Ultrasonido

ULTRASONIDO

El ultrasonido es una vibración mecánica con un rango mayor al audible por el oído humano que se transmite a través de un medio físico y es orientado, registrado y medido en Hertz con ayuda de un aparato creado para ese fin.

Rangos de sonido.
Infrasónica = 1 – 16 Hz
Sónica o audible = 16 Hz a 20 KHz
Ultrasónica = 20 KHz en adelante

Para la prueba de ultrasonido enmateriales metálicos es de 0.2 a 25 MHz.

PRINCIPIOS
 La impedancia acústica es la resistencia que presentan los materiales al paso de una onda ultrasónica.
 Ondas acústicas iguales a las ondas sónicas.
 Transmisión de energía entre partículas que propicia el oscilamiento
 El número de oscilaciones son de acuerdo al tipo de onda que se trata
 Se propagan en todos los medios elásticos dondeexista fracciones de materia ( átomos o moléculas capaces de vibrar )
 La vibración depende de la separación de las partículas

Principios físicos
Amplitud ( A ).- Es el desplazamiento máximo de una partícula desde su posición de cero.
Frecuencia ( F ).- Se define como el numero de veces que ocurre un evento repetitivo ( ciclo ) por unidad de tiempo. Su unida Hertz
Longitud de onda (  ).-Es la distancia ocupada por una onda completa y es igual a la distancia a través de la cual se mueve la onda por periodo de ciclo.
Velocidad de propagación o velocidad acústica ( V ).- Es la velocidad de transmisión de la energía sonora a través de un medio

Impedancia acústica ( Z ).- Es la resistencia de un material a las vibraciones de las ondas ultrasónicas. Es el producto de la velocidadmáxima de vibración por la densidad del material.


APLICACIONES

• Detección y caracterización de discontinuidades.
• Medición de espesores, extensión y grado de corrosión.
• Determinación de características físicas.
• Características de enlace entre materiales.

VENTAJAS

 La prueba se efectúa mas rápidamente obteniendo resultados inmediatos.
 Se tiene mayor exactitud al determinarla posición de las discontinuidades internas; estimando sus dimensiones, orientación y naturaleza.
 Alta sensibilidad para detectar discontinuidades pequeñas.
 Alta capacidad de penetración, lo que permite localizar discontinuidades a gran profundidad del material.
 Buena resolución que permite diferenciar dos discontinuidades próximas entre si.
 Solo requiere acceso por un lado delobjeto a inspeccionar.
 No requiere de condiciones especiales de seguridad.
LIMITACIONES

 Baja velocidad de inspección cuando se emplean métodos manuales.
 Requiere de personal con una buena preparación técnica y gran experiencia.
 Dificultad para inspeccionar piezas con geometría compleja, espesores muy delgados o de configuración irregular.
 Dificultad para detectar o evaluardiscontinuidades cercanas a la superficie sobre la que se introduce el ultrasonido.
 Requiere de patrones de calibración y referencia
 Es afectado por la estructura del material. ( tamaño de grano, tipo de material )
 Alto costo del equipo.
 Se requiere de agente acoplante.

Tipos de ondas
Ondas longitudinales.- Sus desplazamientos de las partículas son paralelos de propagación del ultrasonido.Ondas transversales.- Los desplazamientos de las partículas es en forma perpendicular a la dirección del haz ultrasónico.

Ondas superficiales.- Son aquellas que se desplazan sobre la superficie del material y penetran a una profundidad máxima de una longitud de onda.

Comportamiento del haz ultrasónico

Una vez que inicia su propagación en el medio que se encuentra, al inicio de sudesplazamiento no produce una compresión igual, pero conforme avanza en el medio, se homogeniza hasta obtener resultados repetitivos y confiables.

El comportamiento del haz ultrasónico puede modificarse en función de la geometría, frecuencia y características específicas del transductor; sin embargo, independientemente de estas variables siempre presentará las siguientes características:

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