Tesis:
Evaluación de materiales cementicios utilizando tomografía ultrasónica en transmisión
- Autor: LLUVERAS NUÑEZ, Dalmay
- Título: Evaluación de materiales cementicios utilizando tomografía ultrasónica en transmisión
- Fecha: 2017
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: INGENIERIA MECANICA Y DE FABRICACION
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/47671/
- Director/a 1º: GARCÍA IZQUIERDO, Miguel Ángel
- Director/a 2º: MOLERO ARMENTA, Miguel Ángel
- Resumen: El uso de la imagen ultrasónica para evaluar estructuras y materiales cementicios va en aumento a la vez que la capacidad de inspección, procesamiento y almacenamiento de la información. Entre las múltiples representaciones y formas de generar esa imagen, en esta tesis se ha optado por estudiar la capacidad de la imagen generada mediante tomografía ultrasónica en transmisión basadas en medidas de atenuación y velocidad para localizar, detectar y estimar los materiales más comunes embebidos en hormigón, como pueden ser refuerzos o huecos, tanto naturales como artificiales. El hormigón es un material heterogéneo, esto hace que las ondas ultrasónicas tengan una propagación compleja, en la que diferentes fenómenos físicos, como la reflexión, la difracción, la dispersión y la conversión de modo interactúan de tal manera que pueden enmascarar la información relevante sobre las estructuras embebidas. Se han realizado simulaciones numéricas donde se estudia este fenómeno. Asimismo, se han fabricado un conjunto de probetas de hormigón a las que se les han embebido barras cilíndricas y tubos de diferentes materiales y tamaños, cubriendo un amplio rango de impedancias acústicas que son representativas de los materiales más comunes encontrados en el hormigón. Las señales ultrasónicas experimentales se han obtenido mediante la utilización de un sistema portátil de inspección tomográfica, que tiene como ventaja necesitar únicamente dos transductores ultrasónicos para realizar las inspecciones. Este sistema es una de las aportaciones de esta tesis. Finalmente, las posiciones y los diámetros de las inclusiones han sido detectados y estimados utilizando técnicas de segmentación de imágenes tomográficas. La precisión de estas mediciones depende de la diferencia de impedancias acústicas entre el hormigón y el material embebido así como del diámetro de las inclusiones. ----------ABSTRACT---------- The use of ultrasonic imaging to evaluate cementitious structures and materials is increasing as well as the ability to inspect, process and store information. Among the many representations and ways to generate this image, in this thesis the performance of ultrasonic transmission imaging to locate, detect and estimate the most common materials embedded in concrete, such as reinforcements or voids, both natural and artificial, is studied. These ultrasonic images are based on attenuation and speed measurements. Concrete is a heterogeneous material, which causes the ultrasonic waves to have a complex propagation, in which different physical phenomena, such as reflection, diffraction, dispersion and mode conversion interact in such a way that they can mask relevant information about embedded structures. Numerical simulations have been carried out to study this phenomenon. In addition, a set of concrete specimens has been manufactured in which cylindrical bars and pipes of different materials and sizes have been embedded, covering a wide range of acoustic impedances representative of the most common materials found in concrete. The experimental ultrasonic signals have been obtained using a portable tomographic inspection system, which has the advantage of needing only two ultrasonic transducers to carry out the inspections. This system is one of the contributions of this thesis. Finally, the positions and diameters of the inclusions have been detected and estimated using tomographic image segmentation techniques. The accuracy of these measurements depends on the difference in acoustic impedances between the concrete and the embedded material, as well as, the diameter of the inclusions.