La revolución del ultrasonido, las tecnologías y los usos

La revolución del ultrasonido, las tecnologías y los usos

Las capacidades tecnológicas de larga data de ultrasonido están en constante evolución, y su uso constante es el futuro de la ciencia moderna.

Estas olas, inaudibles para el oído humano pero que sin embargo nos rodean permanentemente, podrían representar el futuro de la ciencia y la tecnología.

Desde los sistemas telefónicos hasta la medicina, y dependiendo del rango de frecuencia considerado, el ultrasonido tiene el poder de causar cambios físicos y químicos en los materiales, o para determinar las características de un medio por el que pasa.

La revolución del ultrasonido está presente en nuestras vidas, pero ¿cómo su uso cambia nuestras vidas diarias?

Historia de la ecografía

Fue Lazzaro Spallanzani quien sospechó por primera vez la existencia de ultrasonido en 1794.

Posteriormente fue descubierto por el fisiólogo inglés Francis Galton en 1883.

inventor del ultrasonido Francis Galton
El ultrasonido fue descubierto por Francis Galton, un erudito británico del siglo XIX – Crédito de la foto: massivesci.com

El físico francés Paul Langevin inventó el triplete de Langevin.

Su primer trabajo, que data del final de la Primera Guerra Mundial, se basó en técnicas de producción de ultrasonido para SONAR.

Parte de este trabajo condujo rápidamente a aplicaciones en el campo de la supervisión médica y el diagnóstico.

Las aplicaciones industriales y los usos del ultrasonido aparecieron a finales de la década de 1950.

Fue también en este momento cuando muchos laboratorios demostraron la extrema diversidad de aplicaciones de ultrasonido.

En la década de 1980, el rápido desarrollo de las técnicas de modelado permitió un avance significativo en la comprensión de esta tecnología.

Definición de ultrasonido: ondas que son elástico y la frecuencia

El ultrasonido se compone de ondas elásticas cuya frecuencia está entre aproximadamente 16 kHz y varios cientos de megahertz.

Estas ondas sonoras se producen convirtiendo energu eléctrico, llevado por corrientes alternas de alta frecuencia, en energía mecánica.Su frecuencia es demasiado alta para ser audible al oído humano.

En estas frecuencias muy altas, el ultrasonido es el equivalente de un rayo láser para las ondas de luz: es muy preciso y potente porque consiste en ondas sonoras muy concentradas.

Hay tres tipos de transmisores de nivel ultrasónicos:

  • Generadores piezoeléctricos compuestos por láminas de cuarzo pegadas entre dos discos de acero. Cuando una corriente alterna fluye a través de los discos, las cuchillas se deforman a la misma frecuencia que la tensión aplicada;

  • Los transmisores de nivel magnetostrictivo actúan sobre la variación de las dimensiones de un cuerpo ferromagnético si se coloca en un campo magnético variable;

  • Transmisores de nivel electrorestrictivos, que juegan con la variación de las dimensiones de ciertas cerámicas cuando se colocan en un campo eléctrico variable.

Las diferentes aplicaciones de las ondas ultrasónicas

El rendimiento de los equipos vinculados a los avances en la electrónica de hoy ofrece nuevas perspectivas para el uso de ultrasonido en la industria y el campo médico.

El ultrasonido se clasifica en dos categorías principales:

  • Ultrasonido de baja potencia para diagnóstico, medición y supervisión,

  • Ultrasonido de alta potencia considerado como tal cuando provoca un cambio en el medio en el que circula (acciones mecánicas, térmicas o químicas).
ultrasonido ultrasónico
Imagen de la actividad cerebral de la rata obtenida por ultrasonido ultrarrápido. Las regiones activadas son de color ( de bajo en rojo oscuro a alto en amarillo claro ). La resolución espacial es de 0,1 milímetros en el plano de la imagen y 0,2 milímetros en la dirección perpendicular – Crédito de la foto: twitter.com

Algunas aplicaciones y usos del ultrasonido:

  • Salud médica y diagnósticos: terapias como la termoterapia con ultrasonido focalizado.

  • Biología y química: el uso de ultrasonidos en la sonicación para separar las membranas celulares, para limpiar o desinfectar el equipo con un sonicador.

  • Agricultura: uso de ondas por vibración (nebulización) del agua, que se convierte en aerosol y alimenta el sistema radicular y el oxígeno.

  • En teledetección, para sonar ( acrónimo de navegación sonora y alcance), que es un aparato que utiliza las propiedades particulares de la propagación del sonido en el agua para detectar y localizar objetos bajo el agua.

  • Industrias: metalurgia en ensayos no destructivos de materiales, para cortar o soldar termoplásticos, soldadura de metales no ferrosos, industria automotriz, peinado para implante de cabello.

  • Alimentación: Cortes de queso, pasta, carne, pescado, pasteles a muy alta velocidad y sin pérdidas.

  • Captura de animales o insectos conocidos por ser dañinos: roedores, ácaros, garrapatas, pulgas, moscas o mosquitos por alarma de mosquitos.

  • En la telefonía por ultrasonido, el «timbre anti-viejo» o el «timbre anti-adulto» porque los sonidos de alta frecuencia se vuelven inaudibles para los adultos de unos 25 años de edad…
MoskitoPro, usando frecuencia ultrasónica para repeler mosquitos e insectos voladores
MoskitoPro, usando frecuencia ultrasónica para repeler mosquitos e insectos voladores – Crédito de la foto: technoinfogadget.com
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