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O ENSAIO NÃO DESTRUTIVO DE ULTRASSOM INDUSTRIAL VOLTADO 
PARA A MEDIÇÃO DE ESPESSURA 
 
Isabela Lino Martins1, Felipe Gomes dos Santos2 
 
RESUMO: 
 
O seguinte trabalho tem como foco estudar a técnica de ensaio não destrutivo 
de ultrassom a fim de coletar dados para a medição de espessura de 
equipamentos e materiais industriais diversos, como por exemplo vasos de 
pressão, tubulações e caldeiras. 
 
 
INTRODUÇÃO: 
 
Diante da evolução tecnológica, a indústria foi capaz de se desenvolver e ao 
longo do tempo criar maneiras de detectar as falhas que podem vir a acontecer 
nos equipamentos através de técnicas de inspeção. A avaliação da condição 
estrutural e a regularidade dos serviços de manutenção dos equipamentos 
tornam-se essenciais para prever uma possível falha e assim, realizar uma 
intervenção mais precisa e eficaz, a fim de evitar possíveis danos e até mesmo 
incidentes. 
Os ensaios não destrutivos vieram para fortalecer a ideia de controle de 
qualidade dos materiais que compõem os equipamentos. A capacidade de 
implementação de uma metodologia voltada ao monitoramento da qualidade é 
vital para que os processos industriais acorram de forma satisfatório. E o ensaio 
não destrutivo de ultrassom é um método que permite medir a espessura das 
paredes de chapas e tubos com precisão. 
 
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA: 
 
A medição de espessura por meio do ultrassom tem por objetivo identificar em 
materiais ferrosos e não ferrosos descontinuidades do elemento ensaiado. Ao 
avaliar esta descontinuidade é possível verificar ao longo do material quais são 
as irregularidades presentes, ou seja, a falta de homogeneidade. E esta 
característica é relevante para que seja possível detectar as indicações de 
perdas relacionadas a resistência mecânica e metalúrgica. Segundo Andreucci, 
o ensaio visa reduzir as incertezas nos materiais, o que garante melhor utilização 
de material, melhores condições de serviço e a atuação mais precisa em caso 
de reparos. 
O ensaio de ultrassom utiliza sons de frequências elevadas (acima de 20 kHz) 
que ao colidirem no meio ensaiado poderão refletir da mesma maneira ou ao 
incidir em uma descontinuidade ou falha irão se comportar de modo diferente. E 
por meio de aparelhos específicos é possível fazer a leitura do comportamento 
da onda sonora. 
 
 
1 – Acadêmica de Engenharia Mecânica 
2 – Mestre em Engenharia e Ciência dos Materiais 
 
 
 
Figura. 1 – Demonstração do comportamento da onda sonora. 
 
 
1. Conceitos básicos 
 
Conforme a figura 1 é possível ver que a onda ao colidir com uma 
descontinuidade da peça teve seu reflexo diferente na tela do aparelho quando 
comparada ao comportamento da onda no restante do material. 
Como apresentado, o ultrassom é um ensaio que utiliza ondas mecânicas 
propagadas no meio em inspeção. As ondas são perturbações que se propagam 
no espaço ou em meios com transporte de energia. Elas podem ser classificadas 
quanto: 
• Natureza - mecânica ou eletromagnética 
• Direção de propagação: longitudinais ou transversais 
• Dimensão de propagação: unidimensional, bidimensional ou 
tridimensional 
Para fins de análise do processo de ultrassom industrial voltado para a medição 
de espessura é válido ressaltar as seguintes características das ondas. 
As ondas longitudinais são ondas cujas partículas oscilam na direção de 
propagação da onda e podem ser transmitidas por meio de sólidos, líquidos e 
gases. A velocidade de propagação desta onda é decorrência do meio. 
As ondas transversais ocorrem quando as partículas do meio vibram na direção 
perpendicular ao de propagação. É transmitida apenas em meio sólido. 
Há também a relação do conhecimento das ondas superficiais. Elas são assim 
chamadas, pois se propagam na superfície dos materiais. São classificadas em 
ondas: Rayleigh, Love e Lamb. 
A onda Raleigh apresenta um movimento elíptico e ocorre exclusivamente na 
superfície de um sólido, cuja espessura seja menor que o comprimento de onda. 
 
 
Figura 2 – onda superficial Rayleigh. 
 
 
 
A onda Love propaga-se na superfície do material, através de um movimento 
paralelo à superfície e transversal em relação a direção de propagação do feixe. 
 
 
 
 
Figura 3 – onda superficial Love. 
 
A onda Lamb é aquela onde o comprimento de onda é similar a espessura do 
material ensaiado. Podem ser simétricas ou assimétricas. 
 
 
Figura 4 – onda superficial Lamb. 
 
 
As ondas são medidas de acordo com a frequência, isto é, o número de ondas 
por segundo, cuja unidade é Hertz. 
A velocidade de propagação de uma onda é reflexo do meio onde ela se 
propaga, e é definida pela distância percorrida pela onda por unidade de tempo. 
O comprimento de onda é a distância entre dois picos consecutivos, 
representado pelo símbolo λ que significa lambda. O conhecimento do 
comprimento de onda é de significante importância, pois relaciona-se 
diretamente com o tamanho do defeito a ser detectado. 
Há uma relação entre frequência, velocidade e comprimento de onda que segue 
a fórmula a seguir: 
 
Onde: 
V= velocidade, λ = lambda, f = frequência 
 
O Bell, abreviado “B” é uma grandeza que define intensidade sonora (NIS) que 
compara as intensidades de dois sons quaisquer. 
A atenuação Sônica é quando a onda sônica ao percorrer um material qualquer 
sofre, em sua trajetória efeitos de dispersão e absorção, resultando na redução 
 
 
da sua energia ao percorrer um material qualquer. A dispersão deve-se ao fato 
de a matéria não ser totalmente homogênea, contendo interfaces naturais de sua 
própria estrutura ou processo de fabricação. 
A divergência do feixe sônico é um fenômeno físico que é responsável pela perda 
de parte da intensidade ou energia da onda sônica. É a divergência que se 
pronuncia à medida que nos afastamos da fonte emissora das vibrações 
acústicas. 
As ondas ultrassônicas são geradas ou introduzidas no material através de um 
elemento emissor com uma determinada dimensão e que vibra com uma certa 
frequência. Este emissor pode se apresentar com determinadas formas (circular, 
retangular). Tanto o elemento emissor e receptor, são denominados 
transdutores. É através do uso de cristais piezoelétricos, cuja característica é 
transformar a energia mecânica da pressão exercida sobre ele em energia 
elétrica e ao inverso que é possível o uso de eletrodos para a geração das ondas 
ultrassônicas. Os transdutores mais usuais são: os normais ou retos, o duplo 
cristal, angular e o phased-array. 
Em relação aos outros transdutores que por característica possuem apenas um 
cristal ou dois, o transdutor phase-array é o que apresenta grandes vantagens 
de aplicação, pois consegue em uma única varredura inspecionar o material com 
vários ângulos diferentes. 
 
 
Figura 5 – modelo de aparelho phased-array. 
 
 
 
2. Metodologias e instrumentos 
 
Os métodos de inspeção por ultrassom mais comuns são: a técnica de Impulso- 
Eco, a técnica de transparência e a técnica de imersão. 
A técnica de Impulso- Eco ocorre quando um transdutor é responsável por emitir 
e receber as ondas ultrassônicas que se propagam no material. Nesse método 
o transdutor é disposto em um dos lados do material. É possível identificar a 
profundidade, dimensão e localização da descontinuidade. 
 
 
 
Figura 6 – Técnica Impulso- Eco. 
 
 
A técnica de Transparência utiliza dois transdutores separados, um para a 
transmissão e outro para a captação das ondas ultrassônicas. Neste caso é 
necessário acoplar os transdutores nos dois lados da peça, de modo alinhados. 
Para este tipo de inspeção não é possível determinar a posição da 
descontinuidade, sua extensão, ou localização na peça. A técnica de 
transparência pode ser aplicada para chapas, juntas soldadas, barras. 
 
 
Figura 7 – Técnica de Transparência. 
 
 
A técnica de Imersão emprega um transdutor de imersão à prova d'água, preso 
a um dispositivo. O transdutor pode se movimentar, tanto na distância até a peça 
quanto na inclinação do feixe de entrada na superfície da peça. Neste método 
deimersão a peça é colocada dentro de um tanque com água. 
 
 
 
Figura 8 – Técnica de Imersão. 
 
 
 
Os instrumentos utilizados para a medição de espessura empregam o princípio 
de difração para detectar e calcular a dimensão da altura, profundidade e 
comprimento das descontinuidades, registrando no display o espaço percorrido, 
ou seja, a própria espessura. Operam com transdutores duplo cristal. Além disso, 
o ensaio possui reconhecimento por determinar com muita exatidão a espessura 
do material. Esse método possui alta sensibilidade na detecção de pequenas 
descontinuidades internas. O instrumento deve ser ajustado para a faixa de 
espessura a ser medida usando os blocos padrão graduado e calibrado 
conforme sugerido na figura da página a seguir, construído com material de 
mesma velocidade e atenuação sônica do material a ser medido. 
 
 
Figura 9 – Medidor de espessura. 
 
A norma ASTM E-797 padroniza os métodos de medição de espessuras. Os 
ajustes devem ser feitos de acordo com as instruções do fabricante. 
A calibração do aparelho medidor de espessura deve ser feita usando blocos 
escalonados com faixas de espessuras próximas da peça a ser medida. Em geral 
os blocos apresentados a seguir, podem servir de guia para o leitor. 
 
 
Figura 10 – Blocos padrão de espessura. 
 
3. Vantagens e desvantagens do ensaio de ultrassom para medição de 
espessura 
 
Uma das maiores vantagens de utilizar a técnica do ultrassom industrial é que 
ela é um método de ensaio não destrutivo, ou seja, a sua utilização não causa 
 
 
nenhum dano aos equipamentos, sendo um processo altamente seguro. Outro 
benefício do ensaio de ultrassom é a sua eficiência, já que ele consegue detectar 
com precisão as mínimas descontinuidades internas das peças. A técnica ainda 
dispensa o uso de processos intermediários, o que facilita o manuseio, tornando 
o seu uso muito dinâmico e prático. Um fato interessante sobre a medição de 
espessura por ultrassom é que esta pode ser empregada sobre camada de tinta, 
em altas temperaturas ou a frio. Além disso, o ensaio possui reconhecimento por 
determinar com muita exatidão a espessura do material. O ensaio por ultrassom 
não requer planos especiais de segurança ou quaisquer acessórios para sua 
aplicação 
Suas principais desvantagens são: a exigência de grande conhecimento teórico 
e experiência por parte do inspetor, além do preparo da superfície; o registro 
permanente do teste não é facilmente obtido; faixas de espessuras muito finas 
constituem uma dificuldade para aplicação do método; em alguns casos de 
inspeção de solda existe a necessidade da remoção total do reforço da solda. 
 
CONCLUSÃO: 
 
Conforme apresentado, o ensaio de ultrassom na voltado para a medição de 
espessura é muito importante pois as suas características revelam que a 
execução deste método, através de profissionais especializados e qualificados 
geram resultados sobre a qualidade da estrutura do equipamento, fato que 
poderá vir a determinar o tempo de vida útil de um material. Esta análise poderá 
então, refletir em índices de produtividade e competitividade no mercado 
industrial, bem como minimizar os impactos de possíveis incidentes. 
 
 
REFERÊNCIAS: 
 
ANDREUCCI,Ricardo, Ensaio por Ultrassom. Ed. Maio 2014. 
 
GARCIA; Amauri; SPIM; Jaime Alvares; SANTOS; Carlos Alexandre dos. 
Ensaios dos materiais. Rio de Janeiro: LTC, 2000. 
 
CIMM. Centro de Informação Metal Mecânica. Disponível em: 
https://www.cimm.com.br/portal/produtos/exibir/27960-ensaio-nao-destrutivo. 
Acesso em: 20/09/2019. 
 
Soares, Flávia Pereira, Inspeção baseada em risco: medição de espessura em 
dutos/ Flavia Pereira Soares. – Niterói, RJ: [s.n.], 2017. 
 
TELLES, P. C. S., Vasos de pressão, Rio de Janeiro, 2 ed., Editora LTC, 1996. 
Tubular Exchanger Manufacturers Association (TEMA), Standards of Tubular 
Exchanger Manufacturers Association, 9.ed. TEMA, 2007. 
 
Utmaax, Inspeção, Montagem e Manutenção. Disponível em: 
https://www.utmaax.com.br/medicao-espessura-ultrassom. Acessado em 
23/09/2019.