Caracterización petrofísica del material pétreo: Ventajas e inconvenientes de la emisión sonora frente a otros métodos.

Se ha realizado un análisis acústico de los materiales pétreos como técnica de diagnóstico de características petrofísicas en rocas de usos constructivos. Este estudio se centra en el análisis de ultrasonidos y de la frecuencia fundamental, medidos en rocas sanas y envejecidas artificialmente de diez litologías elegidas por su diversidad de propiedades tecnológicas. Para ello, se ha llevado a cabo una primera caracterización del estado inalterado del material pétreo, seguido por tres rutas de envejecimiento artificial acelerado y finalmente una caracterización de las muestras alteradas. El grado de afectación entre roca sana y alterada se cuantificó utilizando la variación del módulo elástico, calculado con ultrasonidos (MOE ultrasonidos) y con medidas de frecuencia fundamental (MOE flexión). Analizando los datos de cada litología estudiada antes del envejecimiento artificial, se obtiene que los valores del módulo elástico calculados a partir de la frecuencia fundamental y de la velocidad de propagación ultrasónica son variables relacionadas y directamente proporcionales. Tras los procesos de envejecimiento por cristalización de sales, choque térmico y heladicidad; el coeficiente de correlación entre la variación del módulo elástico calculado con la velocidad de ultrasonidos y calculado con la frecuencia fundamental disminuye hasta R2=0´31, 0´46 y 0´49 respectivamente. Finalmente se estimó la durabilidad de las rocas estudiadas, observando que grupos de rocas son más susceptibles a alterarse con las técnicas de envejecimiento acelerado utilizadas.<br /

Evaluación del estado físico de las rocas por métodos indirectos: El caso de su emisión sonora.

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos al llevar a cabo unos análisis de emisión sonora sobre tres materiales mediante 2 métodos de ensayo, para conocer cuáles son los parámetros (internos y externos) más influyentes y saber cómo los podemos controlar. Las muestras estudiadas están integradas por 3 rocas sedimentarias (Arenisca de Uncastillo, Caliza de Calatorao y Alabastro de Gelsa) de ambientes diagenéticos distintos, con valores de densidad, porosidad y módulo de elasticidad totalmente diferentes, todas ellas localizadas en canteras actualmente en explotación en la comunidad autónoma de Aragón. La amplia variedad de dimensiones de la colección junto con los diferentes parámetros petrofísicos de cada litología, formarán la base sobre la que evaluar el comportamiento de la emisión sonora al modificar las diferentes variables que afectan a la probeta, así como su evolución al realizar un pequeño ensayo de envejecimiento acelerado por cristalización de sales. La probetas de roca excitadas por un impacto, perturbarán las moléculas del medio que les rodean haciéndolas oscilar de manera similar a como lo está haciendo la propia probeta, por lo que dependiendo del modo de vibración predominante y de las frecuencias de oscilación, más o menos excitadas, se conseguirá un sonido u otro. Los dos métodos propuestos para el análisis de la emisión sonora (Método 1 y 2) son íntegramente experimentales. La diferencia de rango del método 1 y 2 únicamente radica en el nivel de precisión (mayor para el primero). Tras la definición de cada método de análisis, tuvimos que determinar el rango de medidas a utilizar en la emisión sonora. Debido a que el sistema auditivo humano está capacitado para oír sonidos de frecuencias comprendidas entre los 20 Hz. y los 20.000 Hz, por lo que este será el rango escogido. Con el Método 1 se ha probado que las dimensiones geométricas de las probetas de roca juegan un papel muy importante a la hora de controlar la frecuencia fundamental de emisión sonora de las rocas, siendo en orden de importancia: el espesor el más influyente, seguido de la longitud y en último lugar la anchura. El modelo de comportamiento de la frecuencia fundamental, respecto a la variación de las 3 dimensiones geométricas, es el siguiente: La longitud es inversamente proporcional a la variación de la frecuencia fundamental. El espesor y la anchura son directamente proporcionales a la variación de la frecuencia fundamental. Las características internas de la propia roca también participarán en la señal sonora obtenida y, por tanto, también su grado de alteración (presencias de fracturas, poros,…). Finalmente para el Método 2; investigamos la presión sonora en las frecuencias de 100, 125 y 20.000Hz. Las dos primeras frecuencias responden de manera lógica a las variaciones de espesor mientras que la tercera lo hace a los cambios de densidad en las rocas investigadas. Palabras clave: Rocas sedimentarias, emisión sonora, frecuencia fundamental, dimensiones geométricas, parámetros petrofísicos, presión sonor