensores acústicos para mapear espacios, aunque su enfoque principal sea la visión computarizada.

Recientemente, vulnerabilidades en aplicaciones como WhatsApp han destacado la necesidad de seguridad en comunicaciones, un campo donde el sonido—especialmente en frecuencias no audibles—puede ser explotado para ataques. Esto nos lleva a reflexionar sobre cómo la física del sonido no solo construye, sino que también puede desafiar nuestra privacidad.

Equidad de género en la acústica

La historia de la física del sonido está marcada por contribuciones de mujeres que a menudo han sido opacadas. Por ejemplo, Hertha Ayrton, a principios del siglo XX, investigó las ondas sonoras y sus aplicaciones, allanando el camino para avances en acústica. Hoy, promover la equidad de género en campos como la ingeniería acústica y la investigación científica es crucial para innovar de manera inclusiva. Al diversificar las perspectivas, podemos desarrollar tecnologías que consideren desde cómo los dispositivos médicos afectan diferencialmente a cuerpos diversos, hasta cómo el ruido ambiental impacta desproporcionadamente a comunidades marginadas.

Conclusión: un espectro de posibilidades

Desde los ultrasonidos que salvan vidas en hospitales hasta los infrasonidos que advierten de desastres naturales, la física del sonido es un testimonio de cómo lo invisible moldea nuestro mundo. Al explorar estas frecuencias extremas, no solo ampliamos nuestro conocimiento científico, sino que también encontramos herramientas para construir un futuro más seguro y equitativo. En un momento donde la tecnología avanza a ritmos vertiginosos—desde IA como Gemini hasta cámaras criptográficas como VeraSnap—recordar los fundamentos físicos que sostienen estas innovaciones es más vital que nunca. El sonido, en todas sus frecuencias, sigue siendo una fuerza poderosa que conecta la ciencia, la historia y nuestra humanidad compartida.