MONOGRAFIA DE LA FISICA DEL SONIDO Y LAS APLICACIONES DEL ULTRASONIDO EN LA INDUSTRIA

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Juan Miguel de Jesús Rodríguez  Jiménez

Índice

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Prólogo        

Introducción        

CAPÍTULO 1- EL SONIDO        

1.1. ¿Qué es el sonido?        

1.2. Percepción humana de las ondas sonoras        

1.3. El hercio        

1.4. El decibel        

CAPITULO 2-PROPIEDADES FISICAS DEL SONIDO        

2.1. Frecuencia        

2.2. Amplitud        

2.3. El Timbre        

CAPITULO 3- APLICACIONES DEL  ULTRASONIDO SONIDO EN LA INDUSTRIA        

3.1. Eliminación de espumas industriales        

3.2. Desecación de lodos en la extracción de minerales        

3.3. Lavado de textiles        

3.4. Mantenimiento industrial        

3.5. Inactivación microbiana y enzimática        

Conclusión        

Referencias bibliográficas:        

Índice de gráficas y tablas

Grafica 1…………………………………………………………………………………...5

Grafica 2…………………………………………………………………………………...5

Grafica 3…………………………………………………………………………………...6

Grafica 4…………………………………………………………………………………...7

Grafica 5…………………………………………………………………………………...7

Grafica 6…………………………………………………………………………………...9

Tabla 1…………………………………………………………………………………......8

Prólogo

El motivo por el que realice esta investigación fue básicamente porque  una de las formas de comunicarnos los seres humanos es mediante sonidos y en realidad siempre tuve el interés por investigar acerca de la física del sonido, pero nunca lo hice, por lo que considero que lo ideal era abordar el tema para de esa manera poder quitarme la duda de cómo es o porque le llamamos sonido. Aunado a esto como estudiante de música, siempre me intrigo la cuestión del timbre en un sonido (esto lo abordamos en clases de armonía mediante el instrumento que tocamos), que en esta investigación pude comprender que es el timbre, también conocer acerca de esto pudiera ayudarme a ser mejor músico.

Uno de los problemas principales de este tema es que la información que hay es muy comprimida, por lo que resulto un poco más difícil  hacer una investigación extensa. Además  principalmente la investigación iba a ser solo sobre las propiedades o la física del sonido, pero al ver que no existe mucha información decidí añadir la aplicación del ultrasonido en la industria.

Pero finalmente considero que la investigación a pesar de que es breve, cuenta con los puntos que yo quería destacar acerca de este tema que la mayoría de las personas no toman mucho en cuenta a pesar de usar el sonido todos los días y que el sonido no solo sirve para comunicarnos o escuchar música, sino que también en el ámbito industrial está siendo utilizado en la actualidad.

Introducción

En  la presente monografía se comunicara  y analizara que es el sonido y cuáles son sus propiedades físicas (la física del sonido)  así como las aplicaciones que tiene el ultrasonido en las distintas industrias como la minera o la alimentaria.

Los objetivos principales de esta investigación son los siguientes:

• Comunicar que es el sonido y de qué manera lo percibimos.
• Analizar las distintas propiedades que tiene el sonido, tales como: frecuencia, amplitud,  distancia y el timbre.
• Explicar las aplicaciones que tiene el ultrasonido en las industrias.

La metodología utilizada en esta monografía  fue la deductiva, ya que  se  hizo énfasis en la  investigación documental en vez de entrar al campo experimental.

Hablando un poco más a fondo  el capítulo 1 tratara básicamente de explicar ciertos conceptos generales  como: sonido, hercio, decibel.

 El capítulo 2 demuestra la física del sonido con ayuda de ciertas gráficas para comprender mejor el tema.

Finalmente el capítulo 3  desarrolla las distintas aplicaciones que tiene el ultrasonido en las fábricas (el único tipo de frecuencia que es utilizado en la industria) como por ejemplo el lavado textil, o la inactivación microbiana.

CAPÍTULO 1- EL SONIDO

1.1. ¿Qué es el sonido?

Un sonido es un fenómeno físico que consiste en la alteración mecánica de las partículas de un medio elástico, producida por un elemento en vibración, que es capaz de provocar una sensación auditiva. Las vibraciones se transmiten en el medio, generalmente el aire, en forma de ondas sonoras, se introducen por el pabellón del oído haciendo vibrar la membrana del tímpano, de ahí pasa al oído medio, oído interno y excita las terminales del nervio acústico que transporta al cerebro los impulsos neuronales que finalmente generan la sensación sonora. En el aire, que es el medio al que habitualmente nos referiremos, el fenómeno se propaga por la puesta en vibración de las moléculas de aire situadas en la proximidad del elemento vibrante, que a su vez transmiten el movimiento a las moléculas vecinas, y así sucesivamente. La vibración de las moléculas de aire provoca una variación de la presión atmosférica, es decir, el paso de una onda sonora produce una onda de presión que se propaga por el aire. La velocidad de propagación en este medio, en condiciones normales de temperatura y presión, es de aproximadamente 340 m/s. Esta variación de la presión se denomina presión acústica o presión sonora, y se define como la diferencia en un instante dado entre la presión instantánea y la presión atmosférica. La presión acústica varía muy bruscamente con el tiempo; estas variaciones bruscas son percibidas por el oído humano, creando la sensación auditiva (grafica 1). Las ondas sonoras se atenúan con la distancia y pueden ser absorbidas o reflejadas por los obstáculos que encuentran a su paso.

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1.2. Percepción humana de las ondas sonoras

Cuando un objeto emisor (fuente sonora) vibra, hace vibrar también al aire que se encuentra alrededor de él. Esa vibración, que la llamamos sonido, se transmite en la distancia llegando a nuestro oído. La oreja capta las ondas sonoras que se transmiten a través del conducto auditivo hasta el tímpano. El tímpano es una membrana flexible que vibra cuando le llegan las ondas sonoras, esta vibración llega a la cadena de huesecillos: martillo, yunque y estribo, que amplifican el sonido y lo transmite al oído interno a través de la ventana oval. Finalmente las vibraciones "mueven" los dos líquidos que existen en la cóclea (perilinfa y endolinfa), deformando las células ciliadas existentes en el interior. Estas células transforman las ondas sonoras en impulsos eléctricos que llegan al nervio auditivo y de este nervio a la corteza auditiva que es el órgano encargado de interpretar y decodificar la sensación. A esa sensación se le denomina "sonido".

1.3. El hercio

El Hertz, Hertzio, hercio o Hz es una unidad física usada para medir la frecuencia de ondas y vibraciones de tipo electromagnético. Debe su nombre a su descubridor, H.R. Hertz quien vió que los impulsos eléctricos se comportaban como ondas, y por tanto se podía medir su frecuencia contando los ciclos que hacían por segundo.
La ondas, al moverse, bueno, como su propio nombre indica, oscilan, no se desplazan en línea recta, sino que sufren pequeños desplazamientos mientras avanzan, realizando un movimiento ascendente hasta la cresta y otro descendente, para volver al punto inicial y repetir el proceso (grafica 2). Ese conjunto de movimientos realizados desde que sale de un punto hasta que vuelve a él constituiría un ciclo, y por tanto, el hercio mediría los ciclos o vibraciones que se producen mientras la onda se mueve (también puede medir vibraciones estáticas, electromagnéticas, de objetos... etcétera).[pic 8][pic 9][pic 10]

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