Ultrasonido

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El ultrasonido es una onda acústica cuya frecuencia está por encima del límite perceptible por el oído humano (aproximadamente 20.000 Hz). Muchos animales como los delfines y los murciélagos lo utilizan de forma parecida al radar en su orientación. A este fenómeno se lo conoce como ecolocalización. Se trata de que las ondas emitidas por estos animales son tan altas que “rebotan” fácilmente en todos los objetos alrededor de ellos, esto hace que creen una “imagen” y se orienten en donde se encuentran.

Contenido

Usos

Los ultrasonidos son utilizados tanto en aplicaciones industriales (medición de distancias, caracterización interna de materiales, ensayos no destructivos y otros), como en medicina (ver por ejemplo ecografía, fisioterapia, ultrasonoterapia).

En el campo médico se le llama a equipos de ultrasonido a dispositivos tales como el doppler fetal, el cual utiliza ondas de ultrasonido de entre 2 a 3 MHz para detectar la frecuencia cardíaca fetal dentro del vientre materno.

Imágenes por ultrasonido en el cuerpo humano

Un feto de 28 semanas visto con ultrasonido de 3D

En qué consiste el diagnóstico por imágenes con ultrasonido general.

La máquina de ultrasonido crea imágenes que permiten examinar varios órganos en el cuerpo. Esta máquina envía ondas sonoras de alta frecuencia que hacen eco en las estructuras corporales y un computador recibe dichas ondas reflejadas y las utiliza para crear una imagen. A diferencia de los Rayos X, en este examen no se presenta ninguna exposición a la radiación ionizante. Al igual que cualquier onda, el ultrasonido sufre el fenómeno de atenuación dentro de las diferentes estructuras del cuerpo, como regla general a mayor frecuencia se logra menor penetración y a la inversa, a menor frecuencia podemos lograr mayor penetración.

Las frecuencias típicas utilizadas para aplicaciones en abdomen pueden ir desde 2,0 MHz a 5,0 MHz mientras que para regiones como mama, musculo-esqueleticas, tiroides, etc., la frecuencias pueden oscilar entre 8,0 MHz a 16,0 MHz. Efectos químicos Los efectos químicos que producen los ultrasonidos son, generalmente, derivados del fenómeno de cavitación del que ya hemos hablado. Ya hemos hablado de los aumentos de presión y temperatura. Desde el punto de vista químico, podemos hablar de un fenómeno electrolítico, puesto que en las cavidades aparecen cargas eléctricas iguales y opuestas en extremos contrarios. Además, la energía desprendida de las burbujas cuando chocan produce determinadas reacciones químicas. Efectos biológicos Se ha comprobado que los ultrasonidos altamente energéticos afectan a la vida de pequeños animales, como los peces. Los efectos son variaciones del ritmo cardíaco, fiebre, destrucción de la capacidad reproductora, etc. Parece que la causa fundamental de esto radica, nuevamente, en el fenómeno de la cavitación y la formación de burbujas en el interior de los cuerpos. Efectos médicos Este tipo de efectos han sido ampliamente estudiados puesto que, como veremos en el apartado de aplicaciones, varios métodos de análisis y tratamiento dentro del campo de la Medicina se realizan con ultrasonidos. Veamos los efectos médicos fundamentales: Diagnosis. Este efecto se basa en los fenómenos de reflexión que permiten localizar variaciones en los tejidos, así como medir el flujo sanguíneo. Se utilizan frecuencias entre 1 MHz y 15 MHz. A mayor frecuencia, se ha comprobado que la resolución es mejor pero la absorción es mayor, por lo que la profundidad de penetración en el tejido es menor. Es necesario llegar a un compromiso, situado actualmente en torno a los 2,5 MHz. La idea de funcionamiento es la siguiente: Cuando una onda ultrasónica incide sobre una superficie de separación entre dos medios, se produce una reflexión y una refracción. La forma en la que esto se produce y la cantidad de energía que se refleja y transmite depende de las impedancias acústicas de los medios. La clave está en hacer incidir una onda ultrasónica estrecha sobre un tejido perpendicularmente. De esta forma, el eco también viajará en la misma dirección que la onda incidente. Si se generó el ultrasonido mediante un cristal piezoeléctrico, la onda reflejada actuará sobre el cristal, produciendo en el mismo nuevos potenciales. Estos potenciales pueden ser amplificados y representados en la pantalla de un osciloscopio, ya sea de forma monodimensional (sistemas tiempo-amplitud) o bidimensional (exploración de una porción del cuerpo, de derecha a izquierda o de arriba a abajo).

Fusión fría

En líquidos sometidos a ultrasonidos se forman cavidades que al colapsar producen temperaturas de hasta 30.000 ºC. Se ha discutido la posibilidad que en estas cavidades se podría producir la fusión fría. En el colapso también se emite luz, fenómeno conocido como sonoluminiscencia.

La fusión fría es el nombre genérico dado a cualquier reacción nuclear de fusión producida a temperaturas muy inferiores a las necesarias para la producción de reacciones termonucleares (millones de grados Celsius).

De manera común el nombre se asocia a experimentos realizados a finales de los 80 en células electrolíticas en los que se sugería que se podía producir la fusión de deuterio en átomos de helio produciendo grandes cantidades de energía. Estos experimentos fueron publicados en la revista científica Nature pero la fusión fría como tal fue descartada al poco tiempo por otros equipos constituyendo el artículo de Nature uno de los fraudes más escandalosos de la ciencia en los tiempos modernos.

Véase también

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