Gli ultrasuoni sono onde acustiche caratterizzate da frequenze al di sopra del limite superiore di udibilità per l’orecchio umano (tra i 16 e i 20 Khz in funzione dell’età) . Questo limite, soggettivo e variabile con l’età, può essere approssimativamente fissato tra i 16 kHz e i 20 kHz.
Le onde acustiche sono onde meccaniche e pertanto richiedono un mezzo fisico per la loro propagazione, mandando in . Le particelle del mezzo vengono messe in oscillazione attorno alla loro posizione di equilibrio, generando compressioni e rarefazioni del mezzo stesso (solido, liquido o gassoso). La perturbazione meccanica prodotta ha le caratteristiche di un’onda di pressione che trasporta energia. La pressione, la cui unità di misura è il pascal (Pa), è pertanto una grandezza fisica rilevante per descrivere gli Ultrasuoni.
Nei fluidi (liquidi e gas) l’onda acustica è longitudinale, in quanto l’oscillazione delle particelle attorno alla loro posizione di equilibrio coincide con la direzione di propagazione dell’onda. Nei solidi elastici possono propagarsi anche onde trasversali, caratterizzate da una oscillazione delle particelle ortogonalmente alla direzione di propagazione dell’onda. Per quanto riguarda i tessuti che costituiscono il corpo umano, le onde trasversali possono propagarsi essenzialmente nei tessuti duri quali le ossa, mentre nei tessuti molli, si propagano prevalentemente le onde longitudinali di pressione.
I principali ambiti di applicazione degli ultrasuoni possono essere suddivisi in medico, industriale, commerciale ed estetico.
I principali effetti sull’organismo umano possono essere:
Effetti sull’apparato uditivo. Tali effetti si riferiscono a US a bassa frequenza, fino a circa 100 kHz. Può verificarsi un innalzamento temporaneo della soglia uditiva che può portare nel tempo ad una perdita significativa dell’udito.
Effetti soggettivi. Può variare da individuo a individuo e sono caratterizzati da affaticamento eccessivo, cefalea, nausea, vomito, gastralgie, sensazione di occlusione e pressione nell’orecchio, ronzii, disturbi del sonno, perdita del senso di equilibrio, vertigini ecc. Alcuni individui, in particolare i soggetti più giovani, possono percepire disagio a frequenze più basse (16-20 kHz).
Effetti di cavitazione in organi/tessuti contenenti gas anche disciolti. Tali fenomeni, di tipo meccanico, sono in genere determinati dall’applicazione degli US in ambito estetico e medico.
Effetti termici su organi e tessuti. Si riferiscono principalmente ad US a frequenze > 1 MHz. L’assorbimento localizzato o diffuso di energia può provocare il riscaldamento del tessuto interessato, con entità dipendente dalla frequenza ultrasonica. Il danno è derivato dal calore accumulato nel tessuto.
Esistono inoltre fattori peggiorativi della percezione e dell’incremento del rischio di esposizione agli US:
- predisposizione individuale
- età del soggetto
- patologie croniche come diabete ed ipertensione
- consumo di fumo
- patologie pregresse a carico dell’organo dell’udito
- uso di sostanze o farmaci ototossici (xilene, toluene, metalli pesanti, alcuni antibiotici, chemioterapici, diuretici ecc.)
- esposizione a vibrazioni
Si evidenzia che anche nel caso di esposizione ad US rientrano, tra i lavoratori particolarmente sensibili al rischio, i minori (L.977/67 e s.m.i.) e le lavoratrici in gravidanza (D.Lgs.151/2001).