¿Qué es una sonda ultrasónica?
Una sonda ultrasónica es un tipo de sensor que usa ultrasonido, que se refiere a sonidos a frecuencias más altas de lo que el oído humano puede detectar. Debido a la estructura del oído, un humano adulto joven y sano puede percibir sonidos con frecuencias de hasta aproximadamente 20 kilohercios (kHz), aunque el umbral preciso varía de persona a persona. El ultrasonido es útil porque puede penetrar a través de un medio, como el cuerpo de una persona, y proporcionar información sobre la estructura interna del medio. Las sondas ultrasónicas se utilizan para diferentes áreas, como las imágenes de diagnóstico en medicina y las pruebas de calidad en la industria.
Cuando una onda de sonido pasa de un material a otro con una densidad diferente, parte del sonido se refleja. Al medir los tiempos precisos en los que las ondas de sonido de la sonda ultrasónica hacen eco, la sonda puede determinar la profundidad de los diferentes materiales dentro de lo que se esté escaneando. Las frecuencias utilizadas por una sonda ultrasónica pueden variar enormemente dependiendo de su aplicación, desde 50 kHz hasta 50 megahercios.
El uso más conocido de la ecografía es en medicina. Una sonda ultrasónica puede producir imágenes de estructuras internas, como músculos y tejidos blandos, así como la estructura de los órganos. Esto se puede usar al diagnosticar a un paciente para examinar tejidos y órganos en busca de daños o anomalías, detectar el estado de las arterias y el flujo de sangre a través de ellas, e identificar estructuras como tumores y cálculos renales. El ultrasonido también se usa con frecuencia para producir imágenes de un feto mientras está en el útero. En muchas situaciones, se prefiere el ultrasonido sobre otros métodos porque es una forma no invasiva de ver el interior del cuerpo que no involucra radiación electromagnética y, por lo tanto, no crea el riesgo de daño cromosómico que presentan los métodos de examen, como los rayos X .
Una sonda ultrasónica tiene algunas desventajas. El ultrasonido puede proporcionar imágenes de la superficie exterior de los huesos, pero las ondas ultrasónicas no penetran bien en el hueso y, por lo tanto, no son muy efectivas como una forma de sondear el interior de los huesos o examinar el cerebro a través del cráneo. Las ondas ultrasónicas tampoco se propagan bien a través del gas. Esto hace que la obtención de imágenes por ultrasonidos de los pulmones sea casi imposible, con excepciones muy limitadas, e impide en gran medida la obtención de imágenes por ultrasonidos del páncreas debido a la interferencia causada por el gas en el tracto gastrointestinal cercano. El ultrasonido también tiene una penetración limitada, lo que puede hacer que las imágenes ultrasónicas sean problemáticas cuando se trata de sondear profundamente en el cuerpo o cuando un paciente tiene un sobrepeso significativo.
El ultrasonido también se usa para pruebas industriales. Similar a la ecografía en medicina, se puede usar una sonda ultrasónica para proporcionar imágenes de la estructura interna de un objeto. Esta es una capacidad extremadamente valiosa porque puede identificar anomalías internas y defectos que serían invisibles para una inspección exterior. También puede revelar las propiedades microestructurales de un material, como el tamaño de grano y la porosidad, y proporcionar información sobre las características mecánicas de un material.
El ultrasonido industrial se usa más comúnmente para metales y aleaciones de metales, aunque también se puede aplicar a otros materiales, como la cerámica. Se usa comúnmente para verificar los objetos fabricados en busca de defectos de fabricación y para verificar si el equipo sufrió daños por estrés mecánico, corrosión u otras fuentes durante el uso. El uso de sondas ultrasónicas para las pruebas es extremadamente común en las industrias relacionadas con el transporte, como los ferrocarriles y la industria aeroespacial, donde los defectos sutiles de fabricación o los daños microestructurales acumulados en los materiales pueden tener consecuencias catastróficas si no se notan.