Preguntas frecuentes sobre ultrasonidos

A continuación encontrará respuestas a las preguntas más frecuentes sobre ultrasonidos. Si no encuentra respuesta a su pregunta, no dude en consultarnos. Estaremos encantados de ayudarle.

P: ¿Puedo sonicar disolventes?

Teóricamente, los disolventes inflamables podrían inflamarse por sonicación, ya que la cavitación puede generar volátiles inflamables o explosivos. Por este motivo, debe utilizar aparatos y accesorios de ultrasonidos adecuados para este tipo de aplicación ultrasónica. Si necesita sonicar disolventes, por favor póngase ahora en contacto con nosotrospara que podamos recomendarle medidas adecuadas.

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P: ¿Cuánta potencia ultrasónica necesito?

La potencia ultrasónica necesaria depende de varios factores, como:

  • el volumen expuesto a la sonicación
  • el volumen total a procesar
  • el tiempo de tratamiento del volumen total
  • material a sonicar
  • resultado previsto del proceso tras el tratamiento ultrasónico

En general, un mayor volumen requiere una mayor potencia (vatios) o más tiempo de sonicación. En la mayoría de los tipos de sonotrodos, la potencia se distribuye principalmente por la superficie de la punta. Por lo tanto, las sondas de menor diámetro generan un campo de cavitación más focalizado. Una mayor intensidad ultrasónica (expresada en potencia por volumen) se traducirá normalmente en una mayor eficacia de procesamiento.

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P: ¿Afectan los ultrasonidos a los seres humanos? ¿Qué precauciones debo tomar al utilizar ultrasonidos?

Las frecuencias ultrasónicas propiamente dichas están por encima del rango audible de los humanos. Las vibraciones ultrasónicas se acoplan muy bien en sólidos y líquidos donde pueden generar ultrasonidos cavitación. Por este motivo, no debe tocar las piezas que vibran por ultrasonidos ni introducir la mano en los líquidos sonicados. La transmisión aérea de ondas ultrasónicas no tiene efectos negativos documentados en el cuerpo humano, ya que los niveles de transmisión son muy bajos.

Al sonicar líquidos, el colapso de las burbujas de cavitación genera un ruido chirriante. El nivel del ruido depende de varios factores, como la potencia, la presión y la amplitud. Además, puede generarse ruido de frecuencia subarmónica (frecuencia más baja). Este ruido audible y sus efectos son comparables a los de otras máquinas, como motores, bombas o soplantes. Por este motivo, recomendamos el uso de tapones adecuados para los oídos cuando se esté cerca de un sistema operativo durante un tiempo prolongado. Como alternativa, ofrecemos cajas de protección acústica adecuadas para nuestros dispositivos ultrasónicos.

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P: ¿Qué diferencia hay entre los transductores magnetoestrictivos y los piezoeléctricos?

En los transductores magnetostrictivos se utiliza energía eléctrica para generar un campo electromagnético que hace vibrar un material magnetoestrictivo. En los transductores piezoeléctricos, la energía eléctrica se convierte directamente en vibraciones longitudinales. Por esta razón, los transductores piezoeléctricos tienen un mayor eficiencia de conversión. Esto, a su vez, reduce las necesidades de refrigeración. Hoy en día, los transductores piezoeléctricos predominan en la industria.

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P: ¿Por qué se calienta la muestra durante la sonicación?

La ultrasonicación transmite energía a un líquido. Las oscilaciones mecánicas provocan turbulencias y fricción en el líquido. Por esta razón, el ultrasonido genera un calor considerable durante el proceso. Se necesita una refrigeración eficaz para reducir el calentamiento. En el caso de muestras pequeñas, los viales o los vasos de vidrio deben mantenerse en un baño de hielo para disipar el calor.

Además del posible impacto negativo de las temperaturas elevadas en sus muestras, por ejemplo, tejidos, la eficacia de la cavitación disminuye a temperaturas más elevadas.

P: ¿Existen recomendaciones generales para la sonicación de muestras?

Para el tratamiento por ultrasonidos deben utilizarse recipientes pequeños, ya que la distribución de la intensidad es más homogénea que en vasos más grandes. El sonotrodo debe sumergirse lo suficiente en el líquido para evitar la formación de espuma. Los tejidos resistentes deben macerarse, triturarse o pulverizarse (por ejemplo, en nitrógeno líquido) antes de la sonicación. Durante la ultrasonicación pueden generarse radicales libres que podrían reaccionar con el material. El lavado de la solución de material líquido con nitrógeno líquido o la inclusión de secuestradores, por ejemplo, ditiotreitol, cisteína u otros compuestos -SH en el medio, pueden reducir el daño causado por los radicales libres oxidativos.
Haga clic aquí para ver los protocolos de sonicación para Homogeneizar tejidos & lisis, tratamiento de partículas y aplicaciones sonoquímicas.

P: ¿Ofrece Hielscher puntas de sonotrodo reemplazables?

Hielscher no suministra puntas reemplazables para sonotrodos. Los líquidos de baja tensión superficial, como los disolventes, suelen penetrar en la interfaz entre el sonotrodo y la punta reemplazable. Este problema aumenta con la amplitud de oscilación. El líquido puede arrastrar partículas a la sección roscada. Esto provoca el desgaste de la rosca y el aislamiento de la punta del sonotrodo. Si la punta está aislada, no resonará a la frecuencia de funcionamiento y el dispositivo fallará. Por lo tanto, Hielscher sólo suministra sondas sólidas.

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Glosario

generador ultrasónico

El generador de ultrasonidos (fuente de alimentación) genera oscilaciones eléctricas de frecuencia ultrasónica (por encima de la frecuencia audible, por ejemplo 19kHz). Esta energía se transmite al sonotrodo.

Sonotrodo/Sonda

El sonotrodo (también denominado sonda o bocina) es un componente mecánico que transmite las vibraciones ultrasónicas del transductor al material que se va a sonificar. Debe montarse muy ajustado para evitar fricciones y pérdidas. En función de la geometría del sonotrodo, las vibraciones mecánicas se amplifican o se reducen. En la superficie del sonotrodo, las vibraciones mecánicas se acoplan al líquido. Esto da lugar a la formación de burbujas microscópicas (cavidades) que se expanden durante los ciclos de baja presión e implosionan violentamente durante los ciclos de alta presión. Este fenómeno se denomina cavitación. cavitación genera elevadas fuerzas de cizallamiento en la punta del sonotrodo y hace que el material expuesto se agite intensamente.

Transductor piezoeléctrico

El transductor ultrasónico (convertidor) es un componente electromecánico que convierte las oscilaciones eléctricas en vibraciones mecánicas. Las oscilaciones eléctricas son generadas por el generador. Las vibraciones mecánicas se transmiten al sonotrodo.

Amplitud de vibración

La amplitud de vibración describe la magnitud de la oscilación en la punta del sonotrodo. Generalmente se mide pico-pico. Es la distancia entre la posición de la punta del sonotrodo en la máxima expansión y la máxima contracción del sonotrodo. Las amplitudes típicas del sonotrodo oscilan entre 20 y 250µm.


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