Ultrassom

É um som, ou uma frequência, que está além da capacidade de percepção dos ouvidos humanos. Só para se ter ideia, o ouvido humano consegue perceber aproximadamente 20 mil Hz, enquanto isso, os dispositivos de ultrassom operam em frequências que variam desde 20 KHz até vários giga hertz.

O ultrassom é utilizado em muitos campos, podendo funcionar como detector de objetos e até mesmo para medir distâncias. A ultrassonografia, por exemplo, é utilizada na medicina humana, e também, na veterinária. Além disso, dispositivos ultrassônicos tem sido frequentemente utilizados para encontrar falhas em produtos e estruturas, outro uso para o ultrassom na indústria é nos processos de limpeza, mistura e aceleração em processos químicos.

O som

As ondas sonoras são elementos muito importantes em nosso dia a dia, afinal são elas as grandes responsáveis por muito do que acontece em nossos processos de comunicação. Podemos, inclusive, dizer que a capacidade de transmissão de informações a partir de ondas sonoras é uma das grandes habilidades dos humanos.

As ondas sonoras, ou sons, audíveis são aquelas utilizadas para nossa comunicação e as não-audíveis, como o ultrassom, são extensamente utilizadas nos campos da medicina e engenharia, por exemplo.

A percepção de tais ondas pode variar entre o ser humano e os animais. No homem, por exemplo, o limite superior de frequência que conseguimos perceber é de 20 Hz, como já mencionado anteriormente, já em crianças a frequência que pode ser percebida é um pouco maior, afinal, a percepção de sons descresse a medida que ficamos velhos.

Já nos animais a percepção do ultrassom é utilizada muitas vezes como técnica de sobrevivência. Os morcegos, por exemplo, utilizam a faixa do ultrassom para se localizar no escuro e até mesmo para identificar presas. A capacidade de tais animais para percepção de ondas sonoras é 100 Hz até 200 kHz.

Além do morcego alguns insetos, como besouros e mariposas, também apresentam boa percepção para certas frequências de som.

Propagação do ultrassom e seus usos

Acredita-se que as ondas de ultrassom se propagam de maneira semelhante às ondas sonoras audíveis, aquelas as quais estamos acostumados. Além disso, os fenômenos de reflexão, difração, refração e interferência também são semelhantes nos dois tipos de onda.

Se medirmos o tempo que decorre desde o início do pulso de uma onda emitida até o seu eco – ou retorno – é possível determinar a profundidade e dimensão de uma falha, por exemplo. Por isso, esse método acaba sendo utilizado na detecção de falhas em estruturas de grandes construções.

Emissão

O aparelho que emite sons é o alto-falante, em diversas experiências, por exemplo, objetos totalmente comuns podem emitir vibrações que ao chegarem ao ouvido humano são consideradas “audíveis”.

Mas é bom lembrar, a medida que a frequência de vibrações aumenta a amplitude das vibrações se reduz, quando o objetivo é gerar sons considerados de alta frequência, ou mesmo ultrassons, são utilizados os chamados “transdutores ultra sônicos”, que podem ser cristais ou cerâmicas, os quais são capazes de produzir oscilações mecânicas como resposta aos impulsos elétricos.

O que pode acontecer também é o efeito piezoelétrico, um tipo de capacidade de deformação que certos materiais possuem ao serem expostos a um campo elétrico. Alguns exemplos desses materiais são o quartzo e a turmalina que conforme a frequência da vibração podem até mesmo gerar diferentes tipos de som.

Algumas aplicações

Como já mencionado neste artigo o ultrassom pode ser aplicado em diversas áreas, vamos ver, detalhadamente cada uma delas.

Na biomedicina: O ultrassom algumas vezes pode ter aplicações terapêuticas, as quais se utilizadas de maneira correta, podem trazer grandes benefícios a saúde. Por exemplo, potências de som elevadas podem desmanchar depósitos de pedras e tecidos, acelerar o efeito de drogas em determinada área alvo, e, até mesmo classificar células e pequenas partículas utilizadas em algumas pesquisas.

Tratamentos por impactos ultrassônicos: em geral tal tipo de aplicação é utilizado no aumento de propriedades físicas e mecânicas dos metais. Esse tipo de tratamento é extensamente utilizado na pós-soldagem.

Desintegração ultrassônica: processo utilizado em limpezas de células biológicas podendo até mesmo desintegrar algumas bactérias. Há notícias de que tal processo vem sendo utilizado para destruir bactérias que vivem no esgoto.

Solda ultrassônica: neste caso as ondas de ultrassom são utilizadas em baixa amplitude de vibração, permitindo que materiais que devam ser unidos criem fricção entre si. A solda por ultrassom é formada por dois componentes: a fonte de energia (responsável por transformar a frequência da energia que é recebida), e, o conversor (que converte a energia elétrica em movimento mecânico).

É válido lembrar que o ultrassom é muito utilizado no campo da medicina para diagnósticos de doenças cardíacas e também em exames para gestantes – nestes casos com a ajuda de um computador o sistema consegue transmitir ondas de ultrassom em todas as direções que detectam o sinal refletido em muitos tipos de tecidos e ossos, assim, é possível se obter a imagem do feto.