Ensayos no destructivos

- 27 -

CAPIULO 3 MÉTODO DE ENSAYOS ULTRASONICOS

- 28 -

3
3.1

EL MÉTODO DE ULTRASÓNIDOS
INTRODUCCIÓN

El método ultrasonico se basa en un fenomeno fisico bien conocido: la propagación de ondas en un medio material. Es un método que se utiliza frecuentamente cuando se trata de determinar la uniformidad de un elemento, su espesor, su modulo elastico de Young ó de Coulomb. Sinembargo el fenomeno se compleja cuando el medio de propagación (en nuestro caso el hormigón) es heterogeneo, y que las diferentes fases que le componen tienen diferentes propiedades elasticas relativas a la propagación de ondas. Esta heterogeneidad provoca un mal concocimiento de la forma del frente de onda y luego del camino seguido por la onda. Pero cualquier sea el medio de propagación de las ondas,este método tiene como principales ventajas de necesitar una unica medida para obtener un valor representativo, es decir que la dispersión de este ensayo esta muy baja (del orden del 2,5%, cf. Tabla 2.3). No es un ensayo destructivo, lo que permite conservar intacta la estructura que se ensaya. Aunque no permita evaluar directamente la resistencia del hormigón, este método combinado a un campañade calibración en laboratorio -que correlaciona las medidas ultrasonicas con la resistencia- puede dar una estimación de la resistencia caracteristica del hormigón ensayado con una presición de ±20%. Por ultimo, los ensayos soló necesitan un aparato barato y de facil utilización. El pliego de condiciones dado por la dirección de obra de la depuradora del Besos trataba de la non alteración de laestructura, y de la rapidez y sencillez de la campaña experimental propuesta para el control del hormigón in situ. Entre los ensayos no destructivos que estan presentados en el capitulo 2, el método de ensayos ultrasonicos es uno de lo mas eficaz con relación a este pliego, y la campaña (cf. Capitulo 4) que se planteó en laboratorio ha permitido obtener correlaciones fiables entre las medidas in situy en laboratorio. Este capitulo 3 describe el método de ensayo, define la onda (ecuación de propagación, frente de onda, comportamiento en los medios heterogeneos), y explica cual son las propiedades que pueden ser evaluadas y que factores influyen las medidas en el caso del hormigón. Se apoya sobretodo en los libros de J.H. Bungey y S.G. Millard “Testing in Concrete Structures” (1996), de BarryHull y Vernon John “Non Destructive Testing” (1988), de J.M.Tobio “Ensayos no destructivos – métodos aplicables a la construcción” (1967), y en la norma española UNE 83-308-86 para los ensayos ultrasónicos. Pretende dar un visión no exhaustiva del método ultrasonico destacando los principales factores que influyeron el diseño de la campaña experimental. 3.2 FUNDAMENTO Y DESCRIPCIÓN DEL MÉTODOEl método de control del hormigón con emisión de impulsos generados mecánicamente aparecí en los estados unidos en los años 1940. El principio basico es que la velocidad de la onda a traves el hormigón depende al minimo de las propiedades elásticas, y que es casi independiente de la geometría de la estructura estudiada. Canadá y Reino Unido

- 29 han desarrollado algunos años después este métodoutilizando transductores electroacústicos, que permiten un control mejor del tipo y de la frecuencia de los impulsos emitidos. El método moderno consiste en la medición del tiempo que emplea un impulso ultrasónico (es decir de frecuencia entre 20 y 150 kHz) al recorrer la distancia entre un transductor emisor Tx y un transductor receptor Rx, ambos acoplados al hormigón que se esta estudiando (cf.figura 3.1, sacada de la norma UNE 83-308-86).

L

Figura 3.6 – Esquema de principio de ensayo del método ultrasonico. Mediante un transductor electroacústico se genera un impulso de vibración longitudinal; después de recorrer una determinada distancia L, un segundo transductor recibe la señal y, por medio de un circuito electrónico se mide el tiempo de transito o de propagación del impulso...