ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

Desintegradores ultrasnicos

Son equipos que se utilizan para romper membranas celulares y disgregar aglomeraciones celulares.

Utilizan ondas de presin de ultrasonido. Una onda de presin de ultrasonido es toda onda cuya frecuencia de vibracin es superior a la capacidad auditiva del ser humano. Las ondas audibles tienen frecuencias de vibracin entre 20 y 16000 Hz, por lo tanto las ondas ultrasnicas se encontrarn por encima de 16000 Hz, pudiendo llegar a 1 GHz de frecuencia.

Las fuentes que se utilizan en la actualidad para la generacin de ondas ultrasnicas se obtienen de materiales como el cuarzo (cristales) o de cermicas, como por ejemplo de Titanato de Bario.

Estos materiales fundamentalmente presentan una propiedad que se denomina piezoelectricidad, y hace que al aplicar una tensin alterna a una pieza fabricada de este material, sta comience a vibrar. Cuando la frecuencia de la seal elctrica aplicada coincide con la frecuencia de resonancia propia del material, ste puede llegar a producir las mximas contracciones y expansiones posibles, generando las ondas de presin altamente energticas, necesarias para la ruptura de la pared celular.

El mecanismo de disrupcin celular por ultrasonido esta asociado con el proceso de cavitacin. Este consiste en la formacin y crecimiento de burbujas en una zona de baja presin que luego viajan a zonas de mayor presin e implotan, debido a la accin de las intensas ondas sonoras, produciendo un desgaste de la superficie donde colapsan (que es la pared celular).

Durante la fase de colapso de las burbujas, una gran cantidad de energa ultrasnica es convertida en energa mecnica en forma de ondas elsticas.

Las partes fundamentales que integran un desintegrador ultrasnico son bsicamente un generador de corriente alterna de aproximadamente 20 kHz. ste enva una seal elctrica a un transductor piezoelctrico, que convierte esa energa elctrica en energa mecnica o de vibracin. La energa mecnica es transmitida a un transductor mecnico que acopla la energa de vibracin proveniente del material piezoelctrico a uno o ms elementos que conducen y entregan la energa de las ondas de presin ultrasnicas al medio a tratar.

Desventajas:

El ultrasonido genera mucho calor, por lo que requiere de un buen control de temperatura

Los productos de inters pueden ser degradados en el curso de la disrupcin celular

Los radicales libres que son generados pueden reaccionar con otras molculas

Produce altos niveles de sonido

No se utiliza a escala industrial por sus costos elevados

Las aplicaciones del ultrasonido se dividen segn sea la potencia de la onda ultrasnica:

FrecuenciaPotenciaEjemplos

De baja potencia> 100 kHz.< 1 W/cm2Testeo de materiales, diagnstico mdico.

De alta potencia< 100 kHz.>1 W/cm2Desintegracin celular, homogeinizacin.

Adems, se utiliza en investigaciones farmacuticas, biotecnologa, diagnsticos, microbiologa, biologa celular, medicina y qumica.

La transferencia del ultrasonido al medio lquido se puede realizar de dos formas:

1) Por transferencia directa: el elemento o punta que transmite las ondas de presin se introduce directamente en el medio lquido.

2) Por transferencia indirecta: lo que se hace es disponer el fluido a tratar dentro de un tubo, por lo tanto la onda de presin tendr que atravesar la pared del mismo.

La transferencia directa genera amplitudes de oscilacin de la onda mucho mayores que en la transferencia indirecta, por esta razn el primer mtodo se utiliza para romper clulas, mientras que el segundo para disgregar aglomeraciones celulares.Vibracin

Energa

mecnica

Energa

elctrica

TRANSDUCTOR MECNICO

TRANSDUCTOR PIEZO-ELCTRICO

GENERADOR

( 20 kHz