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Usos de los baños de ultrasonidos

En el laboratorio, el baño de ultrasonidos se puede utilizar para acelerar la disolución de sólidos, al romper las interacciones intermoleculares. Es especialmente útil cuando no es posible mezclar la muestra, al igual que con los tubos de RMN, también se aplica para eliminar los gases disueltos en líquidos (desgasificación) y en aplicaciones biológicas, pueden interrumpir o desactivar un material biológico.

Por ejemplo, a menudo se utilizan para romper las membranas celulares y conseguir la liberación del contenido celular, este proceso se llama sonoporación. En función de la frecuencia, intensidad y energía aplicada se pueden llegar a destruir incluso las estructuras subcelulares o hacer solubles los complejos proteicos. La sonicación también se usa para fragmentar moléculas de ADN.

Otra aplicación médica reciente utiliza la rotura de las membranas de los adipocitos como técnica de reducción de celulitis y bolsas localizadas de tejido graso.

La sonicación se utiliza de modo habitual en nanotecnología para dispersar uniformemente las nanopartículas en los líquidos.

La sonicación también se puede utilizar para iniciar procesos de cristalización e incluso para controlar cristalizaciones polimórficas. Se utiliza para intervenir en las precipitaciones anti-disolvente (cristalización), para ayudar en procesos de mezcla y para aislar pequeños cristales.

Aparte de los usos en laboratorios, se utilizan para limpiar objetos como gafas y joyas, así como en paleontología se utiliza para extraer microfósiles de la roca.

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¿Qué ventajas ofrecen los baños ultrasónicos?

Las ventajas que ofrecen los baños ultrasónicos son, en primer lugar, la limpieza a fondo e intensa de estructuras complejas. También es importante señalar que la limpieza se lleva a cabo sin dañar la superficie y con ninguna o muy bajas cargas químicas. Por tanto, esta metodología se traduce en la reducción de costes por ahorro de tiempo. Además, los baños ultrasónicos ofrecen un manejo sencillo y seguro también para personas principiantes.

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Principio de funcionamiento de un baño ultrasónico

La limpieza con baños ultrasónicos es hoy en día el procedimiento más moderno y se encuentra entre los más efectivos. Las ventajas destacadas son la limpieza máxima de las piezas en el menos tiempo y sin trabajo manual.

Los baños ultrasónicos se emplean siempre que se requiere una limpieza a fondo y cuidadosa, la gama varía desde modelos de poco más de 100 ml de volumen para laboratorios o hogares privados hasta modelos de varios cientos de litros que se utilizan para la limpieza de bloques y piezas mayores.

La limpieza ultrasónica parte del principio de la cavitación, procedimiento que lleva a cabo la generación y la disolución de burbujas de vapor en líquidos. En una pérdida de presión, el líquido se evapora y genera burbujas que ocupan un volumen mucho mayor con respecto al líquido, cuando la presión vuelve a subir, el gas dentro de la burbuja condensa y la burbuja lleva a cabo su misión.

El espacio creado se llena con el líquido, lo cual lleva a fuertes impulsos de presión en el orden de varios 100 MPa.

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¿Qué son los ultrasonidos?

Los ultrasonidos son las vibraciones con frecuencias por encima del rango audible (más de 20 kHz). En líquidos el ultrasonido genera burbujas microscópicas de vacío que generan fuertes impulsos de presión. Se producen fuerzas muy potentes que llevan a la generación de microondas de choque y micro-corrientes.

Cabe destacar que, para un tiempo breve, se producen corrientes de líquido con velocidades de hasta 400 km/h, a este proceso físico se le denomina cavitación. La cavitación logra alcanzar una limpieza intensa y cuidadosa en todos los lugares a los que llega el líquido.

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