Propagación de ondas acústicas: estrategias de calibración para ensayos no destructivos

Abstract

El presente Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo el desarrollo de una estrategia de calibración para un equipo en desarrollo capaz de determinar el Módulo de Elasticidad (MoE) dinámico mediante ensayos vibroacústicos no destructivos. Para ello, se van a caracterizar distintos medios de propagación mediante la determinación del tiempo de vuelo (ToF) de una ondaacústica en barras de cada material con distintas longitudes. La caracterización de los materiales se va a realizar mediante ensayos no destructivos usando un equipo de emisión acústica (EA) de laboratorio basado en la técnica de rotura de mina (LPB) como método de ensayo no destructivo. Una vez se hayan caracterizado los materiales, se propondrá un mecanizado de la barra adecuado para los requerimientos del equipo en desarrollo. Con el mecanizado propuesto se realizarán medidas no solo con el equipo de EA, sino que se comparará los resultados con un equipo comercial para la caracterización de la madera con ensayos no destructivos, así como las medidas realizadas con el equipo en desarrollo para ensayos vibroacústicos no destructivos. Se debe destacar que no solo se van a comparar las medidas de los distitosn equipos de adquisición, sino que, además, se van a comparar distintos algoritmos para la determinación del tiempo de inicio de una onda acústica. Este Trabajo Fin de Máster se enmarca dentro del programa Programa LIFE de la Unión Europea (EU), el cual tiene como objetivo financiar proyectos de conservación medio ambientales y el desarrollo de la política y legislación comunitaria en materia medioambiental. En particular, el dispositivo forma parte de la “Acción C4, Desarrollo de herramienta Tree Inspection Kit para clasificación no destructiva de la madera” del proyecto LIFE Wood For Future, el cual coordina la Universidad de Granada. Previo a la realización de los ensayos, se deben mecanizar las barras para ser adaptadas a las longitudes y mecanizado de cada fase de medida. Este proyecto tiene como objetivo principal permitir al alumno demostrar los conocimientos físico-teóricos adquiridos durante su carrera de máster, así como adquirir competencias en la comprensión y manejo de los procedimientos y equipos utilizados en ensayos vibroacústicos. Además, busca evidenciar la aplicación del método científico en las fases de medición y análisis.

The objective of this Master Thesis is the development of a calibration strategy for an equipment under development capable of determining the dynamic Modulus of Elasticity (MoE) by means of non-destructive vibroacoustic tests. For this purpose, different propagation media will be characterized by determining the time of flight (ToF) of an acoustic wave in bars of each material with different lengths. The characterization of the materials will be performed by non-destructive testing using a laboratory acoustic emission equipment (EA) based on the mine breakage technique (LPB) as a non-destructive test method. Once the materials have been characterized, a machining of the bar suitable for the requirements of the equipment under development will be proposed. With the proposed machining, measurements will be made not only with the EA equipment, but the results will be compared with a commercial equipment for the characterization of wood with non-destructive testing, as well as the measurements made with the equipment under development for non-destructive vibroacoustic testing. It should be noted that not only the measurements of the different acquisition equipment will be compared, but also different algorithms for the determination of the onset time of an acoustic wave will be compared. This Master Tesis is part of the European Union’s LIFE program (EU), which aims to finance environmental conservation projects and the development of community policy and legislation on environmental issues. In particular, the device is part of the “Action C4, Development of Tree Inspection Kit tool for non-destructive wood classification” of the LIFE Wood For Future project, which is coordinated by the University of Granada. Prior to carrying out the tests, the bars must be machined to be adapted to the lengths and machining of each measurement phase. The main objective of this project is to allow the student to demonstrate the physical-theoretical knowledge acquired during his master’s degree, as well as to acquire skills in the understanding and handling of the procedures and equipment used in vibroacoustic testing. In addition, it seeks to demonstrate the application of the scientific method in the measurement and analysis phases.