MATERIALES Y PROCESOS
Comprende líneas de investigación sobre los materiales y su comportamiento, a través de diferentes métodos (como los Ensayos No Destructivos o el Análisis por Activación Neutrónica) y tecnologías (experimentales o virtuales, como la simulación computarizada).
Introducción
 
El objetivo de construir centrales nucleares asignado a la CNEA durante la década de 1950 hizo evidente la necesidad de generar ciencia sobre los materiales de altas prestaciones que se necesitaban a tal fin.
 
El primer logro significativo en tal sentido fue la temprana construcción y puesta en marcha del primer reactor nuclear de investigación de América Latina, el RA-1, en enero de 1958.
 
Las sucesivas conquistas fueron alentando de manera creciente a los científicos de la CNEA para ampliar las indagaciones a todo los aspectos relacionados con los usos pacíficos de la energía nuclear.
 
En esa línea, la CNEA cuenta con la Gerencia de Materiales -al frente de la cual estuvo el tecnólogo Jorge Sabato- y sus dependencias en el Centro Atómico Constituyentes. Asimismo, se armaron diversos laboratorios en el Centro Atómico Bariloche y se construyeron instalaciones tales como el Laboratorio de Ensayos de Alta Presión (LENAP) en el Centro Atómico Ezeiza.
 
En la actualidad, la CNEA cuenta con especialistas en Ensayos No Destructivos, Corrosión, Estructuras y Comportamientos, Caracterización fractomecánica, Resonancias magnéticas, Física de Metales, Materia Condensada y Análisis por Activación Neutrónica.

Las tareas de Investigación y Desarrollo en el área de Ensayos No Destructivos (END) comenzaron en el Departamento Metalurgia de la CNEA en la década del ‘60, las que se intensificaron rápidamente debido a las demandas originadas por la construcción de Atucha I.

Como consecuencia de esto, se creó en 1971 un nuevo Departamento en concordancia con el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo: el Instituto de Ensayos No Destructivos (INEND).

Los últimos veinte años se han caracterizado por un importante desarrollo y automatización de los métodos no destructivos de medición y ensayo. Estos métodos se aplican tanto a las inspecciones en servicio de componentes y de plantas industriales, como al control de producción, con el objeto de aumentar la seguridad y confiabilidad de instalaciones industriales y de generación de energía, y de verificar, asegurar y mejorar la calidad de la producción industrial. La aplicación de los métodos clásicos de Ensayos No Destructivos (END), tales como líquidos penetrantes, partículas magnetizables, ultrasonido, radiografía, emisión acústica, y corrientes inducidas permiten la detección y caracterización de manera rápida y confiable de discontinuidades tales como: fisuras, grietas, segundas fases y productos de corrosión.

La importancia que adquirieron las técnicas ópticas en END, hizo que en 1986 el INEND decidiera incorporar nuevas líneas de investigación y desarrollo vinculadas a las aplicaciones de la óptica y el láser. Esto llevó a la conformación del Laboratorio de Óptica y Láser (LOL), que se dedica principalmente desde su creación, al estudio no destructivo ni invasivo de materiales y componentes.

En 1995 el Grupo Estudio y Ensayos de Componentes Estructurales (EECE) se une al INEND cambiando así su nombre por: Departamento de Ensayos No Destructivos y Estructurales (ENDE). Esta División participaba, desde 1978, en el desarrollo de elementos combustibles para las centrales nucleares, realizando diversos ensayos, fundamentalmente de caracterización hidrodinámica de prototipos.

Esto permitió ampliar el espectro de aplicación del conocimiento adquirido a la evaluación de otros aspectos de los componentes y sistemas, tanto en el sector nuclear como en la industria convencional.

1- Investigación y Desarrollo de dispositivos de inspección manual, semi y automáticos en técnicas de Ensayos No Destructivos (END). Ingeniería de Soldadura.

2- Estudio del estado de superficies por correlación de speckles e intensidad media dispersada.

3- Caracterización, por métodos ópticos de superficies cuya morfología varía con algún parámetro externo.

4- Diseño y construcción de un perfilómetro óptico.

5- Elaboración de procedimientos de END según códigos y normas de referencia para distintos tipos de industria. Auditoría técnica en inspección en servicio en plantas nucleares.

6- Vibraciones de estructuras y máquinas: relevamiento, análisis teórico y diagnóstico. Vibraciones inducidas por fluidos.

7- Relevamiento de tensiones. Desarrollos especiales en extensometría.

8- Desarrollo de sistemas de monitoreo de componentes y/o sistemas. Diseño de sistemas de alerta temprana. Caracterización de transductores y equipos de ultrasonido.

9- Diseño, desarrollo y fabricación de patrones de calibración normalizados, bancos de probetas certificadas para entrenamiento, sondas de corriente inducidas, prototipos para ensayos fluidodinámicos, dispositivos ópticos, transductores y equipos de emisión acústica, sistema de adquisición y control digital de señales de END.

10- Asistencia técnica a la industria como grupo de inspección en las técnicas de END por personal certificado según normas IRAM ISO 9712 en niveles I, II, III.

11- Relevamientos sonoros en instalaciones industriales.

12- Ingeniería de soldadura. Inspección de soldadura con personal de Nivel III.

13- Calificación y certificación de soldadores y de personal de END según normas de referencia. Habilitación y auditoría de escuelas de soldadura.

14- Diagnóstico de fallas y análisis de seguridad en equipos y sistemas.

15- Optimización de procesos.

Tradicionales

Los Ensayos No Destructivos han sido definidos como aquellos métodos de ensayo utilizados para examinar o inspeccionar un material o un sistema sin impedir la utilidad futura del mismo.

Investigan específicamente la integridad material del objeto ensayado para permitir establecer el desempeño futuro del mismo. Están basados en principios físicos y de su aplicación se obtienen los resultados necesarios para establecer un diagnóstico de la integridad del objeto inspeccionado. Dichos resultados deben ser interpretados a partir de las características de cada método, relacionadas con los principios físicos en que están basados. Para una correcta interpretación de los resultados, la formación con la que cuenten los profesionales y técnicos que los apliquen es decisiva.

Los END constituyen una herramienta de fundamental importancia para la evaluación de estructuras, componentes y materiales, permitiendo detectar, y por lo tanto corregir, en forma temprana distintos tipos de defectos que, de permanecer en el objeto bajo estudio y dependiendo de los esfuerzos a los que éste se encuentre sometido, podrían derivar en fallas, a veces catastróficas, con el consiguiente perjuicio económico debido a la salida imprevista de servicio del componente como también con el riesgo de ocasionar tanto pérdidas de vidas humanas como daños al medio ambiente.

También los END tienen una gran aplicación en el control de procesos de fabricación y productos, como herramienta de apoyo a la Calidad.

Por otra parte, la caracterización de materiales mediante el uso de END se encuentra en constante crecimiento y se aplica a temas como identificación de materiales y características microestructurales, que tienen influencia directa sobre la vida en servicio del objeto ensayado.

Asociados íntimamente a los END, existen otros ensayos que comparten con los END el hecho de no afectar la utilidad futura del objeto ensayado, pero cuyo objetivo está orientado a establecer las condiciones de trabajo de estructuras y componentes más que a investigar la integridad material de las mismas. Estos ensayos comprenden los ensayos de performance, el monitoreo de estructuras y procesos y la determinación de condiciones operativas y factores que afectan la degradación de los materiales.

Al igual que los END son de suma utilidad para establecer la integridad estructural de componentes y sistemas y en cierta forma son complementarios de éstos.

Los ensayos no destructivos y estructurales son imprescindibles para la gestión de vida de componentes, estructuras y sistemas. Un adecuado plan de ensayos e inspecciones que contemple las distintas etapas de la vida de un componente, desde la verificación de su diseño, su fabricación, su montaje, su entrada en servicio y a lo largo de su vida, permitirá contar con la información necesaria para realizar un seguimiento de la integridad del mismo.

La información obtenida de los ensayos junto con técnicas de evaluación de integridad estructural, permite la operación segura y confiable de sistemas e instalaciones.

Uno de los diversos campos donde el análisis de integridad estructural presta un valioso aporte es el de la generación de energía eléctrica, debido entre otras causas a la necesidad de disponibilidad de generación y a los riesgos potenciales que pueden ser evitados con estas técnicas.

La industria aeroespacial, las plantas químicas y petroquímicas y la industria ferroviaria son otros ejemplos de campos de aplicación de estas técnicas.

El conjunto de conocimientos en el área no se limita en su aplicación sólo al estudio de materiales y componentes. En forma gradual muchas de las técnicas no destructivas se fueron volcando al estudio y preservación del patrimonio cultural, tanto objetos arqueológicos como obras de arte y monumentos históricos.

En este campo constituyen un importante respaldo tecnológico para restauradores, e historiadores del arte.

El panorama de los ensayos no destructivos y estructurales está evolucionando constantemente lo que hace cada vez más necesario un mayor conocimiento específico de las distintas técnicas que estos involucran.

1- Equipos de rayos X: Phillips 160 KV Potencial CTE direccional y Panorámico.

2- ANDREX SMART-200KV.

3- GILARDONI 300 KV.

4- GILARDONI ART-GIL 80 KV.

5- ANDREX DIRECCIONAL 300KV.

6- Equipos de Gammagrafía: 2 GAMMAMAT TI-F De 100 Ci. Ir1 p2.

7- 1 GAMMAMAT TK-100 de Co 60 con Fuentes de 45 Ci automático.

8- Laboratorio Móvil.

9- Equipos de Ultrasonido: RG21 GILARDONI, USD 15S KRAUTKRAMER y USN 52R KRAUTKRAMER.

10- Equipos de Inspección Visual de Fibra Óptica.

11- Endoscopio Rígidos.

12- Banco de Líquidos Penetrantes.

13- Equipos de Partículas Magnetizables.

14- Equipos de Ensayo de Pérdida con Espectrómetro de Masas (ALCATEL ASM 110 TURBO-CL).

15- Equipo de Emisión Acústica AEDOS.

16- Equipos de EA de diseño y construcción propios.

17- Equipo de Corriente Inducidas basado en PC, MAD (D de ect (eddy current technology). MIZ 20ª y MIZ 22 de ZETEC.

18- Generador de señales HP 33120, osciloscopio HP 5060 3B 60 MHz.

19- Banco antivibratorio con accesorios.

20- Láseres, elementos varios de laboratorio de óptica (lentes, soportes, rieles, platinas micrométricas, etc.).

21- Mesa antivibratoria con componentes ópticos diversos.

22- Rugosímetro electromagnético.

23- Rugosímetro óptico.

24- Sensores para la medición de aceleraciones, velocidades y desplazamientos, de presión absoluta y presión diferencial con respuesta dinámica.

25- Transductores de fuerza, sensores de impacto y celdas de carga.

26- Micrófonos e Hidrófonos. Transductores de temperatura.

27- Extensómetros para distintos materiales y tipos de medición.

28- Sistemas de digitalización de señales, analizadores FFT de señales dinámicas y de octavas para señales sonoras.

29- Equipo para medición de caudales y espesores por US.

30- Dispositivo para la evaluación de constantes de desgaste por freetting-impacto.

31- Soldadoras de electrodo manual, TIG, MIG/MAG, arco sumergido, electroescoria, pernos, microplasma, microresistencia, fricción-agitación.

32- TEDDY 8 B Sistema de adquisición y análisis para inspección por corrientes inducidas y campo lejano.
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33- ZETEC MIZ -40 EQUIPO MULTIFRECUENCIA DE CORRIENTES INDUCIDAS.

34- Sistema MUSIS de Reflectografía Multiespectral, que trabaja desde el ultravioleta hasta el infrarrojo cercano ( UVR, VR, IR) ( Longitud de onda de 320 a 1550 nanómetros).

35- HOWEK MULTIRAD Scanner para digitalización de radiografías.

36- Espectrómetro Mossbauer (Rango de temperatura: 4.2K – 600K).