Análisis experimental del comportamiento de ondas ultrasónicas en el seno de vigas de madera laminada encolada acondicionadas higrotérmicamente

Abstract

En este Trabajo de Fin de Grado se estudia la propagación de ondas ultrasónicas en madera laminada encolada, con el objetivo de evaluar la validez del ensayo no destructivo mediante ultrasonidos (método indirecto) para la detección de defectos. Se llevaron a cabo ensayos experimentales en distintas probetas pino silvestre y abeto, con y sin tratamiento de tanalizado, y tres clases resistentes (GL18, GL24 y GL28), analizando la influencia de la distancia entre transductores, la presencia de defectos, el tratamiento de tanalizado y la inmersión prolongada en agua. Estos ensayos se complementaron con simulaciones numéricas. Posteriormente, las probetas fueron sometidas a un acondicionado higrotérmico para estudiar el efecto de la humedad. Se comprobó la viabilidad de aumentar la distancia entre los transductores del equipo empleado y se evidenció la fuerte influencia de la humedad en la transmisión de las ondas. Asimismo, se observó que la aplicación del tratamiento de tanalizado aumenta la velocidad de propagación; efecto contrario que el descubierto en los casos de inmersión prolongada. Los resultados muestran que el método ultrasónico indirecto es sensible a la presencia de defectos, permitiendo la detección y localización de los mismos en los elementos estructurales estudiados; por tanto, se confirma su utilidad como técnica de diagnóstico no destructivo aplicable a elementos estructurales de madera laminada encolada.

This Final Degree Project investigates the propagation of ultrasonic waves in glued laminated timber, with the aim of assessing the validity of the non-destructive ultrasonic testing method (indirect technique) for defect detection. Experimental tests were carried out on Scots pine and spruce specimens, with and without preservative treatment, and belonging to three strength classes (GL18, GL24 y GL28). The study analyses the influence of transducer spacing, the presence of defects, preservative treatment, and prolonged water immersion. These tests were complemented with numerical simulations. Subsequently the specimens were subjected to hygrothermal conditioning to evaluate the effect of moisture. The results confirmed the feasibility of increasing the transducer spacing of the equipment used and highlighted the strong influence of moisture on wave transmission. It was also observed that preservative treatment increased propagation velocity, whereas prolonged immersion produced the opposite effect. Overall, the findings demonstrate that the indirect ultrasonic method is sensitive to the presence of defects, enabling their detection and localization in the studied structural elements. Therefore, its suitability as a non-destructive diagnostic technique for glued laminated timber structures is confirmed.