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A. Pizarro
TECNICAS de MANTENIMIENTO predictivo
Ultrasonido
	Es una tecnología no destructiva utilizada en varios campos de las ciencias, en la industria se utiliza en el mantenimiento predictivo y control de calidad. El fenómeno básico es la transformación de pulsos eléctricos en vibraciones mecánicas y viceversa. Para ello se usan unos palpadores que generan y reciben señales ultrasónicas. 
	 El sonido representa la expansión de oscilaciones mínimas de presión y densidad en un medio elástico (gases, líquidos o sólidos). La tecnología de ultrasonido se refiere a las ondas de sonido que se producen por encima de la percepción humana. El umbral medio de la percepción humana es 16500 Hertz. La tecnología de ultrasonido se relaciona con rangos de frecuencias iguales y superiores a 20000 Hz. 
Tecnología de ultrasonido 
Frecuencia baja. 
Frecuencia alta. 
 Fundamentos Ultra-Sonido (US)
Generación, recepción y aplicaciones del ultrasonido:
	Los murciélagos se desplazan y alimentan emitiendo ráfagas ultrasónicas que rebotan en obstáculos como paredes y presas en forma de eco, lo cual, a su vez, es captado y procesado por el sistema de audición y el cerebro del animal. Fundamentalmente, los sistemas ultrasónicos de medición se diseñan con los mismos principios: una unidad que se encarga de excitar el transductor, otra que se ocupa de la recepción de los ecos que llegan a él o a otro, un bloque que los procesa y un sistema de exhibición de resultados. Dependiendo de la aplicación, el diseño puede cambiar en algunas de sus partes constituyentes; por ejemplo, la excitación puede ser continua o transitoria; se puede usar un transductor o un arreglo de muchos; procesar la información en tiempo real o almacenarla para su posterior procesamiento, mostrar los resultados en un osciloscopio en un monitor o simplemente imprimirla
La aplicación de ultrasonidos se conoce sobre todo en el ámbito del diagnóstico médico, cuando se realizan ecografias. En la industria, los ultrasonidos se utilizan en numerosos procesos, por ejemplo, para limpiar, soldar plásticos y metales, cortar, conformar, comprobar materiales, separar, mezclar, desgasificar, pulverizar, localizar, medir y mucho más.
 Fundamentos Ultra-Sonido (US)
El sonido se produce por la vibración mecánica de las partículas que componen un medio. Esta vibración provoca que la energía de la onda se transmita por el medio. 
El término ultrasonidos se refiere a la propagación de esas ondas sonoras pero a unas frecuencias altas que el oído humano no puede percibir, superiores a 20000 Hz. 
 Conceptos basico Ultra-Sonido (US)
Oscilación (ciclos): Es el cambio periódico de la condición o el comportamiento de un cuerpo.
Onda: Es una propagación de una oscilación y sucede cuando las partículas de un material oscilan transmitiendo su vibración a la adyacente.
Periodo (T): Tiempo necesario para llevar a cabo una oscilación.
Frecuencia (f): Es la inversa del período.
 Terminos utilizados
Onda senoidal.
 Fundamentos Ultra-Sonido (US)
Amplitud (A): Es la máxima desviación de oscilación, si esta es constante en el tiempo la oscilación se considera como desamortiguada (para materiales perfectamente elásticos), en cambio si esta decrece con el tiempo, la oscilación se considera como amortiguada, en este caso la disminución de dicha amplitud se debe a la disipación de energía (cuando los materiales no son perfectamente elásticos).
Amortiguación o Atenuación: es la disminucion en el tiempo de la amplitud de una oscilación.
Velocidad de propagación: Es la velocidad a la que se propaga la onda que, en nuestro caso, es la velocidad del sonido (C), esta depende de las propiedades del material que hace de medio (las cuales se verán más adelante).
Longitud de onda (λ): Es la distancia entre dos puntos adyacentes de condición de oscilación equivalente mirando en la dirección de propagación.
 (Investigue sobre la velocidad de propagacion del sonido en diversos materiales)
 Fundamentos Ultra-Sonido (US)
Frente de onda: Es el lugar geométrico en que los puntos del medio son alcanzados en un mismo instante por una determinada onda. Dada una onda propagandose en el espacio o sobre una superficie, los frentes de ondas pueden visualizarse como superficies o líneas que se desplazan a lo largo del tiempo alejándose de la fuente sin tocarse.
 Fundamentos Ultra-Sonido (US)
TIPOS DE ONDAS
Las ondas pueden ser propagadas de distintas maneras, correspondiendo cada una de ellas al
movimiento particular de los elementos del medio:
Ondas longitudinales: En este tipo de ondas el movimiento de las partículas en el medio es paralelo a la dirección de propagación. Por ejemplo la propagación en un resorte y la propagación del sonido:
Propagación del sonido.
Movimiento de un resorte.
Estas son las ondas más utilizadas en ultrasonido porque, además de propagarse en cualquier
medio, son fácilmente generadas y detectadas. Pueden ser orientadas y localizadas en un haz
concentrado y poseen alta velocidad.
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Ondas Transversales: En este caso el movimiento de las partículas es perpendicular a la dirección de la propagación de la onda, ejemplo el movimiento de una soga al agitarla o el agua ante una perturbación:
Movimiento de una soga.
Perturbación en superficie de líquidos.
Ya que los líquidos y gases no ofrecen ninguna resistencia a los esfuerzos de corte, las ondas
transversales no pueden ser propagadas en estos medios, entonces solo las ondas Longitudinales pueden propagarse en líquidos y gases. Sin embargo en los sólidos pueden propagarse tanto las ondas transversales como las longitudinales y sus combinaciones.
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Ondas superficiales o de Raileigh: Son ondas que se propagan sobre las superficies de los sólidos de espesores relativamente gruesos penetrando aproximadamente una longitud de onda. Estas poseen la particularidad de que el movimiento de las partículas es una combinación de movimiento transversal y longitudinal realizando una elipse la cual el mayor ejes es el perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Estas ondas son utilizadas en el método de ultrasonido porque son particularmente sensibles a defectos en la superficie y son capaces de copiar posibles curvas que dichas superficies posean.
Ondas Superficiales.
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Ondas de LAMB: Las ondas de Lamb aparecen en cuerpos cuyo espesor es del mismo orden que una longitud de onda, por ejemplo en chapas delgadas. Estas se propagan paralelas a la superficie a través de todo el espesor de material. Son muy influenciadas por el espesor del material y la frecuencia de movimiento.
Son utilizadas, generalmente, para escanear chapas, alambres y tubos.
El movimiento de las partículas es similar al movimiento en elipse mencionado anteriormente
generando dos modos principales de vibración, el llamado Simétrico o Modo extensional (moviéndose paralelas a la superficie simétricamente respecto al plano medio) y el Anti simétrico, o llamado Modo Flexional, el mayor movimiento de las partículas es perpendicular a la superficie, en este modo la placa se flexiona. Las siguientes imágenes presentan los movimientos antes descriptos.
Ondas de Lamb Asimétrica.
Ondas de Lamb Simétrica.
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ONDAS SONORAS
Propagación del sonido
El sonido, como se lo conoce habitualmente, se propaga en forma de ondas. Una diferencia de
importancia de estas ondas, producidas por medios elásticos, y las llamadas electromagnéticas (luz, rayo X, Gamma, etc.) es que las ondas sonoras necesitan de un medio para transportarse (sea solido, liquido o gaseoso), mientras que las ultimas no. Ambas tiene propiedades en común: transportan energía de un punto a otro del espacio.
También hay que mencionar la descomposición que las ondas sufren al pasar de un medio a otro, es decir, experimentan distintas formas de propagación, estos fenómenos son: 
Reflexion: Al incidir sobre una superficie de propiedades elásticas distintas al medioen que se propagan, parte de su energía es reflejada por esa superficie en dirección que forma, con la normal a la superficie, el mismo ángulo que formaba la onda incidente. Este fenómeno es llamado REFLEXION y es el causante del eco en el instrumento de ensayo.
Reflexión de una onda
 Fundamentos Ultra-Sonido (US)
Refraccion: La parte restante de la onda penetra en el segundo medio (que comienza a vibrar a la misma frecuencia) con dirección distinta a la de la onda incidente, pero tal que la relación entre los senos de los ángulos, respecto a la normal, que forma el rayo incidente y el que penetra sea constante, este fenómeno se denomina REFRACCIÓN.
Refracción de una onda.
 Fundamentos Ultra-Sonido (US)
Difraccion: Cuando una onda sonora incide en un cuerpo pequeño o una abertura que posea dimensiones del orden de la longitud de onda ciertos puntos del frente de onda pueden convertirse en fuentes secundarias de onda, este fenómeno es conocido como DIFRACCION. Esta puede darse por dos motivos:
Cuando la onda a su paso se encuentra con un cuerpo de tamaño comparable con la longitud de onda, y lo rodea.
Cuando el frente de onda se encuentra con un pequeño orificio, relativo a la longitud de onda.
Efecto de difracción.
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Interferencia: Cuando las ondas de sonido se originan simultáneamente desde distintos puntos, distintas fuentes, ocurre un "solapamiento" de las diferentes ondas creando el fenómeno de INTERFERENCIA el cual significa una onda resultante distinta a las originadas. las siguientes figuras ilustran el fenómeno.
Única fuente
Dos fuentes
Múltiples fuentes
Efecto de interferencia en ondas de sonido.
 Fundamentos Ultra-Sonido (US)
Absorcion: Parte de la energía acústica disminuye debido a las perdidas por fricción convirtiéndose en calor, este es el fenómeno denominado como ABSORCIÓN. Dicha “fricción interna” crece con la frecuencia. Materiales con alta fricción interna, igual a alta absorción, se utilizan como amortiguadores acústicos. La atenuación sónica, además del material, también depende de la frecuencia y del tipo de onda.
Representación de las distintas formas de propagación de onda 
(1): Rayo sonoro incidente 
(2): Rayo sonoro reflejado 
(3): Rayo sonoro refractado 
(4): Rayo reflejado del refractado, energía absorbida por el tabique 
(5) Rayo sonoro transmitido 
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
Ultraprobe 3000 
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
Ultraprobe 3000 
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
https://www.youtube.com/watch?v=SkyYSwOaXds
1.- Video deteccion de fisuras en un solido
https://www.youtube.com/watch?v=qjQ8cx2ikXM
2.- Video deteccion de fugas en un intercambiador de calor
4.- Revisar manual del UP-3000 en pdf.
http://www.uesystems.eu/es/aplicaciones/sonidos/aplicacion-mecanica/
3.- Video deteccion de fugas ultrasonica/espectroscopio del UP-3000
3.1- Video deteccion de fugas ultrasonica/espectroscopio del UP-3000. Ingles
http://www.uesystems.eu/es/facil-deteccion-de-fugas/
https://www.youtube.com/watch?v=_lZsn2U0_do
3.2- Video deteccion de fugas ultrasonica/espectroscopio del UP-3000. Español (15)
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
El equipo completo se compone de: 
Un generador electrónico de señales, que produce pulsos eléctricos de corta duración. 
Un palpador (transductor) , que emite el haz de ondas ultrasónicas cuando recibe los pulsos eléctricos. 
Un acoplante, que transfiere las ondas del haz ultrasónico a la pieza de prueba. 
Un palpador, (que puede ser el mismo que se utilizó para emitir las ondas de ultrasonido) para aceptar y convertir las ondas de ultrasonido de la pieza de prueba a pulsos eléctricos. 
Un dispositivo electrónico para amplificar y si es necesario, desmodular o de otra manera modificar las señales del transductor. 
Un dispositivo de Visualizacion para indicar las características o marcas de salida de la pieza de prueba, el dispositivo puede ser un tubo de rayos catódicos (TRC), pantalla electroluminiscente o de cuarzo líquido. 
Un reloj electrónico (Timer) o contador para controlar la operación de los componentes del sistema, para servir como punto de referencia primario, y para proporcionar coordinación del sistema completo. 
 Fundamentos Ultra-Sonido (US)
GENERACION DE ULTRASONIDO
Existen numerosos medios de producción de ondas ultrasónicas, aprovechando diversos
fenómenos físicos, dependiendo de la frecuencia requerida y del rendimiento a obtener. El concepto básico es el de la conversión de pulsos eléctricos a vibraciones mecánicas y el retorno de vibraciones mecánicas a energía eléctrica.
Estos métodos se pueden dividir en:
Procedimientos mecánicos
En principio son los mismos que los que se emplean para generar sonido audible. Son
dispositivos capaces de oscilar que se construyen de tal manera que posean una frecuencia propia correspondientemente alta. Este procedimiento no se utiliza en la rama de ensayos no destructivos.
 Fundamentos Ultra-Sonido (US)
Efecto magnetoestrictivo:
Consiste en aprovechar la propiedad que tiene algunos materiales ferro magnéticos
(especialmente el Níquel, además del acero) de contraerse o expandirse en determinada dirección cuando están sometidos a la influencia de campos magnéticos en condiciones especiales. Este efecto es reciproco, lo que permite a su vez emisión y recepción de la ondas ultrasónicas.
GENERACION DE ULTRASONIDO
Esquema de generación por método magnetoestrictivo.
Ultraprobe 3000 
Para la aplicación de la técnica de ultrasonidos como ensayo no destructivo es necesario una serie de mecanismos y equipos que estarán definidos por la forma de medida y resultados que se deseen obtener. 
Efecto piezoeléctrico: 
Ante la aplicación de cargas eléctricas a un cristal piezoeléctrico, se pueden producir deformaciones mecánicas y por lo tanto vibraciones. Así podemos definir un material piezoeléctrico como todo aquel capaz de convertir deformaciones mecánicas procedentes de una presión exterior en cargas eléctricas. Este material está polarizado, en una parte las moléculas están cargadas positivamente y en la otra parte cargadas negativamente. La pieza de material piezoeléctrico va conectado a un electrodo en cada una de sus caras opuestas, así cuando se aplica un campo eléctrico a lo largo del material las moléculas polarizadas se alinean con el campo formando un dipolo inducido en la estructura cristalina. 
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
Mecanismo piezoeléctrico 
Modulo de Escaneo 
La generación de ultrasonido alcanza frecuencias de hasta 25Megaciclos por segundo (25MHz).
CARACTERISTICAS DEL CABEZAL
El cabezal es una parte muy importante del instrumento de ultrasonido. Como se comentó
anteriormente, es el que contiene el elemento piezoeléctrico que convierte la señal eléctrica en vibraciones mecánicas (Emisión) y las vibraciones mecánicas en energía eléctrica (Recepción).
Algunos factores, como la construcción mecánica y eléctrica, afectan el comportamiento del cabezal.
La construcción mecánica incluye parámetros como la superficie de radiación, el amortiguamiento propio, el encapsulado, el conexionado, entre otros.
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
Ultraprobe 3000 
Modulo de Escaneo 
Esquema de cabezal ultrasónico.
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
Campo de radiación del cabezal
El sonido emitido por un cabezal piezoeléctrico no se origina desde un punto sino que se
origina desde la superficie del elemento piezoeléctrico.
El campo de sonido emitido por un transductor típico se presenta en la siguiente figura, puede
observarse cualitativamente la intensidad del sonido con la ayuda de la gama de colores en la cual los más claros corresponden a intensidades más altas.
Esquema cualitativo de intensidades de sonido emanadas por un cabezal piezoeléctrico.
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
Interferencia; Para anular este efecto indeseado se suelen utilizar accesorios que se presentan en los siguientes laminas.
Esquema cualitativo de intensidades de sonido emanadas por un cabezal piezoeléctrico.
EQUIPOS de Ultra-Sonido(US)
TIPOS DE CABEZALES
Los cabezales son fabricados para varias aplicaciones específicas, por lo tanto hay que prestar especial atención a la elección parámetros como la frecuencia deseada, ancho de banda y el enfoque del mismo según la necesidad. Estos se clasifican según la aplicación.
Cabezales de contacto: Son utilizados para las inspecciones que necesitan contacto con la pieza y son, generalmente, manipulados a mano. Requieren de un medio de acople como grasas, aceites o agua para remover la película de aire entre el cabezal y el componente analizado.
Cabezal de contacto.
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Cabezales para Superficies curvas.
	Si la superficie a analizar es curva se utilizan interfases curvas para una mejor adaptación a dichas formas.
Distintos tipos de cabezales de contacto.
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Cabezales de doble cristal
	Poseen dos cristales piezoeléctricos independientes en la misma carcasa. Uno de los elementos transmite la señal ultrasónica y otro la recibe. Ambos elementos pueden diferenciarse entre sí al buscarse las mejores características de emisión en el “Emisor” y las mejores características de recepción en el “Receptor”. Una barrera acústica entre ambos cristales evita la transmisión de uno al otro. Ambos cristales se encuentran dispuestos en ángulo generando haces cruzados en el material.
Estos cabezales son muy utilizados para medir espesores en piezas delgadas.
Cabezales de doble cristal.
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
Cabezales angulares.
	Los cabezales angulares utilizan una interfase en forma de cuña la cual genera un ángulo entre el haz emitido y la normal a la superficie analizada. Esto introduce ondas refractadas de corte en el material al mismo tiempo que dichas ondas son reflejadas en las paredes de la pieza mejorando la detección de imperfecciones en cordones de soldaduras. También son utilizados para generar ondas de superficie para detectar defectos superficiales.
Pueden ser adquiridos con diferentes ángulos fijos o en versiones ajustables. Hay que prestar
especial atención que los que poseen ángulos fijos el ángulo de refracción de la onda cambiará según el material utilizado.
Configuraciones de cabezales angulares.
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Micro cabezales
	Con carcasas cuyas dimensiones son del orden de milímetros son ideales para inspecciones de soldaduras en tubos de pequeños diámetros o donde la introducción de ondas transversales se debe realizar con un sondeo muy pequeño.
Configuraciones de micro cabezales.
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Cabezales de rodillos
	Estos cabezales son utilizados para inspeccionar junta de elementos tanto metálicos como no metálicos, por ejemplo: uniones de maderas, concreto, soldaduras metálicas o plásticas y vidrios entre otros. Permiten realizar un escaneo rápido sin la necesidad de utilizar la técnica de inmersión.
Configuraciones de cabezales de rodillo.
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Cabezales del tipo lápiz
	Entre las aplicaciones típicas de estos cabezales se encuentra la inspección de alabes de turbinas, tubos de pequeños diámetros y aéreas cóncavas en pequeñas piezas. Poseen una pequeña área de inspección.
Configuraciones de cabezales del tipo lápiz.
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Cabezales del tipo brocha
	Este tipo de cabezales son utilizados para escanear áreas extensas reduciendo los tiempos de ensayo.
Están constituidos por una matriz de pequeños cristales piezoeléctricos cuidadosamente colocados para minimizar la variación de performance y mantener una sensibilidad uniforme en toda el área.
Configuraciones de cabezales del tipo brocha.
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Cabezales de inmersión
	Estos cabezales no entran en contacto con la pieza a analizar. Están diseñados para operar dentro de un medio líquido y posee todas sus conexiones estancas para evitar el deterioro de los componentes. Se pueden adquirir con haz plano o foco cilíndrico o esférico dependiendo de la utilidad, la ventaja que poseen los cabezales con foco es que mejoran la sensibilidad y la resolución axial al concentrar la energía del sonido en una pequeña área.
Este tipo de cabezales son utilizados generalmente dentro de un tanque de agua el cual es parte
de un sistema de escaneo. Las siguientes figuras presentan los tipos de cabezales descriptos y su
utilización.
Tipos de cabezales de inmersión.
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
EL EQUIPO
	El generador de pulsos induce al transmisor de pulsos el cual exita al cristal del cabezal, este corto pulso eléctrico normalmente tiene un voltaje maximo de cientos de voltios. El mismo generador también activa la base de tiempos horizontal en el osciloscopio por medio de un circuito de tiempo de retardo. La deflexión vertical del osciloscopio (TCR, Tubo de rayo catódicos) se alimenta con un amplificador y un rectificador de pulsos recibidos desde la pieza. 
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
	Hoy en día los equipos diseñados son cada vez más livianos y compactos, esto es favorable para la utilización en campo. A su vez la construcción modular permite intercambiar cabezales con distintos equipos y pantallas de visualización, así como la utilización de múltiples cabezales. Las siguientes figuras presentan distintas configuraciones de instrumentos de ultrasonido.
Medición de espesores.
Detección de delaminación en materiales compuestos.
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Equipos portátiles de medición de espesores
Equipos con osciloscopios incorporados
Equipo automático controlado por computadora (técnica de inmersión).
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
PATRONES DE CALIBRACIÓN
La acción de calibración se refiere a un acto de evaluación y ajuste de la precisión de medida
del equipo. 
En lo que respecta a ensayos ultrasónicos se utilizan variados métodos de calibración ya que es un ensayo que se basa en la comparación.
Patrón de discontinuidades.
Calibración del instrumento.
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
https://www.youtube.com/watch?v=SkyYSwOaXds
1.- Video deteccion de fisuras en un solido
https://www.youtube.com/watch?v=qjQ8cx2ikXM
2.- Video deteccion de fugas en un intercambiador de calor
4.- Revisar manual del UP-3000 en pdf.
http://www.uesystems.eu/es/aplicaciones/sonidos/aplicacion-mecanica/
3.- Video deteccion de fugas ultrasonica/espectroscopio del UP-3000
Aplicaciones del Ultraprobe, UP-3000
Detección de Fugas 
Esta sección cubre la detección de fugas en el aire en sistemas de presión y de vacío. 
¿Que produce ultrasonido en una fuga? Cuando un gas bajo presión escapa por un orificio reducido, cambia su movimiento de flujo laminar a un comportamiento de flujo turbulento (Figura.1). La turbulencia genera un amplio espectro de sonido conocido como “Ruido Blanco”. Existen componentes de ultrasonido en el ruido blanco: Como el ultrasonido será más fuerte por el sitio de la fuga, la detección de la señal es usualmente simple. 
Figura 1: Fuga en sistema de presión. 
Figura 2: Fuga en sistema de vacío. 
Manual up-3000
Podemos encontrar fugas en sistemas bajo presión o sistemas de vacío. En ambas situaciones, el ultrasonido se producirá de la manera descrita anteriormente. La única diferencia que existe entre los dos sistemas, la fuga de un sistema de vacío generará una onda de ultrasonido de una amplitud menor aun cuando ambos sistemas tengan la misma velocidad de flujo. La explicación de esto es que la turbulencia de la fuga de vacío ocurre dentro de la cámara de vació y la turbulencia de un sistema bajo presión se produce en la atmosfera. (Figura.2). 
¿Qué tipo de fugas pueden ser detectadas ultrasónicamente?, generalmente cualquier tipo de gas, incluyendo el aire que producirá una turbulencia al escapar de un orificio reducido. Existen sensores específicos para detectar fuga de gases. Un sensor para Helio únicamente se puede utilizar para la detección de la fuga de este gas, el Ultraprobe es capaz de detectar cualquier tipo de fuga de gas. 
Debido a su versatilidad, el Ultraprobe puede ser utilizadoen una amplia variedad de detección de fugas. Los sistemas neumáticos pueden ser revisados, cables presurizados, tales como los utilizados por las compañías telefónicas pueden ser inspeccionados. Sistemas de frenos de aire en los vagones de ferrocarril, camiones y autobuses puedan ser revisados también. Tanques, tuberías, cubiertas, carcasas y tubos pueden ser presurizados para la detección de las fugas. Los sistemas de vacío, tubos de escape de turbinas, cámaras de vacío, sistemas de manejo de materiales, condensadores, sistemas de oxígeno todos ellos son candidatos a detección de fugas cuando se escucha la turbulencia producida durante su generación 
Detección de arco eléctrico, corona y seguimiento 
Hay básicamente 3 problemas eléctricos que se detectan con el Ultraprobe 3000: 
Arco: Un arco se produce cuando la electricidad fluye a través del espacio. El rayo es un buen ejemplo. 
Corona: Cuando la tensión en un conductor eléctrico, tal como una línea de transmisión de alta tensión o una antena supera el valor umbral, el aire alrededor de él se comienza a ionizar para formar un brillo azul o púrpura. 
Seguimiento: A menudo se refiere como "arco bebé", sigue el camino del aislamiento dañado 
El Ultraprobe 3000 puede usarse en bajo (inferiores a 15 kV), medio (15 kV – 115 kV) y sistemas de alto voltaje (superiores a 115 kV). 
Detección de desgaste en rodamientos. 
La inspección ultrasónica y el monitoreo de los rodamientos es el método más fiable para la detección de fallas incipientes en los rodamientos. La advertencia ultrasónica aparece antes de un aumento en la temperatura o del incremento en los niveles bajos de frecuencia de vibración. La inspección ultrasónica de los rodamientos es útil reconociendo: 
a. El inicio de falla por fatiga. 
b. Falla en la superficie de rodamiento “Brinelling” 
c. Desbordamiento o falta de lubricante. 
En los rodamientos de bolas, cuando el metal en la pista, el rodillo o la bola del rodamiento comienzan a fatigarse, una deformación sutil comienza a ocurrir. Esta deformación del metal genera un aumento en la emisión de ondas de sonido ultrasónicas. 
Los cambios en la amplitud de 12 a 50 veces la lectura original es indicación de falla incipiente del rodamiento. Cuando una lectura supera cualquier lectura anterior en 12 dB, se puede suponer que el rodamiento ha entrado en el comienzo de modo de falla. Esta información fue descubierta a través de la experimentación realizada por la NASA sobre cojinetes de bolas. En las pruebas realizadas durante el seguimiento de los rodamientos en las frecuencias que van de 24 a 50 kHz, encontraron que los cambios en la amplitud indican incipiente (el comienzo de) falla del rodamiento antes que otros indicadores incluyendo el calor y los cambios en las vibraciones. Un sistema ultrasónico basado en la detección y el análisis de modulaciones de las frecuencias de resonancia del rodamiento puede proporcionar la capacidad de detección fina; mientras que los métodos convencionales son incapaces de detectar fallas muy leves. Como cuando una bola pasa por encima de un pozo o una falla en la superficie de rodamiento, produciendo impacto. Una resonancia estructural de uno de los componentes del rodamiento vibra o "suena" por este impacto repetitivo. El sonido producido se observa como un aumento en la amplitud de las frecuencias ultrasónicas monitoreadas del rodamiento. 
El “Brinelling” de las superficies del rodamiento producirá un aumento similar en amplitud debido al proceso de aplanamiento como las bolas de salir de la pista. Estas partes planas también producirán un zumbido repetitivo que se detecta como un incremento en la amplitud de las frecuencias monitoreadas. 
Las frecuencias ultrasónicas detectadas por el Ultraprobe son reproducidas como sonidos audibles. 
Esta señal "heterodina" en gran medida puede ayudar a un usuario en la determinación de problemas de los rodamientos. Cuando se escucha, se recomienda que el usuario se familiarice con los sonidos de un buen rodamiento. Un rodamiento bien se oye como un ruido silbante o corriendo. Sonidos crepitantes o rugosos indican una incidencia en la etapa de fracaso. En determinados casos, una bola dañada se puede escuchar como un sonido de clic, mientras que a una alta intensidad, un sonido áspero uniforme puede indicar un daño en la pista o daño uniforme en la bola. Fuertes sonidos corriendo similares al sonido corriendo de un rodamiento en buen estado sólo que un poco más áspero, puede indicar falta de lubricación. Aumentos de corta duración en el nivel de sonido con componentes “ásperos” o “chirriantes" indican un elemento rodante golpeando en un punto plano y se desliza sobre las superficies de apoyo en lugar de girar. Si se detecta esta condición, inspecciones más frecuentes deben ser programadas.
Detección de la falla en rodamientos 
Existen dos procedimientos básicos para detectar problemas en rodamientos: Comparativo e Histórico. 
Pruebas Comparativas. El método comparativo consiste en inspeccionar dos o más cojinetes similares y "comparar" las diferencias potenciales. El método histórico representa el monitoreo de un rodamiento especifico en un periodo de tiempo para establecer su historia. Analizara la historia del rodamiento, los patrones de desgaste en ciertas frecuencias ultrasónicas resultan obvios, lo cual nos permitirá una detección temprana y la corrección de los problemas en estos rodamientos. 
Método comparativo 
1. Use el módulo de contacto (estetoscopio). 
2. Seleccione la frecuencia deseada. (Si solo necesita monitorear una frecuencia considere: 30 kHz). 
http://www.uesystems.eu/es/aplicaciones/sonidos/aplicacion-de-rodamientos/
Como equipamiento operativo empieza a fallar debido a la componente de desgaste, rotura o falta de alineación y se producen cambios en ultrasonidos. El cambio de patrones del sonido que lo acompaña puede ahorrar tiempo y trabajo en el diagnóstico de problemas si están adecuadamente monitoreados. Por lo tanto, una historia ultrasónica de elementos clave puede evitar el tiempo de paro no planificado. Y lo más importante, si el equipo debe comenzar a fallar en el campo, el ULTRAPROBE puede ser extremadamente útil en problemas de resolución de problemas. 
Solución de problemas mecánicos generales 
Solución de problemas, Deteccion con estetoscopio. 
1. Use el módulo de contacto (estetoscopio). 
2. Toque el área de inspección(es): escuche a través de los audífonos y observe 
3. Ajuste la sensibilidad hasta que la operación mecánica del equipo se escuche claramente. 
4. Examine el equipo tocando áreas de sospecha. 
5. Para centrarse en los sonidos de problemas, al medir, reducir gradualmente la sensibilidad para ayudar a localizarlos. El sonido del problema en su "punto más alto. (Este procedimiento es similar al método descrito en la Localización de Fugas, es decir., seguir el sonido a su punto más alto.) 
Una prueba de ultrasonido de las trampas de vapor es una prueba positiva. La principal ventaja de prueba ultrasónica es que aísla el área que está siendo inspeccionada mediante la eliminación de la confusión creada por los ruidos de fondo. Un usuario puede ajustar rápidamente a reconocer las diferencias entre las diferentes trampas de vapor, de los cuales hay tres tipos básicos: 
Localizando trampas de vapor con problemas 
Mecánica, 
Termostática y 
Termodinámica 
Cuando se inspeccionan trampas de vapor ultrasónicamente: 
1. Determine qué tipo de trampa está en la línea. Familiarícese con la operación de la trampa. Si es intermitente o de drenaje continuo. 
2. Trate de comprobar si la trampa está en funcionamiento (¿está caliente o fría? Ponga su mano cerca, pero no toque la trampa, o mejor aún, utilice un termómetro de infrarrojos sin contacto). 
3. Use el módulo de contacto (estetoscopio) 
4. Trate de tocar con el módulo de contacto hacia el lado de descarga de la trampa. Presione el gatillo y escuche. 
5. Escuche la operación de flujo intermitente o continuo de la trampa. Trampas intermitentes suelen ser de cubeta invertida,termodinámica (disco) y termostático (con cargas ligeras). Flujo continuo: incluye flotador, el flotador y termostáticas (generalmente). Al probar las trampas intermitentes, escuche lo suficiente como para medir el verdadero ciclo. En algunos casos, esto puede ser más largo de 30 segundos. Tenga en cuenta que cuanto mayor sea la carga que llega a ella, el período más largo de tiempo que se mantendrá abierta. 
En la comprobación de una trampa de ultrasónicamente, un sonido continuo corriendo a menudo será el indicador clave de que vapor vivo pasa a través. Hay sutilezas en cada tipo de trampa que se puede observar. Utilice los niveles de sensibilidad del Selector de Sensibilidad para asistir a su examen. Si un sistema de baja presión se va a inspeccionar, ajustar la sensibilidad hacia arriba acercándose a 8, si es un sistema de alta presión (por encima de 100 psi) se debe inspeccionar, reducir el nivel de sensibilidad. (Alguna experimentación puede ser necesaria para llegar al nivel más óptimo para su inspección.) Compruebe aguas arriba y reduzca la sensibilidad para que el indicador marque alrededor del 50% o inferior, a continuación, toque el cuerpo de la trampa aguas abajo y compare las lecturas. 
Localizando válvulas con mal funcionamiento 
Utilizando el módulo de contacto (estetoscopio) en el Ultraprobe, las válvulas pueden ser fácilmente monitoreadas para determinar si están funcionando correctamente. Cuando un líquido o un gas fluyen a través de una tubería, hay poca o ninguna turbulencia generada excepto en las curvas u obstáculos. En el caso de una válvula con fugas, el líquido o gas que escapa se moverá de una zona de alta presión a una de baja, creando turbulencia en el lado de baja presión o “aguas abajo”. Esto produce un ruido blanco. El componente ultrasónico de este “ruido blanco” es mucho más fuerte que el componente audible. Si una válvula tiene una fuga interna, las emisiones ultrasónicas generadas en el lugar del orificio serán escuchadas y registradas por el medidor. Los sonidos de un asiento de válvula con fugas pueden variar dependiendo de la densidad del líquido o de gas. En algunos casos, se escuchara un sonido crepitante sutil, otras veces como un sonido fuerte de fuga. La calidad del sonido depende de la viscosidad del fluido y los diferenciales de presión interna de la tubería. Como ejemplo, el agua que fluye en presiones bajas y medianas puede ser fácilmente reconocida como agua. Sin embargo, el agua a alta presión, corriendo a través de una válvula parcialmente abierta puede sonar muy parecido al vapor 
Para discriminar: 
1. Reduzca la sensibilidad. 
2. Cambie la frecuencia a 25 kHz y escuche. Una válvula colocada correctamente no generará ningún sonido. En algunas situaciones de alta presión, el ultrasonido generado dentro del sistema será tan intenso que las ondas de superficie se moverán desde otras válvulas o partes del sistema y hará que sea difícil de diagnosticar las fugas de la válvula. En este caso, todavía es posible diagnosticar la válvula con fuga a través de la comparación de las diferencias sonoras de intensidad mediante la reducción de la sensibilidad y tocar justo aguas arriba de la válvula, en el asiento de la válvula y justo aguas abajo de la válvula (véase la confirmación de fuga en la válvula en sistemas de tuberías ruidosos). 
Areas problematicas miscelaneas 
Fugas subterraneas 
La detección de fugas subterráneas depende de la cantidad de ultrasonidos generados por la fuga en particular. Algunas fugas pequeñas emiten muy poco ultrasonido. Para agravar el problema es un hecho que el suelo tiende a aislar ultrasonido. Además, el suelo suelto absorberá más ultrasonido que el suelo firme. Si la fuga está cerca de la superficie y es gruesa en su naturaleza, se puede detectar rápidamente. Las fugas más sutiles también se pueden detectar, aunque con algún esfuerzo adicional. En algunos casos, será necesario incrementar la presión en la línea para generar un mayor flujo y más ultrasonido. En otros casos será necesario drenar el área de la tubería en cuestión, aislar la zona e inyectar un gas (aire o nitrógeno) para generar ultrasonido a través del sitio de la fuga. Este último método ha demostrado ser muy exitoso. También es posible inyectar un gas de prueba en el área de prueba de la tubería sin necesidad de drenarlo. A medida que el gas a presión se desplaza a través del líquido en el sitio de la fuga, se produce un sonido crepitante, que puede ser detectado 
Fugas subterraneas 
Procedimiento 
1. Use el módulo de contacto (estetoscopio). 
2. Toque las superficies sobre el suelo – presione el módulo contra el suelo. 
En algunos casos, será necesario acercarse a la "fuente" de la fuga. En esta situación, use una varilla delgada de metal resistente y conducirla hacia abajo cerca de la tubería pero sin tocarla. Toque el módulo de contacto con la barra de metal y escuche el sonido de fuga. Esto se debe repetir aproximadamente cada 30 cm unas 3 veces, hasta que el sonido de fuga se escuche. Para localizar el área de la fuga, posicione gradualmente la varilla hasta que el sonido de fuga se escuche de en su punto más ruidoso. Una alternativa a esto es usar un disco de metal plano o una moneda y colóquelo en el área de prueba. Toque el disco y escuche a 20 kHz. Esto es útil cuando se prueba en concreto o asfalto para eliminar sonidos de ralladura con los movimientos del módulo de contacto en estas superficies. 
Fugas subterraneas 
Fugas detrás de paredes 
1. Busque marcas de agua o vapor, tales como decoloración, manchas en la pared, el techo, etc. 
2. Si el vapor, sienten por los puntos calientes en la pared o en el techo o utilice un termómetro de infrarrojos sin contacto. 
3. Escuche los sonidos de fugas. Mientras más ruidosa sea la señal más cerca se encontrara del sitio de la fuga. 
Obstrucción parcial 
Cuando existe obstrucción parcial, una condición similar a la de una válvula de derivación se produce el bloqueo parcial generará señales ultrasónicas (a menudo producida por la turbulencia justo aguas abajo). Si se sospecha de una obstrucción parcial, una sección de la tubería debe ser inspeccionada a diferentes intervalos. El ultrasonido generado dentro de la tubería será mayor en el sitio de la obstrucción parcial. 
Fugas subterraneas 
Procedimiento 
1. Utilice el módulo de contacto (estetoscopio). 
2. Toque lado aguas abajo del área sospechosa y escuche a través de los audífonos. 
3. Cuando sea necesario, si hay demasiado sonido, reducir la sensibilidad del instrumento. 
4. Trate de escuchar un aumento de ultrasonido creado por la turbulencia del bloqueo parcial. 
Fugas subterraneas 
Dirección de flujo 
El flujo en la tubería aumenta en intensidad a medida que pasa a través de una restricción o una curva en la tubería. Como flujo viaja aguas arriba, hay un aumento de la turbulencia y por lo tanto la intensidad del elemento ultrasónico de esa turbulencia en la restricción de flujo. En la prueba de dirección de flujo, los niveles ultrasónicos tendrán mayor intensidad en el lado de aguas abajo que en el lado de aguas arriba. 
Procedimiento 
1. Use el módulo de contacto. 
2. Inicie la prueba en el nivel de sensibilidad máximo. 
3. Localizar una curva en el sistema de tuberías (preferentemente 60 grados o más). 
4. Toque uno de los lados de la curva y anote la lectura dB. 
5. Toque el otro lado de la curva y anote la lectura dB. 
6. El lado con la mayor lectura (sonido más fuerte) deberá ser el del lado aguas abajo. 
NOTA: Si resulta difícil de observar una diferencial de sonido, reducir la sensibilidad y pruebe como se ha descrito hasta que una diferencia sónica es reconocida. 
SONOWALL 70
SONOWALL 70, ideal para las aplicaciones de medición de espesores y detección de fallas por ultrasonido.
 
La robusta carcasa de aluminio, su tamaño compacto y su pantalla gráfica de 5" anti-reflejante de alta resolución e IP 67 hacen del SONOWALL 70 el compañero perfecto para cualquier entorno.
 
Identificación Inteligente e Inalámbrica del Transductorpor RFID
 
SONOWALL 70 es el primer equipo de ultrasonido del mercado con identificación inteligente e inalámbrica de transductor. El extenso manejo de transductores en el SONOWALL 70 permite guardar información específica como: diámetro, frecuencia, modo de operación (transmisor, receptor o dual) y números de serie, directamente en la configuración del transductor.
 
Además de las múltiples aplicaciones como medidor de espesores, el dispositivo se puede actualizar a un Detector de Fallas de función completa (DAC, DGS, AWS) lo que da la oportunidad de tener 2 equipos en 1.
 
SONOWALL 70
Caracteristicas más relevantes:
 
Alto rendimiento y diseño compacto, con solo 990 g de peso
Su pantalla con giroscopio simplifica el uso
Menú intuitivo y diseño ergonómico
Carcasa robusta de aluminio resiste caídas de hasta 1 m
Compatible con transductores sencillos y duales, propios y de otras marcas
Identificación inteligente de transductor por RFID
Múltiples modos de medición: Espesor, A-SCAN y B-SCAN
Se puede actualizar a un Detector de Fallas de función completa
Transferencia rápida de datos vía miniUSB y microSD
Puede trabajar durante 20 minutos sumergido en agua.
EQUIPOS de Ultra-Sonido (US)
PATRONES DE CALIBRACIÓN
La acción de calibración se refiere a un acto de evaluación y ajuste de la precisión de medida
del equipo. 
En lo que respecta a ensayos ultrasónicos se utilizan variados métodos de calibración ya que es un ensayo que se basa en la comparación.
Patrón de discontinuidades.
Calibración del instrumento.
Block de Calibracion: 
SONOTEC Calibration Block Nº1-K1
SONOWALL 70
Acoplante: Es un líquido más o menos viscoso que se utiliza para permitir el paso de las ondas del transductor a la pieza bajo ensayo, ya que las frecuencias que se utilizan para materiales metálicos no se transmiten en el aire. Los acoplantes más comunes son: agua, aceite, grasa, glicerina y vaselina. 
Las características que debe tener el acoplante son: humectabilidad (capacidad de mojar la superficie y el palpador), viscosidad adecuada, baja atenuación, bajo costo, removible, no toxico, no corrosivo, impedancia acústica adecuada
USER MANUAL, SONOWALL 70
SONOWALL 70
https://www.youtube.com/watch?v=z-PiaF3L7SU
Calibracion: 
https://www.sonotec.eu/products/non-destructive-testing/wall-thickness-measurement/sonowall-70/
https://www.youtube.com/watch?v=QpsHyJkRLUU
Video uso del sonowall70: 
https://cienciamateriales.files.wordpress.com/2012/08/tp-us.pdf
Ejemplo medicion de espesores: 
https://www.youtube.com/user/SONOTECGmbH
Ejemplo medicion de CORROSION: