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Infrassom e ultrassom

Física

Infrassons e ultrassons são ondas sonoras cujas frequências encontram-se abaixo e acima do espectro audível, respectivamente.
O ultrassom é o tipo de onda sonora utilizada no exame de ultrassonografia.
O ultrassom é o tipo de onda sonora utilizada no exame de ultrassonografia.
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Infrassom e ultrassom são qualidades das ondas sonoras relacionadas à sua altura ou frequência. Os seres humanos são capazes de ouvir sons tão somente que se estendam entre as frequências de 20 Hz e 20.000 Hz. Dessa forma, quaisquer sons de frequência menor que esse intervalo são chamados de infrassons, enquanto aqueles sons que apresentam frequências maiores que 20.000 Hz são chamados de ultrassons.

Veja também: O que são ondas sonoras?

O que é infrassom?

Infrassom é o nome que se dá às ondas sonoras cuja frequência encontre-se abaixo do espectro audível humano, ou seja, é o som que apresenta frequência inferior a 20 Hz. O infrassom trata-se, portanto, de um som de baixa frequência que não pode ser ouvido, mas que, em dadas condições, pode ser percebido como vibração, por meio do tato.

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Veja também: Como funciona a audição humana

Os infrassons podem ser emitidos por fenômenos naturais, como terremotos, avalanches, raios, entre outros. Alguns animais conseguem comunicar-se por meio de infrassons. Esse é o caso de baleias, hipopótamos, rinocerontes e girafas, por exemplo. Em razão de sua baixa frequência, o comprimento de onda dos infrassons é muito grande, e, por isso, esse tipo de som tem grande capacidade de contornar objetos e propagar-se por grandes distâncias sem grandes dissipações de energia. As baleias, por exemplo, conseguem comunicar-se por meio de ultrassons estando a milhares de quilômetros de distância umas das outras.

As baleias conseguem comunicar-se com infrassons mesmo distantes milhares de quilômetros umas das outras.
As baleias conseguem comunicar-se com infrassons mesmo distantes milhares de quilômetros umas das outras.

Os infrassons também podem ser produzidos artificialmente por meio de explosões, em motores movidos a óleo diesel, em turbinas eólicas e em algumas caixas de som que emitem sons graves. Ao redor do mundo, existem diversos detectores de infrassons que monitoram a detonação de ogivas nucleares, por meio de softwares que são capazes de distinguir o sinal desse tipo de explosões dos sinais provenientes da atividade sísmica da Terra, por exemplo.

As turbinas eólicas produzem ruídos muito intensos e de baixa frequência.
As turbinas eólicas produzem ruídos muito intensos e de baixa frequência.

O que é ultrassom?

Ultrassom é o nome dado às ondas sonoras com frequências superiores à 20.000 Hz e, portanto, inaudíveis para os seres humanos. Os ultrassons são usados em diversas áreas do conhecimento e para diversos fins investigativos. Na medicina, os ultrassons são utilizados como um exame de imagem não invasivo capaz de revelar detalhes de estruturas internas de órgãos; na indústria de materiais, os ultrassons são utilizados para revelar falhas microscópicas em estruturas metálicas ou de concreto; na geologia, os ultrassons são utilizados para a análise do solo e de rochas; além disso, os ultrassons podem ser usados para facilitar ou até mesmo acelerar algumas reações químicas.

Veja também: Dicas para melhorar sua audição

Alguns animais são capazes de ouvir perfeitamente bem os ultrassons, tal como os morcegos, que, além de ouvi-los e produzi-los, utiliza-os como uma espécie de radar (o processo é chamado de ecolocalização) capaz de detectar suas presas. Os sons produzidos pelos morcegos podem variar entre 100 kHz e 200 kHz.

Frequência do som

A frequência de uma onda sonora mede a quantidade de vezes que a onda oscila a cada segundo. No SI, a frequência é medida em Hz, mas é comum nos depararmos com múltiplos dessa unidade, como o kHz (kiloHertz – 103 Hz), o MHz (megaHertz – 106 Hz), o GHz (gigaHertz – 109 Hz) etc.

A frequência de uma onda sonora pode ser calculada pelo seu número de oscilações por segundo, mas também pode ser determinada pela razão da sua velocidade de propagação (v) pelo seu comprimento de onda (λ), observe:

Por exemplo, uma onda sonora cujo comprimento de onda é de 10 cm (0,10 m) e velocidade de propagação é de 340 m/s terá uma frequência igual a 3400 Hz (3,4 kHz):

Exame de ultrassom

O exame de ultrassom é um exame muito popular por sua agilidade, eficácia, segurança e baixo custo. A ultrassonografia pode fornecer detalhes de estruturas internas de órgãos, de fetos e até mesmo da circulação sanguínea em tempo real e sem causar danos aos tecidos. O aparelho de ultrassom emite sons de altíssimas frequências, entre 2 MHz e 10 MHz (megaHertz), que são produzidos por um transdutor. O transdutor consiste de um pequeno cristal piezoelétrico, capaz de produzir uma pequena corrente elétrica ao sofrer uma vibração. Dessa forma, quando o cristal do transdutor capta um eco de uma onda sonora que foi refletida por alguma estrutura abaixo da pele, um pequeno sinal elétrico é produzido e traduzido pelo computador em forma de imagem.

Apesar de ser um exame seguro, não-ionizante, a ultrassonografia pode causar pequenos efeitos biológicos. Durante sua propagação no corpo humano, as ondas ultrassônicas transferem energia para os tecidos, aquecendo-os e produzindo radicais livres, podendo ocasionar danos ao código genético das células.

Espectro auditivo

A audição humana tem limites de audibilidade para determinadas frequências sonoras. Na média, os seres humanos são capazes de ouvir bem entre as frequências de 20 Hz e 20.000 Hz. Confira a tabela abaixo que mostra os intervalos do espectro audível de alguns animais:

Animal

Espectro de audição

Humano

20 Hz a 20.000 Hz

Golfinho

150 Hz a 150.000 Hz

Cachorro

15 Hz a 50.000 Hz

Gato

60 Hz a 65.000 Hz

Morcego

1000 Hz a 120.000 Hz

Como os cães são capazes de ouvir sons mais graves, de até 15 Hz, alguns deles são treinados para avisar aos seres humanos sobre a chegada de terremotos, por exemplo. Esse tipo de evento natural produz sons de baixa frequência que são inaudíveis para os seres humanos.

Por Me. Rafael Helerbrock

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Infrassom e ultrassom"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-infrasom-ultrasom.htm. Acesso em 26 de agosto de 2019.

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