Crean sistema ultrasónico para detección rápida y fiable de desperfectos internos

Toda máquina o infraestructura está expuesta a la aparición de desperfectos en su interior, difíciles de detectar desde el exterior.

La situación resulta especialmente dramática en el caso de los vehículos espaciales, sobre todo los reutilizables.

Por la naturaleza de sus actividades, se ven expuestos a muchas fuerzas que tienden a favorecer la aparición de tales daños.

El más mínimo defecto en un material utilizado en un cohete espacial puede tener consecuencias catastróficas.

Lograr un lanzamiento y un aterrizaje seguros para los vehículos espaciales, especialmente los reutilizables, requiere inspecciones minuciosas para detectar o descartar la presencia de daños o la de defectos capaces de provocar tales daños.

Existen técnicas de evaluación no destructivas que pueden encontrar defectos estructurales en un vehículo espacial antes del lanzamiento, pero tales técnicas actuales son limitadas en cuanto a lo que pueden detectar.

Por ejemplo, la termografía, que utiliza una cámara de infrarrojos para revelar las imperfecciones del material, está limitada por su incapacidad de explorar áreas grandes.

Las radiografías y la tomografía computerizada, otras técnicas de evaluación no destructivas habituales, aunque gozan de ventajas respecto a la termografía, son demasiado lentas.

Para superar todas estas limitaciones, investigadores del Laboratorio Nacional estadounidense de Los Álamos han creado un nuevo sistema denominado ASSESS (por las siglas en inglés de Acoustic Steady-State Excitation Spatial Spectroscopy), que puede detectar de forma rápida y no intrusiva una amplia gama de defectos estructurales en cohetes reutilizables.

ASSESS puede cumplir los requisitos de alta resolución y escaso consumo de tiempo que suele exigir la industria aeroespacial.

ASSESS utiliza mediciones ultrasónicas de alta velocidad y alta resolución que pueden revelar defectos situados bajo la superficie del objeto escaneado, como la corrosión, la reducción del grosor, el agrietamiento y la deslaminación en metales, materiales compuestos y plásticos duros.

Puede escanear y analizar estructuras en 3D, proporcionando una gran cantidad de información que los escaneos bidimensionales no pueden aportar.

ASSESS escanea las estructuras al excitarlas continuamente con ultrasonidos y medir la respuesta mecánica de la superficie de la estructura mediante un láser.

Concretamente, puede medir vibraciones mecánicas muy pequeñas (a escala nanométrica).

Estas mediciones se realizan haciendo brillar un rayo láser sobre la superficie y comparando la fase de la luz láser reflejada con la de la luz láser emitida por la fuente original.

El modo en que las ondas ultrasónicas interactúan con la estructura es captado por el sistema láser y ello revela si hay daños (o defectos que puedan provocarlos).

Dependiendo de las características de la estructura a escanear, así como de la medición de la velocidad y otra información complementaria, se selecciona el algoritmo idóneo de entre los disponibles para detección de defectos y las señales reflejadas se someten a la acción de dicho algoritmo.

El resultado final, si hay problemas, es una evaluación de los daños y los defectos. Si todo está bien, también hay constancia de ello.

A medida que los cohetes reutilizados se vuelvan más comunes en la industria aeroespacial, disponer de un modo rápido y eficiente de verificar si tienen defectos estructurales será cada vez más importante.

Aunque los cohetes de un solo uso también pueden tener defectos, es más probable que aparezcan en los usados repetidas veces.

Por todo ello, ASSESS puede ayudar a garantizar lanzamientos exitosos de cohetes reutilizables, ahorrar dinero y, potencialmente, evitar la pérdida de vidas humanas.

Fuente: LANL