Existen diferentes tipos de instrumentos que utilizan el método de ultrasonido para medir flujo, nivel o distancia, ¿pero técnicamente que debemos entender por ultrasonido? ¿Cómo se aplica a un medidor de distancia? Estas son las interrogantes de “Veto responde” de éste mes y que a continuación pasamos a resolver.

¿Qué significa el término ultrasonido? 

Podemos partir por recordar que el sonido es un fenómeno físico producido por las vibraciones que producen los cuerpos al chocar o rozar entre sí. Estas vibraciones al entrar en contacto con un medio elástico como el aire o el agua se propagan en forma de ondas de sonido. Todo sonido posee ciertas características, entre ellas “intensidad” (fuerza con que se percibe), “tono” (frecuencia o número de vibraciones por segundo) y “timbre” (cualidades propias de cada sonido). Las ondas estimulan nuestro sentido del oído ya que ejercen una presión tal que permite que nuestro tímpano los perciba. Para que el oído humano perciba un sonido, este debe tener una frecuencia entre 20 y 20.000Hz, (son conocidas como onda acústica). Conforme a lo anterior, el término “ultrasonido” hace referencia entonces a sonidos con frecuencias superiores a los 20.000 Hz (2kHz) y que por tanto no son percibidos por las personas. 

 ¿En qué consiste el método de medición por ultrasonido? 

Las primeras aplicaciones de las ondas de ultrasonido para medir distancias datan de comienzos del siglo pasado. En 1900 la empresa Submarine Signal Company desarrolló la primera aplicación comercial de un SONAR para conocer la distancia de alcance de barco a faro. En 1914 este dispositivo fue perfeccionado para que un barco pudiera detectar un iceberg a más de 3 kilómetros de distancia. Posteriormente sería evolucionado en la I Guerra Mundial, derivando a otras tecnologías como el radar y perfeccionando hasta nuestros días. 

El método de trabajo de un distanciómetro por ultrasonido se esquematiza en la siguiente figura:

En esta figura se observa como tras emitir una onda de ultrasonidos en el instante T0, esta viaja por el aire hasta rebotar con el primer obstáculo encontrado en el instante T1. Por último, es rebotada en dicho obstáculo regresando hasta el punto donde se emitió en T2. 

A la onda recibida que ha rebotado contra el obstáculo se le llama eco y al tiempo total de propagación de la onda se le llama tiempo de eco, esto es T2. 

Si se conoce este tiempo y se sabe la velocidad de propagación del sonido en el aire se podrá hallar la distancia recorrida por la onda. En la atmósfera terrestre es de 343,2 m/s (a 20 °C de temperatura, con 50 % de humedad y a nivel del mar). Todos estos valores son medidos y calculados en forma automática por un distanciómetro por ultrasonido, muchos de los cuales utilizan además una luz láser para guiar con mayor facilidad al usuario sobre la superficie u objeto cuya distancia desea medir. 

Estos instrumentos se caracterizan además por una gran exactitud, siendo ideales para medir distancias acotadas (hasta 20 m) particularmente en espacios cerrados. Se aplican principalmente en construcción, remodelación o revestimiento de espacios, ya que incluyen funciones para calcular área y volumen. 

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