Tipos de ultrasonidos

Diferentes tipos de ultrasonidos

El sonido se define como vibraciones transmitidas a través de un medio elástico (sólido, líquido o gas) con frecuencias aproximadas entre los rangos de 20 a 20,000 hertz, capaz de ser percibido por los humanos.

Las ondas ultrasónicas son ondas acústicas de la misma naturaleza que las ondas sónicas, que operan a frecuencias por encima de la zona audible del espectro acústico.

·         Frecuencia infrasónica: f < 16 Hz

·         Frecuencia sónica (audible): 16 Hz < f < 20 kHz

·         Frecuencia ultrasónica: f > 20 kHz

Los ultrasonidos se emplean habitualmente como ensayos no destructivos. Presentan como ventaja que los datos obtenidos con ultrasonidos son fiables, precisos y repetibles.

Los ultrasonidos se podrían dividir en tres tipos principales:

 ·         Tipo Pulso-Eco

·         Tipo Potencia

·         Tipo Vía Aérea & Vía Estructural

Ultrasonidos PULSO-ECO (o eco-frecuencia). Se utilizan en:

·         aplicaciones médicas,

·         medición de espesores de materiales,

·         detección de defectos en sólidos.

Mediante este método, se estudia la velocidad de los ultrasonidos a través de un material para localizar defectos o irregularidades. Además los ultrasonidos se emplean para determinar alguna de las cualidades de los materiales. Las propiedades que se miden son de diferente índole y van desde la ecogenicidad (capacidad de producir ecos) para formar imágenes hasta la determinación del módulo de elasticidad de un material.

Las ondas sónicas comúnmente empleadas en estas inspecciones tienen frecuencias que oscilan entre los 0,1 y 25 MHz.

Un segundo tipo serían los ultrasonidos tipo Potencia. Se utilizan para realizar:

·         Limpiezas,

·         soldaduras,

·         cortes.

Los limpiadores ultrasónicos son dispositivo de limpieza que utiliza los ultrasonidos (generalmente de 15-400 kHz) y una adecuada solución de limpieza para limpiar objetos delicados. Se emplean para procesos de limpieza y desengrase industrial, o en casos en que la limpieza tenga que ser muy precisa.  La energía eléctrica que un generador de ultrasonidos transmite a los transductores crea burbujas de cavitación en el líquido en el que están actuando. La vibración y presión acústica provocada por el transductor genera zonas de compresión y zonas de rarefacción en el fluido dónde se generan las burbujas. La potente implosión de esas microburbujas en contacto con la pieza es la base de la limpieza por ultrasonidos.

Los equipos de corte por ultrasonidos están constituidos por una parte eléctrica (generador) y una parte acústica (grupo vibrante). El generador crea una serie de impulsos regulares y la parte acústica los transforma en vibraciones. La herramienta que realiza el corte (sonotrodo) vibra con una frecuencia igual a la emitida por el generador (generalmente de 20-35 KHz). El sonotrodo no se calienta en el momento del corte, porque transmite solamente una vibración y no calor, de esta forma el producto no pierde sus características. Por último no existe contacto directo del sonotrodo con el material ya que éstos quedan a una distancia de unas 80 micras.

La soldadura por ultrasonidos en materiales plásticos se realiza con una máquina con punta de base plana, donde se colocan los materiales uno encima de otro y después se baja la punta de la máquina, esta emite una onda ultrasónica que mueve las moléculas de ambos materiales provocando que estas se fundan. Los parámetros deben de ser ajustados cada vez que se altera en espesor de pared de los materiales a fundir. Las piezas a soldar no se calientan hasta el punto de fusión, sino que se sueldan mediante la aplicación de presión y vibraciones mecánicas de alta frecuencia.

En la soldadura de metales, las piezas se colocan entre un elemento de la máquina fija, es decir, el yunque y el sonotrodo, que oscila horizontalmente durante el proceso de soldadura a alta frecuencia (normalmente 20 o 35 o 40 kHz). Se combinan diferentes fuerzas y un ligero aumento de temperatura en el área de soldadura.

Por último se encuentran los ultrasonidos vía aérea y vía estructural. Se utilizan para:

·         Inspección de fugas,

·         inspección de válvulas,

·         inspecciones mecánicas,

·         inspecciones eléctricas,

·         etc.

Mediante las inspecciones de ultrasonidos vía aérea o estructural se obtiene información para evaluar el estado de instalaciones y equipos. Se trata de una técnica aplicable al estudio y mantenimiento de prácticamente cualquier instalación o industria, analizando posibles deficiencias producidas por turbulencias o fricción en los diferentes componentes. Se trata pues de una herramienta fundamental para un correcto mantenimiento predictivo y proactivo de las instalaciones.

Se pueden consultar las diferentes aplicaciones donde un equipo de UE Systems se puede emplear http://impic.es/aplicaciones_ultrasonidos.html

IMPIC  es una consultoría especializada en la realización de estudios termográficos, de ultrasonidos y “Blower door”,  con más de 20 años de experiencia en el mantenimiento de las instalaciones y la edificación. Es además el distribuidor oficial en España de los equipos de ultrasonidos de UE Systems

UE Systems es una empresa reconocida internacionalmente y líder en el desarrollo de equipos de detección de ultrasonidos transmitidos por vía aérea o a través de estructuras.