Los investigadores han desarrollado un parche flexible que podría facilitar la realización de imágenes de ultrasonido en estructuras de formas extrañas, como piezas de motor, turbinas, codos de tuberías de reactores y vías de ferrocarril:objetos que son difíciles de examinar con un equipo de ultrasonido convencional.

El parche de ultrasonido es una herramienta versátil y más conveniente para inspeccionar la máquina y las piezas de construcción en busca de defectos y daños en las profundidades de la superficie. Un equipo de investigadores dirigido por ingenieros de la Universidad de California en San Diego publicó el estudio en la edición del 23 de marzo de Avances de la ciencia .

El nuevo dispositivo supera una limitación de los dispositivos de ultrasonido actuales, que son difíciles de usar en objetos que no tienen superficies perfectamente planas. Las sondas de ultrasonido convencionales tienen bases planas y rígidas, que no puede mantener un buen contacto al escanear a través de curvas, ondulado, superficies en ángulo y otras irregulares. Esa es una limitación considerable, dijo Sheng Xu, profesor de nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego y autor correspondiente del estudio. "Las superficies no planas prevalecen en la vida cotidiana, " él dijo.

"Codos, las esquinas y otros detalles estructurales resultan ser las áreas más críticas en términos de falla:son áreas de alta tensión, "dijo Francesco Lanza di Scalea, profesor de ingeniería estructural en UC San Diego y coautor del estudio. "Rígido convencional, las sondas planas no son ideales para obtener imágenes de imperfecciones internas dentro de estas áreas ".

Gel, Por lo general, se usa aceite o agua para crear un mejor contacto entre la sonda y la superficie del objeto que está examinando. Pero muchas de estas sustancias pueden filtrar algunas de las señales. Las sondas de ultrasonido convencionales también son voluminosas, haciéndolos poco prácticos para inspeccionar piezas de difícil acceso.

"Si el motor de un automóvil tiene una grieta en un lugar de difícil acceso, un inspector deberá desarmar todo el motor y sumergir las piezas en agua para obtener una imagen 3D completa, "Dijo Xu.

Ahora, Un equipo dirigido por UC San Diego ha desarrollado una sonda de ultrasonido suave que puede funcionar en superficies de formas extrañas sin agua. gel o aceite.

La sonda es un parche delgado de elastómero de silicona modelado con lo que se llama una estructura de "isla-puente". Se trata esencialmente de una serie de pequeñas piezas electrónicas (islas) que están conectadas cada una por estructuras en forma de resorte (puentes). Las islas contienen electrodos y dispositivos llamados transductores piezoeléctricos, que producen ondas de ultrasonido cuando la electricidad pasa a través de ellas. Los puentes son alambres de cobre en forma de resorte que se pueden estirar y doblar, permitiendo que el parche se adapte a superficies no planas sin comprometer sus funciones electrónicas.

Los investigadores probaron el dispositivo en un bloque de aluminio con una superficie ondulada. El bloque contenía defectos de dos a seis centímetros por debajo de la superficie. Los investigadores colocaron la sonda en varios puntos de la superficie ondulada, recopiló datos y luego reconstruyó las imágenes utilizando un algoritmo de procesamiento de datos personalizado. La sonda pudo obtener imágenes de los agujeros y grietas de 2 milímetros de ancho dentro del bloque.

"Sería genial poder pegar esta sonda de ultrasonido en un motor, ala de avión o diferentes partes de un puente para monitorear continuamente cualquier grieta, "dijo Hongjie Hu, un doctorado en ciencia e ingeniería de materiales. estudiante de UC San Diego y co-primer autor del estudio.

El dispositivo aún se encuentra en la etapa de prueba de concepto. Todavía no proporciona imágenes en tiempo real. También debe estar conectado a una fuente de alimentación y una computadora para procesar los datos. "En el futuro, Esperamos integrar tanto la potencia como una función de procesamiento de datos en la sonda de ultrasonido suave para permitir la conexión inalámbrica, imágenes y video en tiempo real, "Dijo Xu.