Preguntas frecuentes acerca de los ensayos por ultrasonido
1. ¿Qué es un ensayo por ultrasonido?
El ensayo por ultrasonido, también conocido como ensayo no destructivo o simplemente como ensayo UT, es un método para caracterizar el espesor o las estructuras internas de una pieza bajo ensayo mediante la aplicación de ondas ultrasónicas de alta frecuencia. Las frecuencias, o emisiones, que son usadas para los ensayos por ultrasonido están por encima del límite perceptible por el oído humano, comúnmente en un rango de 500 kHz a 20 MHz.
2. ¿Cómo funciona?
Las ondas acústicas de alta frecuencia adoptan un sentido altamente direccional y viajan a través de un medio (por ejemplo, una pieza de acero o plástico) hasta encontrarse con un límite que representa otro medio (como el aire); a partir de ese punto, ellas se reflejarán de vuelta hacia la fuente de emisión. Al analizar estas reflexiones, es posible medir el espesor de una pieza bajo ensayo o determinar la presencia de grietas u otros defectos internos ocultos.
3. ¿Qué clase de materiales pueden ser inspeccionados?
En las aplicaciones industriales, los ensayos por ultrasonido son ampliamente usados en metales, plásticos, materiales compuestos y cerámicas. Los únicos materiales de ingeniería comunes en los cuales el ensayo por ultrasonido con equipos convencionales no se aplica adecuadamente son los productos de madera y papel. La tecnología de ultrasonido también es ampliamente usada en el campo biomédico para brindar diagnósticos por imágenes y para la investigación médica.
4. ¿Cuáles son las ventajas de los ensayos por ultrasonido?
El ensayo por ultrasonido es completamente no destructivo. La pieza bajo ensayo no requiere ser cortada, seccionada o expuesta a agentes químicos nocivos. Simplemente es necesario acceder a un lado de la pieza bajo ensayo, a diferencia de las mediciones que son realizadas con herramientas mecánicas para espesores, como los calibradores micrométricos. No existen daños potenciales para la salud que se asocien a los ensayos por ultrasonido, a diferencia de la radiografía.
Cuando un ensayo ha sido configurado adecuadamente, los resultados son altamente reproducibles y fiables.
5. ¿Cuáles son los posibles límites de los ensayos por ultrasonido?
La detección de defectos por ultrasonido requiere un control por parte de un operador capacitado que emplee estándares (materiales) de referencia e interprete adecuadamente los resultados obtenidos. La inspección de algunas geometrías complejas puede resultar difícil. Los medidores de espesores por ultrasonido deben ser calibrados en función del material que será medido, y las aplicaciones que requieren la medición de un amplio rango de espesores o materiales acústicamente diversos pueden requerir múltiples configuraciones. Los medidores de espesores por ultrasonido son mucho más caros que los dispositivos de medición mecánica.
6. ¿Qué es una sonda ultrasónica (o de ultrasonido)?
Una sonda (o palpador) es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra. Una sonda ultrasónica convierte la energía eléctrica en vibraciones mecánicas (ondas acústicas), y las ondas acústicas en energía eléctrica. Generalmente, las sondas son pequeñas y se dotan de un montaje portátil que ofrece una variedad de frecuencias y estilos para adaptarse a las necesidades específicas de cada ensayo.
7. ¿Qué es un medidor de espesores por ultrasonido?
Un medidor de espesores por ultrasonido es un equipo que genera impulsos acústicos en una pieza bajo ensayo y mide muy precisamente el intervalo entre la emisión de las ondas y la recepción de los ecos. Cuando el equipo es programado en función de la velocidad de propagación acústica del material, este utiliza la información de velocidad acústica y el intervalo de tiempo medido para calcular el espesor mediante la ecuación de [distancia] igual a [velocidad] multiplicada por el [tiempo].
8. ¿Qué tan preciso es un medidor de espesores por ultrasonido?
Bajo óptimas condiciones, los medidores de espesores por ultrasonido pueden alcanzar un nivel de precisión tan alto como de ±0,001 mm y ±0,025 mm en la mayoría de los materiales de ingeniería. Entre los factores que pueden afectar la precisión destacan: la uniformidad de la velocidad acústica en el material bajo ensayo; el grado de difusión o la absorción del sonido; las condiciones superficiales; y la precisión y atención con la que se ha calibrado el equipo para la aplicación deseada.
9. ¿En qué se usan los medidores por ultrasonido?
Un uso común que se da a los medidores de espesores por ultrasonido es la medición del espesor de pared restante en tuberías y tanques corroídos. La medición puede efectuarse de manera rápida y fácil sin necesidad de acceder al interior de la tubería o tanque, o de vaciarlos. Entre otras aplicaciones importantes se incluyen la medición del espesor de las botellas de plástico moldeado y recipientes similares, álabes de turbinas eólicas y otras piezas de fundición o mecanizadas, tuberías de diámetro pequeño, tubos para uso médico, neumáticos y cintas transportadoras, cascos de embarcaciones en fibra de vidrio e, incluso, lentes de contacto.
10. ¿Qué es un detector de defectos por ultrasonido?
Las ondas que viajan a través del material se reflejarán en formas previsibles al toparse con ciertos tipos de defectos; por ejemplo, grietas y vacíos. Un detector de defectos por ultrasonido es un equipo que genera y procesa señales ultrasónicas para crear una visualización A-scan (de ondas) que puede servirle al operador para identificar defectos ocultos en las piezas bajo ensayo. El operador identifica los patrones de reflexión característicos a partir de una pieza en óptimo estado/correcta; después, evalúa los cambios en el patrón de reflexión que pueden indicar defectos.
11 ¿Qué defectos pueden encontrarse con un detector de defectos?
Es posible localizar y medir con los detectores de defectos una amplia variedad de grietas, vacíos, desprendimientos, inclusiones y problemas similares. El tamaño mínimo detectable del defecto en una aplicación dada depende del tipo de material que se esté inspeccionado y del tipo de defectos que debe examinar.
12. ¿En qué se usan los detectores de defectos por ultrasonido?
Los detectores de defectos por ultrasonido son ampliamente usados en aplicaciones asociadas a la importante preservación de la seguridad y controles de calidad que atañen a soldaduras estructurales, vigas de acero, piezas forjadas, tuberías y tanques, carrocerías, rieles de ferrocarriles, turbinas de potencia y otras maquinarias pesadas, cascos de embarcaciones, piezas de fundición y muchas otras aplicaciones.
13. ¿Qué tipos de equipos están disponibles?
Los sistemas de representación por ultrasonido son usados para generar imágenes altamente detalladas, similares a las de los rayos X, que ofrecen un mapeo estructural de la parte interna de la pieza mediante el uso de las ondas ultrasónicas. La tecnología de ultrasonido multielemento (o, también denominada Phased Array), que originalmente se desarrolló para adquirir imágenes en el ámbito de diagnóstico médico, ahora es usada en ambientes industriales para crear imágenes transversales. Los grandes sistemas de escaneo son usados en la industria aeroespacial y proveedores de materiales metálicos para verificar la ausencia de defectos/fallas oculto(a)s en materias primas o productos finales. Las sondas de emisión y recepción, junto con los equipos de ultrasonido, son usadas en una variedad de aplicaciones para examinar/estudiar materiales.
