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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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)
ING. FOR. LENYS RINCÓN Clasificación de los sonidos conforme a la frecuencia
ING. FOR. LENYS RINCÓN ? En medicina el rango de utilización está entre 1 y 15 MHz EFECTOS DE LOS ULTRASONIDOS DE ALTA POTENCIA
ESPECTRO ACÚSTICO
ZONAS:
? INFRASONIDOS: f < 20 Hz
? SONIDOS AUDIBLES: f entre 20 Hz y 20 KHz
? ULTRASONIDOS: f > 20 KHz ULTRASONOTERAPIA
EFECTOS DE LOS ULTRASONIDOS DE ALTA POTENCIA ? 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)
ING. FOR. LENYS RINCÓN 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
EFECTOS DE LOS ULTRASONIDOS DE ALTA POTENCIA
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.
ING. FOR. LENYS RINCÓN ? EFECTO PIEZOELÉCTRICO:
EFECTOS DE LOS ULTRASONIDOS DE ALTA POTENCIA
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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