Escáner ultrasónico para detectar daños en puentes de hormigón
Ciertas infraestructuras, como puentes y carreteras, suelen estar fabricadas con hormigón armado, que requiere un control periódico para garantizar su seguridad y buen funcionamiento. Las grandes estructuras de hormigón presentan diversos desafíos, principalmente a causa de la amplia gama de agregados, fragmentos compactados juntos, presentes en el material. «On a roll»: ensayos no destructivos (END) con ultrasonidos Los END constituyen uno de los métodos más eficaces de inspeccionar tales estructuras de hormigón. El proyecto COBRI, financiado parcialmente con fondos europeos, ha desarrollado un sistema fácil y eficaz, además de económico y portátil. Tal como explica Philippe Olivier, director general de ELOP AS, la empresa que coordina COBRI, «el principal avance tecnológico es un nuevo diseño para captar datos ultrasónicos en tiempo real procedentes de estructuras de hormigón y presentar esos datos en un formato de vídeo en 3D legible para el ser humano». El escáner rodante ultrasónico también incorpora una gran cantidad de funciones adicionales. Funciona a gran velocidad y escanea a un ritmo de entre 10 y 100 cm/s, dependiendo de la resolución. La profundidad de penetración ha aumentado de 15 a 50 cm. Con una resolución de alrededor de 1 cm, puede detectar barras de refuerzo y la separación del material en capas, así como grietas. Desarrollo de prototipos, comprobación y validación Todavía quedan desafíos por delante y el desarrollo del prototipo fue mucho más complicado de lo previsto. Trabajar con diferentes formas de onda y la dispersión de agregados requirió una gran cantidad de investigación adicional y experimentos que llevaron mucho tiempo. Se había realizado una prueba sobre el terreno con Ramboll, una empresa altamente cualificada en la inspección de puentes y en END. ELOP colaboró con socios tales como TOPRO, Aurotech Ultrasound AS, COWI y Ramboll para completar el proyecto. Siguientes pasos: adaptación a escala de las alturas y expansión del mercado COBRI concluyó a finales de 2017 y tiene planes ambiciosos de ampliar las características tecnológicas del sistema y para su lanzamiento al mercado. La optimización del procesamiento de señales permitirá diferenciar entre los diferentes materiales (acero, aire y agua) en la visualización. Simultáneamente se completará la industrialización del escáner y la empresa también desarrollará su equipo de ventas e iniciará la producción. Para superficies horizontales mayores, se está diseñando una versión en forma de carrito empleando los mismos rodamientos básicos. El terreno que se debe inspeccionar no siempre es plano y el acceso a las estructuras, tales como presas, pilares y silos, requiere tiempo y costosos andamiajes. La solución es el escáner rodante conectado a robots o dispositivos reptantes. Basándose en el mismo principio de rodaje para una captación segura y rápida de los datos ultrasónicos, el equipo está planeando abordar un nuevo mercado. Mediante frecuencias más elevadas, unos nuevos escáneres de banda ancha servirán para materiales compuestos y metales. Además, las estructuras objetivo de ensayos no destructivos podrían ser aspas de molinos, soldaduras que requieren inspección, depósitos y cascos de barco, algo que se está valorando mediante el proyecto «spin-off» Multrawheel. Impacto socioeconómico y medioambiental «El impacto no se limita a detectar problemas en las estructuras de hormigón armado, aunque una detección preventiva y temprana de corrosión, grietas y delaminación podría permitir ahorrar miles de millones de euros en todo el mundo», destaca Olivier. La cadena de valor de usuarios incluye a constructores, consultores de inspección y proveedores de servicios de END a propietarios de puentes. Además, el escáner requiere una formación menos especializada que los sistemas empleados actualmente y los datos se pueden transferir a unas instalaciones centrales para su análisis por expertos. Las ventajas medioambientales incluyen una disminución del consumo de energía para la producción de cemento y menos residuos de demolición. La reducción de tiempo de encaminamiento del tráfico implica un menor consumo de combustible, así como una reducción del ruido y la contaminación atmosférica asociados. Para resumir el éxito del proyecto, Olivier dice: «ofrecemos una solución de bajo coste para END sencillos y eficientes de estructuras de hormigón». En relación con el impacto sobre la infraestructura de carreteras, añade: «esta innovadora solución simplificará y mejorará los métodos de inspección de puentes actuales y, así, aumentará la seguridad, optimizará las inversiones de capital e incrementará la capacidad de la infraestructura vial».
Palabras clave
COBRI, hormigón, escáner, puente, ultrasonidos
