V: Velocidad de propagación de onda. h: Distancia entre el emisor y receptor. t: Tiempo transcurrido.

2. ENSAYO NO DESTRUCTIVO PARA DETERMINAR LAS CONSTANTES ELÁSTICAS (ULTRASÓNICO)

2.1 DESCRIPCIÓN.

El ensayo ultrasónico es un ensayo no destructivo utilizado para determinar las constantes elásticas dinámicas (Ed ,Gd y kd ¿; este ensayo consiste en inducir vibraciones mediante un generador de impulso (20-106KHz) por el extremo de un medio (muestra), y analizar la señal de salida por el otro extremo, mediante receptores piezómetros y procesadores de datos (osciloscopio) (Huayra, 2013).

Se basa en medir el tiempo que tarda en recorrer un frente de onda a través de una muestra desde un extremo hacia el otro, en muestras uniformes la onda recorre de forma directa el espécimen pero si contiene alguna discontinuidad el tiempo de recorrido será mayor como se puede apreciar en la figura: 2.1. (Huayra, 2013).

V=ht

Figura 2.1: Método De Transmisión (Huayra, 2013)

2.2 EQUIPOS Y MATERIALES

El equipamiento consiste en un conjunto de dispositivos conectados en serio como sigue:

Unidad generadora de pulsos: Es un generador electrónico de señal senoidal (pulso) es decir tiene periodo (en un rango de 1 a 10 s) y frecuencia (en intervalos de 20- 106KHz) (Huayra, 2013).

Transductores: Son transmisores que convierte pulsos eléctricos en pulsos mecánicos y un receptor que convierte pulsos mecánicos en pulsos eléctricos Los materiales piezoeléctricos usados comúnmente son los cerámicos tales como plomo, zirconio, titanio, lo recomendable es que los transductores estén encapsulados para evitar la resonancia(Huayra, 2013).

Osciloscopio: Equipo electrónico donde se puede visualizar gráficamente las ondas así como determinar su periodo y frecuencia, esta señal proveniente del transductor y tiene que ser analizada (Huayra, 2013).

Acople de transductores: Estos transductores se encargan de convertir señal eléctrica en pulso y viceversa para poder transmitir y llevar la señal hacia los demás equipo (Huayra, 2013).

2.3 MUESTRA

El ensayo ultrasonido esta normada por la ASTM D 2845-95.

Figura 2.2: Métodos de lecturas de ultrasonidos (Huayra, 2013)

Extracción: La muestra extraída de campo se cubrirá con será para su protección al momento de comenzar el ensayo deberá secarse al horno a 66 °C y para muestras húmedas deberá estar sumergido en agua por lo menos 24 horas (Huayra, 2013).

Dimensiones: Las muestras analizadas son especímenes cilíndricos y cúbicos, de dimensiones 20x20x20 cm3 (Huayra, 2013).

2.4 PROCEDIMIENTO

Conectar el Osciloscopio al Analizador Sísmico. Se conectan los transductores a PULSE OUT y RECEIVE IMPUT sin

importar el orden. Verificar que todas las conexiones estén correctas para no incurrir en

mediciones erróneas. Colocar los transductores piezoeléctricos cara a cara con una adecuada

cantidad de material de acople para permitir una mejor transmisión de ondas.

Una vez que se hayan realizados todos los procedimientos mencionados con anterioridad se

Después de realizar los pasos mencionados se procede a tomar la lectura en el Analizador Sísmico en (s), esta lectura se interpreta como el tiempo de Retardo que existe entre los Transductores.

Ubicar los transductores sobre la probeta, en donde la línea que conecta los centros de las áreas de contacto no debe estar inclinada en más de 2° con respecto a la cada área.

Figura 2.3: Determinación de la distancia de viaje del pulso ultrasónico (Huayra, 2013)

Tomar la lectura final del Analizador Sísmico en (s), el cual se puede expresar como el tiempo de Retardo de los Transductores dispuestos sobre la probeta de roca.

Una vez capturado las ondas P y S, se registra los datos del registro al computador.

2.5 ANÁLISIS DE DATOS

De la gráfica se toma como referencia el inicio del pico con respecto a la desviación del eje temporal, el valor del 10% de la amplitud de dicho picón para fines de cálculo (Huayra, 2013).

Figura 2.4: Traza temporal procedente de transmisión (Huayra, 2013)

Figura 2.4: parámetros elásticos dinámicos (Huayra, 2013)

2.6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los resultados del método dinámico son mayores que los resultados del método estático, esto se debe a la presencia de poros y fisuras en la muestra.

Los módulos dinámicos son considerados como limites superiores de los módulos estáticos.