Determinación de parámetros para el diseño y construcción de una mesa antivibratoria

Determinationof parametersfor designand construction ofan anti-vibration table

Este artículo se presenta los resultados de un estudio empírico para la obtención de los parámetros más relevantes que se deben tener en cuenta en el momento de diseñar y construir una mesa que aísle y amortigüe las vibraciones externas a la misma. La necesidad de un sistema aislado de vibraciones para el desarrollo de estudios holográficos y de ensayos no destructivos por métodos ópticos, se debe a que la sensibilidad de los efectos de difracción en un holograma o en un fenómeno de interferencia está en el orden de las décimas y centésimas de micrómetro. Aquí se analiza la ecuación de resonancia para un sistema con un grado de libertad en frecuencias bajas y altas para luego analizar una extrapolación de la misma. Los coeficientes de amortiguación de las diferentes láminas con la que se construye la mesa, son calculados experimentalmente a través de un acelerómetro.

1. Introducción

Este artículo muestra los resultados experimentales realizados en el laboratorio de NDT de la Universidad de San Buenaventura sede Bogotá, con el fin de determinar los parámetros más importantes que se deben tener en cuenta en la fabricación de un banco o mesa antivibratoria, para la grabación de hologramas y desarrollo de pruebas no destructivas a través de la interferometría holográfica.

La holografía óptica y las pruebas no destructivas a través de la interferometría holográfica se muestran como áreas de investigación que han desarrollado aportes significativos y aplicaciones en las últimas tres décadas, debido a los avances en la construcción de fuentes coherentes como lo son los láseres utilizados en estas técnicas [1-7]. En la grabación de hologramas, además de los elementos ópticos para el manejo de los haces de luz, se requiere de una base o mesa de gran estabilidad, en la que se deben apoyar todas las piezas que se involucran en la grabación. La holografía, por ser un fenómeno de interferencia, presenta gran susceptibilidad a las vibraciones externas indeseables en el momento de la grabación de los frentes de onda que se quieren hacer interferir [8]. Por este motivo, el lugar, en este caso la mesa, donde deben realizarse las pruebas, debe estar aislada y amortiguada de todo tipo de vibraciones externas al experimento.

De esta forma, el banco o mesa antivibratoria construida en este proyecto, debe permitir que la mesa aísle y amortigüe las vibraciones que pueden obstaculizar la obtención de los patrones de interferencia que se desean analizar.

1.1 Fuentes de vibraciones

Las fuentes de vibraciones se pueden considerar de tres tipos: sísmicas o de vibración del suelo, acústicas y las generadas sobre la propia mesa por las piezas que están sobre ella. Las frecuencias típicas de las vibraciones comunes están en el rango de 4 a 100 Hz En la tabla 1 se muestran las frecuencias de vibraciones típicas en las instalaciones de un laboratorio:

Para tener una idea sobre la importancia de la amortiguación y aislamiento de vibraciones que debe tener una mesa holográfica, es pertinente evaluar la ecuación del periodo o frecuencia espacial “d” de una rejilla de difracción (1), ya que un holograma es en realidad una rejilla de difracción codificada. La frecuencia espacial de una rejilla holográfica está dada por [9]: