El pasado 19 de noviembre, el Auditorio San Agustín de la Pontificia Universidad Católica de Chile recibió al Dr. Giovanni Cascante, académico de la Universidad de Waterloo, Canadá. En su charla titulada "Nondestructive Testing Evaluation (NDE) for Reliable Condition Assessment of Civil Infrastructures and Material Characterization", el Doctor Cascante presentó los avances en métodos de evaluación no destructiva (END) en diferentes tipos de infraestructuras civiles.

Ensayos No Destructivos: aplicación de ondas

Procesamiento de señales y caracterización de sensores

El Doctor Cascante destacó ciertas tecnologías avanzadas como la Transformada Rápida de Fourier (FFT), la Transformada Wavelet (WT) y el Método de Hilbert-Huang (HHT) permiten un análisis más detallado de las ondas utilizadas en END. Estas herramientas no solo ofrecen representaciones gráficas en 3D de las señales procesadas, sino que también mejoran la confiabilidad en la detección de daños.

En la caracterización de sensores, se subrayó la importancia de una calibración precisa para garantizar resultados consistentes. Entre los avances mencionados se encuentran los sensores DPT y BE, que emplean señales auto-normalizadas y espectros FFT, así como sensores P optimizados para frecuencias de 54 kHz.

Aplicaciones específicas en diferentes materiales

Los métodos END expuestos se adaptan a una variedad de infraestructuras y materiales, incluyendo hormigón, ladrillos históricos, asfalto y postes de madera. Entre los proyectos más destacados se encuentran:

• Tanques de concreto: Se demostró cómo la combinación de modelos numéricos y análisis experimental con martillos de impacto y vibrometría láser permiten una evaluación precisa de la propagación de ondas y la profundidad de grietas.
• Muros de ladrillos históricos: Las técnicas END facilitan la inspección de estructuras patrimoniales con métodos no intrusivos, preservando su integridad mientras se evalúa su condición interna.
• Postes de madera: En Ontario, más del 50% de los postes de madera en servicio tienen más de 35 años, lo que los hace propensos a fallos. El uso de índices estadísticos como el Overall Dissimilarity Index (ODI) y el Condition Rating Index (CRI) mejora la detección temprana de daños y la predicción del final de vida útil (EOL).

Innovaciones en métodos y sensores

El Doctor Cascante también presentó una serie de innovaciones tecnológicas que han ampliado el alcance y la precisión de los métodos END:

1. Profundidad de daño en hormigón

• Método: Análisis de ondas superficiales con ultrasonido de alta potencia combinado con imágenes infrarrojas (IR).
• Sensores: Nuevas cuñas de difracción y sensores de alta potencia para detectar variaciones mínimas de hasta 0.02 cm.

2. Integridad de especímenes cilíndricos de concreto

• Método: Pulsos ultrasónicos para medir velocidades de onda y atenuación, correlacionados con módulos de elasticidad.
• Sensores: Actuadores piezoeléctricos de última generación para evaluar micro fisuras con alta resolución.

3. Detección de daños en tuberías de acero

• Método: Uso de ondas guiadas y de Lamb para inspección a larga distancia y evaluación del espesor de paredes.
• Sensores: Brazaletes ultrasónicos diseñados para una inspección continua a lo largo de las tuberías.

Impacto en la ingeniería civil

El uso de técnicas avanzadas como el índice ODI, que combina velocidad de onda, atenuación y módulos elásticos, permite establecer un índice general de condición para estimar el estado de las estructuras de manera más confiable y menos intrusiva. Estas herramientas no solo mejoran la seguridad, sino que también reducen costos y promueven la sostenibilidad en la gestión de infraestructura.

La charla del Doctor Giovanni Cascante, evidenció cómo la integración de procesamiento avanzado de señales, caracterización de sensores y aplicaciones innovadoras en END están permitiendo una mejor evaluación de infraestructuras civiles. Con estas tecnologías, la ingeniería civil da un paso adelante en temas como prevención, auscultación y monitoreo, factores claves para poder predecir la vida útil de estructuras sin intervención previa: poder ver lo que no vemos.

Fotografía: en orden de aparición, profesor Marcelo González (director del Departamento de Ingeniería y Gestión de la Construcción UC), profesor emérito Carlos Videla Cifuentes, profesor Giovanni Cascante de la Universidad de Waterloo, Canadá. Profesor Carlos Videla muestra reconocimiento a su extensa trayectoria en el American Society for Testing and Materials (ASTM).

Autora: Valeria F. Moraga D.