Ultrasonido

Qué es el ultrasonido

La palabra combina el prefijo latino ultra, "más allá", con sonus, "sonido", y el sufijo -ido, que en español forma sustantivos ligados a una cualidad percibida por los sentidos (el mismo que da "sonido", "graznido" o "aullido"). Ultrasonido significa, literalmente, lo que queda más allá de lo que se oye.

La Real Academia Española lo define como sonido cuya frecuencia de vibración supera el límite perceptible por el oído humano. Ese límite no es idéntico en todas las personas: ronda los 20.000 Hz en la juventud y desciende con la edad, un fenómeno conocido como presbiacusia para las frecuencias agudas. Por debajo de los 20 Hz se habla de infrasonido; entre los 20 Hz y los 20.000 Hz, de sonido audible. El ultrasonido ocupa el tramo que empieza justo donde termina nuestra capacidad de oír.

Cómo se clasifica según la frecuencia

Dentro del espectro de ultrasonidos caben rangos muy distintos según el uso que se les dé. Los murciélagos y los delfines emiten y detectan ultrasonidos de entre 20 y 100 kHz para orientarse mediante ecolocalización, una capacidad que la propia Real Academia recoge como ejemplo en su diccionario. Los equipos industriales de limpieza o de detección de defectos en materiales trabajan en rangos similares o algo superiores. La medicina diagnóstica, en cambio, necesita frecuencias mucho más altas: los transductores de un ecógrafo emiten habitualmente entre 2 y 20 megahercios (MHz), es decir, entre 2 y 20 millones de ciclos por segundo.

Esa diferencia de frecuencia no es un detalle menor. Cuanto más alta es la frecuencia, mejor es la resolución de la imagen, pero menor la profundidad que la onda alcanza a penetrar en el tejido. Por eso una sonda para estructuras superficiales, como la tiroides, trabaja a frecuencias más altas que una sonda abdominal, pensada para llegar hasta órganos más profundos.

Historia del fenómeno

El interés científico por el ultrasonido es anterior en más de un siglo a su uso médico. En 1794, el biólogo italiano Lazzaro Spallanzani observó que los murciélagos evitaban obstáculos incluso privados de la vista, y sospechó que se orientaban mediante algún tipo de sonido inaudible. No se contaba entonces con ningún instrumento capaz de generar ultrasonidos de forma artificial.

Ese instrumento llegó casi un siglo después. En 1880, los hermanos Pierre y Jacques Curie describieron el efecto piezoeléctrico: ciertos cristales, como el cuarzo, generan una carga eléctrica al ser sometidos a presión, y a la inversa, se deforman y vibran cuando reciben una corriente eléctrica alterna. Esa vibración, si la frecuencia es la adecuada, produce ultrasonidos. En 1883 se popularizó el silbato de Galton, capaz de emitir tonos por encima del umbral audible humano y utilizado entonces para adiestrar animales.

La aplicación tecnológica decisiva llegó con la Primera Guerra Mundial. El hundimiento del Titanic en 1912 había impulsado la búsqueda de un método para detectar objetos bajo el agua, y el conflicto bélico aceleró esa investigación: el físico francés Paul Langevin, junto con el ingeniero ruso Constantin Chilowski, desarrolló un dispositivo piezoeléctrico capaz de emitir ultrasonidos y detectar su eco al rebotar contra un submarino. Aquel sistema, precursor del sonar, demostró por primera vez que el ultrasonido podía usarse para "ver" lo que los ojos no alcanzan. El salto hacia la medicina, con el ecógrafo como protagonista, llegaría más adelante y merece su propio relato.

Aplicaciones del ultrasonido

Fuera de la medicina, el ultrasonido tiene una vida propia bastante activa. En la industria se emplea para detectar grietas o defectos internos en piezas metálicas sin necesidad de romperlas, un método heredado casi directamente del sonar naval. Los limpiadores ultrasónicos usan la vibración de alta frecuencia para desprender partículas de superficies delicadas, desde joyas hasta instrumental quirúrgico. En veterinaria y en la náutica de recreo, las sondas de ultrasonido sirven para medir profundidades y localizar bancos de peces.

En medicina, el ultrasonido se aprovecha de dos formas distintas. Con intensidades bajas, se usa con fines diagnósticos: es la base física de la ultrasonografía. Con intensidades más altas, puede generar calor y efectos mecánicos en el tejido, lo que se aprovecha en aplicaciones terapéuticas como la fisioterapia por ultrasonido o la litotricia, técnica que fragmenta cálculos mediante ondas de choque.

Diferencia entre ultrasonido, ultrasonografía y ecografía

Conviene distinguir tres planos. El ultrasonido es el fenómeno físico: la onda sonora en sí misma, con independencia de para qué se use. La ultrasonografía es la técnica médica que emplea esas ondas para generar imágenes del interior del cuerpo. La ecografía es, según MedlinePlus, prácticamente lo mismo que la ultrasonografía: la biblioteca de medicina de Estados Unidos incluye "ultrasonido" y "ultrasonografía" entre los nombres alternativos de la ecografía.

En el habla cotidiana, sin embargo, "ultrasonido" ha terminado por designar también la propia prueba, sobre todo en el ámbito hispanoamericano: decir "me hice un ultrasonido" es tan correcto en la práctica como decir "me hice una ecografía". La distinción técnica entre la onda y la prueba que la utiliza rara vez se marca fuera de los textos especializados.

Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo ultrasonido que ecografía?

No exactamente, aunque en el lenguaje habitual se usan como sinónimos. El ultrasonido es la onda sonora; la ecografía o ultrasonografía es la técnica diagnóstica que la emplea para construir una imagen.

¿A partir de qué frecuencia se considera ultrasonido?

Por encima de los 20.000 Hz, el límite superior de la audición humana. Los equipos médicos de diagnóstico trabajan bastante más arriba, entre 2 y 20 MHz.

¿Los animales perciben ultrasonidos?

Sí. Los murciélagos y los delfines los emiten y detectan para orientarse por ecolocalización, y los perros oyen silbatos que resultan inaudibles para las personas.

¿El ultrasonido diagnóstico tiene efectos nocivos conocidos?

A las intensidades empleadas en el diagnóstico por imagen no se han descrito efectos perjudiciales. Es, junto con la ausencia de radiación ionizante, una de las razones de su uso extendido en obstetricia.

¿Quién descubrió el ultrasonido?

No tiene un único descubridor. Spallanzani intuyó su existencia observando murciélagos en 1794; Pierre y Jacques Curie explicaron en 1880 el mecanismo físico para generarlo de forma artificial.

Referencias

1. Real Academia Española. Diccionario de la lengua española: ultrasonido.
2. MedlinePlus (Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.). Ecografía.
3. Manual MSD, versión para profesionales. Ultrasonido.
4. Rodríguez Fernández O, y col. Historia y desarrollo del ultrasonido en la Imagenología. Acta Médica del Centro. 2019;13(4).