Algoritmo de localización de fuentes de emisión acústica

Abstract

La Emisión Acústica (EA) es un fenómeno en el cual, a expensas de una solicitación, un material libera energía en forma de ondas elásticas. Estas ondas son producidas por un mecanismo, denominado fuente de EA, activado al recibir alguna clase de energía. De esta manera, al inducir inestabilidades dentro de un material, por ejemplo, mediante una carga mecánica, pueden ocurrir efectos como la reactivación de fracturas/fallas, propagación de fracturas y nucleación de microfracturas. Estas actuarán de fuentes de EA las cuales pueden ser detectadas y localizadas a partir de colocar sensores en la superficie del material estudiado. Identificar con precisión la ubicación de fracturas y daños microscópicos es la base científica para investigar el mecanismo de falla de materiales. Por tanto, localizar fuentes de EA puede ser crucial para predecir y controlar potenciales daños. El caso de interés del presente estudio es el desarrollo y prueba de algoritmos para la localización 3D de fuentes de EA. Para esto se simplifica el modelo de fuente, utilizándose una del tipo de Hsu Nielsen para generar pulsos en la superficie de un cubo de hormigón construido para este trabajo. Se utiliza hormigón por su semejanza con la roca, dado que este trabajo se enmarca en una tesis de doctorado en la cual se estudia la EA en rocas. Se presentan los resultados de la localización de EA, la cual está basada en el registro de los tiempos de arribo de las señales de EA, producidas por la fuente simulada, en varios sensores ubicados sobre la superficie del cubo. El algoritmo de localización, basado en el método de Geiger, se implementó en tres diferentes etapas: establecimiento de funciones de tiempo de arribo, preparación de los datos y linealización del problema. Así mismo, este trabajo presenta los factores que influenciaron la precisión de la localización, ventajas y desventajas con respecto a otros métodos, así como una discusión de los retos actuales en localización de fuentes de emisión acústica.