Autor: Ing. Mayuly Rodríguez, 30 octubre 2023.
Introducción
Las fallas en los materiales resultan en repercusiones significativas en cualquier sector industrial. La detección oportuna de imperfecciones en los materiales desempeña un papel fundamental en asegurar la confiabilidad y la seguridad de los procesos de producción; es en este punto donde los Ensayos No Destructivos (END) adquieren importancia. La aplicación de estas metodologías facilitan las inspecciones y pruebas de materiales y componentes sin incurrir en daño o comprometer la integridad del activo.
¿Qué son los Ensayos No Destructivos?
Las pruebas no destructivas son una especialidad multidisciplinaria que combina calidad y ciencia de materiales. Utilizadas para inspeccionar y evaluar materiales, componentes o conjuntos sin destruir su capacidad de servicio. A través de un conjunto de métodos de prueba, los técnicos capacitados identifican grietas, inclusiones y discontinuidades de soldadura, así como también se identifican subcomponentes mal ensamblados1.
Son empleados para garantizar la integridad y confiabilidad del producto, controlar los procesos de fabricación, reducir los costos de producción y mantener un nivel de calidad uniforme. Sin ellos, la seguridad y fiabilidad de los componentes pueden verse seriamente comprometidas; por lo cual, los END son fundamentales para prevenir fallas catastróficas, como accidentes de aviones y locomotoras, fugas y explosiones de tuberías, fallas de reactores nucleares y desastres de barcos1.
Entre las industrias más demandantes de estos servicios se encuentran: petróleo y gas, aeroespacial, generación de energía, petroquímica, marítima y transporte; mientras que los métodos más conocidos son: Pruebas Radiográficas, Partículas Magnéticas, Líquidos Penetrantes, Ultrasonido, Emisión Acústica, Pruebas Electromagnéticas, Inspección Visual, entre otros.
Industrias en la era moderna: Adoptando nuevas tecnologías
En la actualidad, la mayoría de los sectores industriales se caracterizan por la investigación e innovación continua, impulsado la integración de nuevas tecnologías en sus procesos, que contrastan notablemente con las labores artesanales previas. Mantenerse actualizados e incorporar equipos, maquinarias y sistemas dotados de tecnologías avanzadas, es necesario para optimizar la productividad, eficiencia y seguridad.
Prevención de fallas: El núcleo de los END
Cada método tiene su propia importancia, sus principios y aplicaciones únicas, estos pueden ser aplicados individual o colectivamente. Permiten la identificación de posibles defectos, desde las etapas de fabricación y uso, y a lo largo de toda su vida útil, sin comprometer ni alterar la integridad de los materiales y equipos evaluados; por lo cual, estos métodos cumplen un papel de gran importancia en el correcto funcionamiento de todos los sectores industriales a nivel mundial.
La prevención de fallas es fundamental para el aseguramiento de la calidad, la planificación del mantenimiento y la evaluación de riesgos, garantizando la integridad mecánica de los activos industriales.
En el contexto del envejecimiento de las industrias, la detección de fallas es cada vez más elemental. Con el tiempo, la necesidad de emplear tecnologías de END más sensibles y precisas es necesario para obtener resultados confiables que ayuden a mantener la integridad mecánica de los activos existentes.
Para la detección de fallas en materiales o equipo comúnmente se utilizan pruebas ultrasónicas, radiográficas, partículas magnéticas y líquidos penetrantes, mientras que, para la prevención de fallas, se realizan inspecciones rutinarias, controles de calidad, monitoreo continuos y se evalúan los riesgos de los elementos.
Tecnologías de inspección no destructiva a la vanguardia en la detección de fallas
Las nuevas tecnologías ofrecen soluciones precisas y eficientes, y han evolucionado considerablemente la manera de ejecutar las inspecciones industriales en la actualidad. La inclusión de nuevos desarrollos en estos ensayos proporciona una mayor garantía del funcionamiento de las plantas industriales.
Los métodos no destructivos están muy extendidos, disponen de una variedad de aplicaciones dependiendo de cada necesidad específica. Por ejemplo, el método de Ultrasonido ha desarrollado técnicas avanzadas como el Ultrasonido por Arreglo de Fases (Phased Array – PAUT), Difracción del tiempo de Vuelo (Time-of-Flight Diffraction – TOFD), y en años más recientes las Imágenes por Coherencia de Fase (Phase Coherent Imaging – PCI), que están dotados con software innovadores, que proporcionan imágenes de alta resolución y garantizan calidad y alta productividad en los resultados.
Respecto a la radiografía digital en comparación con la radiografía convencional, los diversos avances ofrecen mejor calidad de imagen que permite una visualización más clara de la estructura interna, lo que facilita la detección de defectos o anomalías; y pueden ser analizadas en tiempo real, ofreciendo evaluaciones rápidas y eficientes.
Otro gran avance refiere a la automatización y robotización de las inspecciones, donde se han desarrollado equipos dotados con cámaras, sensores, termógrafos e integración de Inteligencia Artificial y Aprendizaje Automático que permiten el análisis avanzado de las grandes cantidades de datos recolectados, facilitando la identificación de patrones y anomalías.
Breve reseña del mercado de END
La página web Mordor Intelligence ofrece un análisis del mercado global de Servicios de END, mediante un informe titulado “Análisis de participación y tamaño del mercado de pruebas no destructivas: tendencias y pronósticos de crecimiento (2023-2028)” destacando que “El tamaño del mercado de END se estima en 2,36 mil millones de dólares en 2023 y se espera que alcance los 3,37 mil millones de dólares en 2028, creciendo a una tasa compuesta anual del 7,35% durante el período previsto (2023-2028)”.
“Según el Instituto Británico de Ensayos No Destructivos, cada día se llevan a cabo más de 25.000 inspecciones en fábricas e in situ en el Reino Unido para detectar defectos y daños en una amplia gama de productos, plantas y estructuras; se estima que hay más de 120.000 inspectores operando en todo el mundo”.
El mismo informe indica que “Además, se han creado en todo el mundo varias agencias gubernamentales y organismos regionales, como la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) y la Organización Internacional de Normalización (ISO), para tomar medidas estrictas para garantizar la seguridad de los instrumentos y la supervisión de los servicios de ingeniería y pruebas. Esto es importante para obtener autorizaciones y certificados de las autoridades interesadas”.
Así mismo, resalta que “El mercado de END es de naturaleza competitiva. Con el aumento de las regulaciones, que obliga a las diferentes organizaciones a someterse a un procedimiento de evaluación de vida como medida de seguridad, junto con la inspección periódica requerida para verificar cualquier daño en el equipo y tomar las medidas necesarias, se está generando un mercado de estos ensayos. Por tanto, las empresas están participando de esta gran oportunidad”.
Todo lo antes mencionado subraya la importancia de los protocolos rigurosos en la aplicación de END para una detección de defectos efectiva y una prevención proactiva de fallas, resaltando así la esencia de estas pruebas como herramientas fundamentales en la gestión de integridad de activos y confiabilidad en ambientes industriales.
Evaluación de integridad con END en la prevención de fallas
Cada pieza, equipo, estructura o material tiene criterios determinados de diseño, operación y vida esperada, en este sentido, se realizan evaluaciones de integridad y propiedad de los materiales para asegurar que los elementos funcionen correctamente y mantengan un nivel aceptable de seguridad y eficiencia durante su ciclo de vida.
Esta evaluación involucra la identificación y análisis de defectos o riesgos que podrían resultar en fallas leves o catastróficas, utilizando técnicas de Ensayos No Destructivos para detectar y monitorear estas anomalías sin causar daño alguno.
Además, la adaptabilidad de los END permite inspecciones detalladas en diversas condiciones industriales, facilitando una evaluación de integridad precisa que ayuda planificar estrategias para los mantenimientos programados.
Conclusiones
Los Ensayos No Destructivos en la industria moderna no solo son importantes para la detección y prevención de fallas, sino también subraya cómo la evolución de estas técnicas se entrelaza con la adopción de nuevas tecnologías en diversos sectores industriales. Estos se han establecido como herramienta fundamental para garantizar la integridad y confiabilidad de los sistemas productivos, haciendo que las operaciones sean más segura y eficiente.
Las innovaciones en las metodologías de END y su integración con nuevas tecnologías como la Inteligencia Artificial y el Aprendizaje Automático, están definiendo el futuro de la inspección industrial, marcando un camino hacia una gestión de activos y una evaluación de integridad más precisa y proactiva. Con cada avance, se redefinen los parámetros de calidad y seguridad, cumpliendo de la forma más adecuada su función de mantener la integridad en la industria moderna.
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