Exploraciones por ultrasonido para detectar daños en puentes de concreto

Las infraestructuras como puentes y carreteras suelen ser de hormigón armado, que necesitan un control continuo para su funcionamiento y seguridad. Las grandes estructuras de hormigón plantean diversos retos debido principalmente a la amplia gama de áridos, fragmentos compactados entre sí, en el material.

En un ensayo no destructivo con rodillo (NDT usando ultrasonido

La END es una de las formas más eficaces de inspeccionar estas estructuras de hormigón. El proyecto COBRI, financiado en parte por la UE, ha desarrollado un sistema fácil y eficiente que también es de bajo costo y portátil. Como explica Philippe Olivier, CEO de ELOP AS, la empresa que coordina COBRI, "el principal avance tecnológico es un nuevo diseño para capturar datos de ultrasonidos en tiempo real de estructuras de hormigón y presentar estos datos en un formato de vídeo 3D legible por el ser humano".

El escáner ultrasónico de rodillos también incorpora una gran cantidad de otras características. Es de alta velocidad y escanea de 10 cm/s a 100 cm/s dependiendo de la resolución. La profundidad de penetración se ha aumentado de 15 cm a 50 cm. La resolución de alrededor de 1 cm puede detectar barras de refuerzo, abreviatura de barras de refuerzo, y la separación del material en capas y grietas.

Desarrollo, prueba y validación de prototipos

Hubo desafíos en el camino y el desarrollo del prototipo fue más exigente de lo esperado. El manejo de diferentes formas de onda y la dispersión de los agregados requería mucha investigación adicional y experimentos que requerían mucho tiempo.

Se había realizado una prueba de campo con Ramboll, una empresa altamente cualificada en inspección de puentes y ensayos no destructivos. ELOP colaboró con socios como TOPRO, Aurotech Ultrasound AS, COWI y RAMBOL para llevar a cabo este proyecto.

Próximos pasos: escalado de alturas y expansión del mercado

COBRI finalizó a finales de 2017 y tiene ambiciosos planes para ampliar las características tecnológicas y la introducción en el mercado. La optimización del procesamiento de la señal resultará en la discriminación entre los diferentes materiales - acero, aire y agua - en la visualización. Paralelamente, se completará la industrialización del escáner y la empresa también aumentará la fuerza de ventas e iniciará la producción.

Para superficies horizontales mayores, se está diseñando una versión de carro con los mismos rodillos básicos. El terreno para la inspección no siempre es plano y las estructuras como presas, pilares y silos requieren tiempo y costosos andamios para el acceso. La respuesta es el escáner rodante conectado a robots u orugas.

Basado en el mismo principio de balanceo para la captura rápida y segura de datos de ultrasonido, el equipo está planeando abordar un nuevo mercado. Utilizando frecuencias más altas, los nuevos escáneres de banda ancha se pueden utilizar en materiales compuestos y metales. Además, las estructuras objetivo no destructivas podrían ser palas de molinos de viento, inspección de soldaduras, tanques y cascos de barcos, y esto se está explorando a través del proyecto Multrawheel.

Impacto socioeconómico y medio ambiente

"El impacto no termina con la detección de problemas en las estructuras de hormigón armado, aunque la detección precoz y proactiva de la corrosión, grietas y deslaminación podría suponer un ahorro de miles de millones de euros en todo el mundo", subraya Olivier. La cadena de valor del usuario incluye constructores, consultores de inspección y proveedores de servicios de END a los propietarios de los puentes. Además, el escáner requiere menos formación especializada que los sistemas actuales y los datos pueden ser transferidos a un sitio central donde pueden ser analizados por expertos.

Los beneficios ambientales incluyen reducciones en el consumo de energía para la producción de cemento y residuos de demolición. La reducción de los retrasos en el tráfico se traduce en un menor consumo de combustible y en una menor contaminación acústica y atmosférica. Resumiendo el éxito del proyecto, "Proporcionamos una solución de bajo coste para una fácil y eficiente END de estructuras de hormigón", dice Olivier. En cuanto al impacto en la infraestructura vial, añade: "Esta solución innovadora simplificará y mejorará los métodos actuales de inspección de puentes y, en consecuencia, mejorará la seguridad, las inversiones de capital y la capacidad de la infraestructura vial".