Caracterización de Arenas y Gravas con Ondas Elásticas

Doctorado en Ingeniería – Facultad de Ingeniería – Universidad Nacional de Cuyo – Año 2007
Lic. Armando Luis Imhof
La amplificación mínima necesaria fué de 60 dB, lograda mediante el ensamble de dos
operacionales en cascada; la primera etapa funcionó como pre-amplificador con 40 dB y la segunda
aportó los 20 dB restantes. Este tipo de esquema posibilitó obtener registros con una banda de
frecuencia hasta 15 kHz sin enfrentar problemas de atenuación en el intervalo de trabajo (rango
audible), ya que se sabe que los operacionales en la práctica no poseen ancho de banda ilimitada de
amplificación.
Metodología.
Se determinaron, en primer lugar, parámetros a partir de una muestra de arena (SP) con tamaños de
grano comprendidos entre 0.297 mm (#50) y 0.841 mm (#20), repitiéndose posteriormente las
determinaciones para las otras granulometrías.
El material se colocó en dos formas sucesivas de agrupamiento de las partículas: Abultado (A); lo
más suelto posible, vertido con cuchara cuidando de que los granos permaneciesen con el mayor
volúmen de vacíos; y Compacto (C) compactándose en forma mecánica de tal forma de reducir al
máximo el espacio poral sin romper los granos.
Seleccionado el agrupamiento correspondiente, se introdujo la muestra en la probeta (Figura 3.4)
hasta alcanzar la distancia H=0.07m. En la base se montó el par de PZT que cumplieron las veces
de emisor E y disparador (trigger), cubriéndose el material con una tapa de acero con el PZT
receptor adosado en su parte central con una masilla elástica epoxi y conectado con el sistema de
amplificación y por último al osciloscopio digital.
Luego de obtener el primer registro se procedió a quitar la tapa y agregar material, hasta la distancia
siguiente E-R, repitiendo la adquisición.
Todas las señales se grabaron a PC a través de interfase RS232. Para mejorar la relación S/R se
utilizó apilamiento (eng.:stacking) que tuvo por objetivo sumar un número definido de señales,
cancelando aleatoriamente los ruidos (o minimizándolos) y realzando la señal entrante. El número
de stacks comúnmente empleado fué de 128, pero en ocasiones principalmente para las muestras
#2-#8 llegó a 1024.
Se grabaron todos los eventos para distancias variables, en los 2 modos de compactación repitiendo
el proceso para los tres tipos de muestras de materiales, con un total de seis determinaciones.
59