El Instituto Tecnológico de Aragón ITAINNOVA ha colaborado junto a la Universidad de Nothingham y la Universidad del País Vasco en la investigación sobre monitorización de salud estructural, cuyos resultados abren una prometedora vía de desarrollo en diferentes sectores como el aeronáutico, la automoción o el sector de la energía.
“El interés respecto al desarrollo de técnicas de monitorización de salud estructural es creciente en una amplia variedad de campos, ya que permite mejoras en diseño evitando sobredimensionados, mayor control en operación al ofrecer información en tiempo real del estado de la estructura y reducción de costes de mantenimiento al poder cambiar de un paradigma preventivo a uno predictivo uniendo la monitorización con algoritmos basados en datos”, explican José Manuel Royo y Andrea Calvo-Echenique, investigadores de ITAINNOVA.
Así, este trabajo muestra una de las posibles aplicaciones de las técnicas de SHM –las siglas en inglés de monitorización de salud estructural- en un artículo científico publicado recientemente en la revista Sensors. Titulado “Structural Health Monitoring Using Ultrasonic Guided-Waves and the Degree of Health Index” (https://doi.org/10.3390/s21030993), en él demuestran la capacidad de monitorizar la progresión de una grieta en un panel de aluminio sometido a fatiga utilizando la técnica de ultrasonidos activos con ondas guiadas.
Según explican los ingenieros de ITAINNOVA que han participado en esta investigación, “la muestra, instrumentada con doce sensores/actuadores piezoeléctricos colocados en dos vectores enfrentados, fue monitorizada de forma periódica a lo largo del ensayo de fatiga utilizando dos técnicas: Round-Robin y Beamforming».
La primera de ellas consiste en excitar la estructura con una señal ultrasónica a través de un actuador y leer la respuesta en el resto de sensores, repitiendo esta operación con cada sensor. Y la segunda, enviando señales desfasadas con todos los actuadores del vector de modo que se pueda orientar el frente de onda con mayor contenido energético.
Así, concluyen que “el procesado de señal posterior se basó en la comparación de patrones basados en el tiempo de vuelo de la señal utilizando fundamentos de la lógica difusa. Derivado de este tratamiento se obtuvo el indicador denominado como “Degree of Health” que muestra una clara correlación con la longitud de la grieta medida con inspección visual”.
Los resultados demuestran la eficiencia y solidez del marco propuesto al proporcionar una evaluación cualitativa y cuantitativa de los daños por fisuras por fatiga.
ITAINNOVA, adscrito al Departamento de Ciencia, Universidad y Sociedad del Conocimiento del Gobierno de Aragón, está trabajando, también, en el desarrollo de materiales inteligentes que sean capaces de la detección de fisuras o microgrietas que, precisamente, suelen ser operaciones de inspección complejas y críticas de cara a verificar la salud estructural de componentes en diversos sectores.
