Ultrassom e seus usos

O som está ao nosso redor. Desde o canto dos pássaros pela manhã até a música tocada em carros e casas, o som é uma parte essencial do nosso mundo. Na física, o som é um tipo de energia que se propaga em ondas através do ar (ou qualquer meio). Um tipo fascinante de onda sonora é o ultrassom. Neste explicador, vamos aprender sobre o mundo do ultrassom, suas propriedades e seus vários usos, especialmente na medicina e na tecnologia.

O que é ultrassom?

Ultrassom é uma energia sonora que não conseguimos ouvir. Sua frequência é superior ao limite superior audível da audição humana. Os humanos geralmente conseguem ouvir sons entre 20 Hz e 20.000 Hz. Qualquer onda sonora com uma frequência superior a 20.000 Hz é conhecida como ultrassônica ou ultrassom. Embora não possamos ouvi-lo, o ultrassom é muito útil em muitas aplicações científicas e médicas.

Como o ultrassom funciona?

Assim como outras ondas sonoras, o ultrassom se propaga através de um meio vibrando as partículas nesse meio. Essas ondas refletem quando atingem um objeto ou novo meio, produzindo um eco. Esta propriedade nos permite usar o ultrassom para ver dentro das coisas, medir distâncias e criar imagens.

Frequência (f) = Velocidade do Som (v) / Comprimento de Onda (λ)

Visualização de ondas sonoras

No exemplo acima, a linha de onda mostra como as ondas sonoras viajam. Quanto maior a frequência, mais próximas estão as ondas entre si e menor o comprimento de onda. Observe como as linhas se curvam para frente e para trás. Essas curvas são como as vibrações que compõem o som. As ondas ultrassônicas se movem em um padrão semelhante através de meios.

Usos do ultrassom

Usos médicos

O uso mais comum do ultrassom é na medicina. Os médicos usam o ultrassom para olhar dentro do corpo humano. Isso é conhecido como uma ultrassonografia e é especialmente útil para observar bebês no útero da mãe. Este processo também é conhecido como sonografia.

Como isso é feito?

Um dispositivo especial chamado transdutor é usado durante uma ultrassonografia. O transdutor envia ondas de ultrassom, que viajam dentro do corpo. Quando essas ondas atingem algo, como um órgão ou um bebê, elas refletem de volta para o transdutor. As ondas refletidas são processadas por um computador para produzir uma imagem em uma tela.

Benefício

• O ultrassom é seguro e não causa nenhum dano ao corpo.
• Ajuda a verificar o desenvolvimento e a saúde do bebê ainda não nascido.
• É indolor e não invasivo.

Usos industriais

O ultrassom também é usado para inspeção e testes nas indústrias. Isso é conhecido como teste ultrassônico. É muito útil para encontrar rachaduras ou defeitos em máquinas e estruturas sem danificá-las.

Exemplo

Na indústria da construção, se uma ponte pode ter uma rachadura, ondas ultrassônicas podem ser enviadas através do material. Se houver uma rachadura, as ondas ressoarão de forma diferente, alertando os engenheiros sobre o problema.

Limpeza

Outro uso interessante do ultrassom é na limpeza de objetos delicados ou intrincados. Isso é chamado de limpeza ultrassônica. Pequenos objetos, como jóias ou peças de máquinas e relógios, são colocados em um tanque cheio de uma solução especial. Em seguida, ondas ultrassônicas são enviadas através da solução, criando pequenas bolhas. Essas bolhas ajudam a remover sujeira e fuligem dos objetos sem arranhá-los.

Compreendendo frequência e comprimento de onda

Para entender melhor o ultrassom é importante compreender os termos básicos de frequência e comprimento de onda:

Frequência

A frequência é o que indica a frequência das vibrações sonoras em um segundo. É medida em Hertz (Hz). Frequência mais alta significa mais vibrações por segundo, e no caso do ultrassom, essas vibrações vão além do alcance de audição humana.

Comprimento de onda

O comprimento de onda é a distância entre dois picos ou vales sucessivos em uma onda. Geralmente é medido em metros. Comprimentos de onda mais curtos significam frequências mais altas e vice-versa.

Explorando mais usos do ultrassom

Navegação e localização

Animais como os morcegos usam ultrassom natural para navegação. Eles emitem ondas sonoras de alta frequência que ricocheteiam nos objetos e retornam como ecos. Isso os ajuda a saber onde as coisas estão, mesmo no escuro. Essa habilidade natural é semelhante à tecnologia sonar.

O sonar (navegação e localização por som) é usado por navios e submarinos para determinar a profundidade do oceano e localizar cardumes de peixes. Essa técnica envolve o envio de ondas sonoras na água e a escuta de seus ecos. O tempo levado para o eco retornar ajuda a calcular a distância.

Pesquisa e desenvolvimento

A tecnologia de ultrassom está constantemente sendo desenvolvida para novas aplicações. Pesquisadores estão explorando seu uso em mapeamento ambiental, tratamentos médicos avançados como a quebra de pedras nos rins e até investigações arqueológicas não destrutivas para encontrar estruturas escondidas no subsolo.

Segurança do ultrassom

O ultrassom é considerado muito seguro, especialmente quando comparado a outros métodos de imagem, como os raios X. Não utiliza radiação ionizante, tornando-se uma escolha preferida para exames de rotina, especialmente durante a gravidez. No entanto, é essencial que seja usado corretamente e por profissionais qualificados para garantir resultados precisos e evitar qualquer uso desnecessário.

Conclusão

O ultrassom desempenha um papel vital em uma variedade de campos devido às suas propriedades únicas. Desde diagnósticos médicos até testes industriais, e até limpeza e navegação, o poder do som além da audição humana aprimora nossa capacidade de interagir com o mundo. Isso demonstra como energias invisíveis e inaudíveis podem beneficiar significativamente a humanidade através da ciência e tecnologia.

A exploração e as aplicações do ultrassom fornecem insights sobre como o som, um fenômeno cotidiano, detém a chave para desvendar os mistérios e resolver os desafios do nosso mundo moderno.

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