Las inspecciones estructurales son esenciales para la ingeniería. Previenen lesiones, pérdida de vidas y la disminución del valor de los activos. Sin embargo, los gerentes a menudo perciben las inspecciones estructurales como gastos, en lugar de una inversión.
Muchas empresas invierten grandes sumas de dinero en el diseño y desarrollo de piezas, componentes y estructuras de sus máquinas. Luego, cuando se trata de hacer el mantenimiento que evitará fallas y mantendrá esos máquinas y estructuras en plena forma, los gerentes lo evitan.
En este artículo, discutiremos lo que implica la inspección de ingeniería estructural, cómo el estrés eventualmente conduce a fallas por fatiga y por qué detectar debilidades y prevenir fallas aumenta la ganancia neta de su empresa.
¿Qué es una Inspección de Ingeniería Estructural?
Los ingenieros estructurales realizan exámenes sistemáticos para evaluar la solidez estructural, como las evaluaciones de riesgos. Estos se llevan a cabo cuando existen preocupaciones sobre la integridad estructural de una planta o máquina.
Esto podría implicar una inspección exhaustiva de toda la estructura o una investigación detallada de un componente específico. La carga que soportan los componentes, como el cerchas, cimientos, vigas, viguetas o columnas/vigas, se pueden determinar a través de inspecciones estructurales, comoAnálisis de Elementos Finitos (FEA), una prueba que puede determinar si un producto se romperá, desgastará o funcionará según lo previsto.
Por qué la inspección necesita un ingeniero estructural
Una estructura o máquina debe soportar una variedad de elementos a lo largo de su ciclo de vida. Debe ser capaz de soportar todos los factores que ejercen presión, por ejemplo, el clima, la gravedad, las vibraciones, movimientos, etc. Puede haber consecuencias graves si la estructura no puede soportar tales fuerzas.
Las fallas pueden ser extremadamente costosas. La pérdida de un máquina puede significar que la planta ya no está operativa. Aparte de la productividad, también existe el riesgo de lesiones o incluso la muerte. El mejor momento para actuar es en el primer momento en que se observa una anomalía. No espere a que se produzca una avería total.
Los ingenieros estructurales son expertos en evaluar problemas estructurales y recomendar soluciones. Estos son especialistas que tienen un amplio conocimiento de la física, los materiales y los cálculos que pueden influir en el rendimiento de una estructura en diferentes condiciones.
Usando técnicas avanzadas, tales como FEA, el ingeniero estructural o mecánico puede realizar un análisis objetivo del problema y luego evaluar la resistencia, durabilidad y seguridad de una estructura. La estructura completa de la máquina, así como los miembros y componentes, se incluyen con frecuencia en el análisis.
Técnicas comunes utilizadas en las inspecciones estructurales
Las inspecciones de ingeniería estructural son realizadas por ingenieros que utilizan una variedad de procedimientos, técnicas y herramientas sofisticadas. Técnicas avanzadas como ultrasonido, Comúnmente se emplean pruebas de penetración de colorantes, rayos gamma, análisis de vibraciones e inspección 3D sin contacto. Se sabe que esas técnicas, especialmente la inspección sin contacto con escáneres 3D, proporcionan datos fiables e información útil sobre estructuras de máquinas, equipos y estructuras de acero.
Los dispositivos de escaneo 3D se han convertido en uno de los métodos de inspección más populares. Dichos escáneres producen luz de color visible que captura una imagen tridimensional de la estructura en segundos. Son capaces de generar datos 3D de alta resolución a partir de prácticamente cualquier dispositivo o componente de máquina, y crear diseños 3D precisos y CAD modelos que se pueden utilizar para la creación de prototipos virtuales.
Esta técnica sin contacto revela y muestra todos los detalles relevantes en 3D, incluidas las grietas menores dentro de la estructura, junto con información específica sobre los defectos y el tamaño y la posición de las grietas. A partir de los datos y la información generados por la inspección, los expertos pueden idear medidas viables para detener la propagación de la grieta.
Beneficios de las Inspecciones Estructurales
Mejorar la vida de una estructura
Durante las operaciones regulares o el uso, variando cargas se aplican a componentes y estructuras de máquinas. Esto hace que su valor disminuya con el tiempo. Con el tiempo, el material falla a una tensión significativamente menor que su límite elástico como resultado de estas cargas cíclicas.
Las inspecciones estructurales realizadas a intervalos regulares pueden aumentar la vida útil de las piezas y estructuras de la máquina. Las inspecciones realizadas por un ingeniero especialista revelarán cualquier debilidad o formación de grietas que puedan estar ocurriendo dentro de la estructura con el tiempo. El experto también puede desarrollar posibles medidas de reparación para evitar fractura propagación. Esto ayudará a evitar daños catastróficos a activos valiosos en una etapa temprana, extendiendo así la vida útil de la estructura.
Prevención de averías estructurales
Las fallas de máquinas y estructuras con frecuencia comienzan con grietas microscópicas que tienen un tamaño de solo unos pocos nanómetros. Si estas grietas no se corrigen en una etapa temprana, se expandirán y se convertirán en problemas mayores, lo que puede conducir a una avería total, pérdida de vidas y arreglos costosos. Para evitar tales situaciones catastróficas, es esencial la inspección periódica de ingeniería estructural por parte de ingenieros estructurales certificados.
Conclusión
Un proceso eficaz de mantenimiento estructural incorpora inspecciones estructurales. La contratación de ingenieros estructurales especialistas para realizar evaluaciones de riesgos y análisis estructurales puede evitar pérdidas evitables de vidas y propiedades. Estas inspecciones deben verse, no solo como necesarias, sino como una inversión en el negocio.
Las nuevas técnicas, como las inspecciones sin contacto con escáneres 3D, ofrecen un método rápido y rentable para evaluar estructuras y componentes de máquinas. Con inspecciones periódicas que evitan averías totales, la vida útil de sus activos más importantes se extenderá agregando decenas de miles a millones de dólares a los resultados de su empresa.
Autor
Kurt Zanker tiene 27 años de experiencia en ingeniería y una cartera impresionante de su trabajo con algunas de las empresas más grandes de todo el mundo. Su compania Trevilla Ingeniería se especializa en inspección y análisis utilizando escáneres 3D portátiles que ofrecen una precisión de 0.03 mm; resolución de hasta 0.02 mm; y escanea áreas de hasta 10 m cuadrados.
