infrasonidos y ultrasonoidos

Infrasonidos
Podemos definir los infrasonidos como las vibraciones de presión cuya frecuencia es inferior a la que el oído humano puede percibir; es decir entre 0 y 20 Hz. Pero, debido a que la mayoría de los aparatos electro acústicos utilizan una frecuencia entre 20 y 30 Hz, consideraremos también como infrasonidos a toda vibración con una frecuencia por debajo de los 30 Hz.
Dentro de la teoría de los infrasonidos abarcamos las vibraciones de los líquidos y las de los gases pero no la de los sólidos. Éstas últimas, gracias a sus aplicaciones y su problemática, se han convertido en una ciencia aparte llamada vibraciones mecánicas.
Veamos algunas características de los infrasonidos:
Emisión en forma de ondas esféricas.
Son difíciles de concentrar.

Menor absorción que a altas frecuencias, aunque ésta dependerá de la temperatura del gas en el que viajan, el peso molecular del mismo y la dirección del viento.
Los emisores existentes suelen ser de mala calidad.
Debido a una menor atenuación, los infrasonidos pueden llegar más lejos que las demás ondas. Esto es utilizado para la detección de grandes objetos a grandes distancias como montañas o el fondo marino.
En todo fenómeno transitorio se producen infrasonidos; de esta forma, en una vulgar conversación los producimos (de forma menos notable en las vocales y más en las consonantes fricativas como la "f" y la "s").
Generadores de infrasonidos
Primeramente cabe señalar la dificultad de crear emisores de infrasonidos funcionando periódicamente con una potencia suficiente y que a su vez se transmitan varios kilómetros. Ejemplos de emisores de infrasonidos pueden ser altavoces, tubos de resonancia, silbatos, motores de pistón con filtros acústicos paso bajo adaptados a los infrasonidos, etc., pero ninguno de ellos llegó a generar infrasonidos puros cuya intensidad sobrepasara los 160 dB. A todo lo anterior hay que añadir la no directividad de las ondas (éstas son ondas esféricas), lo que implica una rápida dispersión de éstas.
Pasemos a explicar la dificultad de conseguir una intensidad suficiente en los infrasonidos. Debido a que las ondas son esféricas, la presión y velocidad de las partículas tienen un desfase de π/2 que desaparecerá a una distancia de aproximadamente la longitud de onda. La expresión de la intensidad de radiación viene dado por la siguiente fórmula:
Donde p es la presión, v la velocidad y α el desfase entre ambas. Como hemos dicho, al principio el desfase era de π/2 con lo que la intensidad se hace nula y comenzará a tener importancia cuando el desfase sea 0 que ocurría a una distancia de una longitud de onda, momento en el que las ondas están muy debilitadas (se hace difícil llegar a las altas amplitudes).
En conclusión, lo que se generan realmente son pseudoinfrasonidos en recintos cerrados donde se hace variar la presión y cuyos efectos son parecidos a los de los infrasonidos verdaderos. Además la concentración de estos es bastante difícil ya que se harían necesarios unos reflectores con un diámetro de algunas decenas de metros.
Ultrasonidos
Los ultrasonidos son aquellas ondas sonoras cuya frecuencia es superior al margen de audición humano, es decir, 20 KHz aproximadamente. Las frecuencias utilizadas en la práctica pueden llegar, incluso, a la giga hertzios. En cuanto a las longitudes de onda, éstas son del orden de centímetros para frecuencias bajas y del orden de micras para altas frecuencias.
Historia de los ultrasonidos
En el año 1883, Galton investigó los límites de la audición humana, fijando la frecuencia máxima a la que podía oír una persona. Llegó a la conclusión de que los sonidos con frecuencias inaudibles por el ser humano, presentaban fenómenos de propagación similares al resto de las ondas sonoras, aunque con una absorción mucho mayor por parte del aire.
A partir de entonces, se empezó a investigar en temas relacionados con la generación de ultrasonidos:
Los hermanos Curie descubrieron la piezoelectricidad en 1880. Fueron Lippmann y Voigt en la década de los 80 del siglo XIX quienes experimentaron con el llamado efecto piezoeléctrico inverso, aplicable realmente a la generación de ultrasonidos, como veremos.
Joule en 1847 y Pierce en 1928 descubrieron el efecto magnetoestrictivo, directo e inverso.
A lo largo del siglo XX, se han producido grandes avances en el estudio de los ultrasonidos, especialmente en lo relacionado con aplicaciones: acústica subacuática, medicina, industria, etc. Concretamente, Langevin lo empleó durante la primera guerra mundial para sondeos subacuáticos, realizando un sencillo procesado de las ondas y sus ecos. Richardson y Fessenden, en la década de los años 10 idearon un método para localizar icebergs, con un procedimiento similar al utilizado hoy en día (método de impulsos, lo veremos). Mulhauser y Firestone, entre 1933 y 1942 aplicaron los ultrasonidos a la industria y a la inspección de materiales.
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.
También son utilizados como repelente para insectos. Hay varias aplicaciones para computadoras y celulares, las cuales reproducen una onda acústica como fue explicado anteriormente, la cual molesta a los insectos, en especial a los mosquitos.