Generación de ultrasonidos

Para generar los ultrasonidos se necesita un generador de alta frecuencia, que convierte la frecuencia normal de la red de 50 a 60 Hz en vibraciones de alta frecuencia de entre 20 y 40 kHz. A continuación, los llamados transductores o transductores, que pueden instalarse, por ejemplo, debajo de la bañera de limpieza, convierten estas vibraciones electromagnéticas en vibraciones mecánicas de la misma frecuencia. En pocas palabras, el transductor no es más que un sistema de resonancia que se estimula para que vibre mediante un suministro adecuado de energía. Los transductores electroacústicos bien conocidos, como los teléfonos o los altavoces, que funcionan en la gama de frecuencias audibles, fallan en la gama ultrasónica por diversas razones. Por ello, aquí se utiliza el efecto piezoeléctrico indirecto. Si se aplica una tensión eléctrica a un material piezoeléctrico, éste reacciona con un aumento en la dirección longitudinal y con un acortamiento cuando se invierte la polaridad de la tensión. Esto permite convertir una oscilación eléctrica, en la que la polaridad de la tensión se invierte constantemente, en un movimiento mecánico alterno. 
La cerámica sinterizada de titanato de circonato de plomo (PZT) se utiliza para la fabricación de dispositivos ultrasónicos de alto rendimiento, que tienen una eficacia superior al 90%. 
A bajas frecuencias de funcionamiento de los ultrasonidos, en la gama de 25 kHz, el efecto de limpieza mediante cavitación es muy eficaz. Las burbujas de cavitación pueden llegar a ser grandes (las fases de tensión y compresión duran más) y, por tanto, contener mucha energía o liberarla cuando implosionan. En rangos de frecuencia comparativamente más altos, de 40 kHz, se obtiene un campo de burbujas de cavitación más pequeñas pero numerosas y se consigue una limpieza especialmente suave de las piezas sensibles.
Dependiendo del ámbito de aplicación, hoy en día se utilizan frecuencias de 25 kHz (limpieza a fondo en ingeniería mecánica) y 40 kHz (piezas sensibles, por ejemplo de los sectores médico, óptico y electrónico).

Más información sobre la generación de ultrasonidos mediante sonotrodos Homogeneizadores ultrasónicos, por ejemplo para la disrupción celular.