Los cinco

Thursday, May 11, 2006

Ensayo de Ultrasonidos

memoria...

Aunque el objetivo inicial del curso fuera realizar los ensayos con muestras de la caliza rosa de Sepúlveda, debido a problemas con los proveedores hubo que cambiar de material y centrar la investigación en piedra de Novelda. Para ello contamos con la experta colaboración de Miguel Ángel Sobrino, profesor de taller de cantería en la ETSAM. Por la escasez de recursos de material tuvimos que modificar las dimensiones de las probetas que marca la norma: 300mm x 75mm x 50mm, así como el número de probetas para cada ensayo, reduciéndolas a 6 probetas.

Teniendo en cuenta que el número de probetas era considerablemente menor, decidimos repetir los ensayos en cada probeta para contrastar resultados hasta obtener unos valores fiables y además realizar el ensayo según las diferentes disposiciones de los transductores que contempla la norma.

PASOS PARA LA REALIZACIÓN DEL ENSAYO

1. Obtención de las muestras

6 probetas de piedra de Novelda

2. Tratamiento superficial

2 probetas con abujardado (1)

2 probetas con cincelado (2)

2 probetas con acabado natural (aserrado)

3. Ensayo de Ultrasonidos

  • 3.1. Utilización de la máquina

_Preparación y puesta a cero

1. Conectar el aparato de ultrasonidos a la corriente eléctrica

2. Encender el aparato (mantener pulsada la tecla ON durante unos segundos)

3. Pulsar la tecla CAL para la calibración del menú

4. Pulsar "1" (set zero time) y aparece: "time overflow"

5. Poner las dos sondas en contacto, untadas con vaselina

6. Pulsar ENTER (debe salir en la pantalla "0")

_Calibración

1. Pulsar CLEAR

2. Tomar el calibrador (cilindro blanco) y colocar las sondas en los extremos

3. Pulsar el número "2" (set time value)

4. Pulsar ENTER

5. Marcar "51" con el teclado y pulsar ENTER (debe salir 51.9 en la

pantalla)

6. Pulsar CLEAR (debe aparecer el menú principal en la pantalla)

7. Retirar las sondas del calibrador

_Medición y ensayos


1. Pulsar CLEAR

2. Pulsar en número "1" (velocidad)

3. Pulsar la tecla PROG y escribir la longitud de las probetas a ensayar en milímetros

4. Pulsar 2 veces INTRO

5. Colocar las 2 sondas en contacto con la probeta a ensayar

6. Nos debe salir la medición de dicha probeta, en m/s

7. Repetir para el resto de las probetas a analizar

_Apagado del aparato de ultrasonidos

1. Pulsar la tecla OFF durante unos segundos

2. Desenchufar el aparato

3. Limpiar las sondas y desconectarlas, además de la vaselina y el calibrador

  • 3.2. Resultados del ensayo






NORMA EN 14579:200


1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Esta norma europea especifica un método para la determinación de la velocidad de propagación de los impulsos de las ondas longitudinales ultrasónicas en la piedra natural, tanto en el laboratorio como in situ.

2 PRINCIPIO
Se genera un impulso de vibraciones longitudinales con un transductor electro- acústico en contacto con una superficie de la piedra ensayada. Después de atravesar una longitud de recorrido conocida de la piedra, el impulso de las vibraciones se convierte en una señal eléctrica en un segundo transductor y unos circuitos temporizadores electrónicos permiten que se mida el tiempo de propagación del impulso.

3 SÍMBOLOS Y ABREVIACIONES
V Velocidad del impulso, en km/s;
L Longitud del recorrido, en mm;
T Tiempo que necesita el impulso para atravesar la longitud del recorrido, en nanosegs.

4 EQUIPOS

4.1 Generalidades

4.1.1 El equipo consiste esencialmente en un generador de impulsos eléctricos, un par de transductores, un amplificador y un dispositivo temporizador electrónico para medir el intervalo de tiempo entre el inicio de un impulso generado en el transductor emisor y la detección de su llegada al transductor receptor.

4.1.2 Se dispone de dos tipos de equipos temporizadores electrónicos:
a) un osciloscopio en el que el primer frente del impulso se visualiza en relación a una escala de tiempo adecuada;
b) un sistema automático de medición de tiempos de intervalo con una pantalla digital de lectura directa.

NOTA -Un osciloscopio permite examinar la forma de la onda, lo que puede ser ventajoso en situaciones complejas.

4.2 Requisitos de funcionamiento

El equipo debe cumplir con los siguientes requisitos de funcionamiento:
-que mida los tiempos de propagación en una barra de calibración con una exactitud de +- 0,1 nanosegs;
-que asegure un inicio preciso del impulso, es decir que el impulso de excitación electrónico aplicado al transductor emisor debe tener un tiempo de subida no superior a un cuarto de su periodo natural;
-que la frecuencia de repetición del impulso debe ser lo suficientemente baja como para que asegurar que la detección de la señtal recibida esté libre de interferencias por reverberaciones.

4.3 Transductores

La frecuencia natural de los transductores debe estar comprendida en el intervalo de 20 kHz a 150 kHz.
NOTA -A veces se pueden utilizar frecuencias tan bajas como 10 kHz y tan altas como 200 kHz. Los impulsos de alta frecuencia pueden tener un inicio bien definido pero, a medida que atraviesan la piedra natural, se atenúan más rápidamente que los impulsos de más baja frecuencia. Por tanto, es preferible utilizar transductores de alta frecuencia (de 82 kHz a 200 kHz) para longitudes de recorrido cortas (por debajo de 50 mm) y transductores de baja frecuencia (10 kHz a 40 kHz) para longitudes de recorrido largas (hasta un máximo de 15 m). Se considera que los transductores con una frecuencia de 40 kHz a 82 kHz son útiles para la mayoría de las aplicaciones.

4.4 Equipo para la determinación del tiempo de llegada del impulso

El equipo debe ser capaz de determinar el tiempo de llegada del primer frente del impulso, incluso aunque éste pueda ser de pequeña amplitud comparada con la de la primera media onda del impulso.

4.5 Otros equipos

Una balanza con una exactitud del 0,01 % respecto de la masa a pesar.
Una estufa ventilada capaz de mantener una temperatura de (70 +- 5) °C.

5 PREPARACIÓN DE LAS PROBETAS

5.1 Muestreo

El muestreo no es responsabilidad del laboratorio de ensayo excepto cuando se le solicite explícitamente.
Se deben seleccionar seis probetas, como mínimo, de un lote homogéneo (véase también el apartado 5.2.3).

5.2 Probetas

5.2.1 Generalidades. Como referencia estándar, el acabado superficial de las caras de la probeta debe obtener mediante corte con sierra o apomazado.

5.2.2 Dimensiones

5.2.3 Las probetas deben ser prismas de 300 mm x 75 mm x 50 mm con una tolerancia de +- 2 mm. Planos de anisotropía. Si la piedra presenta planos de anisotropía (por ejemplo, sedimentación, exfoliación) las probetas se deben preparar con el eje longitudinal paralelo o bien perpendicular a dichos planos.

5.2.4 Secado de las probetas. Las probetas se deben secar a una temperatura de (70 +- 5) °C hasta masa constante. Se considera que se alcanza la masa constante cuando la diferencia entre dos pesadas realizadas en un intervalo de (24 +- 2) h no es superior al 0,1% de la primera de las dos pesadas.

6 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

6.1 Generalidades

El equipo se debe utilizar dentro de las condiciones de funcionamiento establecidas por el fabricante

6.2 Determinación de la velocidad del impulso

6.2.1 Factores que influyen en las mediciones de la velocidad del impulso. Para obtener una medición de la velocidad del impulso que sea reproducible es necesario tener en cuenta varios factores que pueden influir las mediciones. En el anexo B informativo se indican estos factores.

6.2.2 Disposición del transductor. Aunque la dirección en la que la energía máxima se propaga sea perpendicular a la cara del transductor emisor, es posible detectar impulsos que hayan atravesado la piedra natural desde otras direcciones. Por tanto, es posible realizar mediciones de la velocidad del impulso colocando los dos transductores bien en caras opuestas (transmisiones directas), bien en caras adyacentes (transmisión semidirecta) o bien en la misma cara (transmisión indirecta o de superficie)

6.2.3 Medición de la longitud del recorrido. En el caso de la transmisión directa, la longitud del recorrido es la distancia entre los transductores medida con una exactitud de + - 1%.
En el caso de la transmisión semidirecta, generalmente se considera que es suficientemente exacto aceptar la longitud del recorrido como la distancia medida de centro a centro de las caras de los transductores. La exactitud de la medida de la longitud del recorrido depende del tamaño de los transductores comparado con la distancia de centro a centro y se debe evaluar.
En el caso de la transmisión indirecta, no se mide la longitud del recorrido, pero se realizan una serie de medidas con los transductores separados a diferentes distancias.

6.2.4 Acoplamiento del transductor sobre la piedra. Debe haber un acoplamiento acústico adecuado entre la piedra y la cara de cada transductor. Para acabados superficiales suficientemente suaves, se asegura un buen contacto acústico con el uso de un producto que facilite el acoplamiento como la vaselina, la grasa, el jabón líquido y/o una pasta de caolín/glicerol y presionando el transductor contra la superficie de la piedra.
Se deben efectuar lecturas repetidas del tiempo de propagación hasta que se obtenga un valor mínimo, para permitir que la capa del producto de acoplamiento se extienda finamente.
Cuando el acabado superficial sea muy rugoso o desigual, la superficie se debe suavizar y nivelar mediante pulido o con el uso de una resina epóxida de rápida colocación.

6.2.5 Medición del tiempo de propagación. Utilizando el dispositivo electrónico, se debe registrar el intervalo de tiempo indicado.

7 EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS
En el caso de transmisión directa y semidirecta, la velocidad del impulso se debe calcular con la ecuación: V = L / T, donde:

v es la velocidad del impulso, en km/s;

L es la longitud del recorrido, en mm;

T es el tiempo que necesita el impulso para atravesar la longitud del recorrido, en nanosegs,

En el caso de transmisión indirecta, la velocidad se debe calcular de acuerdo con el anexo normativo A la velocidad del impulso se debe indicar redondeando a 0,01 km/s.

NOTA -En la Norma EN 12504-4 se indican recomendaciones sobre los procedimientos para corre1acionar los resultados del ensayo respecto de la resistencia a la compresión.

8 INFORME DE ENSAYO

El informe de ensayo debe incluir la siguiente información
a) número de identificación Único del informe;
b) número, título y fecha de edición de esta norma europea;
c) nombre y dirección del laboratorio de ensayo y la dirección en donde se realizó el ensayo, si ésta es diferente de la dirección del laboratorio de ensayo;
d) nombre y dirección del cliente;
e) es responsabilidad del cliente proporcionar la siguiente información:
-nombre petrográfico de la piedra;
nombre comercial de la piedra;
país y región de extracción;
-nombre del suministrador;
-dirección de cualquier plano de anisotropía existente (si es relevante para el ensayo), que tiene que estar claramente indicado sobre la muestra o sobre cada probeta mediante dos líneas paralelas;
-el nombre de la persona u organización que llevó a cabo el muestreo;
el acabado superficial de las probetas (si es relevante para el ensayo);
f) fecha de entrada de las muestras o de las probetas;
g) fecha de preparación de las probetas (si es relevante) y la fecha de realización del ensayo;
h) número de probetas en la muestra;
i) dimensiones de las probetas;
j) tipo y marca del equipo utilizado, incluyendo:
-dimensiones de la superficie de contacto de los transductores;
-la frecuencia natural del impulso de los transductores;
-cualquIer característica especial;
k) disposición de los transductores y método de transmisión (con un esquema, si procede);
1) acabado superficial y preparación de la piedra en los puntos de ensayo (si es relevante);
m) producto utilizado para facilitar el acoplamiento (si es relevante);
n) orientación de la dirección de la propagación del impulso con respecto a los planos de anisotropía;
o) valores medidos de la longitud del recorrido (para la transmisión directa y la semidirecta), incluyendo el método de medición;
p) valores medidos de los tiempos de propagación;
q) valores calculados de la velocidad del impulso a lo largo de cada recorrido;
r) declaración sobre la incertidumbre de la medida cuando corresponda);
s) cualquier desviación de esta norma y su justificación;
t) observaciones.
El informe de ensayo debe incluir las firmas y los cargos de los responsables de los ensayos y la fecha de emisión del informe. Debe incluir también una declaración que indique que el informe no debe ser parcialmente reproducido sin la aprobación, por escrito, del laboratorio de ensayo.


ANEXO A (Normativo)

DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD DEL IMPULSO
EN EL CASO DE LA TRANSMISIÓN INDIRECTA
En el caso de la transmisión indirecta hay alguna incertidumbre respecto de la longitud exacta del recorrido de transmisión, debido al tamaño significativo de las superficies de contacto entre los transductores y la piedra. Por tanto, es preferible hacer una serie de medidas con los transductores separados a diferentes distancias para eliminar esta incertidumbre.
Para hacerlo así, el transductor emisor se debe colocar en contacto con la superficie de la piedra en un punto fijo x y el transductor receptor se debe colocar a unas distancias previstas previamente XI, X2,..., Xn a lo largo de una línea dada sobre la superficie. Los tiempos de transmisión registrados se deberían colocar sobre una gráfica que muestre su relación respecto de la distancia que separa los transductores. En la figura A.1 se muestra un ejemplo de dicha gráfica.
Se debe medir la pendiente de la línea recta que mejor se ajuste a través de los puntos y se debe registrar ésta como la velocidad de impulso media a lo largo de la línea escogida sobre la superficie de la piedra. Cuando los puntos medidos y registrados de esta manera muestren una discontinuidad, es probable que exista una grieta superficial o una capa superficial de inferior calidad y en estos casos la velocidad medida no es fiable.

Wednesday, May 10, 2006

Feria de la Piedra Natural


Se celebra en IFEMA la 6ª edición de la Feria Internacional de la Piedra natural, promovida por la Federación Española de la Piedra natural. Así que si os apetece ir a echar un vistazo estará del 10 al 13 de mayo. Podéis encontrar más información en la página de IFEMA.