Acústica ultrasónica

Ecolocación de murciélagos.https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ecolocacion_murcielagos.jpg

La disciplina científica conocida como acústica ultrasónica se dedica al estudio de los ultrasonidos, u ondas sonoras cuya frecuencia es superior a 20 kHz. Los ultrasonidos no son captados por el oído humano, cuyo límite superior de audición se encuentra por debajo de ese nivel.

En la naturaleza diversos animales tienen la facultad de percibir ciertas gamas de ultrasonidos. Así, el murciélago, el delfín y la ballena, entre otros, aplican un procedimiento de ecolocación, semejante al sonar de los submarinos, mediante emisión y escucha de ultrasonidos para orientarse en el espacio y detectar la posición de sus presas.

En el ámbito de la investigación, la producción de ultrasonidos puede lograrse mediante un fenómeno llamado piezoelectricidad. En este fenómeno, las deformaciones (dilataciones y contracciones) que se registran en ciertos cristales y materiales cerámicos cuando se descarga sobre ellos una corriente alterna de alta frecuencia engendran vibraciones mecánicas que hacen del cristal un emisor sonoro ultrasónico. Los cristales más empleados para este fin son el cuarzo y el sulfato de litio.

Por su intensidad acústica, los ultrasonidos se clasifican en dos grupos: de baja intensidad, inferior a 1 vatio/cm2, y de alta intensidad, superior a este valor. Por otra parte, en el terreno práctico, la acústica ultrasónica encuentra diversas aplicaciones en múltiples campos de la ciencia y la tecnología. Cabe destacar sus usos en medicina, detección de posiciones e industria.

En el dominio médico es especialmente conocido el uso de ultrasonidos en la técnica no invasiva de obtención de imágenes denominada ecografía. En ella se usan unos aparatos, llamados ecógrafos, que constan de un transductor, que emite ultrasonidos. Estas ondas sonoras, tras reflejarse en la zona sometida a examen, se recogen por el propio transductor que, por medio de un programa informático, las convierte en imágenes visibles en una pantalla. El procedimiento ecográfico es un medio diagnóstico no invasivo que emplea ultrasonidos de baja intensidad.

En la detección de posiciones debe mencionarse el sonar o sónar, un procedimiento basado en emitir un tren de ondas ultrasónicas y recoger su eco tras rebotar en los objetos circundantes. Usado en la Segunda Guerra Mundial para la detección de submarinos enemigos por barcos de superficie, posteriormente se ha extendido a otros muchos campos y aplicaciones, como son la localización de bancos de pesca o el estudio de las topografías submarinas. El sónar usa también ultrasonidos de baja intensidad.

Finalmente, en la industria se emplean ultrasonidos para detectar fallos en soldaduras y para limpieza de piezas de diversa índole, como joyas, instrumentos quirúrgicos, etc. Otra aplicación reside en su uso en procesos químicos para lograr una aceleración de los mismos. Estos ultrasonidos son de alta intensidad.