EL SONIDO INAUDIBLE
LOS MUNDOS DEL SONIDO
IRWIN STAMBLER
EDITORIAL AMERICANA, BUENOS AIRES, 1973
Trad. MARIANO A. MARINO - THE WORLDS OF SOUND, 1967


Título completo: El mundo del sonido inaudible

Un famoso dicho pregunta: "Si se cae un árbol en el bosque y no hay nadie en las cercanías, ¿se produce algún sonido?" Podríamos plantearnos el mismo interrogante respecto de las ondas sonoras de frecuencias superiores a 20.000 ciclos por segundo. Estas frecuencias se denominan ultrasónicas porque están fuera del alcance del oído humano. (El mundo de los sonidos ultrasónicos llega mucho más allá de los 20.000 cps. Se midieron frecuencias ultrasónicas de hasta muchos millones de ciclos por segundo) En una habitación en pleno silencio se podría emitir una onda ultrasónica a 30 centímetros del oído humano, y no se tendría la impresión de que hubiese siquiera algo a esa distancia.
        Pero los sonidos ultrasónicos no dejan de ser sonidos, si no para el hombre, por lo menos; para otros seres vivos. Muchos animales o insectos emiten sonidos en frecuencias inaudibles para el hombre. Sin embargo, para otro ser vivo del mismo tipo, la onda sonora puede ser tan estruendosa y nítida como el trueno o el crujido de una rama al quebrarse. Sabemos por ejemplo, que los perros acuden a nuestro llamado con silbatos ultrasónicos y que los murciélagos poseen un sistema de comunicaciones basado en ultrasonidos cuyo desarrollo es asombroso. El murciélago no sólo emite ondas ultrasónicas para comunicarse con otros murciélagos, sino para enviar haces sonoros destinados a "ver" durante el vuelo. El murciélago interpreta los ecos de estos sonidos para no chocar con los objetos y para perseguir y capturar los insectos que le sirven de alimento.
        La ultrasónica reviste gran interés para quienes se dedican a las ciencias puras. En años recientes, empero, se aplicaron estos conocimientos al desarrollo de muchos productos que ayudan al ser humano en muchos otros sentidos.


        Se inventaron nuevos instrumentos basados en principios ultrasónicos que abarcan prácticamente todos los ámbitos de interés humano, desde la medicina hasta la construcción de naves espaciales. Se comprobó que los haces ultrasónicos pueden servir para inspeccionar la presencia de fallas en el espesor de los materiales sólidos, sin alterarlos en absoluto. Por el contrario, un tipo de haz ultrasónico totalmente distinto es capaz de soldar materiales muy duros, o de modelarlos, dándoles formas muy complejas
        Desde que el hombre tuvo conocimiento de la existencia de estas ondas ultrasónicas apenas han trascurrido unos 50 a 60 años. Los naturalistas fueron los que descubrieron los primeros indicios sobre ellas. Se había observado que ciertos insectos parecían mover ciertas partes del cuerpo las unas contra las otras, de tal manera que cabía suponer la emisión de algún sonido, pero para el observador humano este movimiento era silencioso. Además, algunos animales, como los murciélagos, parecían comunicarse entre ellos sin generar ningún sonido. Con el correr del tiempo, algunos hombres de ciencia de otras especialidades -físicos, ingenieros electrotécnicos- también obtuvieron indicaciones de que podrían existir ondas sonoras que están fuera de la percepción humana. El problema radicaba en cómo demostrar que era así.
        Después, a fines del siglo XIX, sobrevino el rápido desarrollo de los sistemas eléctricos, y en la década del 1900 surgió la ciencia afín de la electrónica. Estos ámbitos no tardaron en proporcionar a los investigadores los instrumentos necesarios para medir el sonido inaudible. Las ondas sonoras, por ejemplo, pudieron convertirse en trazados visibles. Una manera de lograrlo consiste en pasar las ondas de las superficies vibrátiles a captadores eléctricos especiales.
        Tal como sucede con cualquier micrófono, el trazado de la onda sonora se reproduce formando un trazado de ondas eléctricas similares. Esta onda eléctrica puede emplearse de diversos modos para que los investigadores vean el trazado sonoro. Por ejemplo, la señal eléctrica puede servir para accionar una pluma con tinta, que trace una línea sinuosa en un papel, o bien se puede medir la intensidad de la señal con voltímetros o amperímetros eléctricos comunes, que reflejan la frecuencia de la onda sonora.
        Otro medio para "ver" el sonido consiste en recurrir al osciloscopio. Este es un tubo electrónico similar al del aparato de televisión. Este tubo tiene un revestimiento químico sensible especial en su cara interior, que se torna luminiscente al llegar a él una corriente de partículas de materia con carga eléctrica que se denominan electrones.
        El trazado de la onda sonora se convierte en un trazado eléctrico y éste, a su vez, hace que el yugo magnético del tubo oriente un haz de electrones hacia la faz del tubo. A raíz de esto se forma en el tubo una línea sinuosa que reproduce la forma de la onda sonora original.
        Con estos instrumentos se obtuvo una idea de los ultrasonidos. Por ejemplo, se podía hacer vibrar una muestra de alambre a mayor o menor frecuencia. Al llegar a un determinado punto, el observador comprobaba que el alambre seguía vibrando pero que ya no emitía sonido. Desde ese punto en adelante las ondas del ultrasonido se observaban con el osciloscopio o con algún otro dispositivo.
        El factor primordial para dar explicación práctica al ultrasonido era obtener un dispositivo susceptible de controlarse con exactitud, que emitiese ondas ultrasónicas de determinadas frecuencias. El instrumento ideado para este fin es el transductor, que trasforma la energía eléctrica en energía mecánica, o viceversa. Se trata de un aparato similar al micrófono o al cristal que se empleaba en los antiguos radiorreceptores.


        Pero para obtener vibraciones ultrasónicas se requerían mejores materiales y métodos nuevos para emplearlos. Hubo que desarrollar cristales especiales y también nuevos tipos de cerámica. Los primeros transductores se remontan al año 1917, cuando un físico llamado Langevin (físico francés, 1872-1946) empleó una corriente eléctrica oscilante proveniente de un circuito en un tubo de vacío, para excitar un cristal de cuarzo. Langevin demostró que implantando una señal eléctrica cambiante en el cristal, éste vibra y desprende sonido. Por el contrario, aplicando una onda sonora al cuarzo en frecuencias adecuadas, se genera en él una corriente eléctrica que circula por el sistema. Este efecto se denominó "piezoeléctrico".
        Al poco tiempo otros científicos se dedicaron a estudiar distintos cristales, entre ellos la turmalina, la sal de Rochelle y el fosfato biácido de amonio. Ninguno de ellos, empero, era tan eficaz como el cuarzo, aunque éste no constituye el recurso más adecuado para convertir la electricidad en sonido. Es decir, para que el cristal entre en vibración se requiere más electricidad de lo conveniente. No obstante, el cuarzo es de fácil aplicación y se trata de un material muy resistente. Se lo puede hacer vibrar casi a cualquier frecuencia si se lo emplea con el espesor apropiado.
        En su empeño por obtener transductores de mejor calidad, los investigadores buscaron otros enfoques. No mucho después de los trabajos de Langevin, otros científicos produjeron un transductor basado en el principio de la "magnetostricción". Se comprobó que aplicando una corriente eléctrica cambiante a una varilla metálica magnética, ésta se comprime y se expande ligeramente de conformidad con las variaciones de la corriente. Las vibraciones de la varilla emiten una onda sonora. Tal como sucede con los transductores de otro tipo, el sistema también funciona a la inversa, de modo que al incidir una onda sonora sobre la varilla, ésta genera un flujo eléctrico variable. Los metales que se emplean para hacer las varillas magnetizadas son el hierro, el níquel y el cobalto. La desventaja del método de la magnetostricción es que sólo sirve para una frecuencia limitada. La frecuencia máxima de salida es de 50.000 cps, mientras que el cuarzo da bastante más de 1.000.000 de ciclos.
        Después de la Segunda Guerra Mundial, con el rápido desarrollo de materiales sólidos que pasaron a reemplazar a los tubos o válvulas de vacío, los científicos hallaron la manera de conseguir transductores mejores todavía. Ante todo, se logró construir transductores pequeñísimos y de mucho rendimiento (algunos hasta menores que una moneda de las más pequeñas), uniendo el cristal vibrador a una pequeña chapa de material semiconductor electrónico. Además, se comprobó que algunas nuevas cerámicas electrónicas exhibían propiedades similares a las varillas metálicas cuando se las sometía a la acción de un campo magnético. Estas piezas se denominan ferrocerámica y, a diferencia de muchas cerámicas anteriores, pueden producirse en una gran variedad de formas. Mediante el cuidadoso diseño de la forma y de la manera de arrollar el conductor eléctrico a su alrededor, se generan ondas sonoras de extraordinaria intensidad. El principio por el cual funcionan estos transductores, basado en el cambio de tamaño de la ferrocerámica imantada por acción de una corriente eléctrica variable, se denomina piezomagnetismo. Las ondas sonoras que estos materiales emiten llegan a tener frecuencias varios centenares de veces superiores a las que se consiguen con los transductores de cuarzo. En 1965 los hombres de ciencia generaban frecuencias de hasta 100.000 millones de ciclos por segundo.
        Los biólogos figuraron entre los primeros beneficiarios de los nuevos equipos para medir los ultrasonidos, pues así pudieron efectuar un cuidadoso análisis del efecto del sonido sobre los animales. Por ejemplo, se colocó un insecto en un recipiente y se lo sometió a un haz de ultrasonidos cuya intensidad y frecuencia se modificaba gradualmente. Si el insecto percibía el sonido, reaccionaba frente a él. O bien, en pruebas más detalladas, se insertaban minúsculos electrodos en determinadas partes del insecto para medir las modificaciones eléctricas de su sistema nervioso por influencia de las distintas frecuencias ultrasónicas.
        El advenimiento de los grabadores de alambre y cinta agregó una dimensión más a esta labor. Los hombres de ciencia pasaron entonces a grabar los sonidos de los animales. Se leyó así el sonido inaudible de alta frecuencia grabado en la cinta, empleando los equipos especiales descritos arriba. Este trabajo demostró que las distintas clases de murciélagos poseen distintos lenguajes ultrasónicos, tal como sucede con las personas de países distintos. Los estudios revelaron que las siniestras caras de los murciélagos obedecen a una finalidad, pues sus rasgos faciales forman parte del sistema especial para enfocar los sonidos que estos animales requieren para generar las elevadísimas frecuencias de los ultrasonidos.
        Pero, además, estos estudios condujeron a resultados de extraordinario valor práctico. Al determinar con exactitud el modo en que los murciélagos guían su posición mediante el eco, los científicos obtuvieron indicaciones sobre la manera de desarrollar sistemas sonoros para conducir vehículos hechos por el hombre, como las naves espaciales o los submarinos.
        De igual importancia fue el hecho de que se despejó el camino para fiscalizar la acción de ciertos seres vivos por medio de los ultrasonidos. Dado que los ultrasonidos no influyen sobre el oído humano, los nuevos métodos pueden emplearse sin causar molestias a la humanidad. Un ejemplo de lo que antecede es la lucha contra los insectos. Se comprobó que ciertos mosquitos son sensibles a determinadas frecuencias ultrasónicas y se alejan de ellas. Esto puede llevar al desarrollo de dispositivos protectores; que eliminen la necesidad de los mosquiteros. Con las pantallas ultrasónicas para protegerse de los mosquitos, el hombre podrá disfrutar cómodamente las delicias de los días de verano. En los climas tropicales esto tiene considerable importancia porque habrá de contribuir a eliminar el flagelo del paludismo, enfermedad trasmitida por los mosquitos. Los científicos también trabajan en la construcción de pequeños aparatos ultrasónicos portátiles que protegerían de los insectos en lugares como el automóvil, una pequeña zona de playa o una canoa. Los ratones y las ratas también son sensibles a los sonidos inaudibles. Las viviendas podrían liberarse, pues, de los roedores, empleando generadores ultrasónicos. [Lo que el autor está diciendo se aplica desde hace algunos años con muy buenos resultados]
        Pero las investigaciones con ultrasonidos también podrían beneficiar a los agricultores. El desarrollo de grandes generadores ultrasónicos evitaría la destrucción de los cultivos por insectos nocivos. De este modo se reduciría el consumo de rociadores químicos en la granja. Los biólogos han señalado que el empleo excesivo de estas sustancias químicas para combatir las plagas, puede ser nocivo para el ser humano y para importantes especies de la fauna natural.
        Pero los ultrasonidos tienen otras aplicaciones capaces de introducir cambios más revolucionarios todavía en la agricultura. Mediante experimentos se comprobó que las frecuencias ultrasónicas influyen sobre las bacterias, las levaduras, las semillas de los vegetales y las plantas en crecimiento. Estos efectos pueden ser útiles o nocivos, según la cantidad y frecuencia del ultrasonido que se aplique. Se requiere mucho estudio para establecer el modo correcto de aplicar cualquier tratamiento ultrasónico.
        Por ejemplo, la intensidad de la onda sonora tiene que estar dentro de una determinada gama de decibeles para que se obtenga un efecto dado. Una frecuencia ultrasónica de 100.000 cps favorecería el crecimiento de determinada especie vegetal, pero conservando la misma frecuencia y duplicando la intensidad la planta se lesionaría. Del mismo modo, una onda ultrasónica de frecuencia inferior estimularía la germinación de las semillas, pero modificando la intensidad o el lapso de exposición de los ultrasonidos, la misma frecuencia sonora serviría para mezclar bacterias en los líquidos con mayor rapidez. O bien, modificando las propiedades del haz ultrasónico las bacterias se destruirían.
        De todos modos, es evidente que los ultrasonidos pueden ser de mucha utilidad para producir mayor cantidad o alimentos de mejor calidad por hectárea. En la industria, la aplicación de los ultrasonidos para mejorar el mezclado de cosas como bacterias y líquidos, aceleraría algunos procesos, como la elaboración del vino o el vinagre. Otra aplicación sería la de matar bacterias para preservar así los alimentos. (Esta última propiedad también puede destinarse a la esterilización de instrumental médico o de heridas en el ser humano)
        La industria naviera también ofrece otro ejemplo del control de plagas mediante los ultrasonidos. Uno de los principales problemas de los empresarios navieros es el de los moluscos. Estos se adhieren al casco de los barcos, y cuando se aglomeran en gran cantidad en la parte subacuática del casco, el agua no puede circular libremente alrededor de éste y la marcha de la nave se frena. En consecuencia, hay que llevar con frecuencia el barco a dique seco para eliminar los moluscos mediante rasqueteado y para volver a pintar el casco. Los estudios realizados en el departamento de zoología de la Universidad Estatal de Pennsylvania demostraron que aplicando ciertas frecuencias ultrasónicas, los moluscos cierran sus conchas. En la actualidad se trabaja con vibradores ultrasónicos especiales que se instalarán en los barcos para emitir ondas sonoras que mantengan los cascos libres de moluscos en todo momento.
        En medicina los ultrasonidos prometen una revolución casi tan importante como la introducción de los rayos X. El rayo X permitió a los médicos obtener imágenes del interior del cuerpo humano, para así determinar si existe alguna lesión, sin necesidad de recurrir a procedimientos quirúrgicos. Sin embargo, también se sabe que la exposición excesiva a los rayos X puede ser peligrosa. Además, los rayos X sólo aportan datos sobre determinadas partes del organismo, como los huesos y los tejidos duros. Los tejidos blandos, como el músculo, la grasa y el hígado, no se ven con los rayos X. En la actualidad, mediante equipos ultrasónicos, no sólo se llegan a ver estas partes del organismo, sino que aparecen en forma tridimensional.
        William J. Fry, jefe del Laboratorio de Investigaciones Biofísicas de la Universidad de Illinois, describió el funcionamiento de la sonda ultrasónica en el Stanford Research Institute Journal. La onda sonora se obtiene mediante un transductor. El sistema eléctrico produce en primer término una pulsación de energía eléctrica de forma idéntica a la pulsación sonora que se desea. Esta energía hace vibrar un diafragma (fuelle en miniatura) situado en el transductor, impartiendo una onda sonora de alta frecuencia al aire circundante. La onda así obtenida se orienta hacia la parte del organismo que se desea examinar. Sólo se produce un ciclo de ultrasonido a la vez, canalizado de manera que produzca un eco en el tejido. El proceso se repite varias veces moviendo el transductor. Cada eco arroja información sobre la región del cuerpo explorada y el movimiento del transductor ocasiona el efecto tridimensional.
        Se puede apreciar, entonces, que la combinación de ultrasonidos con los rayos X ofrece a los médicos la posibilidad de examinar cualquier parte del organismo. El ultrasonido también puede utilizarse para obtener placas semejantes a las que se logran con los rayos X. Esto significa que, cuando existan equipos ultrasónicos baratos y prácticos, se podrá reducir el uso de los rayos X. Correctamente empleados, los ultrasonidos no son nocivos para el cuerpo humano, evitándose así las posibles lesiones atribuidas a los rayos X.
        La ultrasónica también promete despejar un nuevo camino para realizar exámenes cardíacos. Orientando las pulsaciones de energía ultrasónica hacia los tejidos del corazón y midiendo el tiempo requerido para que el eco retorne al aparato, los médicos determinan si el corazón funciona bien. Además los científicos también hallaron la posibilidad de aplicar el efecto Doppler. En este caso se enviaría una serie de pulsaciones hacia la región cardíaca, observándose el cambio de tono motivado por el movimiento de sus superficies. Así se estudiaría el funcionamiento de las válvulas cardíacas y se verificaría si se abren y cierran correctamente. Contando con los ultrasonidos para estudiar los tejidos cardíacos y las partes móviles del corazón, dentro de poco los médicos estarán en condiciones de identificar las lesiones cardíacas mucho antes de que el paciente experimente algún síntoma. El diagnóstico temprano de los problemas cardíacos salvaría a un sinnúmero de vidas. En los casos de cirugía cardíaca, estos métodos también servirán para localizar cualquier problema, haciendo que las perspectivas de buen éxito sean mucho mayores.
        Pero los ultrasonidos no sólo pueden emplearse para examinar el cuerpo humano sino también para mejorar su funcionamiento. Por ejemplo, la diatermia ultrasónica sirve para aliviar el dolor y el malestar en muchas enfermedades y lesiones traumáticas. El procedimiento consiste en aplicar ultrasonidos de baja intensidad que pasan al cuerpo desde un transductor aplicado a la piel. Las pequeñas dosis de esta energía reducen el dolor de los músculos resentidos, la bursitis, la fibrositis, la artritis y otros males. Sin embargo, los hombres de ciencia advierten que los ultrasonidos no son una panacea y que se deben aplicar con suma prudencia bajo la dirección del médico.
        También se investiga mucho el empleo de los ultrasonidos para introducir cambios en el interior del organismo sin alterar las porciones de carne y hueso situadas entre medio. Para que este tipo de tratamiento resulte inocuo se requerirá una considerable labor, pero ya se han realizado estudios para modificar tamaños, formas y hasta posiciones de algunas estructuras del cuerpo. A frecuencias muy elevadas -1.000.000 a 4.000.000 de cps- se pueden realizar operaciones en las profundidades del cuerpo, sin punzar siquiera la piel ni los tejidos sanos.
        Para ello es necesario enfocar con gran exactitud los haces ultrasónicos mediante un objetivo especial que cubre el cristal emisor del sonido. En la actualidad se emplean equipos que concentran el haz sonoro en el interior del cuerpo, en una superficie igual a la de la mina de un lápiz. Este sistema sirve hasta para realizar delicadas intervenciones en el cerebro. Para ello, empero, hay que extirpar una parte del hueso del cráneo, porque el hueso absorbe los sonidos mucho más que los tejidos blandos. Además, en las intervenciones cerebrales la frecuencia máxima que puede emplearse sin peligro es de unos 2.000.000 de cps.
        El empleo de los ultrasonidos en terapéutica cerebral promete el surgimiento de una amplia gama de adelantos médicos. Ante todo, se elimina el peligro de lesionar por accidente alguna estructura importante del cerebro. Anteriormente, por ejemplo, había que recurrir a instrumentos mecánicos como bisturíes o aparatos de succión, a sustancias químicas que se introducían con tubos especiales, a estudios eléctricos en los que se implantaban minúsculos electrodos en los tejidos circundantes, o radiaciones. Por más cuidado que se tuviera, había que destruir un poco de tejido para introducir los instrumentos. Con los ultrasonidos, en cambio, todo lo que se requiere es enfocar bien los haces. Los estudios o los tratamientos con ultrasonidos se pueden realizar todas las veces que los médicos consideren necesario.
        En la actualidad es posible recurrir a los haces ultrasónicos para hacer estudios prolongados y cuidadosos sobre el funcionamiento de las distintas áreas del cerebro. Con el tiempo se podrán conocer y diferenciar los millones de minúsculos circuitos eléctricos del cerebro y su funcionamiento. Con estos datos los médicos estarán en mejores condiciones de reparar casi todos los tipos de enfermedades cerebrales. (Los mismos datos así obtenidos también podrán conducir a la invención de computadoras mucho mejores.) Una vez analizado un problema, se aplicará la ultrasónica para obtener la curación.

Gráfico 1
Aplicación de los ultrasonidos en cirugía. Diseño de un dispositivo especial que enfoca las ondas ultrasónicas en el interior del cerebro, con el objeto de reparar una lesión.


Gráfico 2
Se pueden emplear haces ultrasónicos para reconocer fallas en los materiales. Como vemos en este diagrama, los puntos débiles que pueda contener el material, desvían a la onda ultrasónica. Esta desviación es captada por el instrumento, indicando al operario que el material presenta un defecto.

Por ejemplo, la modificación de ciertos circuitos del cerebro corregiría los defectos del habla y hasta repararía lesiones que en la actualidad paralizan a los pacientes o les dificultan el uso correcto de los brazos y piernas.
        Los ultrasonidos también tienen una amplia gama de aplicaciones en la investigación de materiales y en la industria. En los trabajos con materiales, los ultrasonidos sirven para verificar el sonido de los átomos. La estructura del átomo es similar a la de un pequeño universo donde los electrones giran vertiginosamente alrededor del núcleo como si fuesen los planetas en torno del sol. Esta constante vibración en toda la materia, en realidad desprende un sonido de alta frecuencia que se registra mediante sondas ultrasónicas.
        Existe una relación entre el movimiento de los átomos y la capacidad de los materiales para absorber el sonido. Enviando ondas sonoras de distintas frecuencias sobre distintos materiales y observando las alteraciones que ocurren en el sonido, los científicos obtienen datos fundamentales sobre la estructura del átomo. A partir de esto, entonces, se puede mejorar el material o desarrollar nuevas combinaciones de materiales dotados de propiedades especiales.
        Merced a estos efectos relacionados entre sí, se pueden investigar las fallas existentes en el espesor de los materiales compactos. Si, por ejemplo, los átomos de una barra de acero están deformados en un determinado lugar, desvían la orientación del haz de sonidos de alta frecuencia. Para el ojo parecería que el metal es tan resistente adentro como afuera, pero gracias al haz sonoro el ingeniero sabe que presenta un peligroso punto débil en un determinado lugar. Por el contrario, si la pieza está en buenas condiciones, el haz ultrasónico lo revela sin alterar físicamente el material.
        También se están empleando mucho los ultrasonidos en varias industrias para mejorar o fiscalizar los procesos de producción. Empleando haces de sonidos de alta frecuencia cuidadosamente seleccionados, se obtiene la mezcla más completa de dos materiales, por ejemplo. En algunos casos, el método ultrasónico logra mezclar dos sustancias que normalmente serían indiferentes la una frente a la otra. Estas mezclas pueden ser líquidas o sólidas, puede tratarse de mezclas de sustancias químicas o de aleaciones de distintos metales fundidos en altos hornos.
        Otra aplicación fabril de los ultrasonidos es la limpieza de piezas delicadas o de difícil acceso. En este caso, la enérgica vibración generada por los haces ultrasónicos sacude y desprende prácticamente todas las partículas de suciedad.

Gráfico 3
Entre las múltiples aplicaciones industriales de los ultrasonidos figura este medidor de nivel líquido. En el fondo del recipiente se coloca el pequeño transductor piezoeléctrico (en el círculo), que genera unos haces ultrasónicos enfocados de modo que se reflejen desde la superficie del líquido hacia abajo. Las señales pasan entonces a la aguja indicadora, que revela la altura del líquido en metros o pies.

Entre las aplicaciones de limpieza específica figuran las piezas de relojes, piezas de automóviles y partes constitutivas de giróscopos para proyectiles.
        Es probable que la aplicación más importante de la ultrasónica en la industria actual sean las operaciones de maquinado y soldado. Las elevadísimas vibraciones del ultrasonido pueden utilizarse para desgastar partículas hasta de los metales más resistentes. En este caso un transductor trasmite la frecuencia deseada a una herramienta, que puede ser un punzón o una piedra de amolar. La vibración de la herramienta, aunque enorme, es tan rápida que no se ve a simple vista. Sin embargo, se la puede controlar cuidadosamente para obtener cortes, perforaciones y otros cambios exactos en todo tipo de material. El proceso es tan sensible que sirve para recortar partículas sumamente quebradizas como la cerámica o el vidrio. Uno de los nuevos métodos de esmerilar que se estudian, es el de los barrenos ultrasónicos para odontología, que algún día habrán de simplificar el relleno de las cavidades dentales.
        La soldadura ultrasónica se emplea desde hace muchos años en las industrias de la aeronáutica y de los proyectiles dirigidos. Uno de los problemas que plantea la soldadura convencional es que hay que aplicar calor para fundir los metales en el sitio de unión y obtener así la soldadura. Lamentablemente, si bien la unión resultante es muy firme, el metal que circunda a la soldadura tiende a debilitarse. Después de la Segunda Guerra Mundial los hombres de ciencia hallaron que era posible unir materiales aplicando energía ultrasónica con herramientas de formas especiales. El haz ultrasónico hace vibrar los átomos de los dos cabos metálicos, logrando que se entrelacen. Lo más importante es que esta soldadura ultrasónica no requiere calor y, por lo tanto, el metal circundante no se debilita.
        Pero la soldadura ultrasónica tiene sus limitaciones. Sólo se pueden unir de este modo finas láminas de metal de menos de 5 milímetros de espesor. En muchas piezas de aviones y de proyectiles, en que se emplean chapas finas, el método ultrasónico representa una gran ventaja.
        Además de los procesos de maquinado y soldadura, también se comprobó en trabajos recientes que la energía ultrasónica sirve para laminar metales. Los ingenieros rusos, por ejemplo, desarrollaron métodos que utilizan ultrasonidos para laminar las chapas metálicas, y obtener así hojas de muy poco espesor.

Gráfico 4
Limpieza ultrasónica para eliminar toda suciedad en piezas delicadas. Vemos aquí la inmersión de una pieza electrónica en un baño ultrasónico que está en plena agitación por las ondas de los ultrasonidos.

También se trabaja en fraguado, en trefilado de alambre y en la producción de tubos sin costura, todo por métodos ultrasónicos. Lo más promisorio ha sido el empleo de los ultrasonidos para dar formas a materiales normalmente difíciles de trabajar, como la cerámica.
        Estas son apenas unas pocas de las múltiples aplicaciones de los ultrasonidos. En realidad hay centenares de aplicaciones más en estudio o en pleno funcionamiento en muchos ámbitos de la industria y la ciencia. El sonido inaudible promete ser uno de los auxiliares más importantes del hombre en los años por venir.

Gráfico 5
Existen transductores de muchas formas, tamaños y conformación interna, pero el principio general es el mismo. Como este diagrama indica, se monta un diafragma en lo alto de un circuito eléctrico, como aquí, o sobre algún fuelle mecánico. Al golpear las ondas de presión contra el diafragma, éste hace circular una corriente eléctrica por los conductores. Funcionando a la inversa, una corriente eléctrica de frecuencia muy alta que pase por el conductor, hace vibrar el diafragma para que emita ondas ultrasónicas.