Electromecanico

Fundamentos teórico-prácticos del ultrasonido
Theoretical-Practical Basis of Ultrasound

J AIRO ALEJANDRO MARTÍNEZ RODRÍGUEZ

Físico de la Universidad Nacional de Colombia y Magíster en Ingeniería de Telecomunicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia. Estudiante del Doctorado en Ingeniería
de Telecomunicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia. Director del grupo deinvestigación Tecnologías Ultrasónicas de la Universidad Santo Tomás, clasificado por
Colciencias (Colombia) en categoría B.
jairorodriguez@correo.usta.edu.co
J AIME VITOLA O YAGA

Ingeniero Electrónico de la Universidad Santo Tomás. Especialista en Instrumentación
Electrónica de la Universidad Santo Tomás y candidato a Magíster en Teleinformática de
la Universidad Distrital Francisco José deCaldas. Integrante del grupo de investigación
Tecnologías Ultrasónicas de la Universidad Santo Tomás, clasificado por Colciencias
(Colombia) en categoría B.
jaimevitola@correo.usta.edu.co
SUSANA DEL PILAR S ANDOVAL C ANTOR

Ingeniera Mecánica de la Universidad Santo Tomás. Integrante del grupo de investigación
Tecnologías Ultrasónicas de la Universidad Santo Tomás, clasificado porColciencias
(Colombia) en categoría B.
susanasandoval@correo.usta.edu.co
Clasificación del artículo: revi sión
Fecha de recepción: 21 de septiembre de 2006

Fecha de aceplación: 30 de abril de2007

Palabras clave: efecto piezoeléctrico, transductores, sistemas ultrasónicos, ultrasonido.
Key words: piezoelectric effect, transducers, ultrasonic system, ultrasound.

R E SUMEN

Diferentestecnologías se basan en ultrasonido. En
el presente artículo se hace una revisión conceptual de diversos aspectos básicos que deben ser
comprendidos por cualquier persona que desee
incursionar en este campo. La piezelectricidad, los
transductores piezoeléctricos, su caracterización
eléctrica y campo acústico, la física del ultrasonido, su generación y recepción y, finalmente,
algunas aplicacionesconstituyen la temática que

se abordará en este documento. Se trata del primer
de producto obtenido en el marco del proyecto de
investigación Diseño y construcción de un sistema
ultrasónico para la detección de discontinuidades
en soldaduras 1 .

1 Proyecto aprobado en la convocatoria interna de la Universidad
Santo Tomás de Bogotá.

I imágenes
ABSTRACT

Different technologies rely onultrasonic. Through
this paper we expect that readers can understand
different basic concepts in orderto deep in this field.
Piezoelectricity, piezoelectric transducers, its electric characteristics and acoustic field, the ultrasonic

physics, generation and reception and, finally, sorne
applications are the topics that we will develop in
this document. This paper is the first academicproduct obtained within the framework of the research
projectDesing and buiding oJan ultrasonic system
to detect discontinuities in soldiering.

***
diversas características fisicas de los materiales.
1. Introducción
En 1842 el fisico A. Doppler notó un efecto partiLas aplicaciones tecnológicas del ultrasonido son
cular en el cambio de la frecuencia emitida por una
numerosas: medición dedistancias [1-3], espesores
fuente sonora; este efecto (denominado Doppler) se
[4], control de procesos y calidad en la industria [5],
presenta cuando nlente y observador se desplazan
evaluación no invasiva en medicina [6], detección
en movimiento relativo [26].
de defectos en hormigón [7] y en soldaduras [8],
sondeo del lecho marítimo y control de cardúmenes
en biología marina [9],reconocimiento de objetos
[10-11], localización de piezas arqueológicas [12],
ensayos no destructivos en metales [13] y simulación
de procesos [14] son algunas de ellas. El ultrasonido
también ofrece una valiosa herramienta pedagógica
en la enseñanza de las leyes fisicas de las ondas
[15-17], en las áreas de robótica [18], inteligencia y
sistemas expertos [19] y control de vibración en estructuras...