Imagínese poder verificar la integridad estructural de un avión, barco o puente, sin tener que desmantelarlo ni quitar ningún material para las pruebas, lo que podría comprometer aún más la estructura. Esa es la promesa de una nueva técnica basada en láser que los químicos sondesarrollando para revelar daños ocultos en metales.
Los investigadores presentarán su trabajo hoy en la 253ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society ACS.
"Los metales a menudo están sometidos a tensiones mecánicas o fatiga que pueden debilitarlos estructuralmente, pero no se puede decir con solo mirarlos", dice James E. Patterson, Ph.D.
Un ejemplo del mundo real es un avión de la Fuerza Aérea de los EE. UU. Que fue volcado involuntariamente en vuelo, una hazaña para la que no fue diseñado. La maniobra excedió las especificaciones para la tolerancia al estrés del avión, dice Patterson, pero no había manerapara saber si la inversión realmente había dañado los componentes lo suficiente como para hacer que el avión se estrellara durante un vuelo futuro. Entonces, todo el avión multimillonario tuvo que ser desechado.
"Ahí es donde entran las pruebas no destructivas", dice Patterson, quien está en la Universidad Brigham Young. NDT, como se sabe, ya es una industria de mil millones de dólares, señala. Las técnicas actuales para inspeccionar materiales sin dañarlos incluyen rayos XLas imágenes, que pueden detectar grietas microscópicas en metales. Pero el método es costoso, requiere protección contra los rayos X y es difícil de adaptar para su uso en el campo. Otras técnicas de END proporcionan resultados equívocos y requieren técnicos altamente capacitados, dice.
Su equipo se basa en un método espectroscópico conocido como segunda generación armónica SHG, que altera la longitud de onda de la luz. Uno de los estudiantes graduados de Patterson, Shawn Averett, se dio cuenta de que la técnica podría adaptarse para buscar signos de daño internoen metales. Averett y los estudiantes universitarios Scott D. Smith y Alex Farnsworth están trabajando con Patterson en el proyecto.
Comienzan con la luz láser verde brillante sobre una muestra de metal. A través de SHG, el metal convierte parte de la luz entrante en luz ultravioleta, que rebota del metal junto con la luz verde restante ". La cantidad de conversión depende dePatterson explica. Las pruebas realizadas hasta la fecha indican que la técnica podría distinguir entre las partes metálicas que aún están intactas y aquellas que tienen propiedades del metal, y si esas propiedades han cambiado por algún tipo de tensión, podemos detectar eso en la luz convertida.han sufrido daños irreversibles y requieren ser reemplazados. Los investigadores dicen que su método es más sensible que las técnicas existentes de END y, por lo tanto, podría dar una advertencia temprana de peligro.
Con algunas mejoras adicionales, el método podría tener aplicaciones en la industria aeroespacial, donde las partes del avión se reemplazan rutinariamente después de una cierta cantidad de uso para evitar fallas catastróficas, dice Patterson. El programa de reemplazo se basa en el rendimiento promedio de varios de losmismos componentes, en lugar de la condición real de ese componente individual. El método SHG podría usarse para verificar si un componente en particular está realmente desgastado o aún tiene vida útil, lo que permite ahorrar tiempo, dinero y material.
El equipo de Patterson también está explorando aplicaciones con la Marina de los EE. UU. La aleación de aluminio / magnesio utilizada en los buques de la Marina puede sufrir corrosión invisible con graves consecuencias. "Hay historias de alguien caminando por una cubierta de metal y pisando el lugar equivocado, y ungran parte que cae a la cubierta de abajo ", dice." Las grietas también se forman en las paredes. Y una vez que se forman grietas visibles, a menudo es demasiado tarde para revertir el daño ".
Los investigadores esperan desarrollar su técnica en un sistema portátil que indique si un objeto escaneado está en buena forma ". En principio, podría andar con una varita y algunas fibras ópticas y escanear grandes áreas de un barco en busca de daños ocultos", Dice Patterson. Otras estructuras potenciales que podrían evaluarse con la tecnología incluyen oleoductos, componentes de construcción y puentes.
Un video sobre la investigación está disponible en http://www.youtube.com/watch?v=PGeDPvlRaNs
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :