O que é ultrassom?

Afinal, o que é ultrassom? O ultrassom é o tipo de onda sonora imperceptível ao ouvido humano, com frequência acima de 20.000 Hz. Apesar de imperceptível ao ouvido humano, esse tipo de som é de grande utilidade para o ser humano, principalmente no contexto médico, por meio dos exames de ultrassonografia.

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Resumo sobre ultrassom

• O ultrassom é o tipo de onda sonora imperceptível ao ouvido humano, com frequência acima de 20.000 Hz.
• O ultrassom pode ser utilizado em procedimentos médicos, para visualizar (ultrassom diagnóstico) e alterar (ultrassom terapêutico) estruturas internas do corpo humano em tempo real.
• O ultrassom pode ser produzido utilizando vibrações de um cristal de quartzo por meio do efeito piezoelétrico.
• O morcego e o sonar de submarinos e navios emitem e recebem ultrassons para detectar objetos e obstáculos no espaço.

Para que serve o ultrassom?

O ultrassom é o tipo de onda sonora imperceptível ao ouvido humano, com frequência acima de 20.000 Hz. O ultrassom, mais especificamente a ultrassonografia, pode ser usado em diversos exames médicos, de forma segura e não invasiva, permitindo ver e entender estruturas internas do corpo humano em tempo real, como os órgãos e fetos,

Existem diversas técnicas específicas que realizam a ultrassonografia, como no caso do ecocardiograma (ou ecocardiografia), uma técnica de ultrassom para o estudo da estrutura e funcionamento do coração. Nessa técnica, um pequeno transdutor, colocado no peito do paciente, emite ondas sonoras e age como um receptor para os sinais que retornam.

Um aparelho capaz de emitir e receber ultrassom com uma frequência de 4,5 MHz, por exemplo, pode ser usado para examinar tumores em tecidos moles. Além disso, uma ultrassonografia que utiliza também o efeito Doppler permite saber o sentido e a velocidade do fluxo sanguíneo em artérias.

Tipos de ultrassom

O ultrassom é a onda sonora com frequência acima de 20.000 Hz, sendo inaudível pelo ser humano, mas muito importante na medicina. O ultrassom médico pode ser separado em dois tipos, o ultrassom diagnóstico e o ultrassom terapêutico.

→ Ultrassom diagnóstico

Ultrassom diagnóstico é uma técnica de diagnóstico médico usada para obter imagens do interior do corpo humano por meio da emissão e recepção de ultrassons. Os usos mais comuns do ultrassom diagnóstico se dão no monitoramento de fetos, coração, vasos sanguíneos, olhos, tireoide, cérebro, mama, órgãos abdominais, pele e músculos. As imagens obtidas por esse tipo de ultrassom podem ser exibidas em 2D, 3D ou 4D (3D mais o tempo, ou seja, os tecidos do corpo em movimento).

→ Ultrassom terapêutico

Ultrassom terapêutico é o tipo de técnica que tem como objetivo fazer alterações físicas no interior do corpo por meio da emissão ultrassons, ou seja, mover, empurrar, dissolver ou aquecer tecidos doentes ou anormais, como tumores ou coágulos sanguíneos, de forma que sejam modificados ou até destruídos.

Como funciona o ultrassom?

É possível gerar ultrassom, entre diversos métodos, utilizando vibrações de um cristal de quartzo provocadas pelo efeito piezoelétrico: um campo elétrico aplicado ao cristal provoca uma deformação mecânica. Assim, aplicando um campo elétrico alternado de alta frequência, produz-se uma vibração dessa frequência.

É possível produzir ultrassom com frequência de até centenas de milhões de Hz, cujo comprimento de onda é tão pequeno quanto o comprimento de onda da luz visível. As ondas ultrassônicas adquirem, devido a seu pequeno comprimento de onda, várias propriedades da propagação da luz, como a da propagação retilínea.

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Curiosidades sobre ultrassom

• Morcego: Os morcegos se orientam e localizam suas presas por meio da ecolocalização, emitindo e detectando pulsos ultrassônicos. Por conta disso, algumas mariposas se defendem emitindo estalidos ultrassônicos que interferem com o sistema de detecção dos morcegos.

• Sonar: Similar ao que o morcego faz naturalmente, os submarinos e navios também utilizam a ecolocalização, emitindo e recebendo ondas sonoras na água com frequências do ultrassom por meio do sonar (sound navigation ranging). O sonar é muito utilizado, além do contexto de guerras, em pesquisas científicas em oceanos e estudos atmosféricos.

Tipos de som

As ondas sonoras são ondas longitudinais que se propagam no ar e em outros meios. Elas têm origem mecânica, portanto, não se propagam no vácuo. A sensibilidade do ouvido humano às ondas sonoras varia de uma pessoa para outra; e para uma mesma pessoa, varia com a idade. Os parâmetros médios adotados para os três tipos de sons podem ser separados de acordo com a frequência da onda sonora, medida em Hertz (Hz), a unidade de medida referente a ciclos por segundo:

• Infrassom: São as ondas sonoras com frequência abaixo de 20 Hz. Essa frequência não pode ser ouvida pelo ser humano, no entanto, existem alguns animais que emitem e ouvem sons nessas frequências, como o elefante e o cachorro. Os terremotos podem gerar esse tipo de som.
• Som audível: São as ondas sonoras que o ser humano é capaz de ouvir, com frequência mínima de 20 Hz e frequência máxima de 20.000 Hz.
• Ultrassom: São as ondas sonoras com frequência acima de 20.000 Hz. Essa frequência também não pode ser ouvida pelo ser humano.

Fontes

CARRON, Wilson; GUIMARÃES, Osvaldo. As faces da física (vol. único). 1. ed. Moderna, 1997.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, ondas e termodinâmica (vol. 2). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, oscilações e ondas, calor (vol. 2). 4 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2013.