04/05/2016 - Una nueva técnica permite detectar y cuantificar grietas en materiales sin dañarlos ni utilizar radiación

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Investigadores de las Universidades de Zaragoza y País Vasco han desarrollado una técnica pionera que permite, más allá de la mera detección, determinar el tamaño y la profundidad a la que se encuentran posibles grietas ocultas bajo la superficie de un material, sin dañarlo.

Ricardo Celorrio, profesor titular del Departamento de Matemática Aplicada en la Escuela de Ingeniería y Arquitectura (EINA) y miembro de Instituto de Investigación Universitario de Matemáticas y Aplicaciones (IUMA) es el representante de la Universidad de Zaragoza en este proyecto, que ha sido distinguido con el “Best Paper Award” entre los 50 trabajos presentados al congreso  “Thermosense: Thermal Infrared Applications  XXXVIII”, celebrado recientemente en Baltimore, el congreso más antiguo dedicado a las aplicaciones de termografía infrarroja.

Vibrotermografía

La investigación “Application of burst vibrothermography to characterize planar vertical cracks”,  se ha llevado a cabo en colaboración con el Laboratorio de Técnicas Fototérmicas de la Universidad del País Vasco y junto a Ricardo Celorrio son autores Arantza Mendioroz, Ángel Cifuentes y Agustín Salazar.  La técnica utilizada es la vibrotermografía, que consiste en excitar el material con un tren de ultrasonidos y medir la temperatura superficial con una cámara infrarroja. Primero se aplican ultrasonidos a  la superficie a la vez que se graba la imagen y posteriormente se valoran los datos obtenidos por la cámara infrarroja, utilizando métodos matemáticos sofisticados de inversión de los datos experimentales. La técnica ha permitido caracterizar grietas hasta profundidades de 6 mm en tiempos que no superan los 2 minutos

El trabajo se ha realizado sobre grietas artificiales calibradas, pero abre la posibilidad de utilizar esta tecnología en aplicaciones industriales reales en control de calidad con técnicas no destructivas. Esta técnica es válida para materiales metálicos y composites presentes en tecnologías aeroespaciales, transporte, fabricación y salud y es, según los investigadores, una alternativa a los rayos X especialmente interesante para analizar superficies muy voluminosas y simplificar el proceso de valoración de los daños ya que, además de no emitir radiaciones, permite analizar materiales sin necesidad de desmontar sus componentes.

“Con rayos X, para analizar por ejemplo las ruedas de un tren hay de desacoplarlas, trasladarlas a la sala de radiación, analizarlas y volver a montarlas. Con la vibrotermografía, el proceso puede hacerse sin necesidad de desmontar las piezas”, explica Ricardo Celorrio. El  investigador señala, además, que con esta técnica se pueden evaluar las zonas más expuestas a daños de grandes aparatos, como aviones o trenes, por ejemplo, a temperatura ambiente y sin tener que trasladarlos a grandes naves industriales acondicionadas para la radiación.

Ricardo Celorrio es miembro del grupo consolidado de investigación de Métodos Numéricos en Ecuaciones en Derivadas Parciales e Integrales liderado por Francisco Javier Lisbona. Este premio es uno más entre los reconocimientos nacionales e internacionales que han tenido sus miembros (antiguos y actuales) entre los que destacan tres premios nacionales a joven investigador otorgados por la Sociedad Española de Matemática Aplicada (SEMA) y una beca Marie Curie de la Comisión Europea.

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