1. Efecto piezoeléctrico:
* Principio: Este es el método más común. Ciertos materiales como la sal de cuarzo, cerámica y Rochelle exhiben el efecto piezoeléctrico, lo que significa que se deforman cuando se aplica un campo eléctrico, y viceversa.
* Procedimiento: Se construye un transductor piezoeléctrico uniendo electrodos a un material piezoeléctrico. Cuando se aplica un voltaje alterno a los electrodos, el material se expande y se contrae a la frecuencia del voltaje. Esta vibración mecánica crea ondas ultrasónicas.
* ventajas: Alta eficiencia, control de frecuencia preciso, amplia gama de frecuencias alcanzables.
* Desventajas: La potencia de salida limitada requiere una coincidencia de impedancia cuidadosa para una transferencia de energía eficiente.
2. Magnetoestricción:
* Principio: Ciertos materiales ferromagnéticos como el níquel y el hierro cambian sus dimensiones cuando se exponen a un campo magnético. Esta propiedad se llama magnetostricción.
* Procedimiento: Una bobina se enrolla alrededor de un material magnetoestrictivo. Cuando la corriente alterna fluye a través de la bobina, genera un campo magnético variable, lo que hace que el material vibre. Estas vibraciones crean ondas ultrasónicas.
* ventajas: Puede generar ondas ultrasónicas de alta potencia.
* Desventajas: El rango de frecuencia más bajo en comparación con los transductores piezoeléctricos requiere altas corrientes.
3. Osciladores electromagnéticos:
* Principio: Se puede usar un campo electromagnético de alta frecuencia para excitar un sistema resonante, generando ondas ultrasónicas.
* Procedimiento: Una cavidad resonante, típicamente llena de gas, está excitada por un oscilador electromagnético. La frecuencia resonante de la cavidad determina la frecuencia de las ondas ultrasónicas.
* ventajas: Alta frecuencia y potencia de salida.
* Desventajas: Requiere un ajuste preciso de la cavidad resonante, configuración compleja.
4. Ultrasonido láser:
* Principio: Un haz láser pulsado puede generar calentamiento y expansión localizados en una superficie material, creando una onda de estrés transitorio.
* Procedimiento: Un pulso corto de luz láser se centra en un material. El calentamiento rápido provoca una expansión localizada, que se propaga como una onda ultrasónica.
* ventajas: Excitación sin contacto, altamente enfocada y controlada.
* Desventajas: Requiere equipo láser especializado, potencia de salida limitada.
5. Sonicación:
* Principio: Si bien no produce directamente ondas ultrasónicas, la sonicación es una técnica común que utiliza energía ultrasónica para diversas aplicaciones.
* Procedimiento: Se genera una onda de sonido de alta frecuencia y se transmite a través de un medio líquido. La intensa energía acústica crea burbujas de cavitación que colapsan y liberan energía, causando cambios físicos y químicos.
* ventajas: Ampliamente utilizado en varios campos, incluyendo química, biología y ciencia de los materiales.
* Desventajas: Puede ser destructivo dependiendo de la aplicación.
La elección del método depende del rango de frecuencia deseado, la potencia de salida, la aplicación y los recursos disponibles.
