¿Cuáles son los diferentes tipos de aplicaciones ultrasónicas?

El sonido es la oscilación de presión de un medio, como el aire o el agua. La longitud de onda del sonido varía con la temperatura, el medio y la energía inicial. Ultrasonido se refiere a longitudes de onda por encima del rango humano de audición, aproximadamente 20,000 kilohercios. Muchas aplicaciones ultrasónicas utilizan las vibraciones mecánicas del sonido para alterar la estructura celular o de partículas. Otras aplicaciones utilizan el reflejo de las ondas sonoras para detectar u observar objetos.

Las aplicaciones ultrasónicas derivan de las propiedades del sonido. El sonido no es luz; Consiste en la vibración mecánica de un gas o líquido, mientras que la luz tiene una naturaleza electromagnética. Las ondas se propagan en tres dimensiones desde una fuente puntual, disipándose en energía y disminuyendo en amplitud a medida que viajan. Los medios menos densos, como los gases, transportan ondas de sonido más lejos que los líquidos. Los sólidos conducen el sonido por impacto de la ola en una superficie y mueven físicamente el gas o líquido en la otra superficie del sólido.

El impacto físico de las ondas sonoras mejora la consistencia de las mezclas sólido-líquido en aplicaciones ultrasónicas de laboratorio y comerciales. La homogeneización se produce por la reducción del tamaño de partículas de los sólidos, la dispersión de los sólidos o la ruptura de los aglomerados de partículas. La energía de frecuencia ultraalta de las ondas sonoras provoca cavitación en el líquido. La cavitación ocurre como áreas alternas de alta y baja presión, lo que hace que se formen micro burbujas y colapsen violentamente.

Los laboratorios biológicos usan la fuerza mecánica del ultrasonido para romper células y separar orgánulos, que son pequeños componentes intracelulares. Se pueden extraer compuestos biológicos útiles del fluido celular. De manera similar, la disrupción ultrasónica de las células puede usarse como una técnica de esterilización. La limpieza de los utensilios de laboratorio de materia orgánica rebelde o depósitos minerales a menudo se logra remojando las piezas en baños ultrasónicos.

La ecoquímica promueve reacciones químicas al usar la mezcla violenta de cavitación de aplicaciones ultrasónicas. Las velocidades de reacción aumentan debido a la mayor mezcla de los reactivos o la mayor actividad de los catalizadores de fase mixta. Las aplicaciones comerciales de esta tecnología incluyen la transformación de aceites vegetales en combustibles biodiesel.

Otras aplicaciones ultrasónicas aprovechan la naturaleza ondulatoria del sonido. El sonido se refleja en superficies sólidas y puede ser recibido por una antena. Muchas aplicaciones ultrasónicas proporcionan información de diagnóstico en el campo médico para ayudar en la evaluación de fetos, tumores y lesiones. Estos exámenes no invasivos son simples, indoloros y económicos.

La sonda utiliza el sonido como un dispositivo de alcance, un equipo que transmite y recibe energía de las olas para localizar objetos. Las longitudes de onda pueden variar de infrasónicas a ultrasónicas. Las aplicaciones militares utilizan las aplicaciones de rango para la adquisición de objetivos, la navegación y la seguridad. Los pescadores a menudo usan sonar para ayudar a localizar bancos de peces. Los drones y los robots pueden controlarse mediante comandos ultrasónicos.