Ultrassom

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1 INTRODUÇÃO

Sons extremamente graves ou agudos podem passar despercebidos pelo aparelho auditivo humano, não por deficiência deste, mas por caracterizarem vibrações com frequências muito baixas, até 20HZ (infrassom) ou com frequências muito altas acima de 20 kHz (ultrassom), ambas inaudíveis.
Como sabemos, os sons produzidos em um ambiente qualquer, refletem-se ou reverberam nas paredes queconsistem o mesmo, podendo ainda ser transmitidos a outros ambientes. Fenômenos como este apesar de simples e serem frequentes em nossa vida cotidiana, constituem os fundamentos do ensaio ultrassônico de materiais. No passado, testes de eixos ferroviários, ou mesmos sinos, eram executados através de testes com martelo, em que o som produzido pela peça, denunciava a presença de rachaduras outrincas grosseiras pelo som característico.
Assim como uma onda sonora, reflete ao incidir num anteparo qualquer, a vibração ou onda ultrassônica ao percorrer um meio elástico, refletirá da mesma forma, ao incidir num anteparo qualquer, a vibração ou onda ultrassônica ao percorrer um meio elástico, refletirá da mesma forma, ao incidir numa descontinuidade ou falha interna a este meio considerado.Através de aparelhos especiais, detectamos as reflexões provenientes do interior da peça examinada, localizando e interpretando as descontinuidades.















2 O QUE É ULTRA-SOM?
O som é um fenômeno de natureza mecânica que, ao atuar em um material elástico1, mediante vibrações, produz ondas sonoras de determinadas frequências.
O som precisa sempre de um meio natural para sepropagar, e os meios sólidos, líquidos e gasosos são favoráveis a essa propagação.
O órgão auditivo do homem não pode perceber sons em qualquer intensidade ou frequência.
O som pode ser classificado em dois tipos:
• Som audível;
• Som não audível.
O som audível está situado entre os dois extremos de audibilidade e neste ponto se estabelece toda gama de sons que o ouvido humano pode perceber eainda identificar de onde vem e até a espécie que o produziu.
O som não audível é aquele que o ouvido humano não pode captar. Trata-se de sons extremamente graves ou agudos que podem passar despercebidos pelo ouvido humano, não por deficiência deste, mas por serem esses sons, vibrações com frequências muito baixas (infrassom) ou muito altas (ultrassom).


FIGURA 1 - ESPECTRO DE FREQUÊNCIASSONORA

FONTE: ENSAIO POR ULTRASOM, RICARDO ANDREUCCI JUNHO 2006.
2.1 INÍCIO DAS PESQUISAS
Em 1880, os irmãos Curie (Pierre e Jacques) descobriram o efeito piezelétrico de certos materiais. Observaram que determinados materiais (como o quartzo) cortados em lâminas, quando submetidos a cargas mecânicas geravam cargas elétricas em sua superfície.
No ano seguinte, G. Lippmann descobriu que oinverso da observação dos irmãos Curie também era verdadeiro. Aplicando-se cargas elétricas na superfície dos cristais piezelétricos, originavam-se deformações no cristal.

FIGURA 2 – EFEITO PIEZELÉTRICO


Fonte: Telecurso 2000, Ensaio de Materiais Aula 21.
Quando se aplica corrente elétrica alternada, há uma vibração no cristal, na mesma frequência da corrente. Esse princípio é utilizado nageração e na recepção do ultrassom.
Ao se aplicar corrente alternada de alta frequência num cristal piezelétrico, ele vibrará na mesma frequência, gerando o ultrassom.
Na recepção, ocorre o inverso: o ultrassom fará vibrar o cristal, gerando um sinal elétrico de alta frequência. Em geral, para os ensaios não destrutivos utilizam-se frequências na faixa de 0,5 a 25 MHz (500.000 a 25.000.000 Hz).3 FINALIDADE DO ENSAIO
O ensaio por ultrassom caracteriza-se num método não destrutivo que tem por objetivo a detecção de defeitos ou descontinuidades internas, presentes nos mais variados tipos ou forma de materiais ferrosos ou não ferrosos.
Tais defeitos são caracterizados pelo próprio processo de fabricação da peça ou componentes a ser examinada como, por exemplo: bolhas de gás em...
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