Radiografía.docx

INTRODUCCIÓN La radiación natural proveniente de las diversas fuentes que se conocen, varía de un lugar a otro y hasta el momento, el efecto que produce sobre el hombre, no se ha podido relacionar con el deterioro de la salud. Luego, no se sabe si con estos niveles de dosis, o no se producen efectos nocivos o la frecuencia es tan baja que no es detectable estadísticamente. El descubrimiento de los rayos X y la identificación y separación de materiales radiactivos hacia el final del siglo XIX, causaron riesgos imprevistos para la salud de las personas, pero además importantes beneficios para la humanidad. Fue necesario que las radiaciones, provenientes de las fuentes hechas por el hombre, empezaran a causar daños considerables para que se introdujeran medidas de precaución. Como dato estadístico se puede decir que hasta 1922 habían fallecido alrededor de 100 radiólogos por efecto de sobre exposición a las radiaciones. La necesidad de protección técnica y legal resultó obvia cuando las observaciones de daño por radiación en el hombre por los efectos de la radiación. En 1928, se creó la comisión internacional de protección radiológica, (ICPR), la cual publicó sus primeras recomendaciones en 1931. Las recomendaciones publicadas por el ICPR, han sido incorporadas en las “normas básicas de seguridad en materia de protección radiológica”, y también en muchos países, en la legislación nacional.

OBJETIVOS DE LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS POR RADIOGRAFÍA El propósito del ensayo por radiografía es detectar discontinuidades superficiales e internas en materiales, soldaduras, componentes e partes fabricadas. Este método de END, permiten el control del 100 % de una producción y pueden obtener información de todo el volumen de una pieza, con lo que contribuyen a mantener un nivel de calidad uniforme, con la consiguiente conservación y aseguramiento de la calidad funcional de los sistemas y elementos.

MARCO TEORICO Radiografía La radiografía es una forma de inspección no destructiva que gracias a la propiedad de atravesar materiales opacos a la luz de los rayos X o gamma deja una impresión fotografía de la energía radiante transmitida. El material absorbe cierta cantidad de energía radiante, pero dependiendo de la forma y las características de dicho material tales como la densidad, estructura o composición, creara una variación de la cantidad de energía absorbida dependiendo del sector. Estas variaciones de absorción son detectadas y registradas en una película radiográfica obteniéndose una imagen de la estructura interna de una pieza.

Para realizar el ensayo radiográfico se pueden utilizar fundamentalmente dos tipos de fuentes:  Generadores de rayos X: constan de un cilindro de alimentación donde se ha hecho el vacío previamente y que presentan un cátodo que al calentarse emite electrones. Estos electrones se aceleran por medio de un campo eléctrico hacia el ánodo sobre el que inciden con una alta energía. Solamente el 1% de esta energía se transforma en rayos X, transformación que tiene lugar en el foco térmico.  Fuentes isotópicas: las fuentes isotópicas están constituidas fundamentalmente por una fuente radiactiva, un dispositivo para exponer dicha fuente y un blindaje. La fuente radiactiva consta de una determinada cantidad de isótopo radiactivo que se descompone de forma natural dando lugar a la radiación gamma. La Radiografía Industrial permite asegurar la integridad y confiabilidad de un producto; además, proporciona información para el desarrollo de mejores técnicas de producción y para el perfeccionamiento de un producto en particular. La Inspección por Radiografía Industrial, se define como un procedimiento de inspección no destructivo de tipo físico, diseñado para detectar discontinuidades macroscópicas y variaciones en la estructura interna o configuración física de un material. Al aplicar Radiografía Industrial, normalmente se obtiene una imagen de la estructura interna de una pieza o componente, debido a que este método emplea radiación de alta energía, que es capaz de penetrar materiales sólidos, por lo que el propósito principal de este tipo de inspección es la obtención de registros permanentes para el estudio y evaluación de discontinuidades presentes en dicho material. Por lo anterior, esta prueba es utilizada para detectar discontinuidades internas en una amplia variedad de materiales.

El principio físico en el que se basa esta técnica es la interacción entre la materia y la radiación electromagnética, siendo esta última de una longitud de onda muy corta y de alta energía.

Durante la exposición radiográfica, la energía de los rayos x o Gamma es absorbida o atenuada al atravesar un material. Esta atenuación es proporcional a la densidad, espesor y configuración del material inspeccionado. La radiación ionizante que logra traspasar el objeto puede ser registrada por medio de la impresión en una placa o papel fotosensible, que posteriormente se somete a un proceso de revelado para obtener la imagen del área inspeccionada; o bien, por medio de una pantalla fluorescente o un tubo de video, para después analizar su imagen en una pantalla de televisión o grabarla en una cinta de video. En términos generales, es un proceso similar a la fotografía, con la diferencia principal de que la radiografía emplea rayos x o rayos Gamma y no energía luminosa. Aplicaciones: Las propiedades particulares de la radiografía facilitan su aplicación a nivel industrial, médico y de investigación; pues adicionalmente de que la energía de la radiación puede ser absorbida por la materia, también puede hacer fluorescer ciertas sustancias; siendo por todo esto que la técnica tiene diversas aplicaciones en diferentes ramas. En primer lugar, están las aplicaciones en las que se emplea la energía radiante y su efecto sobre la materia, como es el caso de las aplicaciones físicas (efectos de fluorescencia) médicas (destrucción de ciertas células) y biológicas (mutaciones o aplicaciones de esterilización biológica). En segundo lugar, deben mencionarse las aplicaciones en las cuales se emplean los efectos físicos, como son la difracción (determinación de estructuras cristalográficas), fluorescencia (determinación de composición química) y la ionización (detección de la radiación), etc. En tercer lugar, se tienen las aplicaciones en las que se mide la atenuación de la radiación, como es el caso de la medición de espesores en proceso de alta temperatura; la medición de niveles de fluidos; la determinación de densidades en procesos de producción continua y la Radiografía Industrial. Finalmente, resta aclarar que la corta longitud de onda de la radiación que emplea la radiografía le permite penetrar materiales sólidos, que absorben o reflejan la visible; lo que da lugar al uso de esta técnica en el control de calidad de productos soldados, fundiciones, forjas, etc. para la detección de defectos internos macroscópicos tales como grietas, socavados, penetración incompleta en la raíz, falta de fusión, etc. Riesgo y Detrimento La palabra riesgo se usa en protección radiológica para indicar la probabilidad que un individuo dado sufra un efecto nocivo como resultado de una irradiación. El riesgo total R, expresado en función del riesgo de cada efecto Objetivos de la protección radiológica de individuos expuestos Los objetivos de protección radiológica de individuos expuestos a la radiación son la prevención de la ocurrencia de efectos no-estocásticos y la limitación del riesgo

de efectos estocásticos a niveles considerados aceptables. Esto se obtiene limitando las exposiciones individuales. Aun si cada individuo está adecuadamente protegido, el detrimento total debido a una práctica. Consideraciones Radiológicas Con la finalidad de estimar dosis individual, (limitar el riesgo de sufrir efectos estocásticos y evitar efectos no-estocásticos por irradiación total o parcial del cuerpo), se especifica un número determinado de órganos o tejidos para ser considerados en la evaluación de la dosis, a causa de su mayor sensibilidad al daño y su severidad, por radiaciones. Para lo cual se les asigna factores de riesgo por unidad de inducción de mortalidad por cáncer o defectos genéticos importantes en generaciones posteriores inmediatas. Técnicas de protección contra la radiación Los criterios de protección utilizados contra las radiaciones deberán garantizar que las dosis se mantengan siempre por debajo de los límites que se han establecido previamente. Esto se logra con una adecuada educación y hábitos perfectamente conformados por parte de las personas que están vinculadas o trabajan con equipos industriales de gammagrafía y lo más importante por las condiciones de diseño que se deben cumplir. Se cuenta con tres parámetros para disminuir las tasas de dosis y las dosis resultantes, estos son: a) Distancia b) Tiempo de exposición c) Barreras blindantes. Para el parámetro de distancia, se comprende que en muchos casos bastaría alejarse lo suficiente de la fuente para disminuir las dosis a valores aceptables, puesto que, la densidad de las radiaciones disminuye en relación inversa al cuadrado de la distancia, en el caso de fuentes puntuales, pero en realidad si la distancia no está definida por una barrera física, depende de la voluntad del trabajador la circunstancia de laborar más o menos cerca de la fuente. Para el parámetro tiempo debemos considerar el tiempo que las personas expuestas van a estar sometidas a un cierto nivel de intensidad de dosis para realizar su trabajo, lógicamente, cuanto menos sea el tiempo empleado en la operación, menor será la dosis recibida. Por esto es importante que los trabajadores estén bien entrenados y conozcan muy bien las operaciones que tengan que efectuar en zonas donde estén expuestos a radiaciones ionizantes; con el objeto de permanecer el menor tiempo posible y así minimizar las dosis recibidas. En muchos casos, una adecuada combinación de estos dos parámetros (distanciatiempo), bastará para proporcionar una protección adecuada. Al alejarse de la fuente radiante lo suficiente, los niveles de radiación disminuyen rápidamente permitiendo estadías más prolongadas. Contrariamente, si se consigue acortarla a menor distancia, aun cuando los niveles de dosis sean superiores.

Las barreras blindantes, consiste en interponer, entre la fuente y el operador un espesor suficiente de algún material absorbente a la radiación. Al atravesar la materia, la radiación sufre una disminución de la energía de la radiación y la atenuación requerida, habrá que utilizar distintos tipos de espesores de materiales para el blindaje. Para la radiación electromagnética como rayos X, es preciso emplear materiales más densos como hormigón, hierro, plomo u otro. El blindaje, que se coloca habitualmente en las paredes (barreras físicas de un recinto) depende de diversas variables: a) Características de la fuente a blindar (tipo de emisor, actividad, energía de las emisiones). b) Distancia entre la fuente y las posiciones donde se supone estarán las personas a proteger. c) Categorías de las personas a proteger personal (ocupacionalmente expuesto o público), lo que determina el límite en la tasa de dosis al otro lado del blindaje que se aceptará. Los límites de dosis para trabajadores ocupacionalmente expuestos son, suponiendo que trabaja 8 horas diarias, durante 5 días por semana: Estos son valores máximos, que no pueden superarse; si es posible, se deben tomar valores más bajos, tan bajos como sea razonablemente posible, lo que depende de la optimización y por tanto del costo del blindaje. La radiación que llega a la zona a proteger puede ser: a) Directa o primaria b) Indirecta o secundaria Una fuente sin ningún blindaje emite isotrópicamente radiación primaria, hacia todas las paredes, pero habitualmente la fuente emisora está encerrada en una carcasa o cabezal y solamente durante cierto tiempo (tiempo de uso) irradia directamente, haciéndolo solo en cierta dirección prefijada. Las paredes recibirán no sólo radiación primaria sino también dispersada por el objeto irradiado, que difieren en sus características de la primaria; porque su intensidad es notoriamente menor que la de aquella, y hay un cambio en su espectro energético (se degrada su energía disminuyendo), pero también puede ser importante. En resumen, la radiación dispersa es menos intensa y de menor energía que la primaria. Tiempo durante el cual están ocupados lo lugares a proteger. Se llama “grado de ocupación” al porcentaje el tiempo durante el cual está habilitada una instalación (ej. 8 horas diarias) y durante el que simultáneamente, están ocupados los lugares a proteger por las mismas personas ( se estima que un pasillo tendrá un grado máximo de ocupación del 25%, ósea, sólo el 25% del tiempo de funcionamiento de la instalación estará ocupado por la misma persona, vale decir, unas 2 horas diarias; en cambio una oficina anexa pueda tener un grado de ocupación del 100% las mismas horas que funciona el servicio). Al igual que en todos los cálculos de protección radiológica, este grado de ocupación se sobre-estima para cubrirse con

holgura. Por todo lo mencionado, el diseño del blindaje (que será el mínimo posible, para optimizar) dependerá de dónde y cómo se ubica el recinto de irradiación respecto a las habitaciones colindantes, y de cómo se colocan los ahorros en costo de blindaje (es preferible ubicar la sala de irradiación subterráneamente o en un piso alto, sin edificios en frente de ella, con una o más paredes lindantes al exterior, a zonas ocupadas). Emisión Acústica (AE): Es un método de inspección de carácter mecánico y se basa en la emisión de pulsos definidos que se propagan en el material de forma radial a la velocidad de sonido .Con lo anterior se detectan y miden, a través de instrumentos de AET, las ondas elásticas que se crea en forma espontánea en los puntos de un material que se somete a esfuerzo físico y al que se deforma de manera plástica. Estos métodos permiten la detección de discontinuidades internas y subsuperficiales, así como bajo ciertas condiciones, la detección de discontinuidades superficiales.

VENTAJAS      

Es muy sensible y proporciona una impresión en película. Es un excelente medio de registro de inspección. Su uso se extiende a diversos materiales. Se obtiene una imagen visual del interior del material. Se obtiene un registro permanente de la inspección. Descubre los errores de fabricación y ayuda a establecer las acciones correctivas.

DESVENTAJAS    

Requiere de corriente externa. Peligro de radiación. Requiere equipamiento especial para situar el tubo de rayos x y la película. Se necesita personal entrenado y equipos de tratamiento de imágenes.

CONCLUSIÓN El ensayo no destructivo por radiografía permite conocer con anterioridad a que una pieza falle, los posibles defectos e imperfecciones presentes. La importancia y gran ventaja de este ensayo no destructivo es que permiten realizar las pruebas sin deteriorar ni maltratar la pieza y arrojando información valiosa de su estado. Dentro de la soldadura se practican mucho este tipo de pruebas, ya que permiten evaluar de manera muy precisa los acabados superficiales y sub-superficiales y encontrar los defectos en el procedimiento.

Ensayo de pérdidas También conocido como ensayo de fugas, las pruebas de estanqueidad suponen una garantía para el servicio óptimo de un sistema o proceso y, en ocasiones un compromiso con el medioambiente. Detecte y evite las fugas no deseadas. Las pruebas de estanqueidad tienen por objeto asegurar la ausencia de fugas en cualquier sistema en el que intervengan fluidos a presiones iguales o distintas a la atmosférica. Con independencia de las pruebas de presión, utilizadas además para la comprobación de la resistencia mecánica de los equipos a presión, suelen prescribirse ensayos de estanqueidad que a presiones generalmente inferiores permitan detectar la presencia de fugas en las distintas fases de fabricación e instalación de un equipo, conjunto o sistema así como durante su puesta en servicio. Los métodos de ensayo más habituales son: 

Ensayo directo de burbuja, sometiendo a presión el circuito ensayado y utilizando una solución burbujeante por el exterior que permita poner de manifiesto una eventual fuga.



Ensayo de vacío, sometiendo a vacío la superficie exterior del objeto ensayado utilizando también una sustancia burbujeante (Ensayo por Caja de Vacío).



Ensayo de fugas de Helio o Halógenos empleando como sustancias trazadoras tales elementos que son introducidos en el objeto o conjunto a ensayar y utilizando equipos detectores de las mismas por el exterior.



Empleando sustancias fácilmente detectables por su olor o color característico.

Emisión acústica. El análisis de estas emisiones se ha convertido en una ciencia en sí misma. La prueba de emisiones acústicas (AET) se ha convertido en una prueba no destructiva reconocida (NDT) método comúnmente utilizado para detectar y localizar fallas en estructuras cargadas mecánicamente y componentes. AE puede proporcionar información completa sobre el origen de una discontinuidad (defecto) en un componente estresado y también proporciona información relacionada con el desarrollo de este defecto ya que el componente está sometido a esfuerzos continuos o repetitivos. Las discontinuidades en los componentes liberan energía ya que el componente está sometido a carga o estrés Esta energía viaja en forma de ondas de estrés de alta frecuencia.

Estas ondas u oscilaciones se reciben con el uso de sensores (transductores) que a su vez convierte la energía en un voltaje. Esta tensión se amplifica electrónicamente y con el uso de los circuitos de temporización se procesa adicionalmente como datos de señal AE. Análisis de los datos recolectados comprende la caracterización de la tensión recibida (señales) según su fuente ubicación, intensidad del voltaje y contenido de frecuencia.

Radiografía por neutrones INTRODUCCIÓN Applus+ es el líder mundial en servicios de inspección radiográfica por neutrones (n-ray) en el ámbito de la industria aeronáutica. La radiografía por neutrones, también denominada inspección de rayos N, es un proceso único en el que se utilizan neutrones térmicos desde un reactor nuclear de baja potencia para crear la onda penetrante que permite realizar la inspección de los conductos internos de los componentes de las turbinas de las aeronaves. La radiografía por neutrones también es eficaz para detectar la existencia de hidrocarburos en el acero. La aplicación más frecuente es la inspección de las palas de turbina de motores a reacción refrigerados por aire. Existen también otros exámenes para los que resulta más eficaz la radiografía por neutrones que otras técnicas de ensayos no destructivos como los rayos X o los ultrasonidos.