Los ensayos no destructivos son una serie de pruebas que se realizan en objetos, materiales o estructuras con el fin de evaluar su resistencia sin dañarlos. Son utilizados en muchas industrias como la metalúrgica, construcción o aeronáutica, pero sobre todo en la de hidrocarburos con el fin de verificar la calidad de los materiales y detectar posibles defectos. En este artículo de SEMMAQ te explicaremos qué son, los tipos que hay, para qué sirven y cómo se ejecutan.
Ensayos no destructivos: ¿Qué son?
Todo equipo implicado en algún tipo de proceso industrial debe pasar por una serie de revisiones para asegurar que cumpla con las condiciones de seguridad y efectividad. Una de estas son los ensayos no destructivos (END), cualquier procedimiento practicado a un objeto, pero que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Por lo tanto, son usados para comprobar la calidad y el estado de materiales o estructuras sin dañarlos. La mayoría suelen realizarse en laboratorios, aunque algunos pueden ser llevados a cabo en campo.
Su principal diferencia con los ensayos destructivos es que las pruebas que se ejecutan sobre los materiales de manera inocua, es decir, no afectan la estructura, funcionamiento y forma original. También son muy útiles en la fabricación de objetos, ya que detectan errores en el proceso de producción para corregirlos antes de que se conviertan en un problema mayor. Esto se cumple acorde a los requisitos legales y de calidad establecidos en la normativa vigente, aunque están regidos por diferentes códigos y normas según el tipo de industria y el país.
Norma ISO/IEC 17025
De acuerdo a la Norma ISO/IEC 17025 denominada Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayos y calibración, «un ensayo no destructivo es cualquier procedimiento utilizando una técnica apropiada para evaluar un objeto, material o estructura sin dañarlo ni destruirlo». Los diversos métodos que se emplean se fundamentan en la utilización de fenómenos físicos como por ejemplo ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, emisión de partículas subatómicas, capilaridad, entre otros que no impliquen un daño considerable a la muestra examinada.
Tipos de ensayos
Se usan en una variedad de campos, como la ingeniería, la metalurgia y la medicina. En la ingeniería, por ejemplo, se emplean para verificar el diseño de un objeto y determinar si cumple con todos los requisitos establecidos. Gracias a los ensayos no destructivos, obtenemos las ventajas y características de múltiples tecnologías al momento de ejecutar una inspección. Existe un gran número de técnicas para aplicar en cada sector industrial, todos ellos con sus propias ventajas y limitaciones. Sin embargo, estos son los que se utilizan con mayor frecuencia:
Inspección visual
Es el método no destructivo más utilizado en todas las industrias de fabricación de materiales. Se basa en la observación de cosas que pueden verse a simple vista como fisuras, salpicaduras, manchas, grietas y cualquier otra anormalidad visible de inmediato. Aquí se usan herramientas convencionales, como regla, gafas, aumentadores, calibres para socavamientos y amarres de soldadura, cámaras fotográficas, entre otros. Gracias a esto es posible evaluar la conformidad con los distintos códigos y normas vigentes.
Ondas acústicas
Las ondas acústicas son compresiones y rarefacciones del aire provocadas por un objeto en movimiento. Son capaces de propagarse a través de cualquier medio, incluyendo los materiales sólidos e interfieren con otros objetos produciendo vibraciones. Los ensayos por ondas acústicas se emplean para medir la elasticidad, densidad y estructura de los objetos, detectando desperfectos como grietas o poros con base en las variaciones en su trayectoria en todo tipo de materiales, incluyendo los metales.
Líquidos penetrantes
Consiste en la medición de la profundidad a la que una punta o cuchillo pueden perforar un material. La punta o cuchillo se inserta en el material hasta que alcanza una determinada resistencia, y la profundidad se mide. La medición de la resistencia permite calibrar el ensayo para obtener resultados representativos, localizando los defectos que aparecen en la superficie de los materiales no porosos, como los metales, plásticos o cerámicos.
Control por ultrasonido
Un ultrasonido es una onda sonora con frecuencias muy altas (por encima de 20.000 hertz). Las ondas ultrasónicas se propagan a través de cualquier medio, incluyendo los sólidos, y pueden detectarse a grandes distancias. Miden la elasticidad, densidad y estructura de los objetos mediante un estudio de la propagación de la onda para ver si encuentra alguna discontinuidad.
Radiografía
En un ensayo no destructivo como este, se estudian las diferencias internas de un material. Una radiación electromagnética ionizante nos ayuda a hacerlo. Esta se basa en el marcado de una pantalla radioluminiscente de memoria (por lo general, se trata de una placa de representación de imágenes al fósforo, IP) a través de rayos X o gamma. La tecnología es completamente portátil y se puede utilizar en casi todos los entornos.
¿Cuál es el procedimiento para realizar un ensayo no destructivo?
El procedimiento a seguir en ensayos no destructivos varía según el tipo de ensayo. En general, se requiere la preparación del objeto a analizar, la colocación del equipamiento adecuado y la obtención de los datos. Los ensayos por ondas acústicas y ultrasónicas requieren que el objeto esté en contacto con el sensor, mientras que los ensayos por penetración y magnéticos pueden hacerse sin contacto.
Estos usualmente requieren la conexión de una fuente de energía a través de cables al objeto que se analiza. La corriente eléctrica produce un campo magnético en torno al conductor y esto puede ser medido para determinar propiedades como la conductividad o la resistencia. Ensayos no destructivos por corrientes alternas son utilizados para detectar discontinuidades en materiales ferromagnéticos, tales como acero inoxidable.
Como última instancia, los resultados obtenidos de estos estudios deben ser interpretados por un especialista. Debido a que cada uno tiene su propia metodología y sus resultados deben analizarse en contexto para obtener conclusiones representativas. Por ejemplo, los ensayos eléctricos y magnéticos son más precisos que los otros tipos, pero requieren mayor experiencia para ser interpretados correctamente.
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