Antecedentes Históricos de la Emisión Acústica en Latinoamérica – Primera Parte

Tulio A. Palacios
Comisión Nacional de Energía Atómica,
C.A.C., Av. Gral. Paz 1499, (1650) San Martín, Pcia. de Buenos Aires, Argentina.
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Introducción

En este trabajo se hace una revisión de los antecedentes históricos de las primeras observaciones de la emisión acústica en metalurgia, medicina y geología ya conocidos y se proporcionan nuevos, sobre todo los relacionados con nuestro continente.

Este periodo que llamaremos auditivo, cubre los aspectos de la percepción y descripción del fenómeno por parte de los antiguos y los primeros intentos de comprender su fundamento.

En el tiempo, abarca desde las épocas prehistóricas hasta el comienzo de la etapa científico-tecnológica de la emisión acústica en 1950, con la tesis y los trabajos del Dr. Joseph Kaiser (1-5).

Desde el punto de vista histórico, la emisión acústica es conocida desde tiempos remotos, puesto que se puede ser escuchada en diversos fenómenos naturales como, por ejemplo, en los movimientos sísmicos, congelamiento del hielo, rotura de rocas en las minas, etc. (6).

Es posible que los primeros artesanos que aprovecharan la emisión acústica fueran los alfareros al escuchar los sonidos emitidos por la cerámica defectuosa cuando ésta se estaba enfriando en el horno (7).

Además, del periodo científico-tecnológico, se mencionan los grupos de trabajo nacionales y regionales que se han conformado para estudiar esta disciplina.

También se hace un esbozo de las primeras incursiones en latinoamérica de las investigaciones en emisión acústica.

Antecedentes de la Emisión Acústica en Metalurgia

Es razonable suponer que la primera experiencia de la emisión acústica en metales haya sido el grito del estaño, sonido audible cuando se produce una deformación mecánica durante la deformación plástica de este metal. Las primeras piezas de estaño puro más antiguas que se conocen datan del 2650 a.C. (6).

La primera observación documentada de la emisión acústica en los metales se atribuye al alquimista árabe Abu Musa Yabir al-Sufi Hayyan (c. 721 – c. 815), también conocido por su nombre latinizado como Geber. En su libro Summa PerfectionisMagisterii, describe este fenómeno. Este manuscrito fue impreso por primera vez en
1545.

En esa obra él escribe que Júpiter (o sea el estaño) emite un fuerte sonido o ruido. También describe que Marte (o sea el hierro) suena mucho durante su forjado. Se atribuye el sonido en el hierro a la formación de martensita durante el enfriamiento.

Anterior a la publicación de Geber, el italiano Vannoccio Biringuccio escribió un libro de metalurgia en 1540, llamado De La Pirothecnia. En ese libro cuando se refiere al estaño expresa que: cuando una parte delgada [del estaño] es doblada o apretada por los dientes da un ruido natural de rotura, como el que hace el agua cuando se congela por el frío. En otra parte, al referirse a las aleaciones de plomo y estaño, menciona que el ruido es una forma de reconocer la pureza del estaño. Agrega que esto ocurre más con el estaño que con otros metales.

Figura 1. Portada de De la Pirothecnia de Vannoccio Biringuccio. Primera referencia sobre el grito del estaño en un libro impreso.

El primero que describió este fenómeno en América y en el mundo de habla hispana fue el metalurgista Alvaro Alonso Barba, sacerdote español que se desempeñó en el Virreinato del Perú, más precisamente en el Alto Perú, en lo que hoy es Bolivia.

Alrededor de 1637 escribió el libro titulado “El Arte de los Metales”, el primero escrito en América sobre metalurgia y editado en España en 1640.

En ese libro describe los conocimientos metalúrgicos de su época y entre ellos un capítulo dedicado a las características de los metales conocidos entonces y cuando se refiere al estaño expresa que: se produce un “estridor” cuando se lo muerde o quiebra.

Figura 2. Portada de Arte de los Metales de A. Alonso Barba. Primera referencia sobre el grito del estaño en idioma castellano.

Muchos años después, en la que fue la primera escuela de minería y metalurgia de América, el Real Seminario de Minería de México, uno de sus primeros profesores, el mineralogista Andrés Manuel del Río, escribe en 1795 un libro de texto para sus alumnos, titulado “Elementos de Oritognosia” donde se indica la forma de caracterizar a los minerales por el sonido que producen cuando se los toca con un cuerpo duro (8).

Además de los ejemplos en minerales, que trataremos después, expresa que una aleación, la amalgama de mercurio y plata “cruje” cuando es cortada con un cuchillo.

Figura 3. Andrés Manuel Del Río. Primer profesor de mineralogía en el Real Seminario de Minería de México. Descubridor del vanadio y autor de Elementos de Oritognosia.

Figura 4. Portada de Elementos de Oritognosia de Andrés Manuel Del Río. Primer libro de mineralogía impreso en América. Menciona el empleo del sonido para caracterizar los minerales.

Figura 5. Tabla donde se indica a la emisión de sonido como una forma de caracterizar a los Minerales

Thomas F. Drouillard, en su muy completo trabajo sobre la historia de la emisión acústica, recoge, entre otras, las experiencias de investigadores del siglo XIX y XX, donde comienzan a ser comunes las discusiones sobre el sonido que emiten metales como el estaño, cadmio, magnesio, cinc y hierro (7).

Por ejemplo, Elroy M. Avery en 1883 escribió que el cadmio “da un sonido de craqueo cuando es doblado, como lo hace el estaño”. También describe una experiencia con estaño: “Sostenga una barra de estaño cerca del oído y doble la barra. Note el sonido peculiar. Continúe doblándola y note que la barra comenzó a calentarse. El fenómeno parece ser causado por la fricción de las partículas”.

La próxima cita apareció en la edición de 1894 de Watt’s Dictionary of Chemistry de Muir y Morley: “Cuando una barra de estaño es doblada, un sonido craqueante puede ser escuchado debido a que los cristales en la parte interna de la barra se rompen unos con otros”.

Ya en el siglo XX, en Alemania J. Czochralski en 1916 publicó el primero de varios artículos asociando los gritos del estaño y del cinc al maclado. Allí citó al libro Gmelin- Kraut’s Handbuch der anorganischen Chemie de Friedheim y Peters de 1911 quienes a su vez referenciaban un articulo de S. Kalischer de 1882. Kalischer citaba referencias del grito del estaño publicadas antes de 1882 en Chemischen Handbüchern de Gmelin y Berzelius y el Watt’s Dictionary of Chemistry de Muir y Morley.

En Francia, Albert M. Portevin y François Le Chatellier en 1923 informaban que “pequeños ruidos secos” eran claramente audibles a una distancia de varios metros durante la fluencia y la formación de banda de Lüders en aleaciones de aluminiocobre- manganeso.

En 1924, en Rusia, según Classen-Nekludowa, los profesores Abram F. Joffé y Paul S. Ehrenfest notaron que en el proceso de deformación al corte en cristales de sal de roca y en monocristales de cinc progresaban a pequeños saltos, cada uno de ellos acompañado de un ruido como el tic tac de un reloj. Estos trabajos fueron continuados por M.V. Classen-Nekludowa en 1929 en cristales de sal de roca, latón mono y policristalino y aluminio policristalino, logrando una magnificaron óptica de 10000 X de los escalones de deformación.

En los Estados Unidos, Robert J. Anderson en 1925, informo en su tesis que durante los ensayos de tracción de una aleación de aluminio, entre el punto de fluencia y cerca de la carga de rotura, los incrementos de carga producían una serie de deslizamientos que daban lugar a una serie de líneas aserradas o bandas de Lüders. Estos deslizamientos eran acompañados por una serie de “clics o sonidos audibles” que dependían del espesor de la chapa, para una chapa delgada eran agudos y para chapas gruesas eran graves.

En Alemania, Erich Schell en 1929 informaba que la formación de martensita en los aceros era acompañada por “un claro ruido audible, cuyo sonido era similar al bien conocido grito del estaño”.

Por su parte el profesor P. W. Bridgman de los Estados Unidos en 1935 y en 1937 observó durante la rotación de algunos metales y muchos no metales sometidos a cargas de compresión lo hacían de manera ruidosa, con diferentes sonidos que se superponían con el fenómeno de la fluencia plástica.

También en los Estados Unidos el profesor Charles S. Barret en 1947 informaba que “la transformación del litio de la forma cúbica centrada en las caras es acompañada por una serie de clics audibles como en el maclado del estaño o magnesio y en la formación de la martensita”.

Hasta aquí se extiende la etapa “auditiva”, pues ya en 1950 Joseph Kaiser inicia la etapa científico-tecnológica con su tesis doctoral sobre Estudio del Fenómeno Acústico en los Ensayos de Tracción.

Tulio A. Palacios
Comisión Nacional de Energía Atómica, C.A.C., Av. Gral. Paz 1499, (1650)
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