Inspecciones NDT: Holografa 3D y Shearography.Oscar Gonzalez TamayoTLA-4BM

1. LA HOLOGRAFA.Se puede describir en muy pocas palabras como un sistema de fotografa tridimensional, sin el uso de lentes para formar la imagen. sta es una de las tcnicas pticas que ya se vean tericamente posibles antes de la invencin del lser, pero que no se pudieron volver realidad antes de l.

Fue inventada por Dennis Gabor en 1947. Surgi mediante la bsqueda de un mtodo para mejorar la resolucin y definicin de los microscopios electrnicos, mediante la compensacin de deficiencias en la imagen por medios pticos. Llamo esta tcnica Holografa (holos significa completo) debido a que es una proceso de registro fotogrfico completo, inclusive llega a ser tridimensional.

El mtodo primario consista en dos pasos; el primero era el registro en una placa fotogrfica de la difraccin de la onda luminosa que pasa por el objeto. Y el segundo, es el paso de un as de luz a travez del registro fotogrfico ya revelado. La luz cuando pasa por esa placa se difractaba de tal forma que en una pantalla se formaba la imagen del objeto. Si bien Gabor no cumpli su objetivo de mejorar los microscopios, encontr una forma de formar imgenes.

En sus inicios eran hologramas rudimentarios debido al impedimento tecnolgico. La imagen era confusa, ya que las imgenes producidas no se separaban unas de otras y las fuentes de luz no permitan buena iluminacin para el proceso.

La holografa se logr perfeccionar a partir de 1957, con mejores fuentes de luz y logrando finalmente separar las dos imgenes que se hacan borrosas entre s. Ya se logra ver la imagen tridimensional del objeto (la imagen virtual) en el mismo lugar donde estaba el objeto originalmente. La imagen es tan real que no slo es tridimensional o estereoscpica, sino que adems tiene perspectiva variable, dentro de los lmites impuestos por el tamao del holograma. As, si nos movemos para ver el objeto a travs de diferentes regiones del holograma, el punto de vista cambia como si el objeto realmente estuviera ah.

Existen diferentes tipos de hologramas: Holograma de Fresnel, que son los ms simples y reales, pero solo se pueden hacer mediante luz lser. De reflexin: De origen sovitico, en el que la luz llega por detrs del objeto y no por el frente. Tiene ventajas como ser observada con lmpara de tungsteno, pero requiere gran estabilidad y ausencia de vibraciones.

Plano-Imagen: el objeto se coloca sobre el plano del holograma. El objeto no esta fsicamente colocado en dicho plano, por lo que la imagen se forma a travs de un lente, espejo u otro holograma. Arcoris: inventados por la Polaroid Corp. Este produce la imagen del objeto y una imagen real de una rendija horizontal. A travs de dicha rendija que flota en el aire se observa el objeto, perdiendo tridimensionalidad. La luz se encuentra bajo el objeto. Se puede observar con lmpara blanca.Durante la reconstruccin de la imagen se forman varias rendijas paralelas entre si y de diferentes colores. El color de la imagen depender de la altura a la que sea mirado el holograma.

De color: Varios lasers de diferente color en exposicin y observacin. Es bastante caro y complicado y con colores de baja fidelidad. Prensados: derivados del arcoris y plano de imagen, pero con proceso de obtencin diferente, ya que no se registran sobre placa fotogrfica, sino en resina fotosensible Fotoresist. Cuando se expone a la luz, se negrea, pero lo que no recibe mucho, se adelgaza para producir el holograma. Despus de la exposicin, se cubre la resina con fotoresist y niquel, se separa el holograma, dejando solamente la pelcula metlica con el holograma en ella. Mediante prensado de calor, se imprime sobre plstico transparente, dejando el holograma final. Sirve para producir hologramas en grandes cantidades.

De computadora: no representa fielmente objetos con detalles complicados, pero representa cualquier objeto sin que sea fsicamente presente.

La holografa tiene bastantes usos, como por ejemplo la Exhibicin, aplicable a tcnicas publicitarias, culturales (en museos), mdicas y de personas (el concierto de 2Pac). Tambin puede ser usada como almacn de informacin, aplicacin en la cual se planea sustituir los discos duros de los PC por unidades hologrficas, gracias a su facilidad de sobreescribir y escribir; tambin es til como dispositivo de seguridad, en la fabricacin de aparatos lectores de huella digital, o como los hologramas prensados de las tarjetas de crdito.

Tambin se puede usar como instrumento de medida. Conocida como interferometra, realiza mediciones supremamente precisas. Bsicamente funciona mediante comparacin de emisiones de onda actuales, contra emisiones base o pasadas. De esta forma es posible observar cuanto ha cambiado la onda para determinar algun tipo de deformacin con gran exactitud o localizacin de fracturas en zona de coyuntura de dos materiales.

2. SHEAROGRAPHY.La Shearography es una tcnica NDT ptica que provee una rpida y acertada indicacin sobre discontinuidades o anomalas internas en un material no homogneo. Usando una luz laser, un interfermetro esta en la capacidad de detectar cambios extremadamente pequeos (sub-micromtricos) en la superficie.

Cuando el objeto testeado es sometido a determinadas cargas, una carga proporcional simulada es inducida en la superficie a probar. Si se llegasen a encontrar discontinuidades de cualquier tipo, la superficie se va a deformar de forma desigual en esos lugares. Todo resultado se interpreta a travs del Interferometro de cizalla como un cambio de fase de el lser.

La Shearography permite a los usuarios medir y evaluar geometras simples y compuestas (muchas curvas) de manera rpida y eficiente, obteniendo resultados en tiempo real.

Algunos de los equipos que se usan son: Equipos de luz: consiste en una cmara de altsima resolucin CCD, lmparas y receptores. Pueden medir reas hasta de 1100x1100 mm, en modo auto o manual. Equipo de vaco: Altamente aplicado en la industria aeroespacial (aviacin, marina, espacial, entre otras). Esta en capacidad de medir grandes superficies

antes de inducir el estress simulado, se toma una imagen de referencia (sin carga) de la superficie del material. De ah en ms, todas las fases de prueba de la superficie con cargas, sern comparadas con dicha imagen. El resultado es la interpretacin entre la imagen de referencia enfrentada a la lectura actual.

Este proceso requiere que la superficie de la pieza sea exitada o estresada. Las tcnicas de exitacin incluyen: mecnica, termal, vacio parcial, vacio total, vibracin-mecnica y vibracin-acustica. Estas opciones de exitacin muestran el potencial y versatilidad de la Shearography frente a otras NDTs.

Usando el mtodo de exitacin adecuado, las imgenes tomadas pueden indicar si existe alguna debilidad o anomala sub-superficial presente en el material. Las mediciones pueden ser evaluadas en tiempo real o mediante post-produccin habiendo sido guardadas previamente.