Geologa

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 de Caldas.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 por Colciencias(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

Diferentes tecnologías se basan enultrasonido. 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 aplicaciones constituyen la temáticaque

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.

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ABSTRACT

Different technologies rely on ultrasonic. Through thispaper 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 academic product obtained within theframework 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 de distancias [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 depiezas 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 civiles [20]. En la mayoría de las aplicaciones...