ultrasonido para medir espesores

1. Carlos Farley Zamudio Melo

2. Introducción
conocer el interior de un material o
propagación de las ondas sonoras
ingeniería e industria ya que trabaja con
preciso acerca del material de estudio.
El ultrasonido es utilizado para el ensayo no
destructivo de los materiales, se aplica para
componentes al procesar la trayectoria de la
Tiene diferentes aplicaciones a nivel de
principios físicos que generan un conocimiento

3. Generalidades
etc.
sumergidos.
En abril de 1912 poco después del hundimiento
del Titanic, L. F. Richardson, sugirió la utilización
de ecos ultrasónicos para detectar objetos
En la naturaleza encontramos desde
tiempos inmemoriales animales que
utilizan el ultrasonido como medio de
orientación, comunicación,
localización de alimentos, defensa,
En 1881, Jacques y Pierre Curie publicaron los resultados
obtenidos al experimentar la aplicación de un campo eléctrico
alternante sobre cristales de cuarzo y turmalina, los cuales
produjeron ondas sonoras de muy altas frecuencias.

4. Generalidades
En 1917, Paul Langevin y Chilowsky
produjeron el primer generador
piezoeléctrico de ultrasonido, cuyo
cristal servía también como receptor, y
generaba cambios eléctricos al recibir
vibraciones mecánicas. El aparato fue
utilizado para estudiar el fondo marino,
como una sonda ultrasónica para medir
profundidad.
En 1929, Sergei Sokolov, científico ruso,
propuso el uso del ultrasonido para
detectar grietas en metales
basándose en el principio de reflexión.

5. ¿Que es una prueba de
Ultrasonido?
Es una herramienta útil para conocer e interpretar el estado físico
de determinado material mediante una onda acústica o sonora cuya frecuencia
está por encima del espectro audible del oído del ser humano
(aproximadamente 20.000 Hz) la reflexión del sonido es causado por las
discontinuidades en el material las cuales se manifiestan en una pantalla en
forma de señales (ecos).

6. Fundamentos físicos
Impedancia acústica específica (Resistencia): Depende de la densidad
de masa y de la velocidad de propagación. A mayor densidad, mayor
absorción; a mayor absorción, mayor frecuencia.
Z = ρv

7. Ítems en detección de fallas
Conocimiento de los requerimientos específicos
de la prueba.
Experiencia y conocimiento de la técnica a utilizar.
Selección del equipo de prueba adecuado.

9. Equipo de inspección
Equipo
Ultrasónica
básico pulso-eco
La selección deberá ser de acuerdo
a las necesidades de inspección y al
sistema de transmisión apropiado. El
sistema pulso – eco es el más
utilizado en la actualidad.
Instrumentos de recolección de datos
Scanner por Ultrasonido (DMS 2 TOP
COAT): Es un instrumento basado en la
aplicación del fenómeno de reflexión y
refracción de ondas acústicas las cuales
son de carácter elástico que se propagan
solo donde hay átomos y moléculas
capaces de vibrar, no así en el vacío. Dicho
de otra manera, es un instrumento basado
en la tecnología de las ondas
electromagnéticas, específicamente el
ultrasonido que no es más que una onda de
alta frecuencia que viaja a través de
los medios materiales y que no se propagan
en el vacío. Se utilizo para realizar todas las
medidas de espesores requeridas para el
diagnostico del estado actual de cada
sección de tubería estudiada.

13. Partes del Equipo
Transductor
Los transductores pueden ser clasificados en
los siguientes grupos de acuerdo a:
a) Forma de propagar el haz ultrasónico: Haz
recto y haz angular.
b) Técnica de inspección: De contacto y de
inmersión.
c) Número de cristales: Un cristal, dos cristales
o dual y de cristales múltiples.
d) Grado de amortiguamiento: De banda ancha,
banda angosta y de amortiguamiento interno.
e) Aplicaciones especiales: Transductores libres,
súper amortiguados, puntuales, periscópicos y
con línea de retardo.
Un transductor es un dispositivo capaz de
transformar o convertir un determinado tipo de
energía de entrada, en otra diferente de salida.
El nombre del transductor ya nos indica cual es
la transformación que realiza, aunque no
necesariamente la dirección de la misma.

14. Partes del Equipo
Acoplantes
Los acoplantes normalmente usados para la inspección por contacto son
agua, aceites, glicerina, grasas de petróleo, grasa de silicón, pasta de tapiz y
varias sustancias comerciales tipo pasta.
La técnica ultrasónica necesita de un acoplante adecuado para transmitir el
ultrasonido entre el transductor y la pieza de prueba. El acoplante puede ser
líquido, semilíquido o pastoso.

15. Partes del Equipo
Bloque De Calibración
Los bloques patrones son usados para estandarizar la calibración del equipo
y evaluar en forma comparativa las indicaciones obtenidas de la pieza de
ensayo. Los patrones de referencia están hechos
sanidad
de materiales
debidamente seleccionados para garantizar su interna y que
satisfagan los requisitos de atenuación, tamaño de grano y tratamiento
térmico.

16. Técnicas de Ultrasonido
Técnica Pulso - Eco
Se utiliza un solo transductor
que envía y recibe el pulso
(transmisor – receptor) por
lo que requiere acceso a
una sola superficie.

17. Técnicas de Ultrasonido
Técnica de transmisión a través
También se utiliza un transmisor
y un receptor, solo que en este
caso se encuentran localizados
en superficies opuestas.

18. Técnicas de Ultrasonido
Técnica con haz angular
El método de inspección por haz
angular es utilizado para
transmitir un haz angular
predeterminado de prueba, de
acuerdo al ángulo de incidencia
es el tipo de ondas producidas
dentro del material (transversal,
longitudinal y superficial).

19. Técnicas de Ultrasonido
Técnica con transductores duales
.
Esta técnica proporciona un
método para incrementar la
resolución, el elemento doble
permite que la función del cristal
receptor se encuentre electrónica y
acústicamente aislado de los
efectos del pulso de excitación.
Estos transductores miden el
espesor y descubren defectos y
corrosión en materiales delgados

20. Técnicas de Ultrasonido
Técnica de Picha y Cacha
Se utilizan dos transductores,
donde uno envía el pulso y el otro
lo recibe (un transmisor y un
receptor), ambos transductores se
localizan en una misma superficie.

21. Aplicaciones
Ingeniería Mecánica

22. Aplicaciones
Sector Civil
El ultrasonido es útil para
detectar el espesor de materiales
como el concreto, ayuda a
detectar fallas en materiales
como corrosión o
tuberías, y ayuda
desgaste en
a detectar la
cantidad de flujo que pasa a
través de un ducto, ejemplo de
los acueductos.

23. Aplicaciones
Corrosión

24. Ventajas del Ultrasonido

25. Ventajas del Ultrasonido

26. Desventajas del Ultrasonido
X Está limitado por la geometría, estructura interna, espesor y acabado
superficial de los materiales sujetos a inspección.
X Localiza mejor aquellas discontinuidades que son perpendiculares al haz
de sonido.
X Las partes
método.
pequeñas o delgadas son difíciles de inspeccionar por este
X El equipo
sensibilidad y
puede tener un costo elevado, que depende del nivel de
de sofisticación requerido.
X El personal debe estar calificado y generalmente requiere de mucho
mayor entrenamiento y experiencia para este método que para cualquier
otro de los métodos de inspección.
X La interpretación de las indicaciones requiere de mucho entrenamiento y
experiencia de parte del operador.

27. Norma Técnica Colombiana
NTC 2034
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (END)

29. Conclusión
El estudio de ultrasonido en los materiales es muy
importante en el mantenimiento preventivo de las
piezas, elementos o equipos, ya que nos ayudan a
mejorar costos de mantenimiento y reparación,
además nos brinda una mejor seguridad tanto para el
personal operativo como también los clientes.
Así como fugaz de gases, hidrogeno, tanques,
calderas etc.

30.  http://www.acquip.com; Ultrasonido: Otra Herramienta de Mantenimiento Predictivo, Septiembre 8 de
2010, Empresa de servicios, aplicación industrial.
Ensayos no destructivos - calificación de personal criterios para la
evaluación práctica en el método de ultrasonidos - nivel 1, (utilizando piezas de examen
mecanizadas). Norma técnica colombiana NTC 2034
FUENTES, Miguel Ángel; LÓPEZ MEDINA, Freddy; RAMIREZ, Juan Pablo; Ultrasonido Industrial
(técnicas de inspección), algunas imágenes y texto de la presentación fueron basadas en esta exposición.
Revista de la Facultad de Ingeniería Industrial, Vol. (8) 1: pp. 25-28 (2005) UNMSM ISSN: 1560-9146
(impreso) / ISSN: 1810-9993 (electrónico), El ultrasonido y su aplicación., febrero de 2005
Aplicación de métodos por ultrasonidos en los ensayos de materiales metálicos, José Ors Martínez, Madrid
- Centro Internacional Metalúrgicas, 1986
Herbert Krautkrämer, Josef Krautkrämer, und Otto Rüdiger: Ein Ueberschallgerät zur zerstörungsfreien
Werkstoffprüfung, Verlag Stahleisen, 1949
Josef Krautkrämer, Herbert Krautkrämer: Ultrasonic Testing of Materials, Springer, Berlin 4. edición,
1990, ISBN 978-3-540-51231-8, o también New York: Springer-Verlag, 1990.
Bibliografía

31. https://www.youtube.com/watch?v=6UwEtzZShyI
https://www.youtube.com/watch?v=V11UDhfdwss&t=210s
https://www.youtube.com/watch?v=SkyYSwOaXds&t=450s
https://www.youtube.com/watch?v=_lZsn2U0_do
https://www.youtube.com/watch?v=szoSmkx1odg
https://www.youtube.com/watch?v=ONM00yNwSFA&t=153s