Los humanos solo podemos escuchar sonidos cuyas frecuencias se encuentren entre 20 y 20.000 Hz. Al menos en teoría, ya que la realidad nos muestra que, sobre todo en los tonos más agudos, las frecuencias audibles no alcanzan esos límites y, además, decaen con la edad.
El sónar (acrónimo de sound navigation and ranging), desarrollado durante la Primera Guerra Mundial para la detección de submarinos, hoy tiene otros muchos usos (estudios geológicos y oceanográficos, detección de bancos de peces…). En esencia, el sónar emite ultrasonidos que se reflejan en el fondo del mar o en algún obstáculo, de manera que el tiempo que se tarda en captar el eco permite calcular la distancia entre ambos y, tras sucesivas mediciones, deducir la trayectoria y determinar su velocidad. El radar (acrónimo de radio detection and ranging) también comparte estos principios, aunque emplea ondas electromagnéticas en lugar de sonoras.
Los ultrasonidos también tienen aplicaciones médicas, como en las ecografías, que permiten crear una imagen de ciertas estructuras y órganos internos. Para ello, el emisor de ultrasonidos (denominado transductor) se encarga también de captar los ecos ultrasónicos, que son registrados e interpretados informáticamente, ofreciendo una imagen de la parte del cuerpo estudiada. Son empleados de manera rutinaria en el seguimiento de los embarazos o en cardiología. Actualmente se han extendido las ecografías en 3D, en las que se hace incidir ultrasonidos en diferentes ángulos, y en 4D, con imágenes en movimiento que reproducen tomas sucesivas tomadas muy rápidamente.
Otro ejemplo de aplicación médica es la litotricia, que emplea ultrasonidos de alta energía pero corta duración (ondas de choque) para fragmentar cálculos renales y biliares, de modo que se evita la intervención quirúrgica de quien los padece.
Los ultrasonidos también son de utilidad en los laboratorios (baños de ultrasonidos), ya que las ondas sonoras de presión provocan la formación de pequeñas e inestables burbujas en los líquidos (fenómeno de cavitación), que favorecen ciertas reacciones (sonoquímica) o facilitan la limpieza de materiales de vidrio.
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