Localizan fallas en estructuras mediante el análisis de ruido de gotas de agua

Un grupo de ingenieros de la Universidad de Brigham Young, han descubierto recientemente, que las gotas de agua que cae sobre hormigón o concreto, hacen sonidos distintos, que se pueden utilizar para detectar defectos subyacentes en el material. La idea podría conducir, a formas más económicas, más fáciles para detectar problemas en puentes para carreteras.

Una gota de agua que cae sobre el hormigón o concreto defectuoso, "es como golpear un tambor", dice el investigador Brian Mazzeo de la Universidad Brigham Young. "Es bastante audible."
Mazzeo y sus colegas publicaron su trabajo en el último número de la revista Ensayos No Destructivos y Evaluación Internacional.

En 2009, más de una cuarta parte de los puentes de los EE.UU. eran estructuralmente deficientes o funcionalmente obsoletos, según la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles. Un problema particular que afecta a puentes de hormigón o concreto armado es la delaminación, que es causada por la corrosión de los refuerzos de metal. Como la barra de refuerzo puente se  oxida, se expande, provocando roturas que pueden conducir a baches peligrosos.

Esquemática de dispositivo utilizado para la excitación acústica y la medición de la respuesta del eco-impacto de las gotas de agua sobre superficies de hormigón o concreto.

Típicamente, los ingenieros o técnicos verifican si hay signos de deslaminación arrastrando una cadena de acero a través del concreto para escuchar y detectar un sonido hueco. Pero este método requiere mucho tiempo y puede causar que el cierre de carriles de tráfico.

Mazzeo y sus colegas estaban buscando una manera más fácil de detectar defectos en el concreto. "Nos encantaría ser capaz de pasar por encima de un puente a 25 mph o 30 mph [40 km/h o 48 km/h], lo rocía con agua, mientras está conduciendo y ser capaz de detectar todos los defectos estructurales en el puente”, dijo Mazzeo.
La razón de una gota hace un sonido tan impactante en concreto está relacionado con el "golpe de ariete" efecto que se produce cuando un fluido en movimiento se detiene repentinamente. A veces se puede escuchar una versión más grande de este efecto, es si se apaga el grifo y se escucha un claro "golpe" en las tuberías.

Coautor Spencer W. Guthrie dice que aunque su investigación aún es preliminar, "prevemos que un día, en algunos años en los que este método podría ser realizado en forma de accesorio en la parte trasera del camión."

Los Micrófonos también podrían ser utilizados en un aparato para captar el sonido del golpe de las gotas, y una computadora podría identificar los indicadores de frecuencia que implican baches en el futuro, lo que permitiría a los equipos de mantenimiento tratar las áreas problemáticas.
Añadió que el método podría ser utilizado para probar materiales más allá de puentes, incluyendo compuestos de aeronaves, que son susceptibles a la delaminación. "Creemos que hay una gran oportunidad, pero tenemos que seguir mejorando en la física”
FUENTE:  http://www.ibtimes.com/scientists-know-why-flawed-bridge-sings-853410

Las fotografías de las gotas de agua que cae, en dos caudales diferentes. Las gotitas de la izquierda tienen diámetros de aproximadamente 7-8 mm, mientras que las gotas de la derecha tienen diámetros de aproximadamente 3 mm.