EFECTOS DE LOS ULTRASONIDOS DE ALTA POTENCIA
ING. FOR. LENYS RINCÓN
Ciudad Guayana, Septiembre 2009
Del fondo del mar, a las profundidades del cuerpo humano
?
EFECTOS DE LOS ULTRASONIDOS DE ALTA POTENCIA
SÍNTESIS
? OBJETIVO GENERAL:
Analizar en la literatura específica existente los efectos de los
ultrasonidos de alta potencia
? MÉTODO:
? El procedimiento empleado para obtener los objetivos
planteados, consistió en efectuar una revisión bibliográfica
minuciosa a través de bases de datos: Google, Google académico,
revistas de acústica electrónica, libros de ultrasonidos y otros sitios
Web de interés académico y científico.
? CONCLUSIONES:
?
Las aplicaciones de los ultrasonidos de alta potencia constituyen un área
potencial que no ha sido suficientemente explotado y explorado. Esto se
debe probablemente a los problemas relativos, complejidad de los
mecanismos básicos involucrados y a las dificultades existentes en la
generación de ultrasonidos de alta intensidad.
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EFECTOS DE LOS ULTRASONIDOS DE ALTA POTENCIA
BREVE HISTORIA DE LOS ULTRASONIDOS
? En la edad media
? Finales del Siglo XVIII, el biólogo italiano Lazzaro
Spallanzani ? ubicación y guía de animales
? Joule en 1847 y Pierce en 1928 descubrieron el
“Efecto Magnetoestrictivo”
Ian Donald
? 1803-1853, Christian Doppler ? “Efecto Doppler”
? En el año 1880, los hermanos Pierre y Paul Jacques
Curie descubren el “Efecto Piezo-eléctrico”
? 1883, Galton investigó los límetes de la audición
humana ? Silbato con una frecuencia 23.000 hz
? 1912, hundimiento del Titanic y la Primera
Guerra Mundial ? Sistema de detección bajo el agua (icebergs)
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DEFINICIONES PREVIAS
? SONIDO:
? Es una Sensación (es lo que se oye). Vibración que puede
provocar una sensación sonora
? Serie de vibraciones mecánicas longitudinales capaz de producir una
sensación auditiva ? Según la acústica física
? Sensación auditiva producida por una vibración de carácter mecánico
? Según la acústica fisiológica
? INFRASONIDOS:
? Vibraciones de presión con frecuencias
(f) por debajo del umbral de sensibilidad
humana (infrasonidos: f < 20 Hz)
? En aparatos electroacústicos (vibración con una f < 30 Hz)
? ULTRASONIDOS:
? Ondas acústicas inaudibles con frecuencias (f) por encima del
umbral de sensibilidad humana (ultrasonidos: f > 20 KHz)
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Clasificación de los sonidos conforme a la frecuencia
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?
En
medicina
el
rango
de
utilización está entre 1 y 15 MHz
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ESPECTRO ACÚSTICO
ZONAS:
? INFRASONIDOS: f < 20 Hz
? SONIDOS AUDIBLES:
f entre 20 Hz y 20 KHz
? ULTRASONIDOS: f > 20 KHz
ULTRASONOTERAPIA
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? GENERACIÓN DE LOS ULTRASONIDOS
Secundario
Primario
Generador ultrasónico (Esquema General)
? Elemento Primario o Transformador: convierte la señal
eléctrica del elemento secundario en energía mecánica, haciendo
vibrar el medio circundante y provocando ondas de presión a
altas frecuencias (ultrasonido)
? Elemento Secundario: es el elemento que proporciona la señal
“fácil” de generar (eléctrica, magnética, mecánica)
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TRANSDUCTOR:
Generadores o transductores
son aparatos que constan
de un elemento:
FUNDAMENTOS FÍSICOS
Son dispositivos a los que se
les
aplica
una
energía
de
entrada
y
devuelve
una
energía de salida; esta energía
de salida suele ser de
diferente tipo que la de
entrada
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GENERACIÓN DE LOS ULTRASONIDOS
CAMPO ELÉCTRICO:
¿Se puede convertir
una señal eléctrica
en una señal
acústica? Si ?
? Son cambios eléctricos que se producen en la superficie externa del
material piezoeléctrico al aplicar presión a los cristales de cuarzo y a
ciertos materiales policristalinos (titanato de plomo-zirconato y titanato de
bario) [Mora, L y Montano S., 2004]
¿Se puede convertir una
señal acústica en una
señal eléctrica? Si, el
efecto piezoeléctrico es
reversible
? EFECTO PIEZOELÉCTRICO INVERTIDO:
? Se produce cuando los materiales piezoeléctricos (PbTiO3, PZT y BaTiO3)
son expuestos a una coriente eléctrica alterna y experimentan cambios en la
forma de acuerdo con la frecuencia del campo eléctrico, convirtiéndose así,
en una fuente de sonido.
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? EFECTO PIEZOELÉCTRICO:
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GENERACIÓN DE LOS ULTRASONIDOS
CAMPO ELECTROMAGNÉTICO:
? IMPACTO LÁSER:
? Similar al efecto piezoeléctrico
? Aleaciones de minerales como: Fe, Ni y Cr
? Aplicación de un campo magnético, provocando acciones mecánicas
? EFECTO MAGNETOESTRICTIVO:
Efecto
directo
CAMPO MAGNÉTICO:
Efecto
inverso
? Impacto de una luz láser intensa sobre un cuerpo solido,
provocando en él dos procesos distintos (un proceso ablativo
o un proceso termoelástico)
? Aumento de temperatura en e
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