La conclusión de fondo
Un medidor ultrasónico solo mide una cosa: cuánto tarda el sonido en ir y volver dentro de la pieza. El espesor se “calcula” con la velocidad del sonido que se haya introducido, así que si la velocidad está mal, la lectura está mal. De ahí proviene la mayoría de los errores en medición ultrasónica de espesores.
La fórmula y sus tres consecuencias
La fórmula de lectura es: espesor = velocidad del sonido c × tiempo de ida y vuelta Δt ÷ 2. Se divide entre 2 porque el sonido recorre el camino dos veces. De esta fórmula simple se derivan tres consecuencias de ingeniería:
- La velocidad del sonido debe ser un dato conocido. Acero alrededor de 5900 m/s, aluminio alrededor de 6320 m/s, cobre alrededor de 4700 m/s, vidrio alrededor de 5600 m/s y acrílico alrededor de 2730 m/s. Material distinto, velocidad distinta.
- El error en la velocidad se transfiere 1:1 a la lectura. Una velocidad 2 % alta da un espesor 2 % alto: en una pieza de 100 mm son 2 mm.
- El equipo debe tener función de calibración de velocidad. La práctica normal es calcular la velocidad a partir de un bloque del mismo material con espesor conocido y usarla después para medir la pieza.
Reparto de tareas con el medidor de recubrimientos
| Medidor ultrasónico | Medidor de recubrimientos (magnético / Foucault) | |
|---|---|---|
| Qué mide | El espesor del sustrato o del material | El espesor de la capa (recubrimiento) |
| Lectura típica | Espesor de pared de tubería 8.2 mm | Espesor de película de pintura 320 μm |
| ¿Requiere contacto con el sustrato? | Sí (contacto directo a través del acoplante) | No; solo toca la superficie del recubrimiento |
| Unidad habitual | mm (milímetros) | μm o mil |
| Punto en común | Ambos son ensayos no destructivos y no dañan la pieza |
Por qué hace falta acoplante
El sonido se propaga bien en los sólidos, pero se atenúa muy rápido en el aire. Basta una capa de aire de unas decenas de micrómetros entre la sonda y la pieza para que el sonido se refleje casi por completo. La función del acoplante es eliminar esa capa de aire y “guiar” el sonido hacia el interior de la pieza.
- Piezas metálicas normales: acoplante base agua o base aceite, glicerina, aceite de máquina;
- Superficies rugosas, caras verticales o caras superiores: acoplante de alta viscosidad;
- Piezas calientes: acoplante específico para alta temperatura;
- Cuando no se puede contaminar la superficie (por ejemplo, recubrimiento intacto): acoplamiento en seco o sonda de baja frecuencia.
Cuándo no se obtiene lectura
- Pieza demasiado delgada: por debajo del campo próximo de la sonda, el eco frontal y el de fondo se solapan y no se pueden separar. Se necesita modo de espesores ultrafinos o sonda monocristal;
- Corrosión o incrustación severa en la cara interna: los ecos se dispersan y la lectura salta o aparecen ecos múltiples que interfieren;
- Piezas compuestas con velocidades muy distintas: por ejemplo fundición o materiales compuestos, donde la velocidad no es uniforme;
- Radio de curvatura demasiado pequeño: la superficie de contacto de la sonda es insuficiente y hace falta una sonda de pequeño diámetro.
Los modelos Dongru que lo usan
La línea Dongru de espesores de sustrato tiene 5 modelos comercializables, en escalera de capacidades: DR83A (0.9-300 mm, pantalla a color de 2.8 pulgadas) y DR85A (0.85-400 mm) son de uso general; DR86A (0.55-500 mm, ±(0.5 %H+0.05) mm) es el de alta exactitud y rango amplio; DR87A (0.55-500 mm y penetración de 3-30 mm) es el modelo de penetración de recubrimiento; DR89S (0.15-300 mm, monocristal o bicristal) es el especialista en capas ultrafinas.
Malentendidos frecuentes
- “El medidor ultrasónico también mide recubrimientos”: en modo normal mide el espesor total de la pieza, recubrimiento incluido. Para excluirlo hay que usar el modo de penetración de recubrimiento (Echo-Echo), tratado en el artículo correspondiente.
- “No hace falta ajustar la velocidad, el equipo la detecta solo”: algunos modelos traen preajustes de materiales comunes, pero en fundición, aleaciones y materiales compuestos hay que calibrar la velocidad con una medición real.
- “Con vaselina basta como acoplante”: la vaselina sirve para acero, pero contamina ciertas superficies y su desempeño cambia mucho según la temperatura; elija el acoplante según la condición de trabajo.