Caracterización de inclusiones cilíndricas y esféricas mediante termografía infrarroja

Abstract

En esta Tesis se ha desarrollado una formulación matemática general al problema del scattering múltiple de las ondas térmicas planas por estructuras cilíndricas o por esferas, lo que permite calcular la temperatura superficial de un material que presenta en su interior un número determinado de inclusiones cilíndricas o esféricas y que se ilumina con un haz de luz modulado o pulsado. La validez del modelo desarrollado se ha verificado con medidas de la temperatura superficial mediante termografía infrarroja en muestras calibradas que presentaban inclusiones cilíndricas y esféricas de propiedades geométricas controladas. A continuación se ha desarrollado un dispositivo basado en la termografía infrarroja pulsada para medir la difusividad térmica tanto de materiales compuestos reforzados con fibras unidireccionales, como de materiales no planos, como es el caso de varillas, tubos y esferas. Finalmente se ha utilizado dicho dispositivo para la detección y caracterización de defectos subsuperficiales en matrices homogéneas a partir de la medida de la temperatura superficial. El método es una alternativa a otros métodos de control no destructivo, como es el caso de los ultrasonidos, y está especialmente diseñado para estudiar in situ defectos próximos a la superficie de la muestras hasta 1 mmm de profundidad.