Controles : Materiales de Construcción.

Se denomina ensayo no destructivo  a cualquier tipo de prueba practicada a un material que

no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o

dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo. Los

diferentes métodos de ensayos no destructivos se basan en la aplicación de fenómenos

físicos tales como ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, emisión de partículas

subatómicas, capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique un daño

considerable a la muestra examinada.Se identifican comúnmente con las siglas: PND; y se

consideran sinónimos a: Ensayos no destructivos (END), inspecciones no

destructivas y exámenes no destructivos.

En general los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca del estado de la

variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo, suelen ser más baratos para el

propietario de la pieza a examinar, ya que no implican la destrucción de la misma. En

ocasiones los ensayos no destructivos buscan únicamente verificar la homogeneidad y

continuidad del material analizado, por lo que se complementan con los datos provenientes de

los ensayos destructivos.

La amplia aplicación de los métodos de ensayos no destructivos en materiales se encuentran

resumidas en los tres grupos siguientes:

Defectología. Permite la detección de discontinuidades, evaluación de la corrosión y

deterioro por agentes ambientales; determinación de tensiones; detección de fugas.

Caracterización. Evaluación de las características químicas, estructurales, mecánicas y

tecnológicas de los materiales; propiedades físicas (elásticas, eléctricas y

electromagnéticas); transferencias de calor y trazado de isotermas.

Metrología. Control de espesores; medidas de espesores por un solo lado, medidas de

espesores de recubrimiento; niveles de llenado.

La inspección por ultrasonido se define como un procedimiento de inspección no

destructivo de tipo mecánico, y su funcionamiento se basa en la impedancia acústica, la que

se manifiesta como el producto de la velocidad máxima de propagación del sonido y

la densidad delmaterial. Cuando se inventó este procedimiento, se medía la disminución de

intensidad de energía acústica cuando se hacían viajar ondassupersónicas en un material,

requiriéndose el empleo de un emisor y un receptor. Actualmente se utiliza un único aparato

que funciona como emisor y receptor, basándose en la propiedad característica del sonido de

reflejarse al alcanzar una interfase acústica.

Los equipos de ultrasonido que se utilizan actualmente permiten detectar discontinuidades

superficiales, subsuperficiales e internas, dependiendo del tipo de palpador utilizado y de

las frecuencias que se seleccionen dentro de un rango que va desde 0.25 hasta 25 MHz. Las

ondas ultrasónicas son generadas por un cristal o un cerámico piezoeléctrico denominado

transductor y que tiene la propiedad de transformar la energía eléctrica en energía mecánica y

viceversa. Al ser excitado eléctricamente el transductor vibra a altas frecuencias generando

ultrasonido. Las vibraciones generadas son recibidas por el material que se va a inspeccionar,

y durante el trayecto la intensidad de la energía sónica se atenúa exponencialmente con la

distancia del recorrido. Al alcanzar la frontera del material, el haz sónico es reflejado, y se

recibe el eco por otro (o el mismo) transductor. Su señal es filtrada e incrementada para ser

enviada a un osciloscopio derayos catódicos.

La inspección por líquidos penetrantes es un tipo de ensayo no destructivo que se utiliza

para detectar e identificar discontinuidades presentes en la superficie de

los materiales examinados. Generalmente se emplea en aleaciones no ferrosas, aunque

también se puede utilizar para la inspección de materiales ferrosos cuando la inspección por

partículas magnéticas es difícil de aplicar. En algunos casos se puede utilizar en materiales no

metálicos. El procedimiento consiste en aplicar un líquido coloreado o fluorescente a la

superficie en estudio, el cual penetra en cualquier discontinuidad que pudiera existir debido al

fenómeno de capilaridad. Después de un determinado tiempo se elimina el exceso de líquido y

se aplica un revelador, el cual absorbe el líquido que ha penetrado en las discontinuidades y

sobre la capa del revelador se delinea el contorno de éstas.

Las aplicaciones de esta técnica son amplias, y van desde la inspección de piezas críticas

como son los componentes aeronáuticos hasta los cerámicos como las vajillas de uso

doméstico. Se pueden inspeccionar materiales metálicos, cerámicos

vidriados, plásticos, porcelanas, recubrimientos electroquímicos, entre otros. Una de las

desventajas que presenta este método es que sólo es aplicable a defectos superficiales y a

materiales no porosos.

El análisis de vibraciones consiste en el estudio del tipo la propagación de ondas elásticas

en un material homogéneo y la determinación de los efectos producidos y el modo de

propagación. Las vibraciones pueden ser medidas y caracterizadas midiendo la oscilación o

desplazamiento alternante de ciertos puntos al paso de una onda elástica.

Un análisis de radiografía es una imagen registrada en una placa o película fotográfica, o de

forma digital (Radiología digital directa o indirecta) en una base de datos. La imagen se

obtiene al exponer al receptor de imagen radiográfica a una fuente de radiación de alta

energía, comúnmente rayos X o radiación gamma procedente de isótopos radiactivos (Iridio

192, Cobalto 60, Cesio 137, etc.). Al interponer un objeto entre la fuente de radiación y el

receptor, las partes más densas aparecen con diferentes tonos dentro de una escala de

grises, en función inversa a la densidad del objeto. Por ejemplo, si la radiación incide

directamente sobre el receptor, se registra un tono negro.

Sus usos pueden ser tanto médicos, para detectar fisuras en huesos, como industriales en la

detección de defectos en materiales y soldaduras, tales como grietas y poros. El

descubrimiento de los rayos X se produjo la noche del viernes 8 de noviembre

de 1895 cuando Wilhelm Röntgen, investigando las propiedades de los rayos catódicos, se dio

cuenta de la existencia de una nueva fuente de energía hasta entonces desconocida y por ello

denominada radiación X. 

Objetivo de los Ensayos Destructivos

El objetivo principal de las pruebas destructivas es determinar cuantitativamente el valor

de ciertas propiedades de los materiales, como: Resistencia Mecánica La Tenacidad

La Dureza.

Objetivo de los Ensayos Destructivos

La ejecuciónde las pruebas destructivas involucra el daño del material, la destrucción de

la probeta o la pieza empleada en la determinación correspondiente, por lo que podemos

concluir que los ensayos destructivos son la aplicación de métodos físicos directos que

alteran de forma permanente las propiedades físicas, químicas, mecánicas o

dimensionales de un material, parte o componente sujeto a inspección.

Ensayos Destructivos

Este tipo de pruebas siempre ha sido necesario para comprobar si las características de

un material cumplen con lo especificado durante el diseño. Debe observarse que estas

pruebas no se pueden aplicar a todas las partes o componentes, ya que serían destruidos

y perderían su utilidad.

Ensayo de fatigaMétodo para determinar el comportamiento de los materiales bajo cargas fluctuantes. Se aplican a una probeta una carga media específica (que puede ser cero) y una carga alternante y se registra el número de ciclos requeridos para producir la falla del material (vida a la fatiga). Por lo general, el ensayo se repite con probetas idénticas y varias cargas fluctuantes. Las cargas se pueden aplicar axialmente, en torsión o en flexión. Dependiendo de la amplitud de la carga media y cíclica, el esfuerzo neto de la probeta puede estar en una dirección durante el ciclo de carga o puede invertir su dirección. Los datos procedentes de los ensayos de fatiga se presentan en un diagrama S-N, que es un gráfico del número de ciclos necesarios para provocar una falla en una probeta contra la amplitud del esfuerzo cíclico desarrollado. El esfuerzo cíclico representado puede ser la amplitud de esfuerzo, el esfuerzo máximo o el esfuerzo mínimo. Cada curva del diagrama representa un esfuerzo medio constante. La mayoría de los ensayos de fatiga se realizan en máquinas de flexión, de vigas rotativas o de tipo vibratorio.

En ingeniería, se llama resiliencia de un material a la energía de deformación (por unidad de

volumen) que puede ser recuperada de un cuerpo deformado cuando cesa el esfuerzo que

causa la deformación. La resiliencia es igual al trabajo externo realizado para deformar un

material hasta sulímite elástico.

En términos simples es la capacidad de memoria de un material para recuperarse de una

deformación, producto de un esfuerzo externo. El ensayo de resiliencia se realiza mediante

el Péndulo de Charpy, también llamado prueba Charpy.

El péndulo ideado por Georges Charpy se utiliza en ensayos para determinar la tenacidad de

un material. Son ensayos de impacto de una probeta entallada y ensayada a flexión en 3

puntos. El péndulo cae sobre el dorso de la probeta y la parte. La diferencia entre la altura

inicial del péndulo (h) y la final tras el impacto (h') permite medir la energía absorbida en el

proceso de fracturar la probeta. En estricto rigor se mide la energía absorbida en el área

debajo de la curva de carga, desplazamiento que se conoce como resiliencia.

La tensión constante se aplica desde el instante t = 0, provocando deformaciones lentas o

retardadas ε0. Este fenómeno se presenta en materiales viscoelásticos, como los polímeros, y

resulta de mucha importancia en el hormigón pretensado.