ultrasonidos ing civil
Páginas: 8 (1810 palabras)
Publicado: 14 de abril de 2013
ULTRASONIDOS: TEORÍA, HISTORIA Y APLICACIONES
(Pablo Díaz Pilar, Álvaro Herranz Romero, Floris Cristian Leonte, Luis Samuel Macazaga y Germán Pérez-Monte Bernal)
RESUMEN
Hoy en día los ultrasonidos juegan un papel muy importante en muchos ámbitos de la sociedad. Con este trabajo se pretende entender qué son, cuál ha sido su desarrollo a lo largo de la historia y sobre todo, queaplicaciones tienen. Cómo veremos esas aplicaciones son muchas y de gran importancia en campos como la medicina, lo materiales etc.
1. INTRODUCCIÓN
Con el fin de abarcar los temas más importantes que conciernen a los ultrasonidos se ha dividido el trabajo en cinco grandes apartados. El primero de ellos es la historia y la teoría, que permitirá entender que son los ultrasonidos y cuál ha sido sudesarrollo histórico.
Los siguientes conciernen a las aplicaciones más importantes de los mismos. En el caso de la medicina son herramienta fundamental en el proceso de diagnóstico, así como en algunos tratamientos. En la ingeniería se usan a diario en el estudio de materiales o revisión de estructuras.
Por último se hablará de una de las aplicaciones más recientes, la soldadura porultrasonidos, y que demuestra que estos están en continuo desarrollo, gracias a la física y la ingeniería.
2. TEORÍA Y DESARROLLO HISTÓRICO
El sonido es una onda mecánica que produce cambios de presión. Esos cambios de presión son los que percibe el oído e interpreta el cerebro. Atendiendo a la capacidad humana para la audición, las ondas sonoras pueden clasificarse como audibles o no audibles. Elespectro audible abarca desde 20 a 20000 (Hz). Todas aquellas ondas sonoras con frecuencia menor a 20 Herzios se denominan infrasonidos, mientras que las que superan los 20 (kHz) ultrasonidos.
En la naturaleza existen animales con un espectro de audición mucho mayor al humano y son capaces de percibir infra y ultrasonidos. Además los ultrasonidos son utilizados con otros fines con en el caso demurciélago para su orientación.
Imagen 1. Espectro auditivo animal.
Fue Galton en 1883 quién investigó los límites de la audición humana estableciendo los anteriormente enunciados. Además estudió las propiedades de las ondas sonoras fijándose en las inaudibles que concluó de características similares a las audibles, pero se dio cuenta de que sufrían una mayor absorción por parte del medio depropagación cuanto más se alejaban de los límites.
En la historia del ultrasonido hay dos grandes avances a partir de los cuales se han podido generar ondas de frecuencias ultrasónicas. El primero de ellos el descubrimiento del efecto piezoeléctrico (hermanos Curie, 1880) y el efecto piezoeléctrico inverso ( Lippmann y Voigt, 80’s XIX). EL segundo el del efecto magnetoestrictivo (Joule, 1847) y elmagnetoestrictivo inverso (Pierce, 1928). Durante el siglo XX los avances se han producido en las aplicaciones, siendo una de las primeras la acústica subacuática y están hoy en día muy presenten es la medicina y en la ingeniería en general.
El efecto piezoeléctrico es aquel por el cual un material acumula cargas (generalmente en sus caras) cuando se le ejerce una presión o tracción mecánica. A lavista de este fenómeno se aplicó un campo eléctrico sobre un material piezoeléctrico (cuarzo, turmalina…) haciendo que este vibrara y generando así ondas sonoras de frecuencia ultrasónica (efec. piezoeléctrico inverso).
El efecto magnetoestrictivo es completamente análogo al piezoeléctrico pero considerando ahora dipolos y campos magnéticos.
3. ULTRASONIDOS EN MEDICINA
El ultrasonidoes un método muy extendido en Medicina, pues con los ecos de este sobre órganos o masas y obtenemos información e imágenes para elaborar un diagnóstico.
Para ello son necesarios una serio de instrumentos, tales como;
Consola; contiene el circuito productor. Si opera emisión continua, emite frecuencias más bajas que si es de emisión alterna.
Cabezal; para aplicar los ultrasonidos. Su...
(Pablo Díaz Pilar, Álvaro Herranz Romero, Floris Cristian Leonte, Luis Samuel Macazaga y Germán Pérez-Monte Bernal)
RESUMEN
Hoy en día los ultrasonidos juegan un papel muy importante en muchos ámbitos de la sociedad. Con este trabajo se pretende entender qué son, cuál ha sido su desarrollo a lo largo de la historia y sobre todo, queaplicaciones tienen. Cómo veremos esas aplicaciones son muchas y de gran importancia en campos como la medicina, lo materiales etc.
1. INTRODUCCIÓN
Con el fin de abarcar los temas más importantes que conciernen a los ultrasonidos se ha dividido el trabajo en cinco grandes apartados. El primero de ellos es la historia y la teoría, que permitirá entender que son los ultrasonidos y cuál ha sido sudesarrollo histórico.
Los siguientes conciernen a las aplicaciones más importantes de los mismos. En el caso de la medicina son herramienta fundamental en el proceso de diagnóstico, así como en algunos tratamientos. En la ingeniería se usan a diario en el estudio de materiales o revisión de estructuras.
Por último se hablará de una de las aplicaciones más recientes, la soldadura porultrasonidos, y que demuestra que estos están en continuo desarrollo, gracias a la física y la ingeniería.
2. TEORÍA Y DESARROLLO HISTÓRICO
El sonido es una onda mecánica que produce cambios de presión. Esos cambios de presión son los que percibe el oído e interpreta el cerebro. Atendiendo a la capacidad humana para la audición, las ondas sonoras pueden clasificarse como audibles o no audibles. Elespectro audible abarca desde 20 a 20000 (Hz). Todas aquellas ondas sonoras con frecuencia menor a 20 Herzios se denominan infrasonidos, mientras que las que superan los 20 (kHz) ultrasonidos.
En la naturaleza existen animales con un espectro de audición mucho mayor al humano y son capaces de percibir infra y ultrasonidos. Además los ultrasonidos son utilizados con otros fines con en el caso demurciélago para su orientación.
Imagen 1. Espectro auditivo animal.
Fue Galton en 1883 quién investigó los límites de la audición humana estableciendo los anteriormente enunciados. Además estudió las propiedades de las ondas sonoras fijándose en las inaudibles que concluó de características similares a las audibles, pero se dio cuenta de que sufrían una mayor absorción por parte del medio depropagación cuanto más se alejaban de los límites.
En la historia del ultrasonido hay dos grandes avances a partir de los cuales se han podido generar ondas de frecuencias ultrasónicas. El primero de ellos el descubrimiento del efecto piezoeléctrico (hermanos Curie, 1880) y el efecto piezoeléctrico inverso ( Lippmann y Voigt, 80’s XIX). EL segundo el del efecto magnetoestrictivo (Joule, 1847) y elmagnetoestrictivo inverso (Pierce, 1928). Durante el siglo XX los avances se han producido en las aplicaciones, siendo una de las primeras la acústica subacuática y están hoy en día muy presenten es la medicina y en la ingeniería en general.
El efecto piezoeléctrico es aquel por el cual un material acumula cargas (generalmente en sus caras) cuando se le ejerce una presión o tracción mecánica. A lavista de este fenómeno se aplicó un campo eléctrico sobre un material piezoeléctrico (cuarzo, turmalina…) haciendo que este vibrara y generando así ondas sonoras de frecuencia ultrasónica (efec. piezoeléctrico inverso).
El efecto magnetoestrictivo es completamente análogo al piezoeléctrico pero considerando ahora dipolos y campos magnéticos.
3. ULTRASONIDOS EN MEDICINA
El ultrasonidoes un método muy extendido en Medicina, pues con los ecos de este sobre órganos o masas y obtenemos información e imágenes para elaborar un diagnóstico.
Para ello son necesarios una serio de instrumentos, tales como;
Consola; contiene el circuito productor. Si opera emisión continua, emite frecuencias más bajas que si es de emisión alterna.
Cabezal; para aplicar los ultrasonidos. Su...
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