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RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL

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CAPITULO 1

1. FUNDAMENTOS Y PRINCIPIOS FISICOS DEL ENSAYO 8 1.1 DESCRIPCIÓN GENERICA DEL METODO DE CAMPO DE APLICACION 8 1.2 NATURALEZA DE LA RADIACIÓN PENETRANTE. 8 1.2.1 Estructura de la Materia. 9 1.2.2 Variaciones en la Composición de los Átomos 11 1.2.3 Radioactividad 12 1.2.4 Características de la Radiación 14 1.2.4.1. Espectro de emisión de las radiaciones gamma. 14 1.2.4.2. Espectro de emisión de radiaciones X. 14 1.3 FUENTES NATURALES Y ARTIFICIALES. 15 1.3.1 Decaimiento Radioactivo. 15 1.3.2 Vida Media 17 1.3.3 Unidades y Medidas de Radiación 17 1.3.3.1. Actividad. 17 1.3.3.2. Actividad Específica. 18 1.3.3.3. Energía 18 1.4 INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON LA MATERIA. 18 1.4.1 Absorción, Dispersión, Efecto Fotoeléctrico, Compton y Producción de Pares. 18 1.4.2 Coeficiente de Absorción 20 1.4.3 Capa de Semiatenuación 21 1.5 IONIZACIÓN Y UNIDADES. 21 1.5.1 Detección de Radiación por Ionización. 21 1.6 PRINCIPIOS DE DETECCIÓN DE RAYOS X Y GAMMA. 22 1.6.1 Películas, Material Fluorescente, Equipos Electrónicos 22 1.6.2 Precisión de Medición 22 1.6.3 Limitaciones de Aplicación 22

CAPITULO 2. 2. SEGURIDAD DEL PERSONAL, DOSIMETRÍA Y RADIOPROTECCIÓN. 23 2.1 MAGNITUDES RADIOGRÁFICAS 23 2.1.1 Unidades de medida. 23 2.1.1.1.Exposición (X) 23 2.1.1.2. Dosis absorbida (DA) 23 2.1.1.3. Equivalente de dosis 23 2.1.1.4. Tasa de exposición (X) 24 2.1.15. Tasa de dosis 24 2.2. CALCULO DE DOSIS. 24 2.3. LIMITES DE DOSIS. 25 2.4. EFECTOS BIOLOGICOS DE LA RADIACIÓN. 26 2.4.1. Efectos Somáticos. 27 2.4.2. Efectos Genéticos. 27 2.5 CONTROL DE LA EXPOSICIÓN RADIOLÓGICA. 28 2.5.1 Tiempo 28 2.5.2 Distancia 29 2.5.3 Blindajes 30 2.6 INSTRUMENTOS PARA MONITOREAR RADIACIÓN 31 2.6.1 Monitores Individuales 31


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2.6.1.1. Película dosimétrica (lectura indirecta) 31 2.6.1.2. Dosímetro de bolsillo (lectura directa) 31 2.6.1.3. Dosímetro termoluminiscente (TLD, lectura indirecta) 32 2.6.2 Monitores de Áreas 32 2.6.2.1. Cámara de Ionización 32 2.6.2.2. Contador GEIGER-MULLER (GM) 32 2.6.3. Técnicas de Operación; Mantenimiento, Cuidado y Calibración de Monitores. 33 2.6.3.1. CONTRASTE (chequeo de calibración) 33 2.6.3.2. Calibración 34 2.6.3.3. Técnicas de medida 34 2.6.4 Procedimientos para Levantamientos Radiométricos. 34 2.6.5 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO DE FUGA 34 2.7 PROCEDIMIENTO PARA SEÑALIZACIÓN 34 2.8 SITUACIONES DE EMERGENCIA CON APARATOS DE RAYOS X

E IRRADIADOR 36 2.8.1 Ruptura del Enganche de la Fuente 36 2.8.1.1. Descripción 36 2.8.1.2. Verificación 36 2.8.1.3. Procedimiento 36 2.8.1.4. Planeamiento del retorno 36 2.8.1.5. Retorno 36 2.8.2 Ruptura de la Guaya del Control; Cerca del Enganche 37 2.8.2.1. Descripción 37 2.8.2.2. Verificación 37 2.8.2.3. Procedimiento 37 2.8.3 Desenganche del Tubo Guía 37 2.8.3.1. Descripción 37 2.8.3.2. Constatación 37 2.8.3.3. Procedimiento 37 2.8.4 Caída del Irradiador 37 2.8.4.1. Descripción 37 2.8.4.2. Procedimiento 38 2.8.5 Entrada Inadvertida de Personas dentro del Área de Aislamiento. 38 2.8.5.1. Descripción 38 2.8.5.2. Procedimiento 38 2.9 AISLAMIENTO DEL ÁREA 38 2.9.1. Recinto cerrado 38 2.9.2. Campo 38 2.10 MANTENIMIENTO DE EQUIPOS 39 2.10.1. Mantenimiento preventivo 39 2.10.2. Mantenimiento correctivo 39 2.11 INFORMES O REGISTROS 39 2.12 PLAN Y PROCEDIMIENTOS 39 2.12.1 Plan de Radioprotecciön 39 2.12.2 Uso de Procedimientos y Normas Especificas 40

CAPITULO 3 3. EQUIPOS Y FUENTES DE RADIACIÓN 41


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3.1 EQUIPOS DE RAYOS X 41 3.1.1 Tubos Generadores de Rayos X 41 3.1.2 Unidad Generadora, Panel de Comando 42 3.1.3 Longitud de Onda y Rendimiento 43 3.1.4. Diseño del Equipo y Forma de Emisión 44 3.1.5. Determinación del Tamaño del Foco 44 3.1.6 Accesorios 45 3.1.7 Aceleradores Lineales y Betatrones 45 3.2. EQUIPOS DE RAYOS GAMMA 46 3.2.1. Tipos de Fuentes de Rayos Gamma Utilizadas en Radiografía Industrial 47 3.2.1.1. Cobalto-60 47 3.2.1.2. Iridio-192 47 3.2.1.3. Tulio-170 47 3.2.1.4. Cesio-137 48 3.2.2 Características Físicas de las Fuentes de Rayos Gamma 48 3.2.3 Características Físicas de los Contenedores 49 3.2.4 Métodos y Cuidados en la Operación de Contenedores 50

CAPITULO 4. 4. REGISTRO RADIOGRÁFICO, FLUOROSCOPIA, XERORADIOGRAFIA. 51 4.1. PELÍCULAS RADIOGRÁFICAS 51 4.1.1 Composición de la Película y Formación de la Imagen 51 4.1.2. Curvas Características de las Películas. 51 4.1.2.1. Granulación 51 4.1.2.2. Densidad óptica 52 4.1.2.3. Velocidad 52 4.1.2.4. Empleo de curvas 53 4.1.3. Calidad de la Imagen Radiográfica. 53 4.1.3.1. Contraste 53 4.1.3.2. Gradiente 54 4.1.3.3. Definición 54 4.1.4 Clasificación de las Películas 55 4.1.5 Pantallas de Plomo y Fluorescentes 55 4.1.5.1. Pantallas de plomo 55 4.1.5.2. Pantallas fluorescentes 56 4.2. REGISTRO DEL ENSAYO POR FLUOROSCOPIA. 56 4.2.1 Intensificación de la Imagen. 56 4.2.2 Sistema de TV 57 4.3. XERORADIOGRAFIA 58

CAPITULO 5. 5. PARÁMETROS ESPECÍFICOS DEL ENSAYO 59 5.1 PRINCIPIOS GEOMÉTRICOS 59 5.1.1 Calculo de la Penumbra 60 5.1.2 Sobreposición 60 5.2 SENSIBILIDAD RADIOGRÁFICA 60 5.2.1 Indicadores de Calidad Radiográfica 60 5.2.1.1. ICI ASME y ASTM 62


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5.2.1.2. ICI tipo DIN 63 5.2.2 Radiación Dispersa 64 5.2.3 Uso de Pantallas, Máscaras y Filtros 65 5.3 VARIABLES DE EXPOSICIÓN 65 5.3.1. Ley de Intensidad, Distancia, Tiempo. 65 5.3.1.1. Relación Intensidad -Tiempo: 65 5.3.1.2. Relación Intensidad distancia 66 5.3.1.3. Relación distancia tiempo: 67 5.3.2 Ley del Inverso del Cuadrado de la Distancia 67 5.3.3 Construcción y Utilización de Gráficos de Exposición. 68 5.3.3.1. Curvas de exposición para gamagrafía 68 5.3.3.2 Curvas de exposición para radiografía 70 5.4 PROCESAMIENTO DE LA PELÍCULA RADIOGRÁFICA 71 5.4.1 Preparación para el Procesamiento 71 5.4.2 Procesamiento Manual de la Película en Cámara Oscura. 72 5.4.1.1.Revelado 72 5.4.1.2 Baño de parada, o de aclarado. 73 5.4.1.3. Fijación 73 5.4.1.4. Lavado de las películas 74 5.4.1.5. Cuidados a tener 74 5.4.3 Procesamiento Automático 75 5.5. EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE IMAGEN. 75 5.5.1 Identificación de la Película. 75 5.5.2 Determinación de la Densidad Radiográfica 75 5.5.3 Apariencia del ICI 76 5.5.4. Defectos de Procesamiento de la Película 76 5.5.5 Causas y Corrección de los Defectos de Procesamiento. 76 5.5.6. Condiciones de Luminosidad del Negatoscopio. 78

CAPITULO 6. 6. TÉCNICAS DE EXPOSICIÓN Y SELECCIÓN DE VISTAS. 79 6.1 TÉCNICA DE PARED SIMPLE 79 6.2. TÉCNICA DE PARED DOBLE. 79 6.2.1 Arreglo Radiográfico de Pared Doble y Vista Simple. 79 6.2.2 Arreglo Fotográfico de Pared Doble y Vista Doble 80 6.3. PROBABILIDAD DE DETECCIÓN EN FUNCIÓN DE LA FORMA

GEOMÉTRICA Y LA ORIENTACIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES EN RELACIÓN CON EL HAZ DE RADIACIÓN 80

6.4 EXPOSICIÓN PANORÁMICA 80 6.5 EXPOSICIÓN RADIOGRÁFICA EN MOVIMIENTO 81 6.5.1. Movimiento de la fuente respecto de la pieza 81 6.5.2. Movimiento de la pieza en relación con la fuente 82 6.6 EXPOSICIÓN CON PELÍCULAS MÚLTIPLES 82 6.7. EXPOSICIÓN RADIOGRÁFICA PARA DETERMINAR LA PROFUNDIDAD

DE LAS DISCONTINUIDADES. 83

CAPITULO 7 7. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Y LIMITACIONES DEL ENSAYO. 84


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7.1. APARIENCIA DE LAS DISCONTINUIDADES DE ACUERDO CON

LOS RESPECTIVOS PROCESOS DE FABRICACIÓN Y SUS LIMITACIONES DE DETECCIÓN 84

7.1.1. Fracturas 84 7.1.2. Grietas 84 7.1.2.1. Grietas de filete 84 7.1.2.2. Grietas de esmerilado 84 7.1.2.3. Grietas de tratamiento térmico 85 7.1.2.4. Grietas en tubos 85 7.1.3. Escamas de hidrógeno 85 7.1.4. Laminaciones 85 7.1.5. Contracciones o microcontracciones (rechupes) 85 7.2. DISCONTINUIDADES INTERNAS EN JUNTAS SOLDADAS 86 7.2.1. Inclusiones de gas (poros) 86 7.2.2 Inclusiones de escoria 86 7.2.3. Falta de penetración y fusión 87 7.2.4. Grietas 87 7.2.5. Falta de fusión 88 7.3. DISCONTINUIDADES SUPERFICIALES VISIBLES EN JUNTAS SOLDADAS. 88 7.3.1. Relleno insuficiente 88 7.3.2. Concavidad en la raíz de la junta 89 7.3.3. Sobrepenetración 89 7.3.4. Mordedura o socavamiento 89

CAPITULO 8 8. CÓDIGOS, NORMAS, ESPECIFICACIONES Y PROCEDIMIENTOS 90 8.1 CÓDIGOS, NORMAS, ESPECIFICACIONES 90 8.1.1 Conocimientos Generales de Códigos y Normas 90 8.1.2 Normas de Calificación y Certificación del Personal 90 8.2. ELABORACIÓN DE INSTRUCCIONES ESCRITAS PARA USO EN

DIVERSAS TÉCNICAS, MATERIALES Y FORMAS GEOMÉTRICAS, SELECCIÓN DE EQUIPOS Y PELÍCULAS ADECUADAS 91

CAPITULO 9. 9. PRESENTACIÓN Y REGISTRO DE RESULTADOS. 93 9.1 PRESENTACIÓN DE INFORMES RELATIVOS AL ENSAYO 93


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LISTA DE FIGURAS

Pág. Figura 1. Tubo de rayos catódicos 10 Figura 2. Experimento atómico de Ruterford en 1906 10 Figura 3. Modelo atómico de Rutherford. 11 Figura 4. Constitución de átomo de hidrógeno y helio 11 Figura 5. Esquema de separación de las radiaciones alfa, beta y gama. 13 Figura 6. espectro de emisión de los rayos gama 14 Figura 7. Esquema de tubo de rayos catódicos 15 Figura 8. espectro de emisión de rayos X 15 Figura 9. Esquema de decaimiento radiactivo del Co 60 16 Figura 10. atenuación electromagnética por el material 19 Figura 11. Efecto fotoeléctrico 19 Figura 12. Efecto Compton 20 Figura 13. Efecto producción de pares 20 Figura 14. Detección de la radiación por ionización 22 Figura 15. Efectos somáticos, que existen a partir de una dosis mínima (efectos limitados)

y efectos genéticos por pequeña que sea la dosis recibida (efectos lineales). 28 Figura 16. Variación de la exposición recibida en función del tiempo, fuentes gamma con

un Ci de actividad a 1 m de distancia. 29 Figura 17. Variación de la exposición en función de la distancia, para fuentes gamma con

1 Ci de actividad. 30 Figura 18. Plano de dosímetro de lectura directa 31 Figura 19. dosímetros individuales 33 Figura 20. Uso de detector de radiación para el monitoreo del área 33 Figura 21. Etiqueta para empaque de categoría I Blanca 35 Figura 22. Etiqueta para empaque de categoría II amarilla 35 Figura 23. Etiqueta para empaque de categoría III amarilla 35 Figura 24. corte transversal del ánodo en una ampolla de rayos X 41 Figura 25. Aparato de rayos X industrial. 42 Figura 26. Equipos de rayos X 44 Figura 27. Método parla determinación del tamaño de foco. 45 Figura 28. Aparatos de gamagrafía industrial 47 Figura 29. Fotografía de una fuentes radioactivas industriales 48 Figura 30. irradiadores (castillos) para gamagrafía industrial 49 Figura 31. Estructura de una película radiográfica 51 Figura 32. curva característica de una película radiográfica 54 Figura 33. Sistema fluroscópico 57 Figura 34. Diagrama esquemático del sistema de TV 58 Figura 35. Disposición geométrica entre fuente, película y objeto 59 Figura 36. Efecto de pérdidas por proximidades de la fuente. 60 Figura 37. Sobreposición entre filmes para cobertura total. 60 Figura 38. Posición de los indicadores y fuente de radiación para la calificación del método

de operación 61 Figura 39. IQR ASME o ASTM 62 Figura 40. IDR DIN 63 Figura 41. Radiación dispersa 64


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Figura 42. Uso de filtros y pantallas contra el aparato 65 Figura 43. ley del inverso del cuadrado de la distancia 68 Figura 44. factor de exposición para Ir 192 69 Figura 45. Factor de exposición para Co60 69 Figura 46. Curva de exposición curies-hora por espesor de acero 70 Figura 47. Curvas de exposición para rayos X 71 Figura 48. Unidad de procesamiento de películas 72 Figura 49. Esquema de montaje de las pantallas fluorescentes en la identificación 75 Figura 50. Técnica de exposición pared simple 79 Figura 51. Técnica de exposición pared doble vista simple. 79 Figura 52. Técnica de exposición pared vista simple 80 Figura 53. Técnicas de exposición panorámica. 81 Figura 54. Movimiento de la fuente con relación a la pieza 81 Figura 55. Movimiento de la pieza con relación a la fuente. 82 Figura 56. Doble exposición para localización de defectos 83 Figura 57. Radiografía de poros 86 Figura 58. Apariencia radiográfica de inclusiones de escoria 87 Figura 59. Apariencia radiográfica de falta de penetración. 87 Figura 60. Apariencia radiográfica de grietas 88 Figura 61. Penetración incompleta del cordón de soldadura. 88 Figura 62. Concavidad 89 Figura 63. Penetración excesiva 89 Figura 64. Socavamiento en ambos lados del cordón de soldadura 89


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CAPITULO 1

FUNDAMENTOS Y PRINCIPIOS FISICOS DEL ENSAYO

1.1 DESCRIPCIÓN GENERICA DEL METODO DE CAMPO DE APLICACION

La radiografía es un método usado para inspección no destructiva, se basa en la absorción diferencial de radiación penetrante por la pieza que está siendo inspeccionada. Debido a diferencias de densidad y de espesor, así como a las diferencias de las características de absorción ocasionadas por las variaciones de composición del material. Diferentes regiones de una misma pieza absorberán cantidades diferentes de radiación penetrante, esta absorción diferencial de radiación penetrante podrá ser detectada a través de una película, de un tubo de imagen o medida por detectores electrónicos de radiación. Esa variación en la cantidad de radiación absorbida, detectada a través de un medio, indica, entre otras cosas, la existencia de un defecto interno en el material.

La radiografía industrial es empleada para detectar variaciones en una región de un determinado material que presenta una diferencia de espesor o densidad comparada con una región contigua. Las diferencias muy grandes son fácilmente detectadas. Generalmente la radiografía puede detectar solamente características diferentes de una región, que presenta un espesor razonable en el plano paralelo a la dirección del haz de radiación, esto quiere decir que la capacidad del proceso para detectar defectos con pequeños espesores en planos perpendiculares al haz, dependerá de la técnica de ensayo realizada. Defectos como vacíos e inclusiones que presenten un espesor variable en todas las direcciones, serán fácilmente detectados desde que no sean muy pequeños en relación con el espesor de la placa. En general, variaciones que presenten 2 % o más de variación de absorción en relación con el espesor total, podrán ser detectadas.

1.2 NATURALEZA DE LA RADIACIÓN PENETRANTE.

Con el descubrimiento de los rayos X por el físico W. C. Roentgen en 1895, se dio inicio a los estudios sobre las emisiones de partículas, provenientes de cuerpos radioactivos, observando sus propiedades e interpretando sus resultados.

En esta época se destacaron dos científicos, Pierre y Marie Curie, quienes descubrieron el Polonio o Radio. A ellos se debe la Radioactividad (propiedad de emisión de radiaciones por diversas substancias).

Al comienzo del siglo XX (1903) Rutherford, después de profundos estudios formuló hipótesis sobre las emisiones radioactivas, conviene aclarar que en aquella época nada se conocía de los átomos y los núcleos atómicos, se debe a este científico la formulación del primer modelo atómico, tan útil que hasta hoy permanecen sus características.

El nombre de radiación penetrante se originó de la propiedad de que ciertas formas de energía radiante pueden atravesar materiales opacos a la luz visible. Se puede distinguir dos tipos de radiación penetrante usados en radiografía industrial: los rayos X y los rayos gamma, estos se distinguen de la luz visible por poseer una longitud de onda extremadamente corta, lo que les da la capacidad de atravesar materiales que absorben o reflejan la luz visible. Por ser de naturaleza semejante a la luz, los rayos X y los rayos gamma tienen una serie de propiedades comunes con la


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luz como son: poseer la misma velocidad de propagación (300.000 Km./s), se desplazan en línea recta, no son afectados por campos eléctricos o magnéticos y tienen la propiedad de impresionar emulsiones fotográficas. Se puede citar otras propiedades comunes entre las radiaciones penetrantes y la luz visible, sin embargo, varios fenómenos que se observan en la luz, son muy difíciles de ser detectados, el fenómeno de refracción, por ejemplo, ocurre en las radiaciones penetrantes, mas en una escala tan pequeña que son necesarios instrumentos muy sensibles para detectarlo, esto explica por que la radiación penetrante no puede ser focalizada a través de lentes, como acontece con la luz.

En el ámbito de los ensayos no destructivos debemos destacar tres propiedades de la radiación penetrante que son de particular importancia: - Desplazamiento en línea recta. - Atravesar materiales opacos a la luz, siendo parcialmente absorbidos por esos materiales. - Impresionar películas fotográficas, formando imágenes.

1.2.1 Estructura de la Materia.

Los filósofos griegos, creían que en el universo había solamente cuatro elementos básicos: tierra, fuego, agua y aire. Todas las cosas del universo eran formadas por la combinación de estos cuatro elementos básicos.

Con el tiempo algunos descubrimientos fueron realizados, un químico francés, Antoine Lavoisier, probó en 1774, que el aire era un elemento , y que estaba formado por substancias simples, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. En 1789, el químico inglés, Henry Cavendish, descubrió que otro elemento básico, agua, era realmente compuesto por oxígeno e hidrógeno.

Estos descubrimientos de los científicos, darían origen a las propiedades de las substancias químicas, un elemento fue definido como aquella sustancia que no podía ser químicamente dividido en sustancias más simples, ejemplos de elementos eran hierro, cobalto, nitrógeno, etc. las substancias que podían ser separadas en substancias simples por medios químicos eran llamadas compuestos, el agua es un compuesto ya que está formada por la combinación química de los elementos oxígeno e hidrógeno.

Los científicos enfocaron sus esfuerzos para descubrir mas elementos, esos descubrimientos revolucionarían la química. En la década de 1860 el científico ruso Dimitre Mendeleev, verificó que cuando los elementos son arreglados en orden de sus unidades de masa, existe una repetición periódica de sus propiedades, el diseñó una tabla ilustrando ese descubrimiento, esta se conoce como tabla periódica de los elementos, Mendeleev previó con gran certeza las propiedades de los elementos que aún no habían sido descubiertos, su predicción fue probada al descubrirse los elementos faltantes.

Noventa elementos se encontraron existentes en la naturaleza, quince elementos adicionales fueron producidos artificialmente, algunos elementos diferentes fueron descubiertos y los científicos estaban maravillados de cómo los elementos eran diferentes entre sí. John Dalton, inglés, postuló que un elemento estaba constituido por partículas submicroscópicas conocidas como átomos y que todos los átomos de un elemento tienen las mismas propiedades, un átomo es la parte básica del elemento, los científicos sabían que los diferentes elementos están constituidos por átomos con


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diferentes propiedades, la pregunta era ¿Cómo los átomos se diferencian entre sí? . Para entenderlo tuvieron que estudiar la composición de los átomos.

Un descubrimiento que realizaron al formular la teoría atómica era la emisión de los rayos catódicos . Este fenómeno era bien conocido: cuando la electricidad pasaba a través de un gas a baja presión, se emitía luz, las lamparas fluorescentes y los tubos de neón son ejemplos de este fenómeno (figura 1).

Figura 1.Tubo de rayos catódicos

El físico inglés Joseph Thompson, observó que esos rayos catódicos eran siempre idénticos dependiendo del material del cátodo y el tipo de gas utilizado. Thompson descubrió mas tarde que la misma partícula con la misma carga eléctrica era producida de varios otros modos, tal como la luz ultravioleta de ciertos materiales (principio del tubo electrónico). Esas partículas, posteriormente conocidas como electrones son cargadas con una carga eléctrica elemental, a partir de este descubrimiento Thompson afirmaba que todos los átomos contenían electrones pero en diferente número y que los átomos eran eléctricamente neutros, deberían por tanto contener una carga positiva de igual magnitud a la carga de sus electrones.

En 1906 Ernest Rutherford realizó experiencias bombardeando con partículas alfa finas laminas de oro (las partículas alfa son emitidas por ciertos radioisótopos, esto ocurre naturalmente y será tratado en capítulos posteriores), él pensaba que la mayoría de partículas pasaban directamente a través de la fina lámina de metal. Sin embargo, algunas partículas eran desviadas (figura 2).

Figura. 2 Experimento atómico de Ruterford en 1906

Esto llevó a Rutherford a dos importantes descubrimientos acerca de la estructura del átomo; la mayor parte de la materia correspondía a vacíos y la carga positiva del átomo no estaba dispersa en el átomo, sino concentrada en un pequeño volumen. Esto llevó al desarrollo del modelo atómico que es válido hasta hoy. El núcleo contiene la carga positiva del átomo, alrededor del núcleo, giran un número de electrones. Los electrones ocupan niveles o estratos de energía, el espaciamiento de esos niveles causa el gran tamaño del átomo en comparación con el núcleo (figura 3).


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Figura. 3 Modelo atómico de Rutherford. Dado que la carga elemental es la del electrón y la carga del núcleo es igual a la suma de las cargas electrónicas contenidas en los niveles, los científicos comenzaron a verificar que la partícula que tenía una unidad de carga positiva estaba en el núcleo, ellos creían que el más pequeño elemento, el hidrógeno, contenía solamente un electrón en sus niveles.

Los científicos descubrieron que los átomos de todos los elementos contienen protones, siendo diferenciados por la cantidad presente en el núcleo, cada elemento tiene un número fijo, basados en el número de protones del núcleo, el orden de los elementos fue arreglado para ser el mismo de la tabla periódica de Mendeleev.

Los científicos conocían ahora que el átomo estaba formado por un núcleo, el cual contenía un número de protones y una nube electrónica que contiene igual número de electrones. Sin embargo algo resultaba confuso, como el átomo de helio (número atómico 2) podía pesar cuatro veces más que el átomo de hidrógeno, irregularidades de peso persistían a través de la tabla periódica. Formularon algunas teorías para lo acontecido, pero la confusión terminó en 1932, cuando James Chadwick, físico inglés, descubrió una partícula llamada neutrón.

Esa partícula tenía una masa igual a la del protón, pero no tenía carga, para describir esta nueva propiedad los científicos crearon el número de masa, que es el número de partículas (protones y neutrones) del núcleo, El número de masa se escribe como un número en la parte superior del símbolo químico (figura 4).

Figura. 4 Constitución de átomo de hidrógeno y helio

1.2.2 Variaciones en la Composición de los Átomos

Todos los elementos que contienen, en su núcleo atómico, el mismo número de protones, pero que poseen diferente número de neutrones, manifiestan las mismas propiedades químicas y ocupan el mismo lugar en la clasificación periódica. Los elementos que por tener el mismo número de protones, tiene el mismo número atómico y por tener números diferentes de neutrones tienen números de masa diferentes, son llamados Isótopos, nombre cuya etnología indica que ocupan el mismo lugar en la clasificación periódica de los elementos.


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El número de Isótopos conocidos, de cada elemento, es muy variable, el yodo, por ejemplo, tiene 13, el hierro y el uranio tienen 6 cada uno, los isótopos de un mismo elemento no tienen las mismas propiedades físicas, por ejemplo, el isótopo de yodo I 127 es estable, todos los otros cuatro isótopos son inestables, en vista de esto, son llamados radioisótopos.

En 1934, los esposos Curie descubrieron la radioactividad producida artificialmente cuando, bombardeando con partículas alfa un objetivo de aluminio notaron una producción de neutrones y positrones que se mantenía tiempo después de retirada la fuente de partículas alfa. Concluyeron que al bombardear un objetivo de Al 127 con partículas alfa, formaban un isótopo de fósforo de acuerdo con la reacción nuclear siguiente:

13 Al 127 +2 He 4 -------15 P 30 +0 n

1

El isótopo artificial de fósforo se desintegra emitiendo positrones y formando un isótopo estable de silicio, esta transformación puede ser representada como sigue:

15 P 30 ------14 Si 30 +e

La producción artificial de isótopos puede realizarse con partículas alfa, así como con protones, neutrones, y rayos gamma de alta energía.

A partir de 1954, los radioisótopos pasaron a ser producidos en escala apreciable, en los reactores, iniciando la fase de producción de fuentes radioactivas de alta intensidad que tienen un gran número de aplicaciones industriales.

Los trabajos basados en el empleo de radioisótopos tienen una gran extensión, Las experiencias se multiplicaron en muchos sectores, no se exagera al decir que los radioisótopos han traído una verdadera revolución en todos los campos, en los cuales la experimentación desempeña un papel preponderante.

1.2.3 Radioactividad

Se define la radioactividad como la emisión espontánea de radiación por un núcleo atómico, que se encuentra en estado excitado de energía.

Existen tres tipos diferentes de radiación: - partículas alfa ( )

- partículas beta ( )

- partículas gamma ( )

Las partículas alfa son constituidas por dos neutrones y dos protones, constituyendo un núcleo de helio, debido a su alto peso y tamaño, estas poseen poca penetración y son absorbidas por una capa de pocos centímetros de aire. Las partículas beta son constituidas por electrones que poseen velocidades próximas a la de la luz, con carga eléctrica negativa, poseen un poder de penetración bastante superior a las radiaciones alfa, pudiendo ser absorbidas en su gran mayoría por una capa de algunos centímetros de acrílico o plástico. Las partículas gamma son de naturaleza ondulatoria, a diferencia de las demás que tienen características corpusculares, debido a esto, tienen alto poder de penetración en los materiales.

Es posible separar los tres tipos de radiación descritos, mediante la aplicación de un campo eléctrico o magnético a una muestra radioactiva (figura 5).


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Figura 5 Esquema de separación de las radiaciones alfa, beta y gama.

Las propiedades de las radiaciones electromagnéticas son dependientes de su longitud de onda (energía) que a su vez definen el tipo de radiación, las radiaciones electromagnéticas con sus respectivos intervalos de longitud de onda son dadas en la tabla 1.

Tabla 1. longitudes de onda de las radiaciones electromagnéticas Ondas de radio 10 6 a 10 13 Å Infrarrojo 7.7*10 3 a 4*10 6 Å Luz visible 3.9*10 3 a 7.7*10 3 Å Ultravioleta 4*10 3 a 10 Å Rayos X 5 a 10 -2 Å Rayos gamma 10 -2 a 5*10 -3 Å

Esta división no es rigurosa en cuanto a los valores límites citados.

Las propiedades de los rayos X que tienen importancia fundamental, cuando se trata de ensayos no destructivos son: - propagación en línea recta - polienergéticos - producen ionización en las emulsiones fotográficas y en los gases - Provocan fenómenos de fluorescencia. - son absorbidos por la materia - Pueden provocar mutaciones genéticas.

Otras propiedades de las ondas electromagnéticas son la frecuencia y la energía, podemos convertir la energía en longitud de onda o en frecuencia, la ecuación que relaciona la energía con la longitud de onda es la ecuación de Plank:

hcE = 1

Donde: E = energía (joule) h = constante de Plank (6.624 * 10 34 Joule*segundo) c = velocidad de la luz

= longitud de onda

Ejemplo de aplicación: ¿cuál es la energía de una radiación con longitud de onda de 0.1 Amstrong?. Siendo: c=3*10 8 m/s y 0.1 Å=10 -9 m E = 6.624*10 34 * 3*10 8/10 9=1.987*10 16 Joule


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Como 1 Joule = 6.242*10 12 Mev E = 0.012 Mev

La información más importante que se obtiene de esta ecuación es que cuanto menor es la longitud de onda, mayor es la energía de la radiación, como vimos, las radiaciones X y gamma son semejantes a la luz y a las ondas de radio, diferenciándose únicamente por su longitud de onda. Por presentar una longitud de onda muy corta, y por consiguiente tener una energía muy alta, los rayos X y gamma presentan propiedades y características, que los distinguen de las demás ondas electromagnéticas.

1.2.4 Características de la Radiación

Las radiaciones gamma son aquellas que son emitidas por el núcleo del átomo, el cual se encuentra en un estado excitado de energía, esto las diferencia significativamente de las radiaciones X, las cuales son emitidas por los estratos (niveles) electrónicos de los átomos, las emisiones no ocurren en forma desordenada y poseen un patrón de emisión denominado espectro de emisión.

1.2.4.1. Espectro de emisión de las radiaciones gamma. Las radiaciones gamma, provenientes de los elementos radioactivos naturales y artificiales, son emitidas con intensidades y energías bien definidas, caracterizando un espectro discreto de emisión, en otras palabras. Los rayos gamma que salen del núcleo del átomo, poseen energías bien definidas y características del radioisótopo considerado (figura 6).

Figura 6 espectro de emisión de los rayos gama

1.2.4.2. Espectro de emisión de radiaciones X. Los rayos X, destinados para uso industrial y médico, son generados en una ampolla de vidrio, denominada tubo de Coolidge, que posee dos partes distintas: ánodo y cátodo. (Figura 7). El ánodo y el cátodo son sometidos a una tensión eléctrica del orden de miles de voltios, el polo positivo se conecta al ánodo y el negativo al cátodo, el ánodo se construye con un pequeño trozo de tungsteno, también denominado objetivo, el cátodo es un pequeño filamento, similar al de una lámpara incandescente, por donde circula una corriente eléctrica del orden de los miliamperios.

1 2 Energía (MeV)

100%

50%

0


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Figura 7 Esquema de tubo de rayos catódicos

Cuando el tubo es encendido, la corriente eléctrica del filamento, lo calienta y empieza a emitir espontáneamente electrones que son atraídos y acelerados en dirección del objetivo, en esta interacción de los electrones con los átomos de tungsteno, ocurre una desaceleración repentina de los electrones, transformando la energía cinética cedida por estos en rayos gamma.

Otros fenómenos de interacción de los electrones con los átomos de tungsteno, también son responsables de la emisión de rayos X (figura 8). Los rayos X son generados en los estratos electrónicos de los átomos por varios procesos físicos, caracterizándose por presentar un espectro continuo de emisión, al contrario de las radiaciones gamma, en otras palabras, los rayos X emitidos por el aparato presentan una variedad muy grande de longitudes de onda o sea que la energía varía de una forma continúa.

Figura8 espectro de emisión de rayos X

1.3 FUENTES NATURALES Y ARTIFICIALES.

1.3.1 Decaimiento Radioactivo.

Existen en la naturaleza elementos químicos radioactivos, como por ejemplo el uranio, pero con el desarrollo de los reactores nucleares, fue posible la producción artificial de isótopos radioactivos a través de los reactores nucleares de activación. El fenómeno de activación, ocurre cuando elementos naturales son colocados junto al núcleo de un reactor y por tanto irradiados por neutrones térmicos que golpean el núcleo del átomo penetrando en él, esto crea un desequilibrio energético en el núcleo, al mismo tiempo que cambia su masa atómica, creando así un isótopo, el desequilibrio energético creado ocasiona la liberación de energía en forma de rayos gamma.


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Un átomo que fue sometido al proceso de activación, y por tanto su núcleo se encuentre en un estado excitado de energía empieza a emitir radiación, es fácil ver, por tanto, que el número de átomos capaces de emitir radiación, disminuye gradualmente a medida que pasa el tiempo. Este fenómeno es conocido como decaimiento radioactivo (figura 9).

Figura 9. Esquema de decaimiento radiactivo del Co 60

Una característica importante del Decaimiento Radioactivo es que no se presenta a las mismas velocidades para diferentes elementos, en una muestra de Co60 se puede observar que los átomos se desintegran más lentamente que en una de Ir192.

Con base en esos datos se puede expresar matemáticamente el decaimiento radioactivo por la siguiente relación:

dTdN o-N= 2 Se observa que la relación mostrada demuestra que el número de átomos N que se desintegran durante un cierto intervalo de tiempo es proporcional a , No y t , en esta ecuación la letra representa una magnitud denominada constante de desintegración, que significa la razón a la que se produce la desintegración, como se dijo anteriormente la constante de desintegración es una característica de cada uno de los elementos radioactivos.

Resolviendo la ecuación diferencial (2) se llega a la expresión matemática de la ley del Decaimiento Radioactivo:

t-= oeNN 3 Donde:

No = número inicial de electrones excitados N = número de átomos excitados después de un cierto intervalo de tiempo e = base de los logaritmos neperianos

= constante de desintegración, característica de cada material radioactivo


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t = tiempo transcurrido

Es importante observar en la ecuación (3), que el decaimiento obedece a una ley exponencial. Esto significa que el número N nunca será cero sino que tomará valores progresivamente menores. En otras palabras, un material radioactivo siempre estará emitiendo radiación, no importa cuanto tiempo haya transcurrido desde su formación (figura 9).

1.3.2 Vida Media

Cuando se produce una fuente radioactiva, excitamos un cierto número de átomos No de la fuente, como se vio con la ley de decaimiento radioactivo ese número de átomos excitados disminuye con el paso del tiempo, de acuerdo con las características del elemento radioactivo. (Ver 1.3.1.).

Por tanto, cuando ha pasado un cierto intervalo de tiempo, podemos tener en el material radioactivo exactamente la mitad del número de átomos excitados inicialmente.

A ese intervalo de tiempo transcurrido, se le denomina vida media del elemento radioactivo. Como la tasa de desintegración de los átomos es diferente para cada elemento, la vida media también será una característica de cada elemento.

La vida media es representada por el símbolo T1/2 y puede ser determinada por la siguiente ecuación:

0.693/= T1/2 (4) Donde: T1/2 = vida media del elemento

= constante de desintegración radioactiva

1.3.3 Unidades y Medidas de Radiación

1.3.3.1. Actividad. La actividad de una sustancia está dada por el número de desintegraciones que ocurren en un cierto intervalo de tiempo. Como la actividad presenta una relación con el número de átomos excitados presentes en el elemento radioactivo, podemos expresarla mediante una formula semejante a la del decaimiento radioactivo, o sea:

te -*Ao =A (5) Donde: Ao = actividad inicial del elemento radioactivo A = actividad del elemento radioactivo después de transcurrido un cierto intervalo de tiempo.

= constante de desintegración t = tiempo transcurrido Como se demostró en 1.3.1. ecuación (3) de decaimiento radioactivo, la actividad de un cierto elemento disminuye progresivamente con el pasar del tiempo, pero nunca podrá ser igual a cero.

La vida media de un elemento es el tiempo necesario para que su actividad caiga a la mitad. La unidad de medida de actividad es el Becquerel, que es definida de cualquier material radioactivo que sufre una desintegración por segundo.


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1 Bq = 1 dps

1 KBq = 10 3 dps 1 Mbq = 10 6 dps 1 GBq = 10 9 dps 1 TBq = 10 12 dps

La unidad antigua: 1 curio = 3.7 * 10 10 dps 1 Ci = 3.7*10 10 Bq = 37 Gbq, por tanto 1 Bq= 37 pCi

1.3.3.2. Actividad Específica. La actividad especifica determina la concentración de átomos en una sustancia radioactiva, se determina la actividad específica de un cierto elemento radioactivo dividiendo su actividad por su masa. Normalmente la actividad específica se mide en Ci/gr o Bq/gr. Esta medida es importante porque determina las dimensiones físicas de la fuente radioactiva. Las fuentes producidas con elementos de alta actividad específica tienen menores dimensiones que las fabricadas con elementos de baja actividad específica. Esto implica un aumento de la calidad radiográfica, mejorando las condiciones geométricas de la exposición.

1.3.3.3. Energía La energía de los rayos X o gamma, emitida por una ampolla o por un elemento radioactivo, es una característica que define la calidad del haz de radiación. Las unidades mas usadas para medir la energía de las radiaciones son los electrón-voltios (eV). Un electrón-voltio representa la energía generada por un electrón que es acelerado por una diferencia de potencial de un voltio, normalmente se emplean múltiplos de la unidad de la siguiente forma: 1 KeV = 1000 eV 1 MeV = 1.000.000. eV

1.4 INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON LA MATERIA.

1.4.1 Absorción, Dispersión, Efecto Fotoeléctrico, Compton y Producción de Pares.

La radiación electromagnética tiene la propiedad de atravesar la materia sólida que opaca la luz, vimos también que a medida que la radiación atraviesa un material su intensidad disminuye.

Experimentalmente se conoce que la intensidad de un haz que penetra en la materia disminuye de acuerdo con la ecuación:

x-e Io= I

(6) Donde: Io es la intensidad de radiación que incide sobre la materia, e es la base de los logaritmos neperianos, I es la intensidad del haz que emerge por el lado opuesto de la materia, es el coeficiente de absorción lineal, relacionado con el número atómico Z .

La cantidad de radiación absorbida por un material se torna mayor a medida que se aumenta el espesor del material, al revisar la ecuación (6) se confirma esta afirmación. Cuanto mayor es el espesor de un material, mayor es la cantidad de radiación que absorbe, o sea menor es la intensidad del haz que atraviesa el material, es importante anotar que nunca será posible absorber completamente la radiación incidente, por grande que sea el espesor utilizado, como la absorción


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obedece a una ley exponencial, la intensidad disminuye, pero nunca se puede anular completamente.

La capacidad de absorción varía para cada material, esto se explica mediante el coeficiente de absorción , que es una característica de cada material particular. Este coeficiente se determina experimentalmente y depende, principalmente, de las características de la materia (densidad d ) y de la energía de la radiación, esto explica porque un cierto espesor de plomo absorbe mas radiación que el mismo espesor de aluminio. Observando una barrera hecha de plomo (Z=82 y d= 11.348 g/cm3) y una barrera de aluminio (Z=13 y d= 2.78 g/cm3), para una radiación de energía de 0.409 Mev aproximadamente, se encuentra que el coeficiente de absorción del plomo es diez veces mas elevado que el del aluminio, para esta misma energía.

Figura 10 atenuación electromagnética por el material

La radiación interactúa con la materia principalmente a través de tres procesos: efecto fotoeléctrico, efecto Compton y formación de pares, así: El efecto fotoeléctrico ocurre cuando un rayo X o gamma incide sobre un electrón, transfiriéndole toda su energía, y de este modo, lo arranca del átomo por la ganancia de energía cinética. Este efecto predomina (o sea, tiene mayores posibilidades de ocurrir) cuando la energía del rayo incidente es menor de 100 KeV.

Figura 11 Efecto fotoeléctrico Cuando la radiación posee una energía mayor de 100 KeV el efecto predominante es el Compton, en este efecto la radiación incidente cede parte de su energía a un electrón del átomo, el cual gana velocidad, no obstante aún queda cierta cantidad de energía en forma de radiación, del rayo incidente, que viaja dentro de la materia en otra dirección y con una energía menor, esta radiación es denominada dispersa, tratada en 4.4.2.


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Figura 12 Efecto Compton

Cuando el rayo incidente presenta una energía mayor de 1.02 MeV puede ocurrir el proceso de formación de pares.

En este caso al pasar cerca de un núcleo atómico el rayo produce un par de partículas: un electrón, un positrón, ambos dotados de una cierta velocidad. Posteriormente el positrón se desintegra generando dos rayos de 0.51 MeV, además de la energía de la radiación, ciertas características del material tales como: número atómico y masa atómica, afectan las probabilidades de ocurrencia de este fenómeno de interacción de la radiación con la materia.

Figura 13 Efecto producción de pares

1.4.2 Coeficiente de Absorción

Teniendo en cuenta que la interacción de la radiación con la materia ocurre en una forma diferente conforme con la energía que la misma posee, verificamos que el coeficiente de absorción presenta diferentes valores para diferentes energías de radiación, retomando como ejemplo el plomo y el aluminio, se podrá observar que para otras energías sus coeficientes de absorción varían:

Tabla 2. Coeficiente de absorción para diferentes materiales Energía

Mev Aluminio

cm -1 Plomo

cm -1 Concreto

cm 1 Acero

cm -1 Uranio

cm 1

0.102 0.44 60.2 0.390 2.700 19.82 0409 0.247 2.43 0.224 0.722 4.84 1.022 0.165 0.772 0.150 0.468 1.42 1.250 0.148 0.620 0.133 0.410 1

Nota: los valores de esta tabla pueden variar dependiendo de la literatura consultada


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Por tanto se pueden concluir dos reglas simples.

1- Cuanto más alto es el espesor, la densidad y el número atómico de cierto material, mayor será la cantidad de radiación que podrá absorber.

2- Cuanto mayor es la energía de la radiación incidente, dentro de ciertos límites, menor será la cantidad de radiación absorbida por el material.

Otra regla práctica que debemos conocer, es que para la determinación aproximada del coeficiente de atenuación, conociendo las densidades de dos materiales diferentes, Siendo d(1) la densidad de un material, y d(2) y (2) respectivamente la densidad y el coeficiente de atenuación para una determinada energía. El coeficiente de atenuación (1), para la misma energía podrá ser encontrado por la relación:

1221 =* dd

(7) Ejemplo: Siendo (1) = 0.15 cm 1 y d(1) = 2.3 gr/ cm 3 respectivamente, el coeficiente de atenuación y la densidad del concreto, determine el coeficiente de atenuación (2) para el acero, sabiendo que la densidad d(2) = 7.8 gr/ cm 3. De la ecuación 7: 1-

2 0.51 = 0.15/2.3=7.8 = cm -

1.4.3 Capa de Semiatenuación

La capa de semiatenuación o espesor medio se define como el espesor de material capaz de absorber la mitad de la intensidad de una radiación medida sin barrera, se simboliza por X ½", el conocimiento de este valor es práctico para realizar un cálculo inmediato del espesor de material necesario para reducir el nivel de radiación, en un local a ser protegido, a los niveles recomendados.

Los valores de los espesores medios, para los materiales más comunes, así como, para varias energías son mostrados en la tabla 2.

Tabla 3. Espesores de la capa de semiatenuación para materiales mas comunes Energía máxima KeV Espesor medio mm

Plomo Espesor medio mm

Concreto Tm-170 84 0.25 8 Ir-192 600 5.3 36 Cs-137 660 5.5 34 Co-60 1330 13.4 55

Nota: los valores de esta tabla pueden variar dependiendo de la literatura consultada 1.5 IONIZACIÓN Y UNIDADES.

1.5.1 Detección de Radiación por Ionización.

Como se vio en el numeral 1.4.1, los procesos de interacción de la radiación con la materia, efectos fotoeléctrico y Compton, son procesos que quitan al átomo uno o más electrones orbitales, creando así mismo, un exceso de cargas positivas en el núcleo, el átomo en estas condiciones recibe el nombre de ion, con base en esto la radiación se puede detectar mediante una cámara que contenga un gas o una mezcla gaseosa y un electrodo central, sometiéndola a una diferencia de potencial de forma que cuando se exponga a una radiación ionizante, origine una corriente eléctrica debida al fenómeno de ionización del gas, siendo por tanto posible medir y detectar la cantidad de radiación presente en el ambiente.


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Figura 14 Detección de la radiación por ionización

1.6 PRINCIPIOS DE DETECCIÓN DE RAYOS X Y GAMMA.

1.6.1 Películas, Material Fluorescente, Equipos Electrónicos

Ya se vio que la radiación, al atravesar un determinado material, es absorbida en mayor o menor grado, en función de factores tales como el espesor del material, homogeneidad, etc. Se torna necesario, entonces, describir el medio de detectar esas variaciones en la absorción de radiación, en radiografía el medio usado para detectar la intensidad del haz que emerge de la pieza es la película radiográfica, la película usada en radiografía es muy semejante a una película fotográfica y el principio de funcionamiento de ambas es idéntico, o sea, registra puntos más oscuros donde incide más radiación, dando forma a una imagen.

Además de la película radiográfica, otros materiales son capaces de detectar las radiaciones ionizantes, tales como algunas sustancias que emiten una fluorescencia cuando son expuestas a las radiaciones ionizantes, de esta forma se detecta el hecho visualmente.

Otra forma que permite no solamente detectar las radiaciones, sino medir su intensidad, son los detectores electrónicos conocidos como Geiger-Muller, cámaras de ionización, Destelladores, contadores proporcionales, estos detectores funcionan básicamente con detectores que son sensibles a las ionizaciones producidas por el paso de la radiación (figura 14).

1.6.2 Precisión de Medición

Cada método de detección de radiación, descrito en 1.6.1, posee una aplicación específica. Por ejemplo la película radiográfica posee buena sensibilidad para detectar la radiación, pero no es precisa para calcular la calidad y cantidad de radiación. Lo mismo ocurre con los materiales fluorescentes, los medidores electrónicos, poseen buena precisión para la medición de la cantidad y calidad de radiación, siendo los más indicados para esta tarea.

1.6.3 Limitaciones de Aplicación

Para detectar la radiación, los métodos son limitados por cuanto son medios físicos en los que la radiación está presente, por ejemplo para detectar la radiación presente a plena luz del día, el método fluorescente no podría ser utilizado, de la misma forma si la detección tiene que ser realizada instantáneamente, la película radiográfica no podría ser empleada, ya que exige un procesamiento después de su irradiación.


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CAPITULO 2.

SEGURIDAD DEL PERSONAL, DOSIMETRÍA Y RADIOPROTECCIÓN.

2.1 MAGNITUDES RADIOGRÁFICAS

2.1.1 Unidades de medida.

2.1.1.1.Exposición (X) Es el cociente de Q por m, donde Q es la suma de las cargas eléctricas de todos los iones del mismo signo, producidos en el aire, cuando todos los electrones (positivos y negativos) liberados por fotones en un mismo volumen elemental de aire, de masa m, son completamente frenados en el aire:

= X (27) Las unidades de exposición son: - Sistema internacional: Culomb/Kg (C/Kg) - Unidad especial temporal: Roentgen (R)

C/Kg 10 * 2.58 = R 1 -8

R 10 * 3.88 = C/Kg 1 3

Existen algunos problemas con el uso de estas unidades para medir la exposición radiológica, estas unidades se basan en la absorción de energía por el aire, en tanto que los diferentes cuerpos tienen diferentes propiedades de interacción con los rayos X y gamma. De igual forma, es una medida que no puede ser aplicada en otros tipos de radiación, tales como las partículas alfa o los neutrones. Por tanto se desarrolló una nueva unidad para cuantificar la dosis absorbida de radiación (DA), para otros materiales.

2.1.1.2. Dosis absorbida (DA) Es el cociente entre la energía transferida por una radiación ionizante a un material, en un volumen elemental, y la masa de materia en ese volumen:

E/m DA (28) Esta magnitud de dosis absorbida es capaz de abarcar todos los tipos de radiaciones, directa e indirectamente ionizantes, las unidades de dosis absorbida son: - Sistema internacional: Gray, Gy. 1 Gy = 1 J/Kg - Unidad especial temporal Rad, 1 Rad = 0.01 Gy

La relación entre exposición y dosis absorbida es: En el aire 1 C/Kg = 33.72 Gy (1R = 0.87 Rad) En tejido 1 C/Kg. = 36.05 Gy (1 R = 0.93 Rad)

2.1.1.3. Equivalente de dosis Es el producto de la dosis absorbida, el factor de calidad, el factor de distribución de dosis absorbida, y otros factores modificadores, necesarios para denotar la modificación de la efectividad de producciónde efectos biológicos de una dosis absorbida: H = DA·FD·FQ·N Sievert (Sv) 1 Sv = 100 Rem

El factor de calidad (FQ) expresa las variaciones de eficiencia biológica de una dosis absorbida, en relación con la transferencia lineal de energía.


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El factor de distribución (FD), expresa las modificaciones del efecto biológico debidas a la distribución no uniforme de radionúclidos incorporados internamente. Para el caso de la radiografía industrial, se considera generalmente como uno.

TABLA 4. Valores de FD usados en radiografía industrial Tipo de radiación FQ Rayos x y gamma

Partículas beta con energía: >30 Kev < 30 Kev

1.0

1.0 1.7

Partículas alfa 10 Neutrones hasta 10 KeV 3

Neutrones de 10 a 100 KeV 8

Por tanto una exposición de 25.4 mC/Kg. (1R) en radiografía industrial, causará una dosis de 0.01 Sv (1 rem), pero si se estuviera trabajando con partículas alfa, provenientes de emisores radioactivos naturales, 25.4 mC/Kg ocasionarían una dosis de 0.1 Sv (10 rem).

Un submútiplo del Sievert es el mSv, que corresponde a la milésima parte de un Sievert.

2.1.1.4. Tasa de exposición (X) Se define como el cociente de la exposición (X) por unidad de tiempo (t):

X/tX (29) En general la tasa de exposición se expresa en C/Kg.h (o en C/Kg.h) en las nuevas unidades y en R/h (o en mR/h) en las antiguas unidades.

C/Kg.h10 * 2.58 R/h 4

0.258 1mR/h

2.1.15. Tasa de dosis Es el cociente entre la dosis absorbida por unidad de tiempo:

D/t D

En general la tasa de dosis se da en Sv/h (o en mSv/h) en las nuevas unidades y en Rem/h (o mRem/h) en las antiguas unidades.

2.2. CALCULO DE DOSIS.

El cálculo de dosis es muy importante para él calculo de las distancias y aislamientos del área, para asegurarse de que los límites recomendados en 9.3 sean respetados. Este procedimiento es de carácter preventivo y puede ser realizado mediante la lectura de la tasa de exposición en el detector de radiación empleado para monitorear el área, tanto en el caso de rayos X como de gamma.

En el caso de los rayos gamma, el calculo de la tasa de exposición a una distancia d , debida a una fuente radioactiva con actividad A, está dada por la siguiente relación:

T·A/d X 2 (31) Donde: d = es la distancia en metros A = actividad de la fuente en Becquerel


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T = constante específica de la radiación gamma (tabla 4)

TABLA 5. Valores de T, para algunas clases de radiación. Radioisótopo Símbolo T [ C/Kg·h·Gbq a 1 m]

Cesio 137 Ce-137 2.3 Cobalto 60 Co-60 9.06 Iridio 192 Ir-192 3.48 Tulio 170 Tu-170 0.017

Nota: los valores pueden variar dependiendo de la fuente consultada,

Ejemplo de aplicación: Calcular la dosis de radiación recibida por un operador de gamagrafía, que debe permanecer 30 segundos a 20 metros de una fuente de Ir-192 con actividad de 100 Ci. De acuerdo con 1.3.3, se tiene que 1 Ci = 37 GBq, y por tanto la actividad de esta fuente es 3700 GBq, entonces:

d = 20 m T= 3.48 [ C/Kg·h·Gbq a 1 m] A = 3700 GBq

32.19 20)*3700/(20*3.48 X

Como el tiempo que los operadores permanecen en el área es 30 Sg = 0.0083 h, se tiene:

0.267 0.0083*32.19 X . 2.58*10-4---------- 0.01 Sv 0.267*10-6--------- H H = 0.01 mSv

2.3. LIMITES DE DOSIS.

La norma CNEN EN-3.01 (Directrices básicas de radioproteción Jul. /88), publicada por la comisión nacional de energía nuclear del Brasil, determina los niveles máximos permitidos de radiación. Siempre que sea posible se deben tener niveles de exposición y dosis inferiores a los indicados.

TABLA 6. Limites de dosis anuales. Dosis equivalente Trabajador Público

Equivalente efectiva 50 mSv 1 mSv Para órganos de tejido 500 mSv 1 mSv

Para la piel 500 mSv 50 mSv Para el cristalino 150 mSv 50 mSv

Para las extremidades 500 mSv 50 mSv a- Trabajadores: Profesionales ligados directamente al uso de material radioactivo (operadores, ayudantes

de radiografía, etc.). b- Público: Personas que viven o trabajan en cercanías a los lugares donde se manipulan fuentes

radioactivas, o instalaciones nucleares en general, la mayor preocupación para el público son los efectos genéticos producidos por la radiación, en este caso el levantamiento de dosis se hará por muestreo.

c- Limites derivados del trabajo. Para planear y evaluar las condiciones de trabajo, se emplean otros datos llamados limites derivados para el trabajo .


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Si la MDP es de 50 mSv/año y cada año tiene 50 semanas, entonces se tiene 1 mSv/semana, como un mes tiene 4 semanas, entonces es 4 mSv/mes, si un trabajador realiza un trabajo semanal de 40 horas, entonces los límites derivados de trabajo son: 4 mSv/mes, 1 mSv/semana, 0,025 mSv/hora ( o 400 mRem/mes, 100 mRem/semana, 2.5 mRem/hora).

Para individuos del público, y para efectos de cercado de áreas, se puede admitir tasas de dosis de 2/100 de las tasas de los trabajadores. Los anteriores valores se utilizan para planear operaciones que involucren riesgos de dosis, pero se debe tener siempre en cuenta los valores reales que ocurren y las dosis anuales.

2.4. EFECTOS BIOLOGICOS DE LA RADIACIÓN.

Los efectos biológicos de la radiación son conocidos desde que Roentgen anuncio su descubrimiento, ya en aquella época, al ser sometida a la acción de los rayos X, su piel presentaba un eritema, considerado el primer efecto biológico observado.

Desafortunadamente, a la observación de Roentgen no le fue dada la debida importancia y el uso indiscriminado de rayos X, produjo una serie de víctimas, entre las cuales estaban incluidos centenares de radíologos. El estudio de los efectos biológicos de la radiación comenzó a ser realizado seriamente, después del desarrollo de los reactores y de la utilización más amplia del material radioactivo en la medicina, industria y ciencias en general,

Actualmente se conocen con cierta precisión los efectos biológicos de la radiación relacionados con la exposición de los operadores, a nivel celular, los fenómenos que ocurren son: a- Inhibición temporal de la capacidad de reproducción b- Inhibición definitiva de la capacidad de reproducción c- Alteración morfológica y funcional d- Muerte de la célula

Esto ocasiona diferentes consecuencias en el organismo, dependiendo de la naturaleza de la célula y de las funciones de la misma. Básicamente, podemos decir que la acción de las radiaciones sobre el hombre, puede ser directa o indirecta. - Directa: cuando la radiación actúa en las células, causando su efecto. - Indirecta: cuando la radiación provoca la aparición de substancias tóxica, que al ser

metabolizadas por las células provocan efectos dañinos.

La respuesta del organismo a la radiación puede ser descrita con una de las curvas presentadas en la, figura 15, los efectos biológicos de las radiaciones dependen de una serie de factores, físicos, químicos y fisiológicos. - Físicos: calidad de la radiación, cantidad de radiación (dosis), tiempo de exposición,

temperatura. - Químicos: concentración de oxígeno - Fisiológicos: volumen expuesto y estado general del individuo.

Esta dependencia torna difícil el estudio de los efectos biológicos de la radiación, pues no todos los factores pueden ser controlados artificialmente. Con los estudios realizados para eliminar la dependencia de la calidad de la radiación, fue introducida una nueva unidad, el Sv que sirve


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exclusivamente para medir dosis de radiación en el ser humano (9.1.1.c). Si se considera únicamente el estudio de exposición de profesionales, otros parámetros como temperatura del cuerpo, concentración de oxígeno, y estado general, pueden ser eliminados. Teniendo en cuenta únicamente la dosis, tiempo de exposición y volumen del cuerpo.

Si se toma inicialmente la exposición de todo el cuerpo, se cuenta con dos parámetros, estos son: dosis y tiempo. Para poder estudiar los efectos biológicos de la exposición, se fija uno de estos parámetros y variar el otro. Se acostumbra fijar la dosis y variar el tiempo de exposición, caracterizando la exposición aguda, si la dosis se administra en un intervalo corto de tiempo (horas o máximo días) y exposición crónica si la dosis se administra en meses o años. Por facilidad de comprensión, los efectos se dividen en somáticos y genéticos.

2.4.1. Efectos Somáticos. Son aquellos que alteran el individuo, pudiendo o no alterar su descendencia. Nuestro conocimiento respecto de los efectos biológicos de la radiación, proviene en su mayoría, de experimentos hechos con cobayas y extrapolados al ser humano.

En el caso de exposiciones agudas, algunos de los resultados obtenidos pudieron ser verificados experimentalmente, cerca de lugares de accidentes (los álamos, Checoslovaquia, Chernobil. Guayana) o explosiones atómicas (Hiroshima y Nagasaki).

TABLA 7. Exposiciones agudas Dosis aguda, en Sv Efectos probables

0 a 0.5 Ningún efecto, excepto pequeñas variaciones en la sangre. 0.8 a 1.2 Vómitos y nauseas por cerca de 1 a 5 días, en el 10 % de las personas expuestas,

pero sin incapacidad. 1.3 a 1.7 Vómitos y nauseas por cerca de un día, seguidos por otros síntomas debidos a la

radiación, en cerca del 25 % de las personas, ningún muerto. 1.8 a 2.2 Vómitos y nauseas por cerca de un día, seguidos por otros síntomas debidos a la

radiación, en cerca del 50 % de las personas, ningún muerto. 2.7 a 3.3 Vómitos y nauseas en casi todas las personas, durante el primer día, seguidos de

otros síntomas debidos a al radiación. Cerca del 20 % mueren de 2 a 6 semanas después. Los sobrevivientes convalecen por cerca de tres meses.

4.0 a 5.0 Vómitos y nauseas en todas las personas durante el primer día, seguidos por otros síntomas debidos a la radiación. El 50 % mueren en un mes, los sobrevivientes convalecen por 6 meses, Esta cantidad de dosis se conoce como DL50.

5.5 a 7.5 Vómitos y nauseas en las cuatro horas siguientes a la exposición, seguidos de otros síntomas debidos a la radiación, pocos sobrevivientes, tiempo de convalecencia 6 meses

8.0 Vómitos y nauseas en todas las personas, seguidos de otros síntomas, sin sobrevivientes, este límite de dosis se conoce como DL100

Nota: Se pueden encontrar variaciones, dependiendo de la fuente consultada.

2.4.2. Efectos Genéticos. Son aquellos que alteran la descendencia del individuo y en general aparecen sin la existencia de un efecto somático. El efecto genético depende básicamente de la dosis, esto es, por menor que sea la cantidad de radiación podemos tener alteración de un cromosoma. En este caso entra a ser importante el número de personas, esto es la dosis poblacional, o efecto poblacional de las radiaciones recibidas por una parte de la población (pacientes y profesionales) que es idéntico al que ocurriría si esa dosis se repartiera entre el total de la población (Precepto de Freire Maia).


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Otro aspecto interesante en el efecto genético, es que se sabe que existe una cierta tasa de mutaciones naturales. Para determinar el efecto proveniente de las radiaciones, los científicos calcularon cual es la dosis que debería ser recibida por las gónadas para doblar la tasa natural. Esta cantidad es llamada dosis duplicadora y para los humanos está entre 0.3 a 0.8 Sv. Se debe tener en cuenta que toda la dosis debe ser recibida durante la edad de procreación, esto es en individuos de una cierta franja de edad. Los efectos genéticos resaltan la importancia de tener medidas de seguridad adecuadas durante las exposiciones y las condiciones de trabajo. La manifestación de una mutación puede ocurrir hasta la octava generación y sin que el individuo muestre síntomas de exposición.

Figura 15. Efectos somáticos, que existen a partir de una dosis mínima (efectos limitados) y efectos genéticos por pequeña que sea la dosis recibida (efectos lineales).

2.5 CONTROL DE LA EXPOSICIÓN RADIOLÓGICA.

El propósito de este numeral es discutir métodos para reducir y minimizar la exposición a la radiación para las personas. Los principales métodos usados para lograr esto se pueden resumir como: Tiempo, Distancia y Blindaje.

2.5.1 Tiempo El método para reducir la exposición a la radiación, y que es más fácil de usar y entender, es el Tiempo, cuanto menor tiempo se esté en un área de radiación, menor será la exposición recibida. Consideraciones serias deben ser dadas a este método de reducción de la exposición, la realización de trabajos con radiación ionizante, es ejecutada en un área de radiación, y por tanto deben ser previamente planeados. Entretanto las personas en el área deben saber exactamente que hacer, siempre que sea posible, la preparación para la realización del trabajo, el conocimiento de las herramientas y equipos, etc. deben ser realizados fuera del área de radiación. En algunos casos, la simulación del trabajo a ser ejecutado es benéfica (hecha fuera del área de radiación) ayudando a la persona a realizar su trabajo más eficientemente y minimizando el tiempo perdido. Todos los recursos disponibles deberán ser empleados para minimizar el tiempo de permanencia en el área de radiación. MENOR TIEMPO = MENOR EXPOSICIÓN.


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Figura 16. Variación de la exposición recibida en función del tiempo, fuentes gamma con un Ci de actividad a 1 m de distancia.

2.5.2 Distancia Sirve para reducir la exposición a las radiaciones de las personas, cuanto más grande es la distancia de una fuente de radiación a la persona que trabaja, menor es la exposición recibida. Las fuentes utilizadas en radiografía industrial pueden ser consideradas como puntuales. Para estas fuentes, la intensidad de radiación se relaciona con la distancia por la Ley del inverso del cuadrado de las distancias, Una intensidad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia , esta fórmula se puede usar para relacionar dos intensidades a distancias diferentes.

2(db/da) Ia/Ib

Por ejemplo, un Ci de Co-60 produce un nivel de radiación de 1.31 R/h a un metro de distancia, se determina el nivel de radiación a 4.5 m como sigue: Ia/Ib = (db/da)2

1.31/Ib = (4.5/1)2

Ib = 0.065 R/h Ib = 65 mR/h

Si se considera una fuente de Ir-192 con 55 Ci, que produce un nivel de radiación de 440 R/h a una distancia de 25 cm, se determina a que distancia la fuente produce un nivel de radiación igual a 2.0 mR/h. Ia/Ib = (db/da)2

440/0.002 = (db/0.25da)2

db = 117.26 m


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Figura. 17. Variación de la exposición en función de la distancia, para fuentes gamma con 1 Ci de actividad.

2.5.3 Blindajes El calculo de la barrera de blindaje necesaria para reducir la intensidad de radiación a los niveles previamente establecidos, puede ser realizado con el concepto de Capa Semireductora o HVL, como se describió en 1.4.3.

Ejemplo de aplicación: si una fuente de Ir-192, se coloca a un metro de una persona, produce 50 mSv/h en este punto, cual es el espesor necesario de acero para reducirla a 2 mSv. Si se coloca 1 capa semirreductora = 25 mSv Si se coloca 2 capas semirreductoras = 12.5 mSv Si se coloca 3 capas semirreductoras = 6.25 mSv Si se coloca 4 capas semirreductoras = 3.13 mSv Si se coloca 5 capas semirreductoras = 1.56 mSv Por tanto si se coloca 5 capas semirreductoras, el valor obtenido será igual o inferior a 2 mSv/h, como el valor del espesor medio para el acero es de 11 mm, debemos colocar 55 mm de acero para obtener 2 mSv/h

Para valores muy altos, el cálculo se torna impropio o trabajoso, por tanto definimos el Factor de Reducción (K), como la razón entre el valor de exposición sin blindaje y el valor con blindaje.

K = valor sin blindaje/valor con blindaje Se puede demostrar que el valor de K puede ser escrito como:

n2

K o K/0.3 log n

Donde n es el número de espesores medios requeridos para lograr el factor de reducción necesario, aplicando este cálculo al ejercicio anterior se tiene:

25 [mSv/h] 2[mSv/h]/ 50 K

n2 25 y 4.66 25/0.3 log n espesores medios. Como el valor del espesor medio para el acero es 11 mm, se tiene 4.66*11 = 51 mm de acero.


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2.6 INSTRUMENTOS PARA MONITOREAR RADIACIÓN

2.6.1 Monitores Individuales 2.6.1.1. Película dosimétrica (lectura indirecta) son películas radiográficas dentro de un porta películas empacadas en una envoltura de plástico. Henry Becquerel verificó que la radiación causaba un oscurecimiento de la película, este es el principio de utilización de la película dosimétrica. Diferentes tipos de películas tienen diferentes sensibilidades y respuestas para la radiación. Las radiaciones beta y gamma causan el oscurecimiento de la película. La densidad de la película expuesta es directamente proporcional a la exposición recibida y así por comparación de densidades de la película dosimétrica, podrá determinarse la exposición recibida por la persona. Los contenedores de las películas dosimétricas son generalmente suministrados con filtros para diferenciar entre la radiación beta y gamma, algunas películas se diseñan de tal forma que con el uso apropiado puedan detectar neutrones y protones. Las mayores ventajas de las películas dosimétricas son: - Permite la lectura permanente de la exposición - Los recipientes son construidos para que no se quiebren - La caída de la película no afecta la lectura de la exposición - Algunas películas se empacan en sacos de aluminio para protegerlas de la humedad.

La mayor desventaja es que la película deberá ser procesada y leída, este proceso generalmente toma algunos días. Las películas dosimétricas son afectadas por vapores químicos (Amoníaco, etc.) y otros elementos externos.

Las películas dosimétricas son usadas generalmente para monitorear el cuerpo entero, algunos de ellos están disponibles para monitorear las dosis en las muñecas y los dedos (dosis en las extremidades).

2.6.1.2. Dosímetro de bolsillo (lectura directa) Es un electroscopio portátil compacto, el dosímetro de bolsillo común tiene 10 cm de largo y 1.3 de diámetro, contiene una cámara de ionización y dos fibras visibles en una escala calibrada. El dosímetro de bolsillo es electrostáticamente cargado, de forma que la fibra móvil se va acercando a la fibra fija, cuando el dosímetro está totalmente cargado, la sombra de la fibra se ubica sobre el 0 de la escala.(figura 18 y 19) La radiación que entra en el dosímetro crea iones en la cámara, los cuales descargan la fibra, moviéndose la fibra sobre la escala en dirección opuesta a la fibra fija, un dosímetro se calibra de modo que la cantidad de descarga sea directamente proporcional a la radiación recibida y pueda ser leída directamente en la escala.

Figura 18. Plano de dosímetro de lectura directa


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Esa es la mayor ventaja del dosímetro de bolsillo, el operario puede con una simple lectura, saber la cantidad de radiación recibida, sin embargo los dosímetros de bolsillo tienen las siguientes desventajas: - No permite la lectura permanente de la exposición - Si se cae o golpea puede descargarse - No es tan exacto como el de película.

2.6.1.3. Dosímetro termoluminiscente (TLD, lectura indirecta) generalmente construidos con cristales de fluoruro de litio o fluoruro de calcio, para medir la exposición a la radiación, el TLD almacena energía en las camadas electrónicas de los átomos, por el calentamiento del material, la energía es liberada en forma de luz, que es emitida de forma proporcional a la cantidad de exposición a la radiación. El TLD tiene excelente respuesta a la energía de una amplia gama, su principal desventaja es que al leerlo se descarga y no permite realizar una nueva medida.

2.6.2 Monitores de Áreas Son otro tipo de instrumento necesario para ayudar a minimizar la exposición del personal a la radiación, el dosímetro de película y el de bolsillo registran la cantidad de radiación que una persona ha recibido, pero no son prácticos para determinar los niveles de radiación diaria, por diversas razones es importante conocer los niveles de radiación en el área de trabajo, una persona puede normalmente desear trabajar en el área con menor nivel de radiación, monitoreando el área podrá escoger la mejor ubicación para trabajar. Instrumentos de medición deben también ser usados para determinar si una fuente se encuentra en la posición de almacenamiento o no. Los principales instrumentos de levantamiento radiométrico son el contador GEIGER-MULLER y la cámara de ionización.

2.6.2.1. Cámara de Ionización Tiene una cámara de gas confinado con dos electrodos que son usados para crear un campo eléctrico dentro de la cámara. La radiación entrante en la cámara, crea unos iones positivos que son atraídos por el electrodo negativo, esto crea un flujo de corriente a través del circuito medidor. Cuando esa corriente es amplificada puede ser medida y determinada la cantidad de radiación que entra en la cámara. Estas cámaras, están disponibles en modelos portátiles, el tiempo de respuesta es lo suficientemente bajo para que el medidor pueda dar una lectura casi inmediata del nivel de radiación, algunas cámaras llevan una ventana para rayos beta, pero las usadas en radiografía industrial, donde la principal radiación es X o gamma, estas radiaciones penetran fácilmente en la cámara y no requieren ventana. Las cámaras de ionización más comunes permiten medir niveles desde 0.129 C/kg.h.

2.6.2.2. Contador GEIGER-MULLER (GM) Otro importante instrumento medidor es el contador GM, también posee una cámara de gas confinado con dos electrodos, pero opera por un principio ligeramente diferente, la ionización ocurre dentro de la cámara, cuando los iones son atraídos por los electrodos, son acelerados y colisionan con otras moléculas, creando más iones, este proceso es llamado multiplicación de gas y es acoplado a un amplificador electrónico, permitiendo conocer el nivel de radiación, estos medidores también están disponibles en modelos portátiles, pero son más eficientes.


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Figura. 19 dosímetros individuales

Figura. 20 Uso de detector de radiación para el monitoreo del área

2.6.3. Técnicas de Operación; Mantenimiento, Cuidado y Calibración de Monitores.

2.6.3.1. CONTRASTE (chequeo de calibración) Los instrumentos de medida deben ser contrastados por lo menos en dos puntos de cada escala, esto se realiza colocando el instrumento en un campo de radiación conocido, la lectura debe ser mas o menos un 20 % de la real para considerarlo funcional, el contraste puede realizarse usando una sola fuente y empleando la ley de los inversos del cuadrado de la distancia. Una fuente de 3.7*1010 Bq de Ir-192 tiene una intensidad de 129 C/Kg·h a un metro, al colocar el medidor a esa distancia, la lectura será 129 C/Kg·h. Usando la ley del inverso del cuadrado de la distancia, el nivel de radiación a 10 metros será 1.29 C/Kg·h, El medidor debe indicar esa valor

20 %. Si un medidor no puede ser medido dentro de los límites especificados, deberá ser corregido mediante un ajuste, si esto no es posible deberá ser enviado a mantenimiento y calibración.

2.6.3.2. Calibración


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Los instrumentos deben ser calibrados a intervalos que no excedan un año después de cada mantenimiento, por instituciones debidamente aprobadas. El registro de la última calibración deberá ser mantenido en la empresa, es aconsejable que los medidores sean etiquetados con la fecha de última calibración, para que los trabajadores puedan verificar la validez de su uso.

2.6.3.3. Técnicas de medida Un medidor calibrado y operable es necesario para ejecutar cualquier trabajo donde se realicen operaciones radiográficas. Antes de comenzar el trabajo, el operador deberá conocer los niveles de radiación del lado externo de la fuente, también conocer la actividad de la misma para poder calcular el área de aislamiento, que deberá estar señalizada y vigilada. Deberá conocer cual es el nivel de radiación cuando la fuente está saliendo del castillo para que la escala del detector sea compatible con ese nivel. Durante la exposición de la fuente, el operador deberá monitorear el área aislada, corrigiéndola si es necesario, después del retorno de la fuente a la posición blindada del irradiador, deberá ser realizado un monitoreo externo del mismo, los niveles de ese monitoreo se deben comparar con los niveles anteriores al inicio de la operación, niveles de radiación por encima o por debajo pueden indicar que la fuente no está correctamente blindada, debiendo ser tratada como una situación de emergencia, registros de todos los monitoreos deben ser guardados por la empresa.

2.6.4 Procedimientos para Levantamientos Radiométricos. Los instrumentos para los levantamientos radiométricos son los mismos descritos en 9.6.1 y 9.6.2, se debe realizar la medida del nivel de radiación en lugares de riesgo, en los cuales cualquier persona pueda estar expuesta. La evaluación de los resultados del levantamiento radiométrico debe ser, conforme con las normas básicas de protección radiológica, por ejemplo para delimitar áreas de trabajo los limites deben ser los mismos que para la categoría de público (numeral 9.3.)Para la medida de radiación en la superficie de blindajes o aparatos radiográficos, el límite deberá ser 200 mR/h en la superficie y 10 mR/h a 1 metro. Estos ejemplos pueden ser resueltos con el uso de aparatos de detección electrónicos, tales como los GM. Es importante que todos los levantamientos radiométricos realizados, sean debidamente registrados, para compararlos con las medidas anteriormente efectuadas, con la finalidad de asegurar que se cumplan los limites máximos recomendados.

2.6.5 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO DE FUGA Cuando se hace levantamiento radiométrico del irradiador, deben realizarse ensayos de fuga, para verificar los niveles de radiación existentes en el irradiador, estos resultados deben ser archivados. Los levantamientos radiométricos en los irradiadores, deben ser realizados cada vez que se cambie la fuente, o cuando se somete a mantenimiento, buscando detectar fugas de radiación del irradiador. Es aconsejable que el operador conozca los niveles de radiación existentes en el irradiador, verificando a través del ensayo de fuga, para que cuando se emplee el irradiador en campo, se pueda determinar si el detector está funcionando correctamente o si algo anormal está ocurriendo con el irradiador. Las mediciones deben ser hechas por personal calificado.

2.7 PROCEDIMIENTO PARA SEÑALIZACIÓN

Las áreas en las cuales se realizan operaciones radiográficas deben ser cuidadosamente aisladas por cordones de aislamiento en los lugares de posible ingreso de personal, colocando placas con el símbolo básico de presencia de radiación conforme a las figuras 21, 22 y 23. El aislamiento debe ser


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visible, debe estar vigilado para no permitir la presencia de ninguna persona en esa área durante la exposición. Cuando sea posible, se deben colocar interna o externamente señales luminosas, acústicas o de ambas clases al aislamiento para avisar durante y después de la exposición.

Figura 21 Etiqueta para empaque de categoría I Blanca

Figura 22 Etiqueta para empaque de categoría II amarilla

Figura 23 Etiqueta para empaque de categoría III amarilla 2.8 SITUACIONES DE EMERGENCIA CON APARATOS DE RAYOS X E IRRADIADOR


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Las situaciones de emergencia en radiografía industrial, son aquellas que se presentan cuando es necesario retornar fuentes radioactivas, que por alguna anormalidad, cualquiera que esta sea, no puedan ser guardadas por la operación normal del irradiador. Las exposiciones provenientes de la situación descrita encajan dentro de las Normas Básicas de Protección Radiológica , la definición de Irradiación Controlada : irradiación cuya ocurrencia es permisible y cuya magnitud puede ser limitada controlando la fuente o por la aplicación de procedimientos operacionales adecuados. Los accidentes o situaciones de emergencia más comunes, están relacionados con el mal funcionamiento de los irradiadores, a continuación se describen, los tipos de accidentes y situaciones de emergencia, su verificación y el procedimiento necesario para controlar la situación.

2.8.1 Ruptura del Enganche de la Fuente

2.8.1.1. Descripción La fuente al retornar al irradiador, sufre el impacto de ·$ ·$ $ que produce un $%··&·$$ que es recibido por la ·$$%· $%, después de diversas exposiciones el enganche de la fuente se quiebra, sin ser percibido por el operador. Cuando el mismo va a exponer nuevamente, la fuente es empujada por la guaya de acero del control. Al retornarla, solamente la guaya de acero retorna, dejando la fuente en el tubo guía.

2.8.1.2. Verificación Esta se hace a través de la lectura del detector de radiación, que deberá indicar el no recogimiento de la fuente. En caso de duda, una doble verificación podrá ser realizada, desenganchando el cable de control, siendo detectada visualmente la ausencia de la fuente.

2.8.1.3. Procedimiento El operador, alejándose del local, comunica el hecho a un superior, el área permanecerá aislada hasta que la situación se haya normalizado.

2.8.1.4. Planeamiento del retorno El inspector, con los datos suministrados por el operador y con el auxilio del supervisor de protección radiológica, planeará el retorno obedeciendo a los siguientes criterios. - La fuente está en el tubo guía que continua enganchado al irradiador. - La fuente cayó del tubo guía, por que el operador desengancho el mismo.

En la primera situación la fuente está localizada. Para la segunda situación, se busca donde se encuentra la fuente, con el auxilio del detector de radiación. En caso de que la localización no sea precisa, está se realizará con el método de triangulación, que consiste en descubrir el centro de un triángulo, diseñado en un papel con el croquis del local. Los vértices del triángulo serán puntos donde una cierta tasa de exposición fue medida, la escogencia de la tasa de exposición se hará de tal forma que se pueda tener la máxima distancia posible para una buena localización de la fuente.

2.8.1.5. Retorno Si la fuente se encontraba en el tubo guía, deberá ser suspendida por encima del irradiador, con ayuda de una barra con longitud mínima de 2 metros, y procurando proteger a través de blindajes, para que la fuente se deslice en dirección del irradiador. Retirar el terminal del tubo guía, introduciendo en el tubo guía la guaya del controlador, se debe disponer de un alambre comprimido para que el mismo empuje la fuente dentro del irradiador. Todas las operaciones deben ser


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monitoreadas con un detector de radiación. Si la fuente cae del tubo guía, deberá ser guardada dentro de un blindaje de emergencia o dentro del mismo irradiador con el auxilio de una pinza especial. La pinza debe tener 2 metros de longitud, en tanto que la operación deberá ser ejecutada con blindajes adicionales, protegiendo a la persona que utiliza la pinza. - Después de guardar la fuente en el irradiador se debe hacer un levantamiento radiométrico del

blindaje del irradiador. - Retirar el aislamiento liberando el área. - Evaluar las dosis recibidas por las personas durante la operación. - Enviar el equipo con la fuente a mantenimiento - Hacer un informe relatando los hechos.

2.8.2 Ruptura de la Guaya del Control; Cerca del Enganche

2.8.2.1. Descripción Generalmente este tipo de situación ocurre, cuando la operación de conexión de los enganches es forzada o cuando la guaya se oxida. El operador no retira la longitud suficiente de guaya. Como la colocación de enganches se realiza a 90 grados, la guaya de control se dobla y después de varias operaciones se quiebra, pudiendo dejar la fuente expuesta.

2.8.2.2. Verificación Cuando se ejecuta el monitoreo de la radiación.

2.8.2.3. Procedimiento El operador se aleja del local, comunicando el hecho de inmediato a un superior. El área continuará aislada hasta que la situación se normalice.

2.8.3 Desenganche del Tubo Guía

2.8.3.1. Descripción Después de montado el tubo guía, en el irradiador GAMMA CENTURY, el operador no lo asegura, la fuente al ser expuesta ejerce presión sobre el tubo guía, haciendo que el mismo se suelte del irradiador.

2.8.3.2. Constatación No hay accionamiento del control.

2.8.3.3. Procedimiento Retornar la manivela de la caja de control, haciendo que la fuente retorne al irradiador.

2.8.4 Caída del Irradiador

2.8.4.1. Descripción Debido a un mal posicionamiento del irradiador, el mismo cae desde una cierta altura. Generalmente ocurre desde una cierta altura.

2.8.4.2. Procedimiento


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En este caso, se verifican los niveles de radiación, haciendo un levantamiento radiométrico del irradiador, para verificar la fuga de radiación o la existencia de piezas dañadas, si los niveles de radiación se encuentran por encima de las normas permitidas la fuente deberá ser alojada en otro blindaje, antes de ser transportada. Se debe enviar el irradiador o blindaje, al departamento de mantenimiento, acompañado de un informe relatando lo ocurrido.

2.8.5 Entrada Inadvertida de Personas dentro del Área de Aislamiento.

2.8.5.1. Descripción El equipo realiza una radiografía industrial en campo abierto, aislando el área. Una persona inadvertidamente traspasa este aislamiento, pasando próxima a la fuente expuesta.

2.8.5.2. Procedimiento La persona deberá ser inmediatamente conducida fuera del área aislada, deberá realizarse una evaluación de la exposición, a través de informes.

2.9 AISLAMIENTO DEL ÁREA

Siempre que sea posible la radiografía industrial debe ser realizada únicamente dentro de locales cerrados y adecuados para ese fin, proveyendo todas las condiciones operacionales de protección contra la radiación, fugas y radiaciones dispersas para todas las personas en el local.

2.9.1. Recinto cerrado Un recinto cerrado es aquel en el cual la fuente sellada de rayos X y todos los objetos a ser expuestos están dentro de un aislamiento permanente, al cual ninguna persona tiene acceso o permanece durante la irradiación y que provee todas las condiciones operacionales adecuadas para prevenir la entrada de personas al local durante la irradiación. deben existir medios efectivos en el local para permitir la rápida interrupción de la radiación, estos medios deben estar en lugares no expuestos al haz de radiación.

2.9.2. Campo Las limitaciones de áreas en campo se realizan cuando la fuente de radiación y todos los objetos a radiografiar, se sitúan en un área cuyo acceso es permitido al personal autorizado, el cual sin embargo, no puede permanecer allí durante la irradiación. En el exterior del área aislada en condiciones de irradiación, es proporcionada seguridad a cualquier persona. Todo trabajo con radiación ionizante en la industria requiere que las limitaciones de áreas sean planeadas y ejecutadas de acuerdo a planes para brindar seguridad a todas las personas que se encuentran en el área de trabajo. El departamento de protección radiológica del establecimiento debe preparar las limitaciones de áreas las cuales deben adjuntarse al equipo que realizará el servicio.

En el aislamiento del área en el caso de fuentes gamma, la distancia de área libre podrá calcularse con base en la ecuación 31, ítem 9.2.

En los casos en que se empleen blindajes, el factor de reducción, contribuirá a la reducción de la distancia, también si se reduce el tiempo de exposición, la distancia sufrirá una reducción.


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El aislamiento del área en caso de aparatos de rayos X deberá hacerse basándose en la información del fabricante sobre la tasa de exposición de radiación primaria a un metro del tubo. Este dato permite la aplicación directa de las relaciones descritas en 2.5. b, para el cálculo de la distancia necesaria de seguridad.

2.10 MANTENIMIENTO DE EQUIPOS

Es necesario realizar a los irradiadores, dos tipos de mantenimiento: preventivo y correctivo.

2.10.1. Mantenimiento preventivo Se realiza mantenimiento preventivo a los irradiadores: - Siempre que se vaya a cambiar la fuente - Siempre que haya necesidad de mantenimiento correctivo El mantenimiento preventivo consiste en: - Cambio de las piezas desgastadas - Verificación del sistema de cierre del irradiador - Verificación y limpieza del tubo interno del irradiador - Verificación de fatiga en el material de la manija del irradiador - Verificación del sistema de enganche y los conectores del irradiador - Verificación de las tapas del irradiador - Verificación y limpieza del control remoto y el tubo guía, incluyendo el sistema de enganche y

conexión. - Verificación del funcionamiento del irradiador montando el control y el tubo guía, y utilizando

un simulador para la fuente (fuente fría) - Verificación de contaminación radioactiva del tubo interno del irradiador, utilizando la técnica

de Estregado . - Verificación de desgaste o irregularidad en el cable de acero del control - Verificación de desgaste o irregularidad en el cable de acero de la fuente

2.10.2. Mantenimiento correctivo Se realiza cuando el equipo presenta anormalidades de cualquier clase en su operación, la intervención se limita a la corrección de la falla presente en el equipo.

2.11 INFORMES O REGISTROS

Para efectos de registrar todos los eventos ocurridos, y que tengan que ver con seguridad radiológica, o sea: accidentes, incidentes, situaciones de emergencia, mantenimiento de equipos y otros, es importante que tales anotaciones estén archivadas en lugares específicos, que permitan una rápida y segura rastreabilidad de lo ocurrido.

2.12 PLAN Y PROCEDIMIENTOS

2.12.1 Plan de Radioprotección La empresa responsable de los servicios de inspección radiográfica, esto es, aquella que ejecuta los ensayos, debe obligatoriamente poseer un Plan de Radio- protección , que cumpla con los


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requisitos de la Comisión Nacional de Energía Nuclear (Brasil) CNEN, y que sea aprobado por la misma.

2.12.2 Uso de Procedimientos y Normas Especificas El plan de radioprotección mencionado en 9.1.1 debe ser compuesto de procedimientos y normas específicas como sigue. - Conducción de las operaciones - Cambio de fuentes - Mantenimiento de equipos - Transporte - Control administrativo - Entrenamiento de personal - Programa de emergencia - Programa de protección física - Programas específicos de radioprotección - Identificación y control de acceso a las áreas restringidas - Evaluación de dosis de trabajadores - Almacenamiento de fuentes e irradiadores - Métodos de determinación de áreas restringidas


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CAPITULO 3

EQUIPOS Y FUENTES DE RADIACIÓN

3.1 EQUIPOS DE RAYOS X

3.1.1 Tubos Generadores de Rayos X

De acuerdo con lo explicado en 1.2.4. los rayos X son producidos en ampollas especiales como la mostrada en la figura 7. El tamaño de la ampolla o tubo está determinado por la tensión máxima de operación del aparato.

Desde el punto de vista de la radiografía, una atención especial debe ser dada al objetivo, contenido en el ánodo, La superficie es golpeada por el flujo electrónico proveniente del filamento, se denomina foco térmico, es importante que esta superficie sea lo suficientemente grande para evitar el sobre calentamiento local que podría deteriorar el ánodo, debe permitir una rápida transmisión de calor (figura 24). Se define como Carga Focal la carga en Watts/mm2 (por ejemplo 200 W/ mm2) en el área focal, en las áreas focales de pequeñas dimensiones, puede ser aplicada una carga relativamente más alta que en las grandes; esta diferencia se debe a la forma de transmisión de calor, a partir del centro.

Figura 24 corte transversal del ánodo en una ampolla de rayos X

Para obtener imágenes con la máxima nitidez, las dimensiones del foco deben ser lo más pequeñas posibles, las dimensiones del foco óptico están determinadas por: el tamaño del foco térmico y el valor del ángulo

(figura 24), las especificaciones de los aparatos generalmente mencionan las dimensiones del foco óptico.

El calor que acompaña la formación de rayos X es considerable, es necesario prestar especial atención a los sistemas y métodos para refrigerar el ánodo. Esta refrigeración puede ser hecha de diversas maneras: a- Refrigeración por irradiación, en este caso el bloque de tungsteno que compone el objetivo, se

calienta y el calor se irradia por el ánodo. b- Refrigeración por convección: El calor irradiado por el ánodo, se transmite a una prolongación

de cobre, el cual se encuentra sumergido en aceite o gas, que se refrigera por convección natural o por circulación.

c- Refrigeración por circulación forzada de agua: La refrigeración descrita en (b) es limitada, principalmente si el aparato es operado continuamente, expuesto al sol, en este caso la


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circulación de agua por un serpentín interno de la unidad generadora, es eficaz, permitiendo el uso del aparato por largos períodos de tiempo.

3.1.2 Unidad Generadora, Panel de Comando Los equipos de rayos X industriales, se dividen generalmente en dos componentes, el cabezote o panel de control y la unidad generadora (figura 25). El panel de control consiste en una caja donde se alojan todos los controles, indicadores, llaves y medidores, además de contener todo el circuito del generador de alto voltaje, mediante el panel de control se realizan los ajustes de voltaje y mili - amperaje, y el comando de accionamiento del aparato. En el cabezote se alojan la ampolla y los dispositivos de refrigeración, la conexión entre el panel de control y el cabezote se realiza mediante cables especiales de alta tensión.

Las principales características de un equipo de rayos X son: a- Voltaje y amperaje máximos b- Tamaño del punto focal y tipo de haz de radiación. c- Peso y tamaño.

Estos datos determinan la capacidad de operación del equipo, pues están directamente ligados a lo que el equipo pueda o no hacer. Esto se debe a que estas magnitudes determinan las características de la radiación generada por el equipo, El voltaje se refiere a la diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo y se expresa en Kilovoltios (Kv), el amperaje se refiere a la corriente de tubo y se expresa en miliamperios (mA). Otro dato importante se refiere a la forma geométrica del ánodo del tubo, cuando es de forma plana y angulada, produce una fuente de radiación direccional, cuando es en forma de cono, produce una fuente de radiación panorámica, es decir, se irradia 360 , con abertura determinada. Los equipos considerados portátiles, con voltajes hasta de 300 Kv, poseen un peso entre 40 y 80 Kg, dependiendo del modelo. Los modelos con tubos refrigerados con gas son más livianos al contrario de los refrigerados con aceite.

Figura 25 Aparato de rayos X industrial. 3.1.3 Longitud de Onda y Rendimiento


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Dos propiedades son generalmente usadas para describir una determinada fuente de rayos X: la calidad y la intensidad de la radiación.

Los rayos X son generados cuando un electrón de alta velocidad es desacelerado por el material del objetivo, esa desaceleración se hace por la colisión entre el electrón y el material del objetivo. El caso más simple ocurre cuando un electrón choca directamente con el núcleo de un átomo del objetivo, la energía adquirida por el electrón en el campo eléctrico entre el ánodo y el cátodo está dada por:

10*e·V vm·*1/2E 72

(8) Donde: M = masa del electrón v = velocidad del electrón cuando golpea el objetivo (ánodo) e = carga del electrón V = diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo

Por tanto cuando un electrón se estrella con el núcleo de un átomo del objetivo, toda su energía se transforma en radiación X, podemos determinar la longitud de onda de la radiación generada por la ecuación (9):

=12.395/V Å Donde V es la diferencia de potencial aplicado en voltios.

La longitud de onda así encontrada es llamada longitud de onda mínima (

min) porque representa la onda de mayor energía que puede ser creada.

Así para una tensión máxima de 60 KV, la longitud de onda será 0.2 Å, y para 120 KV será de 0.1 Å. Nótese que la longitud de onda depende del voltaje aplicado al tubo, así cuando se aumenta el voltaje aplicado al tubo, se crea radiación con menor longitud de onda, es decir radiación de mayor energía. Apenas una fracción muy pequeña de los electrones que golpean el objetivo cede toda su energía a través del choque con el núcleo, la mayor parte de los electrones incidentes chocan con los electrones orbitales, transfiriéndoles parte de su energía. Por tanto, cuando esos electrones golpean el núcleo de un átomo ya han perdido parte de su energía, generando rayos X de mayor longitud de onda, o sea, de menor energía. De esta forma, los rayos X emitidos por un determinado aparato presentan una gran variedad de longitudes de onda, a partir de la longitud de onda mínima, de acuerdo con la figura 8, numeral 1.2.4.8.

El concepto de calidad de radiación está ligado a la energía del haz de rayos X. Cuando se aumenta el voltaje del aparato, se aumenta la energía del haz de radiación generado, por lo cual aumenta la calidad de la radiación, con el consiguiente aumento del poder de penetración de la misma. Los rayos X de alta energía, generalmente son producidos con voltajes superiores a 120 KV, siendo también llamados rayos duros, los rayos X generados con tensiones inferiores a 50 KV son llamados los X blandos .

El concepto de intensidad de radiación se refiere a la cantidad de rayos X producidos, o de una forma más correcta, el número de cuantos producidos.

Cuando se aumenta la corriente del filamento se hace que se caliente mas, liberando un mayor número de electrones, esto hará, que ocurra un aumento en la intensidad de la radiación generada,


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sin implicar una aumento en la calidad de la misma, se puede aumentar la intensidad sin aumentar la energía del haz de radiación. El aumento de la intensidad producido, cuando se aumenta la tensión del tubo puede ser explicado mediante la fórmula que expresa el rendimiento N de producción de rayos X.

·Z·V 10*1.4 N -9 (10) Donde: Z = número atómico del elemento del objetivo del ánodo. V = Voltaje aplicado al tubo.

Mediante la ecuación 10, se puede observar que el rendimiento, o sea, el porcentaje de energía de los electrones que se transforma en rayos X, aumenta proporcionalmente con el aumento de la tensión, en general el rendimiento de un tubo es del orden del 1 %. Un aumento en el rendimiento implica un aumento en la intensidad. Un aumento en la intensidad no se explica solamente por el aumento en el rendimiento, sino también por otros factores que no serán tratados por este curso. De una forma práctica se puede decir que la calidad de la radiación se relaciona con la capacidad de penetración, en tanto que la intensidad está íntimamente ligada con el tiempo de exposición.

3.1.4. Diseño del Equipo y Forma de Emisión

Figura 26. Equipos de rayos X

3.1.5 Determinación del Tamaño del Foco

La determinación del tamaño del foco para los aparatos de rayos X de 320 KV o menores, el tamaño del punto focal puede ser determinado por el método del hueco de aguja . Este método consiste en una fina lámina de plomo que tiene un pequeño hueco colocado exactamente a la mitad de la distancia entre el ánodo del tubo de rayos X y la película radiográfica (figura 27).


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Figura 27. Método parla determinación del tamaño de foco.

El revelado de la película después de la exposición mostrara una imagen de forma y tamaño proporcional al foco del ánodo. En caso de que se requieran medidas precisas, para el diámetro del foco, el diámetro del agujero de placa de plomo deberá ser dos veces menor que el diámetro del foco.

Esta técnica es adecuada para rayos X de baja energía en virtud de que utilizan laminas finas de plomo, lo que tornaría poco práctico en caso de altas energías. La distancia fuente película es usualmente de 24 , siendo requerido un tiempo de exposición mayor de lo normal, por la cantidad de radiación que pasa por el agujero de la lamina de plomo es de pequeña intensidad en general el agujero de la lamina puede ser hecho con una aguja el oscurecimiento o densidad en el área de la imagen de la película pueden ser de 1 a 2.

3.1.6 Accesorios

a- Cables de energía: El aparato de rayos X está compuesto por el panel de control y la unidad generadora, estas se unen entre sí mediante cables de energía, la distancia entre el panel de control y la unidad generadora debe ser tal que el operador esté protegido en el momento de operar los controles, siguiendo las normas básicas de seguridad. Por tanto los fabricantes de aparatos de rayos X suministran cables con longitudes de 20 a 30 m dependiendo de la potencia máxima del tubo generador.

b- Blindaje de protección: El inicio de operación del aparato debe hacerse con calentamiento lento del tubo de rayos X, conforme a las recomendaciones del fabricante. En este proceso el operador debe utilizar las cintas o blindajes especiales que son colocadas en la zona de salida de radiación, sobre la carcaza de la unidad generadora, este accesorio, suministrado por el fabricante, permite mayor seguridad durante el proceso de calentamiento del aparato.

3.1.7 Aceleradores Lineales y Betatrones

Los aceleradores lineales son aparatos similares a los de rayos X convencionales con la diferencia de que los electrones son acelerados por medio de una onda eléctrica de alta frecuencia, adquiriendo velocidad a lo largo de un tubo rectilíneo. Los electrones chocan con el objetivo, transformando la energía cinética adquirida en calor y rayos X con alta energía, cuyo valor dependerá de la aplicación. Para uso industrial generalmente se emplean aparatos con energía máxima de 4 MeV.


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Los betatrones son considerados como transformadores de alto voltaje que permiten la aceleración de los electrones en forma circular por medio de un campo magnético primario. Adquiriendo así altas velocidades y consecuentemente transformando la energía cinética en rayos X, después del impacto con el objetivo, Este proceso puede generar energías de 10 a 30 MeV. Los aceleradores lineales y los betatrones son aparatos destinados a la inspección de componentes de acero con espesores del orden de 500 mm.

Las ventajas de uso de estos equipos de gran tamaño son: - Foco de dimensiones reducidas (menor de 2mm) - Tiempo de exposición reducido - Mayor rendimiento en la producción de rayos X.

3.2 EQUIPOS DE RAYOS GAMMA

Las fuentes usadas en gamagrafía (radiografía con rayos gamma)requieren cuidados especiales de seguridad, pues una vez activadas emiten radiación constantemente (figura 28). De este modo, es necesario un equipo que provea un blindaje contra las radiaciones provenientes de la misma fuente, cuando esta no está siendo usada. De igual forma es necesario proveer a ese blindaje de un sistema que permita retirar la fuente de su interior para poder realizar la radiografía. Este equipo se denomina irradiador (castillo o contenedor).

Los contenedores se componen básicamente de tres componentes principales: un blindaje, una fuente radioactiva y un dispositivo de exposición de la fuente.

Los blindajes pueden sé construidos con diversos tipos de materiales, generalmente son construidos como revestimientos protectores, hechos con un elemento (plomo o uranio agotado), siendo contenida dentro de un recipiente externo de acero, que tiene la función de protegerlo contra choques mecánicos. Una característica importante de los contenedores, refiriéndose al blindaje, es su capacidad. Las fuentes de radiación pueden ser fabricadas con diferentes actividades y cada elemento posee una energía de radiación propia, así que cada blindaje se dimensiona para contener un elemento radioactivo específico, con una cierta actividad máxima determinada. Por tanto no es recomendable usar un contenedor proyectado para cierto elemento, con fuentes radioactivas de un elemento diferente o de otras actividades. Este tipo de operaciones debe realizarla personal especializado y no los operadores del equipo.

La fuente radioactiva consta de una determinada cantidad de un isótopo radioactivo que se encapsula dentro de un pequeño envoltorio mecánico, comúnmente llamado torpedo debido a su forma, o simplemente fuente sellada.

El torpedo es el encargado de impedir que el material radioactivo entre en contacto con cualquier superficie, u objeto, disminuyendo los riesgos de una eventual contaminación radioactiva.

Lo que más diferencia un tipo de contenedor de otro, son los dispositivos usados para exponer la fuente, estos dispositivos pueden ser mecánicos con accionamiento manual o eléctrico e incluso neumático. La única característica que presentan en común, es el hecho de permitir al operador trabajar siempre a una distancia segura de la fuente, sin exponerse al haz directo de radiación.


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Fig. 28. Aparatos de gamagrafía industrial

3.2.1 Tipos de Fuentes de Rayos Gamma Utilizadas en Radiografía Industrial

Aunque apenas unas pocas fuentes radioactivas selladas son utilizadas actualmente en radiografía industrial, se describirán las que principalmente pueden ser usadas así como sus características físico - químicas.

3.2.1.1. Cobalto-60 El Cobalto 60 es obtenido mediante el bombardeo con neutrones del isótopo estable Co-59, sus principales características son: Vida media =5.24 años Energía de radiación = 1.17 a 1.33 MeV Rango de utilización más efectivo = 60 a 200 mm de acero Rango de utilización posible = 30 a 300 mm de acero

Estos límites son arbitrarios y dependen tanto de las condiciones de la pieza como de las condiciones de inspección.

3.2.1.2. Iridio-192 El Iridio-192 se obtiene mediante el bombardeo con neutrones del isótopo estable Ir-191, sus principales características son: Vida media = 74.4 días Energía de radiación = 0.137 a 0.65 MeV Rango de utilización más efectivo: 10 a 40 mm de acero Rango de utilización posible = 5 a 70 mm de acero

3.2.1.3. Tulio-170 El Tulio-170 se obtiene mediante el bombardeo con neutrones del isótopo estable Tulio-169. Como este material es extremadamente difícil de producir, el material generalmente es empleado en forma de un oxido, TmO3, sus principales características son: Energía de radiación = 0.084 a 0.54 MeV. (El espectro del Tulio, posee también la radiación de Bremsstrahlung, que es radiación liberada por transformación de electrones en forma de partículas ). Vida media = 127 días Rango de utilización más efectiva = 1 a 10 mm de acero Rango de utilización posible = 1 a 20 mm de acero

3.2.1.4. Cesio-137


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El Cesio-137 es uno de los productos de la fisión del Uranio-235, este es extraído mediante procesos químicos que lo separan del uranio combustible y de los otros productos de la fusión. Sus principales características son: Vida media = 33 años Energía de radiación = 0.66 MeV Rango de utilización más efectivo = 20 a 80 mm de acero Rango de utilización posible = 10 a 120 mm de acero

Además de estas fuentes de radiación, que pueden ser usadas, hay una gran variedad de elementos que podrían ser empleados, pero su uso es muy restringido, debido a las dificultades de extracción, bajas actividades específicas y otros problemas que se presentan.

Tabla 8. Isótopos radioactivos Elemento radioactivo Vida media Energía de radiación

Selenio-75 125 días 0.066 a 0.405 MeV Cesio-134 2.07 días 0.563 a 1.367 MeV Cesio-144 284 días 0.012 a 0.134 MeV

Europio-152 127 días 0.122 a 1.405 MeV Europio-154 16 años 0.336 a 1.116 MeV Europio-155 1.7 años 0.018 a 0.102 MeV Plata -110 270 días 0.53 a 1.52 MeV

3.2.2 Características Físicas de las Fuentes de Rayos Gamma

Las fuentes radioactivas para uso industrial, son encapsuladas en material autentico, de forma tal que no haya dispersión de material radioactivo para el exterior, las fuentes con esta configuración se denominan selladas. Un dispositivo de contención, transporte y fijación por medio del cual la cápsula que contiene la fuente sellada, está sólidamente fijada a la punta de un cabo de acero flexible, en la otra punta un enganche, que permite el uso o manipulación de la fuente, se denomina porta fuente Debido al gran número de productores y distribuidores existen diversos tipos de

enganche de porta fuentes.

Figura 29. Fotografía de una fuentes radioactivas industriales

3.2.3 Características Físicas de los Contenedores

Las fuentes usadas en gamagrafía o sea fuentes exclusivamente selladas, requieren cuidados especiales, pues una vez activadas, emiten constantemente radiación. Por tanto, es necesario un


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equipo que provea un blindaje, contra las radiaciones emanadas de la fuente, cuando las mismas no están siendo usadas. De la misma forma es necesario proveer a ese blindaje de un sistema que permita retirar la fuente de su interior, para que sea utilizada, este equipo se denomina contenedor.

Los contenedores deben ser diseñados y fabricados conforme con la especificación ABNT NBR 8670 de Nov/1984, que clasifica los contenedores en dos categorías. a- Categoría I: Son los equipos en que la fuente radioactiva sellada no es removida para la

exposición, el haz de radiación se libera abriendo un conmutador, o moviendo la fuente dentro del contenedor, o aún por otros medios.

b- Categoría II: Son aquellos equipos en los que la fuente radioactiva sellada se desplaza fuera del a través de un tubo guía, hasta el final del mismo mediante sistemas eléctricos o mecánicos.

Las clasificaciones anteriormente descritas, son subdivididas en tres niveles de clases, de acuerdo con la movilidad. a- Clase P: Son equipos transportados por una sola persona, con peso máximo de 25 Kg. b- Clase M: Son equipos no portátiles, que pueden ser desplazados fácilmente empleando el medio

adecuado. c- Clase F: Son equipos fijos, su movilidad está restringida a los límites de su área de trabajo.

Los contenedores deben ser construidos de tal forma que, cuando trabajan en condiciones apropiadas de seguridad, la tasa equivalente de dosis no exceda los siguientes valores. a- 2 mSv/h en la superficie del contenedor b- 100 Sv/h a 1 metro de la superficie del contenedor. c- 0.5 m Sv/h a 15 cm de la superficie del contenedor cuando la distancia de la fuente a cualquier

parte de la superficie del contenedor es menor de 10 cm.

Figura 30. irradiadores (castillos) para gamagrafía industrial

3.2.4 Métodos y Cuidados en la Operación de Contenedores

El buen uso de un contenedor requiere que se siga rigurosamente una rutina que tiene por finalidad, hacer su operación más segura.


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Es imprescindible que se disponga de un detector adecuado y calibrado. El procedimiento deberá realizarse de acuerdo con la siguiente secuencia. - Retirar la tapa trasera del contenedor. - Accionar la manivela de comando, hasta que el cable de acero recorra unos 30 cm. - Colocar el enganche del cable de control remoto al enganche de la fuente. - Devolver la manivela de control, hasta que se pueda colocar el conector de control del

contenedor. - Colocar el conector de control del irradiador. - Retirar la tapa delantera del irradiador. - Colocar el tubo guía del irradiador, roscándolo. - Posicionar la terminal del tubo guía en la ubicación deseada, manteniendo el tubo guía en línea

recta sin doblarlo. - Los cables de control y el tubo guía deben estar siempre en línea recta, permitiendo la mayor

distancia al operador. - Colocar la llave del irradiador. - Verificar que el detector se encuentre en una escala compatible con el nivel de radiación

previsible para la posición de los controles. - Accionar la manivela de control suavemente en el sentido horario, contando el número de

vueltas, cuando la fuente se vaya aproximando al terminal, se debe accionar más suavemente para evitar choques violentos con el terminal del tubo guía.

- Alejarse de la caja de control, en sentido contrario a la fuente, cargando y verificando el detector.

- Realizar un levantamiento radiométrico, verificando la adecuada delimitación de áreas y puntos de permanencia de personal, realizando las correcciones que fueran necesaria.

- Al finalizar el tiempo de exposición, el operador deberá retraer la fuente, es decir retornarla a la posición de reposos (blindada), esto se hará con el mismo número de vueltas empleadas en la exposición.

- Es extremadamente importante examinar cuidadosamente con el detector que la fuente realmente se encuentre dentro del irradiador.

- Retirar la llave. - Retirar el tubo guía del contenedor. - Colocar la tapa delantera. - Colocar la tapa trasera.


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CAPITULO 4.

REGISTRO RADIOGRÁFICO, FLUOROSCOPIA, XERORADIOGRAFIA.

4.1. PELÍCULAS RADIOGRÁFICAS

4.1.1 Composición de la Película y Formación de la Imagen

Las películas radiográficas se componen de una emulsión y una base. La emulsión consiste en un estrato muy fino (espesor de 0.025 mm de gelatina), que contiene dispersos en su interior, un gran número de minúsculos cristales de bromuro de plata. La emulsión se coloca sobre un soporte, denominado base, que generalmente es producido con un compuesto derivado de la celulosa, transparente y de color ligeramente azulado.

Una característica de las películas radiográficas, al contrario de las fotográficas, es que poseen emulsión a ambos lados de la base.

Los cristales de bromuro de plata, presentes en la emulsión, tienen la propiedad de que cuando son expuestos a la radiación de la luz, se tornan susceptibles a reaccionar con un producto químico denominado revelador, el revelador actúa sobre estos cristales ocasionando una reacción de reducción que resulta en plata metálica negra.

Las zonas de la película, expuestas a una mayor cantidad de radiación, presentarán después del revelado, un mayor número de granos negros que las regiones expuestas a radiación de menor intensidad, de esta forma, cuando son expuestos a una fuente de luz, las películas (ya reveladas) presentarán zonas más oscuras y más claras que conformarán la imagen del objeto radiografiado.

Figura 31. Estructura de una película radiográfica

4.1.2. Curvas Características de las Películas. 4.1.2.1. Granulación La imagen de las películas radiográficas es formada por una serie de partículas muy pequeñas de granos de plata, los cuales no son visibles a simple vista. Cuando esas partículas se unen en masas


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relativamente grandes que pueden ser vistas por el ojo humano o con la ayuda de un pequeño aumento, esa agrupación de las partículas de plata en la emulsión crea una impresión denominada granulación

Todas las películas presentan el fenómeno de granulación. Por poseer granos mayores, las películas rápidas presentan una granulación más acentuada que las películas lentas.

La granulación además de ser una característica propia de la película, también es afectada por la calidad de la radiación que incide en la película, por tanto la granulación de una película aumenta cuando aumenta la calidad de la radiación. Por esta razón las películas de granos más finos son recomendadas cuando se emplean fuentes de alta energía (Rayos X del orden de millones de voltios), cuando se requieren exposiciones prolongadas estas películas también pueden ser usadas con fuentes de rayos gamma. La granulación es también afectada por el tiempo de revelado de la película. Si se aumenta por ejemplo, el tiempo de revelación habrá un aumento simultaneo de la granulación. Este efecto es común cuando se pretende aumentar la densidad o la velocidad de una película intermedia con un aumento en el tiempo de revelado. Es claro que el uso de tiempos bajos de revelado resultará en baja granulación, por lo que se puede obtener una película sub-revelada, es importante destacar que la granulación aumenta de acuerdo con el aumento del grado de revelado. De esta forma, aumentos en el tiempo de revelado para compensar la actividad del revelador o la temperatura del baño, tienen una influencia muy pequeña en la granulación de la película.

4.1.2.2. Densidad óptica La imagen formada en la película radiográfica posee áreas claras y oscuras, evidenciando un cierto grado de ennegrecimiento que denominamos Densidad. Matemáticamente la densidad se expresa como el logaritmo de la razón entre la intensidad de luz visible que incide en la película y la densidad transmitida visualmente observada.

(Io/I) Log D (11) Donde: Io = intensidad de luz incidente I = intensidad de luz transmitida

De la relación anterior se concluye que cuanto mayor es la densidad, más oscura es la película.

4.1.2.3. Velocidad Antes de introducirnos en el concepto velocidad, es preciso definir lo que se entiende por exposición. Es una medida de la cantidad de radiación que incide en la película. Está representada por el producto de la intensidad de radiación por el tiempo de exposición, es evidente por tanto, que cuanto mayor es la exposición a que se somete una película, mayor será la densidad que tendrá la película.

Si se someten dos películas diferentes a la misma exposición, se notará que las densidades obtenidas en las películas serán diferentes. O sea, con una misma exposición una película presenta mayor densidad que la otra. Se define la velocidad como la rapidez con que una película alcanza determinada densidad, comparándola con otra película. Por tanto, una película rápida necesita un menor tiempo de exposición para alcanzar una determinada densidad, que una película más lenta, aún cuando una película rápida y una película lenta hayan sido sometidas a la misma exposición, la película rápida alcanzará una densidad mayor.


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La velocidad es una característica propia de cada película. Esta depende, principalmente, del tamaño de los cristales de plata presentes en la emulsión, cuanto mayor es el tamaño de los cristales, más rápida es la película, es claro que una imagen formada por granos mayores es más grosera, o sea, menos nítida, que una formada por granos menores. Cuanto más rápida es una película, menos nítida será la imagen formada en ella. Las películas con grandes velocidades pueden ser utilizadas en la radiografía de piezas con grandes espesores, que exigirían un tiempo de exposición incompatible con la productividad, si se utilizaran películas más lentas.

4.1.2.4. Empleo de curvas La curva característica de una película, también llamada curva sensitométrica o curva H&D (Hurter-Driffield) relaciona la exposición de una película con la densidad resultante. A través de las curvas características podemos comparar cualitativamente películas diferentes, y también establecer criterios para corregir densidades para una exposición dada.

Las curvas son en general suministradas por el fabricante de la película y se obtienen mediante exposiciones sucesivas de la película, siendo sus densidades medidas en cada exposición. Los valores son presentados en un gráfico de densidad en función del logaritmo de la exposición relativa.

La figura 32 muestra la forma de una curva característica general de una película de radiografía industrial. Se observa que aún sin exponer la película presenta cierta densidad denominada Velo de fondo , que es propio de la película, este puede aumentar en caso de que la película se haya almacenado en condiciones inapropiadas, tales como la presencia de niveles de radiación bajos o calor excesivo.

Una de las aplicaciones más frecuentes de la curva característica, es la corrección de la exposición para obtener una mayor o menor densidad de la película, por ejemplo: Se supone que con una densidad radiográfica D=1.8, una película no fue aceptada y se debe aumentar su densidad hasta D = 2.3, ¿cual será el nuevo tiempo de exposición?.

Para D = 2.3--------Log Er=2.46 Para D =1.8 --------Log Er=2.34 Diferencia = 0.12 AntiLog 0.12 = 1.32

En este caso el nuevo tiempo de exposición debe ser 1.32 veces, el original para alcanzar la densidad de 2.3, empleando la misma película antes considerada.

4.1.3. Calidad de la Imagen Radiográfica. La calidad de la imagen radiográfica está asociada con algunos parámetros importantes ligados a las características de la película radiográfica empleada y el tipo de radiación utilizada.

4.1.3.1. Contraste Para que se forme una imagen en la película, es necesario que se produzcan variaciones de densidad a lo largo del mismo, en otras palabras, una imagen está conformada por áreas claras y oscuras. La diferencia de densidad entre dos regiones adyacentes de la película es denominada contraste. Por ejemplo, si se mide la densidad de dos áreas adyacentes de la película y se encuentran valores


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de D1=2.2 y D2=1.8, el contraste será dado por la diferencia de densidades entre d1 y d2, es decir, será 0.4.

4.1.3.2. Gradiente Para evaluar el efecto de la forma de la curva característica, se emplea otra magnitud denominada Gradiente . El gradiente de una película es numéricamente igual a la tangente en un cierto punto

de la curva, cuando regiones de la curva presentan un gradiente mayor de 1.0, el contraste es aumentado, de la misma forma cuando presentan un gradiente menor de 1.0, el contraste transmitido por la película es disminuido.

Fig. 32 curva característica de una película radiográfica

4.1.3.3. Definición Al observar con detalle una imagen formada en la película radiográfica, se ve que el cambio de densidades de un área a otra no se realiza de manera brusca. Por ejemplo, la imagen de un objeto presenta un pequeño halo que acompaña los bordes de la misma, con una densidad intermedia entre la de la imagen y la de fondo. Cuanto más estrecha es esta zona de transición, mejor será la definición.


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4.1.4 Clasificación de las Películas La gran cantidad de condiciones y la heterogeneidad de los materiales encontrados en gamagrafía industrial, llevaron a los fabricantes de películas a producir varias clases de películas, la norma ASTM E 62 T clasifica las películas para uso industrial en cuatro categorías:

Tabla 9. Clasificación de las películas CLASE

CARACTERÍSTICA 1 Granulación extrafina y alto contraste, este tipo de película debe ser usada cuando se desea obtener

una alta calidad de imagen en ensayos de metales ligeros con radiación de alta energía. Puede ser usado por exposición directa o con pantallas intensificadoras.

2 Granulación fina y alto contraste. Debe ser usado en ensayos de metales ligeros o pesados, con secciones de espesor apreciable, y radiación de alta energía. Su granulación no es tan fina como la de las películas clase 1. Pero su mayor velocidad los hace muy útiles en la práctica. Se pueden usar para exposición directa o con pantallas intensificadoras.

3 Alta velocidad y granulación muy fina. Pueden ser usadas con o sin pantallas intensificadoras y con radiación de alta energía.

4 Alta velocidad y contraste cuando se utiliza junto con pantallas intensificadoras fluorescentes. El contraste es bajo cuando se utilizan con pantallas intensificadoras de plomo o directamente, se recomienda para ensayos de piezas de acero, latón, etc., con radiaciones de energía media, registrando un amplio intervalo de espesores con un pequeño intervalo de densidad radiográfica.

4.1.5 Pantallas de Plomo y Fluorescentes 4.1.5.1. Pantallas de plomo Las pantallas de plomo, también llamadas pantallas intensificadoras tienen la finalidad de disminuir el tiempo de exposición en los ensayos radiográficos industriales, se usan finas chapas de metal, generalmente plomo, como intensificadores de la radiación primaria emitida por la fuente, el factor de intensificación, además de ser función de la naturaleza y espesor de la pantalla, depende del contacto efectivo entre esta y la película. Las pantallas intensificadoras de plomo generalmente se colocan sobre cartulinas con espesores del orden de 100 gr/cm2. La cartulina debe tener un espesor constante para evitar que cualquier falta de homogeneidad perjudique la calidad de la radiografía. La pantalla intensificadora de plomo precisa tener un espesor ideal para determinada energía de radiación incidente, pues en caso contrario, su eficiencia será reducida.

El alcance de los electrones emitidos por una chapa de plomo, por efecto de la radiación incidente, puede ser determinado mediante pequeñas ecuaciones semi-empíricas:

R(mm) = 0.047/(10·P)*E1.38

0.15 >E>0.8 MeV P = densidad del material usado como pantalla

R(mm) = 0.667/(10·P)*E1.67

0.05>E>0.15 MeV

La atenuación de la intensidad de la radiación primaria en una pantalla intensificadora de plomo será insignificante, el espesor ideal de la pantalla debe ser igual al alcance de los electrones emitidos por la chapa de plomo, los electrones emitidos por una cara deben llegar a la cara opuesta y producir una ionización adicional en la emulsión fotográfica. Cuando aumenta el espesor de la chapa de plomo, la radiación primaria y los electrones emitidos son atenuados y en consecuencia el factor de intensificación disminuye.


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El grado de intensificación de las pantallas de plomo depende de la naturaleza y espesor del material a ensayar, las cualidades de la fuente de radiación y el tipo de película empleado.

Las funciones de las pantallas intensificadoras de plomo, en radiografía industrial son: - Generar electrones por efecto fotoeléctrico y Compton, produciendo un flujo adicional de

radiación y disminuyendo el tiempo de exposición. - Absorber o filtrar la radiación secundaria o dispersa que pueda incidir en la película fotográfica,

borrando la imagen y empobreciendo la definición.

4.1.5.2. Pantallas fluorescentes Las pantallas fluorescentes son también llamadas pantallas intensificadoras fluorescentes y se usan para disminuir considerablemente el tiempo de exposición en radiografía industrial. Constan, principalmente, de una fina lamina de cartulina impregnada de minúsculos granos de sales (usualmente de tungsteno o de calcio), los cuales, al ser golpeados por la radiación incidente, emiten luz fluorescente, a la cual es sensible la película radiográfica. En radiografía industrial se emplean dos clases de pantallas fluorescentes. - Pantallas de alta definición - Pantallas de alta velocidad.

Estas pantallas fluorescentes causan un empobrecimiento de la definición radiográfica, y por tanto, deben ser usadas solamente cuando el tiempo de exposición es muy alto, en este caso un aumento en la velocidad compensará la disminución en la definición, este aumento dependerá del tipo de pantalla, de la energía y el tipo de película, empleados en el ensayo.

El empobrecimiento de la imagen radiográfica ocasionado por el uso de las pantallas intensificadoras fluorescentes, puede ser explicado: - Los granos de la pantalla son más grandes que los granos de la película. - El contacto entre la pantalla y la película no es perfecto, de ahí resulta una dispersión adicional

de luz, esta dispersión de luz es el factor que más contribuye a empobrecer la imagen radiográfica, aumentando en función del tamaño de los granos de la pantalla.

Por las razones antes expuestas, las pantallas fluorescentes solamente se utilizan en el sistema de identificación de la película, como se describe en 4.5.1.

4.2. REGISTRO DEL ENSAYO POR FLUOROSCOPIA.

4.2.1 Intensificación de la Imagen. La fluoroscopia es un medio usado para detectar la radiación que emerge de la pieza, se realiza sobre una pantalla fluorescente, Las pantallas fluorescentes se basan en el principio que determinadas sales (de tungsteno o de calcio, por ejemplo), poseen la propiedad de emitir luz en intensidad más o menos proporcional a la radiación que incide sobre ellas (como se describió en 3.1.5. b).

En el esquema de un fluoroscopio (figura 32), se entiende su funcionamiento. La radiación emitida por un tubo de rayos X, colocado en la parte superior de la caja, atraviesa la pieza e incide sobre una pantalla fluorescente. Esta a su vez, transforma las intensidades de radiación que emergen de la


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pieza en luz de diferentes intensidades, formando una imagen de la pieza. Esa imagen reflejada en un espejo es examinada por el inspector, en busca de posibles defectos.

La fluoroscopía es usada principalmente en el examen de pequeñas piezas, con bajo espesor, su gran ventaja radica en la rapidez del ensayo y en su bajo costo, sin embargo presenta algunas limitaciones importantes: - No es posible inspeccionar piezas de gran espesor o de alto número atómico, pues en este caso

la intensidad de los rayos X no sería lo suficientemente alta para producir una imagen clara sobre la pantalla.

- Debido a las características propias de las pantallas usadas y a la baja distancia foco-pantalla, usada, la calidad de la imagen no es tan buena como en la radiografía.

- En la fluoroscopia, como la imagen es visualizada directamente en la pantalla, no se produce un registro que documente el ensayo realizado, tampoco permite la localización exacta en la pieza de las áreas que tienen discontinuidades inaceptables.

Figura 33. Sistema fluroscópico

4.2.2 Sistema de TV

Como se describió anteriormente, la observación de la imagen por el inspector se realiza directamente sobre la pantalla fluorescente, o por reflexión en un espejo. Sin embargo, ese procedimiento puede muchas veces ser riesgoso para el operador, pues el mismo puede acumular muchas horas de inspección en componentes de fabricación en serie, siendo obligatorio en estos casos la substitución después de un cierto período de tiempo. Los sistemas de TV fueron creados para eliminar totalmente los problemas de radioprotección mencionados, pues la captación de la imagen, directamente de la pantalla fluorescente, se realiza mediante la utilización de un circuito interno de TV, o sea una cámara de TV de alta sensibilidad, unida a un monitor de alta resolución. De este modo el operador o inspector visualiza la imagen en un monitor de TV, a una distancia suficiente para garantizar su seguridad radiológica, pudiendo incluso en caso de ser necesario, registrar las imágenes en cinta de vídeo.


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Figura 34. Diagrama esquemático del sistema de TV

4.3 XERORADIOGRAFIA

El medio de detección de la Xero-radiografía consiste en una fina capa de selenio, depositada sobre una lamina de aluminio pulido. Como el selenio posee la propiedad de ser un buen aislante eléctrico, cuando no hay radiación electromagnética. El proceso consiste en cargar eléctricamente el estrato de selenio, aferrándose a la placa de aluminio, El dispositivo es entonces expuesto igual que una película radiográfica, las partículas de selenio expuestas a la radiación se tornan buenas conductoras de la electricidad y pierden sus cargas con la placa de aluminio. Como la pérdida de carga es proporcional a la cantidad de radiación emergente de la pieza, se ha formado una imagen latente electrostática.

La Xero-radiografía es revelada cuando la placa de aluminio es sometida a una nube de partículas de polvo electrostáticamente cargadas. Estas se adhieren a la superficie de la placa y hacen visible la imagen electrostática latente.

Además de los métodos arriba descritos, existen otros que pueden ser utilizados para registrar diferencias en la intensidad de un haz de radiación, de forma general, no son más que evoluciones de los métodos ya citados.


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CAPITULO 5.

PARÁMETROS ESPECÍFICOS DEL ENSAYO

5.1 PRINCIPIOS GEOMÉTRICOS

Una fuente emisora de radiación con diámetro F, muy pequeño (que puede para efectos didácticos ser considerada como un punto) como se muestra en la figura 35 (A). En este caso, si se coloca un objeto entre el foco puntual y una película radiográfica se obtiene una imagen muy nítida. Si se aumenta el diámetro del foco a un valor F y se aproxima el objeto como en la figura 35 (B), se obtiene una imagen en la película (una vez revelada) con una zona de penumbra, perdiendo esa imagen mucha nitidez (definición), Las figuras 35 (C) y 35 (D) muestran también la perdida de definición por efecto de la penumbra, en la practica debe tenerse en cuenta que la fuente radioactiva tiene dimensiones entre 1 y 7 mm de diámetro, dependiendo de la naturaleza y actividad del isótopo. Cuando la distancia fuente-película es muy pequeña, para efectos del calculo de la penumbra, es imposible considerar la fuente como un punto. Se observa también en todas las figuras, que la sombra y la imagen del material ensayado se amplia, todas las veces en que el material se aleja de la película. La ampliación es un problema de geometría. La nitidez y la definición son función de la fuente emisora de radiación y de la ubicación del material entre la fuente y la película; cuando la fuente posee un diámetro considerable y se sitúa cerca del material, la sombra y la imagen no quedan bien definidas. La forma de la imagen podrá ser diferente a la que tiene en el material si el ángulo del plano del material varía en relación con los rayos incidentes, produciendo en este caso una distorsión de la imagen, figura 35 (F), al examinar la figura 35 se llega a las siguientes conclusiones: - El diámetro de la fuente emisora de radiación debe ser lo menor posible. - La fuente emisora debe estar lo más lejana posible del material a ensayar - La película radiográfica debe estar lo más cerca posible del material - El haz de radiación debe estar lo más perpendicular posible, en relación con la película. - El plano del material y el plano de la película deben ser paralelos

La distorsión de la imagen no puede ser eliminada en virtud de las formas complicadas de las piezas y de los ángulos de que se dispone para realizar el ensayo radiográfico. Las figuras 35 (B), 35 (C) y 35 (D), tiene señalado sobre los dibujos la distancia fuente película, material película y fuente material. Todas estas distancias son importantes para controlar la formación de penumbra.

Figura 35. Disposición geométrica entre fuente, película y objeto 5.1.1 Calculo de la Penumbra


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La penumbra geométrica puede calcularse de la siguiente expresión:

F·T/D Ug (14) Donde:

Ug = Penumbra geométrica F = dimensión del punto focal T = Espesor del objeto D = Distancia de la fuente al objeto

La Inspección radiográfica de objetos planos, tales como juntas soldadas a tope a ser radiografiadas totalmente, requiere de cuidados especiales en cuanto a la distancia fuente película, pues de esta distancia, es posible que pequeñas secciones de soldadura no sean inspeccionadas (Figura 36)

Figura 36. Efecto de pérdidas por proximidades de la fuente.

5.1.2 Sobreposición Cuando un objeto radiografiado es plano o cuando la distancia fuente película es menor que el radio de curvatura de la pieza, la sobreposición o traslape deberá ser calculada por la fórmula:

mm 6[C·e/off] S

(15) Donde:

S = sobreposición en mm C = longitud de la película e = Espesor de la película en mm Off = distancia fuente película en mm

Figura 37. Sobreposición entre filmes para cobertura total.

5.2 SENSIBILIDAD RADIOGRÁFICA

5.2.1 Indicadores de Calidad Radiográfica Para poder juzgar la calidad de la imagen en una cierta radiografía, se emplean unas pequeñas piezas llamadas Indicadores de calidad de imagen (ICI), que son colocadas sobre el objeto a radiografiar (figura 38), los ICI también se conocen como penetrámetros .

Las características principales que un ICI debe tener son las siguientes. - Sus lecturas deben ser sensibles a variaciones en la técnica radiográfica empleada.


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- El método de lectura de su imagen debe ser lo más simple y correcto posible. Su interpretación

debe ser siempre la misma, independientemente de quien sea la persona que efectúe la lectura de la radiografía. El valor obtenido para la densidad debe ser seguro y exacto.

- Los ICI deben ser versátiles y de simple aplicación, los objetos a ser radiografiados deben tener espesores normalizados y es conveniente que no sea necesario emplear una gran variedad de ICI, de esta forma, estos deben poder ser utilizados en diversos tipos de superficies (curvas, irregulares, etc.).

- Los ICI deben ser pequeños, su imagen, proyectada en la radiografía, no debe ocultar zonas de interés de la imagen. La imagen del ICI debe ser de naturaleza que no pueda ser confundida con la imagen de un posible defecto, presente en el objeto radiografiado.

- Los ICI deben ser de fabricación económica y de fácil normalización. - Los ICI deben incorporar alguna identificación de su tamaño.

Figura 38. Posición de los indicadores y fuente de radiación para la calificación del método de operación

El uso de un ICI, define la sensibilidad, en función de su forma y espesor. Por ejemplo en un ICI con un espesor igual al 2 % del espesor de la pieza radiografiada, y colocado sobre la misma de manera que produzca una imagen visible en la película, se puede determinar la sensibilidad

100*]/t t'[ S (16) Donde:

t = La variación mínima detectable de espesor para el espesor total de la pieza t = Espesor de la pieza S = Sensibilidad

La sensibilidad determinada por el ejemplo anterior sería igual al 2 %. Esta sensibilidad es conocida como sensibilidad de espesor, y es referida a la sensibilidad de la pieza colocada sobre el objeto radiografiado. Es fácil ver que cuanto más fina es esa pieza, mayor es la sensibilidad encontrada, siempre y cuando su imagen sea visible en la radiografía.

5.2.1.1. ICI ASME y ASTM


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Los ICI americanos están compuestos por una fina lámina de metal que tiene tres huecos con diámetros calibrados, los ICI construidos bajo la norma ASME sección V y ASTM E-142, poseen tres huecos cuyos diámetros son 4T, 2T y T, donde T corresponde al espesor del ICI, en estos ICI el espesor es igual al 2 % del de la pieza a ser radiografiada (figura 39). Para evaluar la técnica radiográfica empleada, se realiza la lectura del menor orificio, que es observado en la radiografía, las clases de inspección más rigurosas son aquellas que requieren la visualización del menor hueco del penetrámetro. De esa forma, es posible determinar el nivel de inspección, o sea el nivel mínimo de calidad especificado para cada ensayo, el nivel de inspección es representado por dos números, el primero representa el espesor porcentual del ICI y el segundo el diámetro del agujero que deberá ser visible en la radiografía.

Los niveles más comunes de calidad son los siguientes: - Nivel 2-1T: El agujero 1T de un ICI del 2% del espesor del objeto debe ser visible - Nivel 2-2T: El agujero 2T de un ICI del 2% del espesor del objeto debe ser visible - Nivel 2-4T: El agujero 4T de un ICI del 2% del espesor del objeto debe ser visible

Existen también niveles especiales de calidad, que son los siguientes: - Nivel 1-1T: El agujero 1T de un ICI del 1% del espesor del objeto debe ser visible, sensibilidad

del 1%. - Nivel 1-2T: El agujero 2T de un ICI del 1% del espesor del objeto debe ser visible, sensibilidad

del 1%. - Nivel 4-2T: El agujero 2T de un ICI del 4% del espesor del objeto debe ser visible, sensibilidad

del 4%.

Los ICI deben ser colocados sobre la pieza a ensayar, con la cara volteada para el frente, de modo que el plano de la misma sea normal a la fuente de radiación. Cuando se deban inspeccionar juntas soldadas, el ICI debe colocarse sobre el metal base, paralelo a la soldadura y a una distancia mínima de 3 mm.

En el caso de juntas soldadas es importante anotar que para la selección del ICI debe tenerse en cuenta el espesor del refuerzo a ambos lados de la chapa.

Por tanto para igualar el espesor donde se coloca el IQI con el del cordón de soldadura, se deben emplear cuñas bajo el IQI, de material radiográficamente similar al material inspeccionado, para determinar el espesor del área de interés, no deben considerarse los revestimientos o cubre-juntas que puedan existir. Siempre que sea posible el ICI debe ser colocado al lado de la pieza, volteado para el frente, en caso de que no sea posible, puede ser colocado, del lado de la película, pero en este caso se acompañará de una letra F de plomo.

Figura 39. IQR ASME o ASTM


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Si las variaciones de espesor provocan una variación de 15% o +30% de la densidad vista con un ICI, en el área de interés (zona de interpretación) de una radiografía, es necesario colocar un ICI adicional en cada área excepcional.

En radiografía de componentes cilíndricos (tubos, por ejemplo) en los que deba tomarse más de una película por sección, deberá ser colocado un ICI por radiografía, únicamente en el caso de exposiciones panorámicas, ver 5.4, en que toda la longitud circunferencial es radiografiada con una sola exposición, se permite el uso de tres ICI igualmente espaciados, la disposición en circulo de una serie de piezas iguales, radiografiadas simultáneamente, no se considera como exposición panorámica para efecto de colocación de ICI, siendo necesario que la imagen del mismo aparezca en cada una de las películas (figura 38).

Cuando porciones de soldadura longitudinal, son radiografiadas simultáneamente con la junta circunferencial, ICI adicionales deben ser colocados en las juntas longitudinales, en los extremos más alejados de la fuente. Para componentes esféricos, donde la fuente es posicionada en el centro del componente y más de una película se expone simultáneamente, deben ser usados al menos 3 ICI, igualmente espaciados, para cada 360° de soldadura circunferencial y uno más por cada cordón de soldadura inspeccionado simultáneamente.

a- ICI Europeos: Los ICI usados en Europa, en la mayoría de los casos son tipo DIN, este consiste en una serie de alambres con diámetros calibrados, y de material radiográficamente similar al material de la pieza a radiografiar. En estos ICI, la sensibilidad radiográfica es juzgada por el alambre de menor diámetro visible en la radiografía.

Esta forma de ICI tiene la ventaja de que la sensibilidad del ICI es dada por un valor numérico, en tanto que un ICI tipo ASME indica solamente si una cierta sensibilidad fue alcanzada.

Debe notarse que la imagen de una alambre es frecuentemente más fácil de detectar visualmente que la imagen de un pequeño agujero. De esta forma la sensibilidad dada por un ICI tipo DIN puede llevar a conclusiones mas acertadas, cuando se compara con la sensibilidad de un ICI tipo ASME.

5.2.1.2. ICI tipo DIN Cada ICI tipo DIN está constituido por 7 alambres, dispuestos paralelamente, y de material radiográficamente similar al material ensayado (figura 40).

Figura 40. IDR DIN


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La relación entre el diámetro del alambre y su número respectivo, se muestra en la tabla de abajo. Los alambres fueron divididos en tres grupos, a saber: 1 a 7, 6 a 12 y 10 a 16. Cuanto mayor es su número menor es su diámetro.

Cada ICI se caracteriza por lo siguiente: - Símbolo DIN - El número 62 (indica el año en que se introdujo este tipo de ICI) - La abreviatura del material del alambre (en el ejemplo Aluminio) - El número del alambre más grueso (1, 6 o 10) - Símbolo ISO - Número del alambre más delgado (7, 12 o 16)

El número del alambre más grueso está del lado del alambre más grueso, y el del más fino está del lado del alambre más fino. El ICI, siempre que sea posible, debe ser colocado del lado de la pieza que está volteado hacia la fuente, debe ser colocado sobre la soldadura de forma que los alambres se encuentren perpendiculares al cordón de soldadura y de forma que su imagen aparezca en la zona central de la radiografía. El número de calidad de imagen es el número del alambre más fino visible en la radiografía. El número de calidad de imagen requerido para cada espesor de material, se indica en tablas, La clase de calidad de imagen depende del rigor de la inspección radiográfica y debe ser especificado por el fabricante o diseñador del equipo.

5.2.2 Radiación Dispersa Cuando se aborda la interacción de la radiación con la materia, se puede observar que la dispersión inherente al proceso de absorción de la radiación, son radiaciones de baja energía que emergen en direcciones aleatorias. Cualquier material, o las paredes de otro objeto que reciban el haz de radiación, son fuentes de radiación dispersa (figura 41).

La radiación dispersa es también función del espesor del material radiografiado, constituyendo un mayor porcentaje que el de la radiación que incide sobre la película. Como ejemplo se puede afirmar, que para una pieza de acero de 19 mm de espesor, la radiación dispersa que emana de la pieza es dos veces más intensa que la radiación primaria que incide sobre la película.

La radiación dispersa, es por tanto, un factor importante que produce una sensible disminución en el contraste del objeto.

Figura 41. Radiación dispersa 5.2.3 Uso de Pantallas, Máscaras y Filtros


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Las pantallas de plomo disminuyen notablemente el efecto de las radiaciones dispersas, particularmente aquellas que inciden sobre la película y que poseen bajas energías. Este efecto contribuye a obtener la máxima claridad en los detalles de la radiografía. El uso de fuentes de radiación con altas energías, propicia no solamente la aparición de radiaciones dispersas provenientes de la pieza, sino también de radiaciones retrodispersas, que de igual forma empobrecen la imagen de la película, las radiaciones retrodispersas podrán ser atenuadas empleando pantallas posteriores, o filtros que son láminas de materiales absorbentes (cobre, aluminio, plomo), dispuestos de forma que protejan la película (figura 42).

Piezas de grandes espesores, especialmente fundidas, que serán sometidas a ensayo radiográfico utilizando Co-60 o aceleradores lineales, constituyen un problema para analizar la imagen radiográfica en los bordes de la pieza, pues las mismas se tornan oscuras, con densidades ópticas superiores a 4.0, debidas a la retrodispersión, la corrección de este problema se realiza utilizando máscaras que son bloques de plomo fundidos en la misma pieza, junto a sus bordes.

Figura 42. Uso de filtros y pantallas contra el aparato

5.3 VARIABLES DE EXPOSICIÓN

5.3.1. Ley de Intensidad, Distancia, Tiempo. A continuación se muestran las principales relaciones que permiten calcular la exposición en radiografía industrial.

5.3.1.1. Relación Intensidad -Tiempo: La intensidad de la radiación requerida para una cierta exposición, es inversamente proporcional al tiempo de exposición. Como la intensidad de los rayos X es gobernada por el miliamperaje y la de los rayos gamma por la actividad de la fuente, se puede afirmar:

T2/T1M1/M2 o T2/T1A1/A2 (17) Donde:

T1 = Tiempo de exposición de la fuente para usar un miliamperaje M1 o una fuente de actividad A1 T2 = Tiempo de exposición de la fuente para usar un miliamperaje M2 o una fuente de actividad A2


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Ejemplo: Si se obtiene una buena radiografía usando una fuente con 5 mA por un tiempo de 10 minutos, cual es el miliamperaje necesario para reducir el tiempo de exposición a 2 minutos.

M1 = 5 mA, T1 = 10 min., T2 = 2 min., M2 = ?

Por tanto: 5/M2 = 2/10 M2=10*5/2 M2 = 25 mA

Ejemplo: Si se está radiografiando con una fuente de 10 Ci y un tiempo de 15 minutos, cual será el tiempo necesario si se cambia la fuente por una de 50 Ci de actividad.

A1 = 10 Ci, T1 = 15 min., A2 = Ci, T2 = ? Por tanto: 10/50 = T2/15

T2 = 150/50 T2 = 3 min.

5.3.1.2. Relación Intensidad distancia La intensidad requerida para una cierta exposición es directamente proporcional al cuadrado de la distancia del foco a la película. De tal forma que se puede escribir:

2[D1/D2]M1/M2 (18)

Para rayos gamma sería: 2[D1/D2]A1/A2 (19) Donde:

D1 = distancia usada para una radiografía tomada con un miliamperaje M1 o con una fuente de actividad A1. D2 = distancia usada para una radiografía tomada con un miliamperaje M2 o con una

fuente de actividad A2.

Ejemplo: Una cierta radiografía se realiza usando un miliamperaje de 5 mA a una distancia de 120 cm. Por cual miliamperaje se debe reemplazar, si la distancia se aumenta a 150 cm.

M1 = 5 mA, D1 = 120 cm, M2 =?, D2 = 150 cm.

Por tanto: M1/M2=[D1/D2]2

M2 = 5* [`150/120]2 = 7.8 mA

Ejemplo: Una pieza se radiografía con una fuente de 10 Ci a una distancia de 40 cm. Si la fuente se cambia por otra de las mismas dimensiones pero de 80 Ci, cual es la distancia requerida para tomar una radiografía idéntica, si otros factores permanecen inalterados.

A1 = 10 Ci, D1 = 40 cm, A2 = 80 Ci, D2 =?

Por tanto: 10/80= [40/D2]2

D2 = 113.14 cm


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5.3.1.3. Relación distancia tiempo: El tiempo de exposición requerido para una cierta radiografía, es directamente proporcional al cuadrado de la distancia, matemáticamente se puede escribir:

2[D1/D2] T1/T2 (20) Ejemplo: Cuando una distancia foco película es cambiada de 30 cm a 24 cm, cuanto es el nuevo tiempo requerido, si el tiempo inicial era 10 min.

T1 = 10 min. , T2 =?, D1 = 30 cm, D2 = 24 cm.

Por tanto: 10/T2 =[30/24]2 T2 = 6.4 minutos

5.3.2 Ley del Inverso del Cuadrado de la Distancia Cuando se habla de películas radiográficas, se dice que la exposición es representada por el producto de la intensidad de la radiación por el tiempo, para una cierta energía de radiación particular.

La intensidad de la radiación que es emitida por la fuente no es totalmente recibida por la película, pues una parte es absorbida por el objeto que se está radiografiando, si no hubiera ningún objeto entre la fuente y la película, la intensidad de radiación que incide en la película sería menor que la emitida por la fuente, este fenómeno se explica mediante la ley del inverso del cuadrado. Se sabe que la intensidad de radiación es definida en términos de cantidad de rayos que son generados en un determinado intervalo de tiempo.

Ahora, la radiación se dispersa después de ser emitida por la fuente, por tanto el mismo número de rayos generados diverge, ocupando áreas cada vez mayores. De este modo, un objeto próximo a la fuente de radiación, recibe una cantidad mayor de rayos, porque recibe un haz de radiación más concentrado (figura 43).

Algebraicamente la ley del inverso del cuadrado, puede ser escrita como sigue: 2[D2/D1]I1/I2 (21)

Donde: I1 = Intensidad de radiación a una distancia D1 I2 = Intensidad de radiación a una distancia D2

Una vez definida esta ley, se nota que si se dobla la distancia a la película, la intensidad de radiación que incidirá sobre ella será un cuarto de la original. Como la exposición es proporcional a la intensidad de la radiación, se puede decir que al doblar la distancia de la película en relación con la fuente, se precisa una exposición cuatro veces mayor, eso quiere decir que se necesita un aumento en el tiempo de exposición o en el miliamperaje del tubo, para compensar la disminución de la intensidad. Este hecho explica por que no es posible compensar el tamaño de la fuente con una distancia fuente película mayor, porque ese aumento en la distancia provoca un incremento muy grande en el tiempo de exposición.


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Fig. 43 ley del inverso del cuadrado de la distancia

5.3.3 Construcción y Utilización de Gráficos de Exposición.

5.3.3.1. Curvas de exposición para gamagrafía El tipo más común de curva de exposición es el que relaciona el factor de exposición con la actividad de la fuente, el tiempo de exposición y la distancia fuente-película. Numéricamente, el factor de exposición se representa por la ecuación.

D[A·t]/ FE 2

FE = Factor de exposición A = Actividad de la fuente en milicurios t = tiempo de exposición en minutos D = distancia fuente película en centímetros

Ejemplo de aplicación: Se realiza un ensayo, por gamagrafía, de pieza de acero de 1.5 cm de espesor (densidad 7.87 g/cm3) para obtener una densidad radiográfica de 2.0. Para este ensayo se dispone de una fuente de Ir-192 con actividad de 20 Ci, con una película AGFA tipo D4 y un par de pantallas intensificadoras de plomo, con 0.02 cm de espesor, por el gráfico de exposición se concluye que para 1.5 cm de espesor de acero, y una densidad de 2.0, corresponde un factor de exposición igual a 45, recordando que 20 Ci equivalen a 20.000 mCi, se tiene:

45 = [20.000·t]/ D2

Observe que se puede fijar una de las variables: tiempo de exposición o distancia fuente película.

Cuando el tiempo de exposición es muy importante, se puede escoger una distancia fuente película adecuada, para mejorar la calidad radiográfica. Si se supone que la distancia fuente película es de 60 cm, se tiene:

45 = 20000·t/3600 t = 8.1 minutos, o sea 8 minutos y 6 segundos

Fuente

1 metro 2 metros

100% 25%


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Figura 44. factor de exposición para Ir 192

Existen otras formas de calcular el tiempo de exposición para fuentes radioactivas, utilizando las curvas de exposición de Curios

hora y espesor de acero, en esas curvas figuran varias rectas que representan diferentes densidades radiográficas, ellas pueden ser realmente eficientes cuando se obedecen las condiciones de revelado, las pantallas intensificadoras y el tipo de película.

Figura 45. Factor de exposición para Co60


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Cuando es muy pequeña o muy grande la distancia fuente película utilizada en la construcción de la curva de exposición, puede modificarse teniendo en cuenta la ley del cuadrado de la distancia. Para la determinación de un tiempo de exposición es necesario, primero conocer el espesor del material a irradiar, a continuación se escoge la fuente radioactiva y el tipo de película más apropiado para ese isótopo, se determina la actividad de la fuente radioactiva a la hora en que se hará el ensayo, se fija la distancia fuente película, enseguida se escoge la densidad radiográfica entre 1.5 y 2.2 y se determina el tiempo de exposición. Puede ocurrir, que el tiempo de exposición calculado no sea el adecuado porque el fabricante cambia las características de la película, o porque ellas varían de uno a otro. En cualquier caso sólo la experiencia práctica puede inducir modificaciones oportunas. La figura 46 muestra la curva de exposición para IR-192

5.3.3.2 Curvas de exposición para radiografía El primer factor a ser determinado para una exposición con rayos X, es el voltaje (energía) a ser usado. Ese voltaje deberá ser suficiente para asegurar un haz de radiación de energía para atravesar el material inspeccionado. Por otro lado, una energía muy alta causará una disminución del contraste del objeto, disminuyendo la sensibilidad radiográfica. Para poder hacer compatibles esos dos factores, se elaboraron gráficos que muestran el máximo voltaje a ser usado para cada espesor de un material dado, es muy importante recordar que como metales diferentes absorben cantidades diferentes de radiación, existen gráficos para cada tipo de material a ser radiografiado (figura 47).

Es importante anotar que cada gráfico fija una serie de factores como sigue: - material inspeccionado - tipo y espesor de las pantallas - densidad óptica de la película - distancia fuente película - tipo de película usada - Tiempo y temperatura de revelado de la película.

Figura 46. Curva de exposición curies-hora por espesor de acero


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Si cualquiera de esos factores es alterado, el gráfico perderá su validez, produciendo resultados imprecisos. Otro factor importante, es que esos gráficos son válidos, también para un determinado aparato. Normalmente los aparatos de rayos X son suministrados con una serie de gráficos que permiten su utilización en una vasta gama de situaciones. La escogencia del miliamperaje y del tiempo de exposición, dependen de la capacidad del aparato, debe usarse la más conveniente.

Figura 47. Curvas de exposición para rayos X

Ejemplo: Se pretende radiografiar una pieza de acero con 25 mm de espesor, utilizando 220 KV y 5 mA a 70 cm de distancia fuente

película, cual es el tiempo de exposición, use el gráfico 38.

Solución: analizando el gráfico, se tiene que, para 25 mm el tiempo de exposición será 6.7 mA/min., de modo que para 5 mA el tiempo será 1.7 min., o sea 1 minuto y 20 segundos.

5.4 PROCESAMIENTO DE LA PELÍCULA RADIOGRÁFICA

5.4.1 Preparación para el Procesamiento La preparación de la película y de los baños para el procesamiento, deben seguir algunas consideraciones generales, necesarias para la buena realización de esta tarea

a- Limpieza: Al manipular la película, la limpieza es esencial. La cámara oscura, así como los accesorios y equipos, deben ser mantenidos limpios y usados solo para el propósito al que se destina, Cualquier solución volátil debe ser guardada en recipientes, cerrados, para no contaminar el ambiente. El termómetro y otros accesorios que se manipulan deben ser lavados con agua limpia inmediatamente después de su uso, para evitar la contaminación de las soluciones, los tanques deben estar limpios y llenados con soluciones frescas.


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b- Preparación de los baños: la preparación de los baños debe seguir la recomendación de los

fabricantes, y preparados dentro de recipientes de acero inoxidable o de material sintético, siendo preferible el primer material. Es importante agitar bien los baños, utilizando para ello una brocha dura de acero inoxidable o de un material que no absorba o reaccione con las soluciones de procesamiento, estas deben ser separadas, una para cada baño, para evitar la contaminación de las soluciones.

c- Manipulación: Después de la exposición de la película, la misma aún se encuentra dentro del portapelículas plástico, y por tanto deberá ser retirado en una cámara oscura, solamente con la luz de seguridad encendida. En esta etapa las películas deberán ser fijadas a los ganchos de acero inoxidable para la etapa siguiente, el revelado. Esta manipulación debe ser cuidadosa para no presionar la película con los dedos y mancharla permanentemente.

d- Control de temperatura y tiempo: Los baños de procesamiento y revelado deben ser controlados, en cuanto a la temperatura, esta normalmente debe ser de 20 a 22 grados.

Figura 48. Unidad de procesamiento de películas

5.4.2 Procesamiento Manual de la Película en Cámara Oscura.

A partir del momento que se tiene una película expuesta a la radiación, se pasa al procesamiento, en el cual se pasará por una serie de tanques de revelado, como se describió en 4.4.1, incluyendo las siguientes etapas.

5.4.1.1.Revelado Cuando se sumerge una película expuesta en el tanque conteniendo el revelador, está solución actúa sobre los cristales de bromuro de plata expuestos, reduciéndolo a plata iónica y llevándolo a un estado metálico. Esta reacción química provoca una degradación progresiva del revelador, que lentamente se oxida por el uso y por el medio ambiente.

La visibilidad de la imagen y en consecuencia el contraste, la densidad de fondo y la definición, dependen del tipo de revelador usado, del tiempo de revelado y la temperatura del revelador. De esta forma el control de tiempo- temperatura es de fundamental importancia para obtener una buena imagen. Usualmente se toma como ideal una temperatura de 20 grados celcius y un tiempo de revelado comprendido entre 5 y 8 minutos.


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El grado de revelado es afectado por la temperatura de la solución, cuando la temperatura del revelador aumenta el grado de revelado también aumenta, de igual forma cuando la temperatura del revelador baja, la velocidad de la reacción es lenta y el tiempo recomendado para revelado a temperatura normal resulta insuficiente, resultando en un sub-revelado, cuando la temperatura es alta, la reacción es rápida y al mismo tiempo será excesivo, ocasionando un sobre- revelado. Dentro de ciertos límites, esas variaciones en el grado de revelación pueden ser compensadas, aumentando o disminuyendo el tiempo de revelación, son suministradas tablas de tiempo- temperatura, a través de las cuales se puede realizar la corrección de comparación. Sin embargo, se debe tener en cuenta que el revelado ideal debe hacerse teniendo en cuenta en lo posible, los tiempos y temperaturas indicados.

El revelado debe hacerse con agitación permanente de la película en el revelador, con el fin de obtener una distribución homogénea de líquidos en ambos lados de la emulsión, evitando la sedimentación de bromuro y otras substancias que pueden provocar manchas que puedan enmascarar posibles discontinuidades. En principio, el revelador debería solamente reducir los cristales de plata expuestos durante la formación de la imagen latente, sin embargo otros cristales, aunque muy lentamente, también sufren reducción. Esto se llama velo de fondo o ennegrecimiento general resultante.

5.4.1.2 Baño de parada, o de aclarado. Cuando la película es removida de la solución reveladora, una parte del revelador queda en contacto con las caras de la película, haciendo de esta forma que el proceso de revelación continúe. El baño de aclarado, tiene la función de interrumpir esta reacción removiendo el revelador residual, evitando así una revelación desigual y evitando la aparición de manchas en la película. Por tanto antes de pasar la película del tanque revelador al de fijación, debe pasarse por el tanque de baño de aclarado durante unos 40 segundos.

El baño interruptor puede ser compuesto, con una mezcla de agua con ácido acético o con ácido acético glacial. En este último caso se debe tener cuidado especial, proveyendo una ventilación adecuada y evitando su contacto con las manos, cuando se realiza la solución del ácido en el agua (35 ml de A.A.G. por litro), se debe agregar siempre el ácido sobre el agua y no lo contrario, pues puede saltar sobre las manos y la cara causando quemaduras.

El baño de aclarado pierde su efecto con el uso y debe ser siempre sustituido, una solución nueva de baño de aclarado es de color amarillo y cuando se expone a la luz de seguridad es casi incolora, cuando el color cambia a azul púrpura que aparece oscuro bajo la iluminación de la luz de seguridad, la solución debe ser cambiada. Generalmente 20 litros de solución de baño de aclarado son suficientes para 400 radiografías de 3 ½ por 17 pulgadas.

5.4.1.3. Fijación Después del baño de aclarado, la película se coloca en un tercer tanque, que contiene una solución llamada fijador. Es función del fijador remover el bromuro de plata de las porciones no expuestas de la película, sin afectar los que se expusieron a la radiación. El fijador tiene también la función de endurecer la emulsión gelatinosa, permitiendo el secado y el endurecimiento.

El intervalo de tiempo entre el inicio de la fijación y el desaparecimiento de la coloración amarillo

blanquecina que se forma sobre la película, es llamado tiempo de ajuste o tiempo de definición (clearing time). Durante este tiempo el fijador estará disolviendo el halo de plata no revelado, en


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tanto, es necesario un tiempo adicional, que en general es el doble del de revelado. El tiempo de fijación no debe exceder de 15 minutos, las películas deben ser agitadas cuando son colocadas en el revelador por lo menos durante dos minutos, a fin de tener una acción uniforme de los químicos. El fijador se debe mantener a una temperatura igual a la del revelador, o sea unos 20 grados Celcius. Los fijadores son comercialmente suministrados en forma de polvo o de líquido y la solución se forma mediante la adición de agua de acuerdo con las instrucciones de los fabricantes.

5.4.1.4. Lavado de las películas Después de la fijación, se realiza un proceso de lavado para remover el fijador de la emulsión, la película se sumerge en agua corriente de modo que toda la superficie de la misma esté en contacto con el agua. El tanque de lavado debe ser lo suficientemente grande para contener las películas que pasan por el proceso de revelado y fijación. Siempre se debe proveer un flujo de agua tal que permita la renovación del contenido del tanque de 4 a 8 veces cada hora. Cada película debe ser lavada por un período de 30 minutos, cuando se sumergen las películas colgadas de los ganchos en el baño de lavado, debe tenerse en cuenta que las mismas primero deben colocarse en el agua de salida del tanque (agua más sucia) y su posición va cambiando a medida que transcurre el tiempo, de manera que el baño debe terminar en la zona de entrada de agua (agua más limpia). La temperatura del agua en el tanque de lavado es un factor muy importante. Los mejores resultados se obtienen con una temperatura aproximada de 20 grados Celcius. Si se tienen valores mas altos se puede afectar la película (reblandecimiento y transporte de la emulsión), así mismo con valores de temperatura bajos se reduce la eficiencia del proceso.

Además de las etapas antes mencionadas, es aconsejable, después del lavado pasar las películas por un quinto baño que tiene la finalidad de romper la tensión superficial del agua, facilitando de esta manera el secado y evitando que pequeñas gotas de agua queden impresas en la emulsión, lo que ocasionaría manchas una vez se sequen las películas. Antes de colocar las películas en el secador, se deben escurrir colgadas de los ganchos por un tiempo de 2 a 3 minutos.

5.4.1.5. Cuidados a tener a- Control de la concentración de los químicos, la temperatura y el tiempo de procesamiento: Las

soluciones químicas utilizadas en el revelado, principalmente el revelador, pierden su poder de reacción en función del número de películas revelado. De tal forma, que es necesario controlar en la cámara oscura el número de películas revelado y el tiempo de utilización de los reactivos, efectuando siempre los reemplazos de reactivos requeridos, de acuerdo con las indicaciones de los fabricantes. La temperatura de las soluciones tiene una gran influencia sobre su poder de reacción, por lo que se recomienda que la misma sea bien controlada por el procesador. De igual forma, los tiempos prescritos para el proceso de revelación deben ser rigurosamente observados, se aconseja para esta finalidad, el uso de despertadores en la cámara oscura.

b- Control de luminosidad en la cámara oscura: Como se sabe, las películas radiográficas son sensibles a la luz común y no pueden ser expuestas a esta, por esta razón durante el procesamiento radiográfico no debe existir la menor entrada de luz exterior, sólo es admisible la luz de seguridad, que debe ser filtrada y con potencia dentro de los valores recomendados. De manera general, existe un descuido general de los procesadores (operarios de revelado) en este asunto, principalmente teniendo en cuenta que en los trabajos de campo no siempre se encuentra un local en las condiciones más apropiadas para instalar la cámara oscura. Sin embargo, se debe tomar todo el cuidado para evitar la entrada de luz en la cámara oscura, procurando sellar los contornos de las puertas, cerraduras y principalmente no permitir la


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apertura de puertas y ventanas una vez se inicie el proceso de revelado, y hasta tanto este no haya concluido, la luz de seguridad debe estar a una distancia mínima de 1.2 m de la zona de trabajo.

5.4.3 Procesamiento Automático

Este sistema de procesamiento químico y mecánico, se utiliza cuando hay un gran volumen de trabajo, pues así se torna más económico, el procesamiento es totalmente automático y únicamente se requiere mano de obra para cargar y descargar las películas en los carretes, el ciclo de procesamiento es inferior a 15 minutos, cuando es mantenido y operado correctamente, este equipo produce radiografías de alta calidad. La alta velocidad de procesamiento es posible por el uso de soluciones químicas especiales, agitación continua de las soluciones y secado por chorros de aire caliente.

5.5. EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE IMAGEN.

5.5.1 Identificación de la Película. La identificación de la película debe contener información importante como es: fecha de realización del ensayo, identificación de los soldadores (en el caso de juntas soldadas), Identificación de la pieza y zona examinada, número de la radiografía, identificación del operador y la firma ejecutante. Toda esta información debe aparecer claramente en la película radiográfica, para permitir la rastreabilidad del ensayo, tales datos pueden registrarse a partir del empleo de números y letras de plomo dispuestos sobre el portapelículas conjuntamente con la película cuando se va a realizar la exposición, quedando registrados de modo permanente. Podrá también ser utilizado el sistema de pantallas fluorescentes que consiste en escribir sobre papel vegetal o similar toda la identificación de la película y el mismo es colocado junto a la pantalla fluorescente, Este conjunto es montado previamente junto a la película radiográfica entre la pantalla trasera, y posteriormente es expuesto, registrando de este modo en la película, toda la identificación preparada (figura 49).

Figura 49. Esquema de montaje de las pantallas fluorescentes en la identificación

5.5.2 Determinación de la Densidad Radiográfica La densidad óptica debe ser medida mediante aparatos electrónicos (densitómetros), o cintas densitométricas calibradas especialmente para esta tarea, la densidad debe ser siempre medida sobre el área de interpretación (área de interés), por ejemplo, sobre la imagen del cordón de soldadura (en el caso de juntas soldadas), el valor numérico normalmente recomendado esta comprendido entre 1.8 y 4.0 HD, siendo el rango mas usualmente aceptado por las principales normas y especificaciones internacionales de 2.0 a 3.5 HD.

5.5.3 Apariencia del ICI


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El ICI (indicador de calidad de imagen) debe aparecer de manera clara que permita verificar las siguientes informaciones: si el número del ICI está de acuerdo con el rango de espesor radiografiado, que el tipo de ICI sea el especificado en la norma o procedimiento de inspección, que el alambre o agujero esencial sean visibles sobre el área de interés, que su posicionamiento haya sido realizado, y finalmente si se trata de un ICI DIN, ASME o ASTM, si la densidad del ICI es próxima a la del área de interés (ver numeral 4.2.1. a).

5.5.4. Defectos de Procesamiento de la Película El trabajo en la cámara oscura después de la exposición de la película, corresponde a la parte más importante del procesamiento radiográfico, pues en caso de ocurrir fallas técnicas durante el procesamiento de la película, todo el trabajo de preparación de la exposición se habrá perdido, tales fallas ocurren principalmente por manipulación inadecuada de la película y que puede resultar en: a- manchas: Generalmente aparecen sobre la radiografía en forma redondeada, en caso de estar

sobre el área de interés podría encubrir discontinuidades inaceptables, tales manchas son producidas por pequeñas gotas de agua que se pegan a la película y que después del secado dejan una indicación que es visible solamente cuando se observa la película contra la luz.

b- Rayones: generalmente ocurren por acción mecánica sobre la capa superficial de la película, comúnmente durante la preparación y el procesamiento, estos rayones, visibles sobre la película al ser vista contra la luz, se confunden con defectos, haciendo inaceptable la película, la cual deberá ser repetida.

c- Dobleces: Así como los rayones, los dobleces aparecen en la película como imágenes oscuras y pronunciadas, también ocurren durante la manipulación de la película antes y durante la exposición, por ejemplo ocurre con frecuencia en piezas curvas con radios pequeños, en las que el operador para mantener la película contra la pieza debe forzarla contra la superficie, resultando en un doblez de la película que se observa durante el procesamiento.

5.5.5 Causas y Corrección de los Defectos de Procesamiento. Los principales defectos causados en las radiografías ocurren por fallas en la exposición y la manipulación de películas durante el revelado, como se describe en 4.5.4.

A continuación se enumeran, los defectos más comunes ocurridos durante el procesamiento y sus probables causas: 1- Radiografía con densidad muy alta. Puede ser causada por:

- Exceso de exposición, sobreexposición. - Tiempo de revelado muy largo y/o temperatura muy elevada

2- Radiografía con densidad muy baja. Puede ser causada por: - Exposición insuficiente - Tiempo de revelado muy corto y/o revelador a una temperatura muy baja - Revelador inactivo, mal preparado o inadecuado - Presencia de algún material entre la pantalla y la película, tales como envoltura de la

película, funda de plástico, etc.

3- Radiografía con alto contraste. Puede ser causada por: - Alto contraste del objeto - Exposición muy alta


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- Revelación muy prolongada

4- Radiografía con bajo contraste. Puede ser producida por: - Bajo contraste del objeto - Energía de radiación muy alta - Tiempo de revelado muy corto y/o solución reveladora muy fría - Revelador inactivo

5- Radiografía con poca definición. Puede ser causada por - Distancia fuente película muy grande - Punto focal de grandes dimensiones - Mal contacto entre las pantallas y la película - Uso de pantallas fluorescentes - Película de lata velocidad (granulación gruesa) - Radiación secundaria o dispersa, excesiva

6- Radiografía velada o con fuerte velo de fondo. Puede ser producida por: - Película expuesta a la luz directamente, o por posibles entradas de luz a ala cámara

oscura. - Exposición excesiva a la luz de seguridad. - Protección insuficiente contra la radiación en el local de almacenamiento de las

películas. - Almacenamiento de las películas en un lugar muy caliente, húmedo o con presencia de

gases. - Revelador incorrectamente preparado - Revelador contaminado

7- Radiografía con coloración amarilla, Puede ser causada por: - Revelación prolongada en revelador inactivo u oxidado - Omitir el baño de aclaración o el lavado - Tiempo de fijación muy corto - Fijador vencido

8- Radiografía con manchas Blancas. Puede ser causado por: - Manchas de forma redonda, muy pequeñas y de contornos nítidos resulta en la falta de

agitación de la película durante los primeros 30 segundos del revelado, las bolsas de aire se adhieren a la emulsión, e impiden que el revelador actúe en estas zonas.

- Manchas muy pequeñas, con contornos poco definidos son características de las películas que no fueron lavadas antes de ser fijadas, en estas condiciones se presenta un desprendimiento de anhídrido carbónico en la emulsión, provenientes de la reacción de los productos alcalinos del revelador con los productos ácidos del fijador.

- Gotas del baño fijador o del de aclaración que caen en la película antes del revelado - Manchas provocadas por acción mecánica sobre la película antes de la exposición, por

ejemplo se coloca un material pesado sobre la película o sobre el portapelícula - Manchas provenientes de secar rápida e irregularmente la película, es el caso de las gotas

de agua que quedan adheridas a la superficie en el momento en que es colocado a secar. - Machas de grasa o aceite que retrasan o impiden la penetración del revelador - Manchas provocadas por el uso de pantallas intensificadoras deterioradas


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- Manchas provocadas por impurezas, por ejemplo, partículas metálicas existentes entre

las películas y las pantallas durante la exposición radiográfica - Pequeñas manchas claras, con bordes oscuros provocados, generalmente por un secado

lento en clima húmedo y caliente, sobretodo si el agua del lavado no es muy limpia

9- Radiografías reticuladas: La causa principal de este defecto es la variación brusca de temperatura que puede ocurrir cuando la película pasa de un baño a otro, esas radiografías lucen resquebrajadas.

10- Radiografías con emulsión descolorida. Podrá ser causada por: - Fijador vencido o muy caliente - Baños de temperatura muy elevada - Lavado prolongado en agua fría

11- Radiografías con estrías. - Ganchos contaminados, es decir que no fueron lavados para su uso - Falta de agitación del baño revelador - Exposición de la película a la luz de seguridad, antes del baño fijador - Omitir el baño de aclaración o realizarlo incorrectamente - Falta de agitación durante el baño de aclaración - Gotas de agua adheridas a la película durante el secado - Inspeccionar la película sobre la luz de seguridad antes del tiempo de definición

12- Depósitos blanquecinos. - El agua empleada para preparar el revelador o el fijador es demasiado dura (presencia

de sales de calcio o de magnesio disueltas en el agua). - Película lavada en agua demasiado dura - La película no fue suficientemente secada después del revelado y antes de entrar en el fijador - Revelador preparado incorrectamente

5.5.6 Condiciones de Luminosidad del Negatoscopio. Las fuentes de luz necesarias para la adecuada iluminación de las radiografías, deben ser seleccionadas con mucho cuidado. Las lámparas deben ser de control de intensidad variable, que permitan un ajuste desde cero hasta la intensidad suficiente para leer densidades entre 3.5 y 4 HD, y preferiblemente que empleen luz fría, protegiendo así la película de un sobrecalentamiento que podría dañarla, de otro lado es conveniente poder reducir el área de iluminación con una máscara o diafragma, permitiendo aislar regiones específicas de la radiografía. El área en la cual la radiografía es interpretada debe estar bien iluminada (sin penumbra).

De la misma forma, quien revise la radiografía debe protegerse la vista de las fuentes de luz fuerte, lo que perjudica la interpretación de la radiografía, en este aspecto es importante tener cuidado con las áreas radiográficas que tienen baja densidad, pues la luz transmitida a través de las mismas puede incidir directamente sobre la vista, de la misma forma cuando se vaya a cambiar de radiografía, se debe apagar el negatoscopio, para evitar la incidencia directa de la luz sobre los ojos.


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CAPITULO 6.

TÉCNICAS DE EXPOSICIÓN Y SELECCIÓN DE VISTAS.

La disposición y los arreglos geométricos entre la fuente de radiación, la pieza y la película, deben seguir algunas técnicas especiales, las que permiten una imagen radiográfica de fácil interpretación y localización de las discontinuidades presentadas. Algunas de las técnicas que se presentan enseguida son muy utilizadas y recomendadas por normas y especificaciones nacionales e internacionales.

6.1 TÉCNICA DE PARED SIMPLE

Esta técnica es llamada así, pues con esta disposición de la fuente de radiación, la pieza y la película, solamente la sección del objeto que está próxima a la película será de interés y las radiaciones atraviesan apenas un espesor (PSVS) (figura 50).

Figura 50. Técnica de exposición pared simple

6.2. TÉCNICA DE PARED DOBLE.

6.2.1 Arreglo Radiográfico de Pared Doble y Vista Simple. En esta técnica de pared doble y vista simple (PDVS) el haz de radiación, proveniente de la fuente, atraviesa dos espesores de la pieza, pero sólo proyecta en la película la sección de la pieza que está más próxima a la misma Esta técnica se emplea frecuentemente en la inspección de juntas soldadas en las cuales no es posible tener acceso al interior de la pieza, por ejemplo tubos de acero con diámetros mayores de 3½ pulgadas, vasos sellados y otros (figura 51).

Figura 51. Técnica de exposición pared doble vista simple. 6.2.2 Arreglo Fotográfico de Pared Doble y Vista Doble


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En este caso el haz de radiación proveniente de la fuente también atraviesa dos espesores, como se describe en 5.2.1, en tanto que proyectará en la película las dos secciones de la pieza, que serán objetos de interés. La técnica de pared doble y vista doble, es frecuentemente usada en la inspección de tubos con diámetros menores de 3 ½ pulgadas (figura 53).

Figura 52. Técnica de exposición pared vista simple

6.3 PROBABILIDAD DE DETECCIÓN EN FUNCIÓN DE LA FORMA GEOMÉTRICA Y LA ORIENTACIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES EN RELACIÓN CON EL HAZ DE RADIACIÓN

Las técnicas de exposición presentadas en 6.1 y 6.2, a pesar de facilitar la interpretación radiográfica y la identificación de discontinuidades, no garantizan que todas las discontinuidades presentes en el área de interés sean presentadas. Esto ocurre por la forma geométrica, la orientación y el tamaño de las discontinuidades en relación con la dirección del haz de radiación. Las discontinuidades orientadas perpendicularmente al flujo del haz de radiación, son más difíciles de ser detectadas, el caso típico son las laminaciones en las chapas de metal, por otro lado las geometrías complejas en piezas a ser radiografiadas, constituyen una dificultad y hasta un impedimento de tener una imagen radiográfica con condiciones seguras de ser evaluadas.

Por tanto la probabilidad de detección de una discontinuidad, depende de la orientación de la misma en relación con el haz de radiación y también de la forma geométrica del objeto.

6.4 EXPOSICIÓN PANORÁMICA

Esta técnica constituye un caso particular de la técnica de vista simple y pared simple, descrita en 5,1, pero proporciona una alta productividad y rapidez en el caso de juntas soldadas circunferenciales con acceso interno. En la técnica panorámica, la fuente de radiación debe ser localizada en un punto geométrico equidistante de las piezas y las películas, en el caso de las juntas soldadas circulares la fuente, debe ser posicionada en el centro de la circunferencia, con una única exposición de la fuente, todas las películas dispuestas a 360 grados serán igualmente irradiadas, posibilitando así mismo el examen completo de las piezas o juntas (figura 54).


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Figura 53. Técnicas de exposición panorámica.

6.5 EXPOSICIÓN RADIOGRÁFICA EN MOVIMIENTO

En muchos casos de radiografía industrial, y especialmente en sistemas que permitan el movimiento relativo de la fuente de radiación, pieza y película, movimientos de la película en relación con la pieza resultan en radiografías con imágenes confusas, El movimiento de la fuente de radiación respecto de la pieza y la película, es equivalente al uso de fuentes grandes, resultando en un aumento de la penumbra geométrica. En tanto en algunos casos el movimiento del sistema, fuente, pieza y película, es benéfico.

6.5.1. Movimiento de la fuente respecto de la pieza Juntas soldadas circular y longitudinalmente, principalmente en tuberías con longitudes muy grandes, que al ser radiografiadas con una serie de exposiciones individuales, requieren mucho tiempo para colocar y retirar las películas, identificarlas y mover el tubo para cada exposición individual, es necesario el movimiento de la fuente respecto de la pieza. Ahorros económicos pueden ser frecuentemente obtenidos con sistemas que utilizan aparatos de rayos X de dimensiones reducidas, que se desplazan sobre rieles en el interior de la tubería, se centraliza el haz de radiación sobre la junta mediante un control remoto externo, lo cual ofrece foco direccional o panorámico (figura 55).

Figura 54. Movimiento de la fuente con relación a la pieza

6.5.2. Movimiento de la pieza en relación con la fuente


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Juntas circulares en recipientes de grandes diámetros que deben ser radiografiados en cantidad, generalmente presentan problemas económicos, en este caso la exposición panorámica como la descrita en 6.5 puede no ser productiva, pues las distancias fuente película son muy grandes, lo que implica un tiempo de exposición no práctico. El arreglo mostrado en la figura 56, permite una economía de tiempo pues la técnica empleada es de pared simple y vista simple con rotación de la pieza. Las películas pueden ser expuestas individualmente en cada exposición o dispuestas previamente cubriendo toda la soldadura circular, como es propuesto por algunas literaturas especializadas. En este último caso la velocidad de rotación y la abertura del foco de radiación sobre la película son parámetros críticos.

La penumbra geométrica Um puede ser calculada por la fórmula: w/d* t Um (23)

Donde: w = ancho de la abertura en el blindaje de plomo t = espesor de la pieza d = distancia fuente película

La velocidad de rotación requerida Vp de la pieza puede ser calculada a partir del tiempo de exposición con la fórmula:

Vp = w/t (24)

Figura 55. Movimiento de la pieza con relación a la fuente.

6.6 EXPOSICIÓN CON PELÍCULAS MÚLTIPLES

La inspección radiográfica de geometrías complejas, o sea aquellas que presentan una variación de espesor en la zona de interés, presentando también una variación en la densidad óptica de la imagen radiográfica y que puede no estar contenida dentro de los rangos aceptables (1.8 a 4.0 o 2.0 a 3.5), siendo por tanto la radiografía rechazada, es necesario la utilización de exposiciones con películas múltiples. Para solucionar este problema, deben ser tomadas dos películas de la misma región, las cuales deberán ser dispuestas en el mismo portapelícula dos películas con características de sensibilidad diferentes, por ejemplo una con velocidad más rápida que la otra, y expuestas simultáneamente. El resultado será que la película más rápida tendrá una menor densidad óptica, y


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hará posible analizar los espesores más finos, en tanto que la otra permitirá el análisis de los espesores más gruesos.

6.7. EXPOSICIÓN RADIOGRÁFICA PARA DETERMINAR LA PROFUNDIDAD DE LAS DISCONTINUIDADES.

La imagen radiográfica de una discontinuidad, en una pieza metálica, se proyecta sobre la película como una imagen bidimensional. Esa imagen no permite a que distancia de la película o de la cara posterior de la pieza se encuentra la discontinuidad. En muchos casos se procede a reparar la pieza que fue ensayada y rechazada por el ensayo. Para esto se necesita conocer la posición exacta de la discontinuidad, para planear la operación de recuperación. Existen métodos para localizar las discontinuidades, el del paralaje o doble imagen es el más conocido. Considerando el esquema mostrado en la figura 57, una pieza metálica que contiene una discontinuidad en su interior. Se colocan los marcadores de plomo P1, P2 y P2 en las caras anterior y posterior de la pieza, y la película radiográfica, tal como se indica en la figura, se realiza una primera exposición con la fuente en f1. Sobre la misma película se ejecuta la segunda exposición con la fuente en f2, las dos posiciones están separadas por la distancia a. Sobre la misma película, la posición de las imágenes de la marca de plomo P2 variará muy poco, pero las imágenes de la discontinuidad y de la marca de plomo P1 se verán desplazadas, esto es, variarán su posición en la película en función del desplazamiento de la fuente.

Por semejanza de triángulos se puede expresar: B]+[B·T]/[D1 = D

Donde: D = distancia entre el centro de la discontinuidad y la superficie inferior de la pieza D1 = distancia de desplazamiento de la fuente B = distancia entre las dos imágenes de la misma discontinuidad T = distancia fuente película

Figura 56. Doble exposición para localización de defectos


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CAPITULO 7

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Y LIMITACIONES DEL ENSAYO.

7.1. APARIENCIA DE LAS DISCONTINUIDADES DE ACUERDO CON LOS RESPECTIVOS PROCESOS DE FABRICACIÓN Y SUS LIMITACIONES DE DETECCIÓN

Las discontinuidades son cualquier variación en la homogeneidad de una pieza o material, tanto en su estructura como en su forma.

A través del análisis de la influencia que las discontinuidades tienen sobre la utilización del material, o del equipo, es que se pueden definir criterios de aceptabilidad. Las discontinuidades pueden ser atribuidas a diferentes causas. Ellas pueden ocurrir durante el mismo proceso de fabricación del material (por ejemplo durante la fundición), o durante el uso del equipo, en servicio (por ejemplo durante la aplicación de esfuerzos mecánicos o por corrosión). Las discontinuidades típicas más frecuentes son fracturas, grietas, escamas de hidrógeno, laminaciones y contracciones entre otras.

7.1.1. Fracturas Son discontinuidades típicas del procesamiento, ocurren tanto en materiales ferrosos como en no ferrosos, ellas consisten en cavidades pequeñas e irregulares, superficiales, generalmente paralelas con los granos, Las fracturas ocurren durante las operaciones de forja, laminación o extrusión, debido a temperaturas muy bajas, material excesivamente trabajado o por movimiento del material durante su procesamiento. El ensayo radiográfico no es usado normalmente para detectar este tipo de discontinuidades. Factores tales como la dirección de la fractura, sus dimensiones y espesor del material disminuyen la eficiencia de la radiografía.

7.1.2. Grietas

7.1.2.1. Grietas de filete Son discontinuidades que ocurren cuando se maquina justo sobre grietas superficiales, que se localizan junto a los filetes, y que se propagan al interior de la pieza. Las grietas en los filetes ocurren cuando hay una brusca variación de los diámetros, tal como ocurre en la unión de la cabeza de un tornillo con el vástago, donde existe una gran acumulación de tensiones. Estos defectos no son normalmente detectados por el ensayo radiográfico, las discontinuidades superficiales de este tipo son de difícil evaluación por radiografía debido a la pequeña dimensión de la grieta con relación al espesor del material.

7.1.2.2. Grietas de esmerilado Son discontinuidades producidas durante el procesamiento de las piezas, tanto en materiales ferrosos como en no ferrosos, son discontinuidades de poca profundidad y muy finas, semejantes a las grietas ocasionadas por tratamiento térmico. Generalmente, mas no siempre ocurren en grupos, y en ángulos rectos con la dirección de fresado, este tipo de grietas se encuentra en materiales tratados térmicamente, endurecidos superficialmente y en materiales cerámicos. Son grietas térmicas causadas por sobrecalentemiento localizado de la superficie fresada. Este sobrecalentamiento es causado por falta de refrigeración, velocidad muy alta o alta velocidad de corte.


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7.1.2.3. Grietas de tratamiento térmico Son fallas de procesamiento que ocurren en materiales ferrosos y no ferrosos, fundidos o forjados, son fallas superficiales, generalmente de gran profundidad y con forma de garabato. Se originan en áreas donde ocurren cambios de espesor bruscos, o en áreas donde otras discontinuidades están expuestas a la superficie del material. Son causadas por tensiones localizadas causadas por calentamiento o enfriamiento inadecuado o por diferencia de espesores, esas tensiones pueden exceder el esfuerzo de ruptura del material causando grietas. Los ensayos más recomendados para la detección de este tipo de discontinuidades, son los líquidos penetrantes y las partículas magnéticas. La radiografía no se usa normalmente para detectar defectos superficiales.

7.1.2.4. Grietas en tubos Son fallas inherentes que ocurren en los materiales no ferrosos. Consisten en grietas formadas en la superficie interna del tubo, paralelos a la dirección del flujo de granos, estos defectos pueden ser atribuidos a uno de los siguientes motivos o a una combinación de estos: - Reducción inadecuada, en frío, del tubo durante su fabricación. - Materiales extraños que pueden contaminar la superficie interna de los tubos, causando grietas

cuando el material trabajado en frío es tratado térmicamente durante la operación del recocido. - Tasa de calentamiento insuficiente hasta la temperatura de reconocimiento, con posible

interrupción, ocurriendo esta en la franja de 649 a 760 grados celsius.

7.1.3. Escamas de hidrógeno Ocurren durante el procesamiento característico de los metales ferrosos. Consisten en discontinuidades pequeñas y finas, generalmente alineadas paralelas con los granos. Apareciendo como fisura, en una superficie fracturada, son representadas por áreas de brillo plateado, las escamas son fisuras internas atribuidas a tensiones producidas por una transformación originada en el descenso de la solubilidad del hidrógeno durante el enfriamiento después del trabajo en caliente. Son generalmente encontradas sólo en aceros de alta aleación. También son difíciles de ser detectadas por radiografía.

7.1.4. Laminaciones Son discontinuidades inherentes a los materiales trabajados, tanto ferrosos como no ferroso, son fallas internas o superficiales, planas, muy finas y generalmente alineadas con la superficie trabajada del material. Pueden contener una fina película de óxido entre las superficies y son encontradas en materiales forjados, extruídos o laminados. Las laminaciones son separaciones o adelgazamiento generalmente paralelos a la superficie trabajada del material. Pueden ser el resultado de porosidad tubular, e incluso de segregaciones alargadas, que se vuelven discontinuidades planas en función de la dirección de trabajo del material. Son imposibles de detectar por radiografía.

7.1.5. Contracciones o microcontracciones (rechupes) Ocurren en el proceso de fabricación de los materiales fundidos, estas discontinuidades se producen cuando el metal se encuentra en estado plástico o semifundido. Si se presenta un flujo insuficiente de material fundido a través de diversas áreas de la pieza, a medida que el material se enfría la contracción resultante puede ocasionar una falla. Esta falla se identifica por su apariencia y por el intervalo de tiempo, en el régimen plástico, en que ocurre. Las microcontracciones (microrrechupes) son discontinuidades internas que consisten en pequeñas discontinuidades que se producen en los contornos de las piezas. El ensayo radiográfico es el más recomendado para detectar este tipo de discontinuidades.


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7.2. DISCONTINUIDADES INTERNAS EN JUNTAS SOLDADAS

7.2.1. Inclusiones de gas (poros) Durante la fusión de la soldadura puede haber un aprisionamiento de gas, debido a varias razones, como el tipo de electrodo utilizado, la regulación del arco, deficiencia técnica del operador, humedad, etc. Estas inclusiones gaseosas pueden tener forma esférica o cilíndrica. Su apariencia radiográfica es de puntos oscuros con un contorno nítido. Algunas de estas inclusiones gaseosas asumen una forma alargada, cilíndrica y su imagen radiográfica dependerá de la orientación con relación al haz de radiación incidente, Otra forma típica de inclusión es la que tiene apariencia de gajo ramificado, llamada también porosidad vermicular (figura 58). La porosidad es una discontinuidad muy común en las juntas soldadas.

Figura 57. Radiografía de poros

7.2.2 Inclusiones de escoria Se deben al aprisionamiento de escoria o materiales extraños durante el proceso de soldadura, se presentan con mas frecuencia en juntas soldadas con pases múltiples, principalmente cuando la limpieza no se efectúa correctamente entre pase y pase.

Las Inclusiones de escoria lineadas: o escoria alineada, es un caso particular de inclusión que se manifiesta radiográficamente como líneas continuas o intermitentes. Estas son causadas por


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limpieza insuficiente de los bordes de un determinado pase, siendo aprisionadas por el siguiente, su caracterización en una soldadura se muestra en la figura 59.

7.2.3. Falta de penetración y fusión Se considera la falta de penetración, como la falta de material depositado en la raíz del cordón de soldadura, debido a la falta de material, este no ha llegado hasta la raíz, en caso de no haber pase de raíz la apariencia de falta de penetración puede ser aparente. La apariencia radiográfica en ambos casos es una línea oscura, intermitente o continua, en el centro del cordón. La figura 60 muestra la imagen radiográfica de una falta de penetración.

Figura 58. Apariencia radiográfica de inclusiones de escoria

Figura 59. Apariencia radiográfica de falta de penetración.

7.2.4. Grietas Son discontinuidades producidas por rupturas del material base como resultado de tensiones producidas en el mismo durante la soldadura, son más visibles en la radiografía, cuando el haz de radiación incide sobre la pieza en una dirección relativamente paralela al plano que contiene la grieta.

La grieta produce una imagen radiográfica con forma de una línea oscura y de apariencia irregular, el largo de esta línea depende de la longitud de la grieta. Si la dirección del plano que contiene la grieta coincide con el haz de radiación su imagen será bien oscura, de otra forma, perderá densidad, pudiendo incluso no aparecer, debido al hecho de que las grietas son el más grave defecto de una soldadura, se debe tener especial cuidado en su detección. La imagen de las grietas, especialmente en películas de grano grueso, puede no ser muy clara, en caso de dudas por parte del inspector, se aconseja un cambio en la dirección del haz de radiación y el uso de películas de granulación fina. Puede ocurrir también el hecho de que las grietas no sean detectadas, principalmente cuando se radiografían piezas de gran espesor (figura 61).


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Figura 60. Apariencia radiográfica de grietas

7.2.5. Falta de fusión Discontinuidad bidimensional, debida a una falta de fusión entre el metal depositado y el metal base, La falta de fusión sólo es bien representada en una radiografía cuando el plano del defecto coincide con la dirección del haz de radiación incidente. La imagen radiográfica de una falta de fusión es una línea oscura, estrecha, paralela al eje de la soldadura, en uno o ambos lados.

7.3. DISCONTINUIDADES SUPERFICIALES VISIBLES EN JUNTAS SOLDADAS.

7.3.1. Relleno insuficiente Debido a una alta velocidad de soldadura, o a un número de pases insuficientes, se produce, una pobre distribución del metal depositado, puede ocurrir que el bisel de la junta no sea totalmente rellenado. La radiografía mostrará entonces esta falta de material por medio de un aumento de la densidad en esta región. Su apariencia radiográfica será de una franja oscura que acompaña al eje de la soldadura, con los bordes correspondiendo a su concordancia con el metal base (figura 62).

Figura 61. Penetración incompleta del cordón de soldadura.


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7.3.2. Concavidad en la raíz de la junta Una superficie cóncava, en la raíz de la soldadura, es una discontinuidad muy común que ocurre principalmente en soldadura de tubos (cuando no se hace un pase de relleno del lado de la raíz). Su imagen radiográfica es una línea oscura, en el centro de la imagen de la junta, no existe el peligro de confundirla con falta de penetración, pues es una línea mas bien larga con contornos no tan bien definidos (figura 63).

Figura 62. Concavidad

7.3.3. Sobrepenetración En juntas soldadas con penetración excesiva, el metal fundido puede escurrirse en la raíz de las mismas, produciendo un refuerzo excesivo del lado de atrás de la junta. Esto ocurre con relativa frecuencia en soldaduras descendentes con un pase de raíz. Puede ser causada por una excesiva abertura de raíz o por muy alta temperatura del metal fundido depositado. La imagen radiográfica de la sobrepenetración será una línea de baja densidad en el centro del cordón, intercalada por regiones oscuras, correspondientes a los puntos donde los electrodos fueron cambiados (figura 64).

Figura 63 Penetración excesiva

7.3.4. Mordedura o socavamiento Durante la soldadura del pase final, o de presentación, los bordes superiores del bisel tienden a fundirse y escurrirse dentro del material depositado. El socavado ocurre cuando el metal depositado es insuficiente para rellenar esos vacíos, en los bordes del bisel. La apariencia radiográfica de una mordedura se caracteriza por una línea oscura, de ancho y longitud variable, fácilmente visible entre la zona del cordón de soldadura y el metal base (figura 65)

Figura 64. Socavamiento en ambos lados del cordón de soldadura

La densidad de imagen de un socavado da una imagen de su profundidad. Cuando el refuerzo de la soldadura ha sido esmerilado, las indicaciones radiográficas de los socavados se pueden confundir con escorias alineadas. Ese error se puede evitar si se colocan marcas de identificación en los bordes del cordón de soldadura, de esta forma se pueden distinguir las indicaciones de las de una escoria alineada, toda vez que las mismas ocurren próximas al cordón de soldadura. Cuidado especial es también necesario para identificar socavados en la parte posterior de la soldadura, especialmente si el chaflán es en X con cordones a ambos lados.


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CAPITULO 8

CÓDIGOS, NORMAS, ESPECIFICACIONES Y PROCEDIMIENTOS

8.1 CÓDIGOS, NORMAS, ESPECIFICACIONES

8.1.1 Conocimientos Generales de Códigos y Normas Una discontinuidad implica una reducción en la sección útil y una concentración de tensiones a su alrededor. Las dimensiones, forma y orientación de la discontinuidad son factores que deben ser tenidos en cuenta para evaluar su importancia en relación con el estado de solicitud estática reiterada o de impacto posible.

Se debe fijar el porcentaje de soldaduras a ensayar, con rayos X o con rayos gamma, de acuerdo con las normas escogidas. Las normas API (American Petroleum Institute), establecen el porcentaje en el caso de tuberías de oleoductos. Las normas DIN (Detches Institut Fur Nurmung) o ASME (American Society of Mechanical Engineers) fijan el porcentaje en caso de soldaduras de tanques a presión, calderas, etc. Las condiciones de trabajo previstas, eficiencia de soldadura, tipo de fluido en el servicio, coeficientes de seguridad escogidos y el nivel de calidad de las juntas, son las bases para escoger los porcentajes. Generalmente, se controlan todas las áreas consideradas críticas.

La inspección radiográfica debe seguir el ritmo de los soldadores, para corregir errores personales o deficiencias del electrodo.

8.1.2 Normas de Calificación y Certificación del Personal Ningún ensayo no destructivo debe ser ejecutado por personal no sometido a una calificación y certificación adecuadas. Tales exigencias generalmente son encontradas en las normas y especificaciones de fabricación de equipos industriales.

El inspector u operador se considera calificado si cumple con los siguientes requisitos:

- Aptitud física: Debe presentar características de aptitud física de acuerdo con el método de ensayo, por ejemplo exámenes clínicos de vista y otros.

- Escolaridad: Debe ser compatible con el nivel al cual el candidato será calificado, debiendo ser comprobado.

- Entrenamiento: Un entrenamiento específico sobre el método de ensayo, con la intensidad horaria mínima establecida por la norma, debe ser suministrado al candidato a ser calificado.

- Experiencia: la experiencia mínima debe ser compatible con el método y nivel de calificación.

Las principales normas nacionales e internacionales de calificación y certificación de personal, establecen tres niveles de profesionales a saber:

- Nivel 1: son profesionales, cuyas actividades relacionadas con el método. Se restringen a operar, preparar, instalar equipos, registrar datos del ensayo, sin evaluar, interpretar o emitir resultados.

- Nivel 2: son profesionales que evalúan e interpretan los resultados de los ensayos, conforme con los procedimientos escritos aplicables, prepara las instrucciones y oriente técnicamente al nivel 1.

- Nivel 3: son profesionales que presentan sólidos conocimientos específicos relativos a los ensayos no destructivos, su principal actividad es la supervisión de los niveles 1 y 2, así como


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entrenar a los mismos. También realizan el análisis de los proyectos desde el punto de vista de aplicación de ensayos no destructivos.

Las principales normas nacionales e internacionales que rigen los requisitos antes descritos, y que son más usadas son: ASNT (American Society for Nondestructive Testing), SNT-TC-1ª y ABENDE (associacao Brasileira de Ensaios nao Destrutivos) Norma No 1.

8.2. ELABORACIÓN DE INSTRUCCIONES ESCRITAS PARA USO EN DIVERSAS TÉCNICAS, MATERIALES Y FORMAS GEOMÉTRICAS, SELECCIÓN DE EQUIPOS Y PELÍCULAS ADECUADAS

Un procedimiento técnico tiene por objeto, fijar los parámetros de ejecución del ensayo radiográfico. De esta forma se crea un documento que describe el método de ensayo, el material ensayado y la calidad mínima de las radiografías obtenidas.

Uno de los beneficios que tiene el procedimiento técnico es respecto a la reproductibilidad del ensayo. Si es necesario verificar los resultados obtenidos en un ensayo, es posible repetirlo dentro del mismo método usado inicialmente. De igual forma el procedimiento técnico sirve también como una guía para la realización del ensayo, orientando al equipo de trabajo en cuanto a los métodos a seguir. Como otra característica importante, podemos decir que el procedimiento técnico es una norma de calidad a ser seguida durante la ejecución de los ensayos. El método descrito en el procedimiento debe ser adecuado para obtener la calidad radiográfica requerida. Por tanto, es necesario que el procedimiento sea calificado a través de radiografías de prueba que comprueben su adaptabilidad, las principales informaciones que debe tener un procedimiento son:

a. Material y rango de espesor a ser radiografiados: Es la descripción del equipo o pieza, a la cual le será aplicado el ensayo, en caso de que el ensayo cubra varios tipos de material, cada uno de ellos debe ser descrito, incluyendo su rango de espesor.

b. Tipos de fuentes y equipos: Debe ser descrita la fuente de radiación empleada para ejecutar el ensayo, cuando se usa un aparato de rayos X se debe identificar por su marca y tipo, citando también sus capacidades en términos de máximo voltaje de operación. Si se emplea un irradiador para gamagrafía, el procedimiento deberá contener una pequeña descripción del aparato (marca, tipo de comando, tipo de blindaje), también deberá incluirse la actividad de la fuente y el tipo de radioisótopo empleados en la ejecución del ensayo. La selección del equipo emisor debe hacerse teniendo en cuenta el tipo y espesor del material a ser inspeccionado, esto influye en el voltaje máximo del aparato de rayos X y el tipo y actividad del radioisótopo.

c. Dimensiones máximas de la fuente: En el caso de aparatos de rayos X, se debe citar el tamaño del foco, para radioisótopos se deben citar las dimensiones del material radioactivo. Para certificar las dimensiones de la fuente se puede usar el certificado suministrado por el fabricante, en caso de que no esté disponible, las dimensiones se pueden obtener mediante el método del ojo de aguja (numeral 2.5.1).

d. Técnica radiográfica: En este numeral se describe la técnica radiográfica escogida para ejecutar el ensayo, o sea: pared simple o doble, vista simple o doble. Siempre que sea posible debe adoptarse la técnica de pared simple y vista simple, las demás técnicas deben ser usadas solamente cuando esta sea inaplicable y respetando los requisitos de los pasos a seguir. La toma de radiografías por la técnica de pared doble debe cumplir los requisitos de las normas aplicables.


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e. Esquema indicativo del arreglo para exposición: Un croquis indicativo de las posiciones

relativas de la fuente, objeto y película, tal como se utilizarán para realizar el ensayo, en este esquema deben aparecer los dispositivos usados para posicionar la fuente o para emplearlos como colimadores.

f. Películas: En este numeral se debe indicar el tipo de película, su nombre comercial, sus dimensiones, cantidad de películas por junta y por portaplaca. Las películas escogidas deben ser tipo 1 o tipo 2 de la norma ASTM, la descripción de estas películas se encuentra en el capítulo 3.

g. Pantallas intensificadoras: Deben ser únicamente de plomo, siendo prohibido el uso de pantallas fluorescentes.

h. Sobreposición de las películas: Debe haber un sistema para indicar la sobreposición con relación a la imagen radiográfica de los indicadores de posición (ver numeral 4.1.2)

i. Densidad: Debe presentarse la franja de intensidad a ser utilizada en la ejecución del ensayo, así como los medios usados para su verificación.

j. Indicadores de calidad de imagen: Debe indicarse el tipo de ICI, así como el agujero o alambre que será considerado esencial, esta selección debe ser realizada de acuerdo con la norma del proyecto, de construcción o de montaje del equipo.

k. Esquema del sistema de identificación de la radiografía: Se deben describir los métodos seleccionados para marcar la posición de la radiografía y para identificarla.

l. Estado de la superficie a ser examinada y herramientas necesarias para su preparación, de ser necesaria: Este numeral describe las condiciones que la pieza ensayada debe presentar, en términos de preparación de su superficie, así como los métodos de preparación requeridos para obtener una superficie adecuada para el ensayo. Es importante que la superficie de la pieza o soldadura no presente irregularidades cuya imagen pueda ser confundida con una discontinuidad o enmascararla, esta preparación debe estar de acuerdo con lo exigido en la norma de proyecto o montaje.

m. Datos del laboratorio radiográfico: Se debe describir el local destinado al procesamiento de las películas, incluyendo el arreglo físico, potencia de la lámpara de seguridad y tipo de filtro de la misma, distancia de esta a la mesa de trabajo, la finalidad de esto es comprobar que el local sea adecuado para un laboratorio radiográfico

n. Descripción de la ejecución del examen: Se deben describir los ítems relativos al examen y que no fueron abordados en los numerales anteriores, tales como preparación de la película, arreglo, etc.

o. Protección radiológica: Descripción de los métodos empleados en el manejo del equipo de radiación penetrante, deben ser colocados todos los procedimientos adoptados en campo: aislamiento del área, seguridad de fuente, cuidados con el público, etc.

p. Formulario de registro de resultados: Presentación del formulario empleado para registrar los resultados del ensayo.

q. Informe de resultados: Presentación del formulario que contiene todas las especificaciones técnicas para realizar el ensayo, y que debe acompañar las radiografías cuando se le entregan al cliente (ver 8.1).


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CAPITULO 9.

PRESENTACIÓN Y REGISTRO DE RESULTADOS.

9.1 PRESENTACIÓN DE INFORMES RELATIVOS AL ENSAYO

El registro del ensayo radiográfico constituye una etapa importante, para efectos de la documentación técnica correspondiente al equipo industrial inspeccionado. Tal registro, denominado reporte de ensayo, debe contener todas las informaciones relativas a las técnicas empleadas, datos del ensayo, para que sea posible certificar la calidad radiográfica de la pieza inspeccionada. Es importante mencionar que las películas tomadas, quedan en poder del fabricante en la mayoría de los casos, siendo el informe radiográfico en la mayoría de los casos, el único documento de calidad, relativo al ensayo, que será enviado al cliente.

Los principales ítems que un informe debe contener son:

a- Nombre del fabricante y del cliente b- Número de orden de servicio, de la pieza examinada c- Códigos de fabricación aplicables d- Material e- Procedimiento de inspección f- Extensión del ensayo g- Aparato radiográfico h- Criterios de aceptación i- Clase de película j- Sección de la pieza examinada k- Número de la radiografía l- Técnica radiográfica m- ICI utilizado n- Informe radiográfico o- Firma e identificación de los operadores e inspectores p- Firma e identificación del cliente/terceros.


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ANEXO 1.

ENSAYO RADIOGRÁFICO RAYOS GAMMA

PROCEDIMIENTO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

1. OBJETIVO Este procedimiento establece las condiciones exigibles en la ejecución del ensayo radiográfico para la detección de discontinuidades en juntas soldadas y materiales metálicos, realizando la calificación por el Sistema Nacional de Calificación y certificación de Personal en END-SNQC/END.

2. NORMAS DE REFERENCIA - ASME V, artículos 2 y 3, edición 1989 - DIN 54109, parte 1 - ASTM E 747-87 - ASTM E 1025-84

3. MATERIAL Y RANGO DE ESPESOR 3.1. Material: acero al carbono, aceros de baja aleación y aceros inoxidables. 3.2. Rango de espesores: 3 a 70,0 mm 3.3. Rango de diámetros: 26 a 370 mm

4. TIPO DE FUENTE Radioisótopo Ir192

5. DIMENSIONES MÁXIMAS DE LA FUENTE 3,0 mm * 3,0 mm

6. ESQUEMA INDICATIVO DEL ARREGLO PARA EXPOSICIÓN 6.1. Técnica radiográfica de pared simple y vista simple (PS-VS). 6.2. Técnica radiográfica de pared doble y vista simple (PD-VS) 6.3. Técnica radiográfica de pared doble y vista doble (PD-VD)

7. PELÍCULAS Deben utilizarse películas radiográficas industriales tipo I (baja velocidad, contraste muy alto y granulación muy fina) o de tipo II (media velocidad, contraste alto y granulación fina).

8. PANTALLAS INTENSIFICADORAS 8.1. Material: Plomo 8.2. Cantidad: 2 (dos), una en cada cara de la película 8.3. Dimensiones: Las mismas de las películas 8.4. Espesores: Anterior: 0.127 mm (0.005 )

Posterior: 0.254 mm (0.010 ) 8.5. Identificación: Las pantallas se deben identificar individualmente mediante números

posicionados en bajorrelieve por punzón, fuera del área de interés.


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9. MARCADORES DE POSICIÓN 9.1. Serán utilizados como marcadores de posición, caracteres de plomo con altura máxima de 12

mm. 9.2. Para la técnica PD-VD, serán utilizadas las letras A y B, de plomo, las cuales serán

posicionadas del lado de la fuente y desfasadas 90 grados. 9.3. Para las demás técnicas, será utilizada una cinta con símbolos de plomo, fijados a intervalos

regulares con orden creciente, observando que: a- Los marcadores de posición deben ser fijados a la pieza y nunca al chasis. b- Para juntas circunferenciales, la cinta debe ser enrollada al tubo, posicionando los

marcadores del lado de la película. c- Para el perfecto posicionamiento de la referencia 0 (cero) de la cinta, debe ser marcado

sobre la pieza el símbolo .

10. DENSIDAD 10.1. La densidad, medida en el área de interés y en la región del ICI, debe ser como mínimo 2,0

y máximo 3,5 HD para películas evaluadas individualmente. 10.2. La verificación de la densidad debe ser efectuada por comparación con la escala de

densidades patrón (cinta densitométrica patronada) o por medio de un densitómetro electrónico patronado / calibrado.

10.3. La patronación de la escala del densitómetro electrónico que no posee iluminación propia debe ser efectuada por medio de la escala de densidades patrón (cinta densitométrica patronada), exactamente en la región del negatoscopio donde se pretende efectuar la medición de densidad y sin posteriormente alterar las condiciones de luminosidad del negatoscopio.

11. INDICADORES DE CALIDAD DE IMAGEN (ICI) 11.1. Podrán Ser utilizados indicadores de calidad de imagen tipo ASME (agujero), tipo DIN o

ASTM (de alambre). 11.2. La sensibilidad radiográfica deberá ser verificada por el uso de ICI, el cual debe presentar

en la radiografía una imagen perfectamente definida, inclusive de sus números y letras de identificación, y el agujero o alambre esencial bien visible.

11.3. La selección del tipo de agujero o alambre esencial debe hacerse de acuerdo con las tablas de selección.

11.4. Localización. 11.4.1. Para ICI de agujero (tipo ASME).El ICI debe ser posicionado en la región central de la

película, alejado por lo menos 3 mm de la zona de interés, en el caso de que el refuerzo de la soldadura no sea removido, una calza de material similar al material de la junta, debe ser colocada bajo el ICI. El espesor de la calza debe ser seleccionado de forma que el espesor total a ser radiografiado bajo el ICI (penetrámetro), sea el mismo espesor nominal de la pared más el refuerzo máximo permitido. Las dimensiones de la calza deben exceder las dimensiones del ICI de tal forma que por lo menos tres lados de la imagen del ICI sean visibles en la radiografía.


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TABLA DE SELECCIÓN.

11.5. Para el ICI tipo ASME (de agujero) y tipo ASTM (de alambre) ICI Rango de espesores

(mm) Alambre

Diámetro externo (pulgadas)

Mayor que Hasta

DFF mínima (mm)

Agujero

Pulgadas

Lado

Técnica radiográfica

Clase de película

Chapa 3.0 6.4 600 12-2T 0.008 Fuente PS/VS Tipo1 Chapa 6.4 9.5 600 15-2T 0.010 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 9.5 12.7 600 17-2T 0.013 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 12.7 19.1 600 20-2T 0.016 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 19.1 25.4 600 25-2T 0.020 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 25.4 38.1 600 30-2T 0.025 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 38.1 50.8 600 35-2T 0.032 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 50.8 63.5 600 40-2T 0.040 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 63.5 70.0 600 50-2T 0.050 Fuente PS/VS Tipo2 Hasta 3.5 3.0 6.4 700 12-2T 0.008 Fuente PD/VD Tipo1 Hasta 3.5 6.4 9.5 700 15-2T 0.010 Fuente PD/VD Tipo1 Hasta 3.5 9.5 12.7 700 17-2T 0.013 Fuente PD/VD Tipo2 Hasta 3.5 12.7 19.1 700 20-2T 0.016 Fuente PD/VD Tipo2 > que 3.5 3.0 6.4 115 10-2T 0.006 Película PD/VS Tipo1 > que 3.5 6.4 9.5 170 12-2T 0.008 Película PD/VS Tipo1 > que 3.5 9.5 12.7 220 15-2T 0.010 Película PD/VS Tipo2 > que 3.5 12.7 19.1 220 17-2T 0.013 Película PD/VS Tipo2

11.6. Para ICI tipo DIN (alambre) ICI Rango de espesores

(mm) Alambre Lado


Mayor que Hasta

DFF mínima (mm)

Esencial


Clase de película

Chapa 3.0 6.0 600 14 Fuente PS/VS Tipo1 Chapa 6.0 8.0 600 13 Fuente PS/VS Tipo1 Chapa 8.0 10.0 600 12 Fuente PS/VS Tipo1 Chapa 10.0 16.0 600 11 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 16.0 25.0 600 10 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 25.0 32.0 600 09 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 32.0 40.0 600 08 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 40.0 60.0 600 07 Fuente PS/VS Tipo2 Hasta 3.5 3.0 6.0 700 14 Fuente PD/VD Tipo1 Hasta 3.5 6.0 8.0 700 13 Fuente PD/VD Tipo1 Hasta 3.5 8.0 10.0 700 12 Fuente PD/VD Tipo1 Hasta 3.5 10.0 16.0 700 11 Fuente PD/VD Tipo2 Hasta 3.5 16.0 25.0 700 10 Fuente PD/VD Tipo2 > que 3.5 3.0 6.0 115 14 Película PD/VS Tipo1 > que 3.5 6.0 8.0 170 13 Película PD/VS Tipo1 > que 3.5 8.0 10.0 230 12 Película PD/VS Tipo1 > que 3.5 10.0 16.0 230 11 Película PD/VS Tipo2 > que 3.5 16.0 25.0 230 10 Película PD/VS Tipo2


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11.7. DIAMETROS; CANTIDAD Y DIMENSIONES DE LAS PELICULAS. Diámetro nominal (mm)

Cantidad de películas

Dimensiones de las películas

Traslape mínimo (mm)

Traslape real (mm)

16.6 a 89 2 89 o 114*216 - - 114 4 89 o 114*216 30 126 168 4 89 o 114*216 30 110 219 4 89 o 114*216 30 43 230 4 89 o 114*432 30 251 270 4 89 o 114*432 30 219 275 4 89 o 114*432 30 216 324 4 89 o 114*432 30 177 410 4 89 o 114*432 30 186 Chapa - (2) 89 o 114*232 - (1) (3)

1- Fórmula para el cálculo del traslape mínimo. Smin=C·e/DFF+6 mm

2- Fórmula para el cálculo de la cantidad de películas en chapas. NF=CH/[C-Smin]

3- Fórmula para traslape real en chapas. S=[(C*NF)-CH]/(NF+1)

e = Espesor de la chapa C = Longitud de la película NF = Cantidad de películas CH = Longitud de la chapa DFF = Distancia fuente película

12. IDENTIFICACIÓN DE LAS RADIOGRAFÍAS 12.1. La radiografía deberá ser identificada a través de la imagen radiográfica obtenida de una

etiqueta de papel vegetal escrita a lápiz, posicionada sobre una pantalla de tungsteno de calcio entre las pantallas intensificadoras y fuera de la zona de interés.

12.2. Deben constar, como mínimo, las siguientes informaciones: a- Identificación del cuerpo de prueba b- Espesor c- Material d- Posición de la película e- Técnica radiográfica f- Identificación del candidato g- Fecha h- Identificación del centro de calificación i- Identificación de la empresa j- Distancia fuente película k- Marca comercial y tipo de película l- Densidad m- Indicador de calidad de imagen con el agujero o alambre visible n- Firma del candidato

13. ESTADO DE LA SUPERFICIE


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La superficie de la región a ensayar debe estar libre de irregularidades que puedan enmascarar o ser confundidas con discontinuidades.

14. PROCESAMIENTO DE LAS PELÍCULAS 14.1. Las películas deberán ser procesadas a través del proceso manual. 14.2. Antes del inicio del revelado, los ganchos deben ser levantados y las soluciones

convenientemente agitadas, la distancia mínima, entre ganchos, debe ser 10 mm. 14.3. Revelado: El tiempo de revelado es función de la temperatura del revelador, debiendo ser

seguidas las indicaciones del fabricante, cuando no haya indicaciones del fabricante se utilizará la siguiente tabla:

Tiempo de revelación (minutos) Temperatura C Normal Máxima

15 9.0 15.0 16 8.0 14.0 17 7.0 12.0 18 6.0 10.0 19 5.5 9.0 20 5.0 8.0 21 4.5 7.0 22 4.0 6.0 23 3.5 5.5 24 3.0 5.0

14.4. AGITACIÓN: Las películas se deben agitar horizontal y verticalmente, considerándose como ideal la agitación durante 15 segundos, en cada minuto de revelado.

14.5. BAÑO INTERRUPTOR O BAÑO DE PARADA: Después de terminar el revelado, la actividad remanente del revelador en la emulsión debe ser neutralizada por un baño interruptor ácido, durante un período de 30 a 60 Segundos.

14.6. FIJACIÓN: Las películas no deben tocarse unas con otras cuando se encuentran en el fijador, los ganchos deben ser agitados verticalmente durante aproximadamente 10 segundos, y de igual forma, transcurrido cada minuto, para garantizar una fijación uniforme. Las películas deben permanecer en el fijador el doble de tiempo que en el revelador, pero no más de 15 minutos.

14.7. LAVADO: Después del secado, las películas deben sumergirse en un tanque de agua corriente, por un período de 20 a 40 minutos, para el lavado final.

14.8. AGENTE HUMEDECEDOR: Después del lavado, las películas deben ser inmersas en un agente humedecedor, durante aproximadamente 30 segundos. Esta operación permitirá que el agua escurra uniformemente de la película, facilitando un secado rápido y uniforme.

14.9. SECADO: Las películas, enseguida, deben ser secadas en una estufa eléctrica, teniendo cuidado que no haya contacto entre los mismos. La estufa será encendida, inicialmente, durante 30 minutos con aire frío, y posteriormente el secado será completado con aire caliente durante 15 minutos.

14.10. Los siguientes cuidados adicionales deben ser seguidos: - Cada baño debe ser preparado en un recipiente individual, el cual debe ser utilizado

exclusivamente para ese baño - Cada baño debe tener un bastón para agitación, el cual debe marcarse para que no haya

confusiones


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- Las películas deben ser manipuladas por los bordes, con las manos limpias y secas - Deben evitarse doblamientos severos, presiones excesivas o una manipulación brusca - Las radiografías deben estar libres de manchas de cualquier origen, porque estas pueden

enmascarar o ser confundidas con la imagen de una discontinuidad, en el área de interés.

15. REQUISITOS ADICIONALES 15.1. ARREGLO DE CHASIS (BASTIDOR): El arreglo del chasis debe seguir el esquema de

abajo:

* 1 10 2 3 4 5 6 7 8 9

Donde: 1 = Fuente 2 = Chasis anterior 3 = Pantalla anterior 4 = Película 5 = Etiqueta 6 = Pantalla de Tungsteno de calcio 7 = Pantalla posterior 8 = Chasis posterior 9 = Letra de plomo B

10 = ICI

15.2. SECUENCIA DE EJECUCIÓN DEL ENSAYO. a- Verificar el material, las dimensiones, condición de limpieza y preparación de la

superficie del cuerpo de prueba a ser ensayado. b- Definir: la técnica radiográfica, Distancia fuente película, cantidad y tipo de

películas, y de ICI conforme a las tablas de selección. c- Definir el tiempo de exposición. d- Preparar la etiqueta de identificación de la radiografía y montarla en el chasis. e- Montar el arreglo de exposición, preparar los equipos, tomar las precauciones de

radioprotección f- Exponer las películas g- Procesar las películas y verificar su calidad h- Preparar las bolsas de las películas i- Preparar el informe final

15.3. Debe ser fijada por detrás del chasis, una letra B de plomo con dimensiones mínimas de 12 mm de altura y 1.5 mm de espesor para verificar la protección contra radiaciones dispersas detrás del chasis, esta no debe aparecer en la radiografía como una imagen clara en un fondo oscuro, pues cuando esto sucede, la protección dada es caracterizada como insuficiente, Una imagen oscura de la letra B en un fondo más claro, no implica el rechazo de la radiografía.


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15.4. PROTECCIÓN RADIOLÓGICA: Deberán seguirse las normas y orientaciones del

CNEN, así como el plan de radioprotección aplicable. 15.5. FORMATO DE REGISTRO DE RESULTADOS: Debe ser llenado el formato de registro

de resultados, conforme al modelo del anexo 1.


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ANEXO 2

ENSAYO RADIOGRÁFICO RAYOS X

PROCEDIMIENTO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

1. OBJETIVO Este procedimiento establece las condiciones exigibles en la ejecución del ensayo radiográfico para la detección de discontinuidades en juntas soldadas y materiales metálicos, realizando la calificación por el Sistema Nacional de Calificación y certificación de Personal en END-SNQC/END.

2. NORMAS DE REFERENCIA - ASME V, artículos 2 y 3, edición 1989 - DIN 54109, parte 1 - ASTM E 747-87 - ASTM E 1025-84

3. MATERIAL Y RANGO DE ESPESOR 3.1. Material: acero al carbono, aceros de baja aleación y aceros inoxidables. 3.2. Rango de espesores: 3 a 25.4 mm 3.3. Rango de diámetros: 26 a 370 mm

4. TIPO DE FUENTE Equipo generador de rayos X, con tensión máxima de acuerdo al anexo 1.

5. DIMENSIONES MÁXIMAS DE LA FUENTE Tamaño focal máximo del equipo del Centro de Exámenes de Calificación.

6. ESQUEMA INDICATIVO DEL ARREGLO PARA EXPOSICIÓN 6.1. Técnica radiográfica de pared doble y vista simple (PD-VS). 6.2. Técnica radiográfica de pared doble y vista doble (PD-VD) 6.3. Técnica radiográfica de pared simple y vista simple (PS-VS)

7. PELÍCULAS Deben utilizarse películas radiográficas industriales tipo I (baja velocidad, contraste muy alto y granulación muy fina) o de tipo II (media velocidad, contraste alto y granulación fina).

8. PANTALLAS INTENSIFICADORAS 8.1. Material: Plomo 8.2. Cantidad: 2 (dos), una en cada cara de la película 8.3. Dimensiones: Las mismas de las películas 8.4. Espesores: Anterior: 0.127 mm (0.005 )

Posterior: 0.254 mm (0.010 ) 8.5. Identificación: Las pantallas se deben identificar individualmente mediante números

posicionados, en bajo- relieve por punzón, fuera del área de interés.


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9. MARCADORES DE POSICIÓN 9.1. Serán utilizados como marcadores de posición, caracteres de plomo con altura máxima de

12 mm. 9.2. Para la técnica PD-VD, serán utilizadas las letras A y B, de plomo, las cuales serán

posicionadas del lado de la fuente y desfasadas 90 grados. 9.3. Para las demás técnicas, será utilizada una cinta con símbolos de plomo, fijados a

intervalos regulares con orden creciente, observando que: a- Los marcadores de posición deben ser fijados a la pieza y nunca al chasis. b- Para juntas circunferenciales, la cinta debe ser enrollada al tubo, posicionando los

marcadores del lado de la película. c- Para el perfecto posicionamiento de la referencia 0 (cero) de la cinta, debe ser

marcado sobre la pieza el símbolo .

10. DENSIDAD 10.1. La densidad, medida en el área de interés y en la región del ICI, debe ser como mínimo 1.8

y máximo 3,5 HD para películas evaluadas individualmente. 10.2. La verificación de la densidad debe ser efectuada por comparación con la escala de

densidades patrón (cinta densitométrica patronada) o por medio de un densitómetro electrónico patronado/calibrado.

10.3. La patronación de la escala del densitómetro electrónico que no posee iluminación propia debe ser efectuada por medio de la escala de densidades patrón (cinta densitométrica patronada), exactamente en la región del negatoscopio donde se pretende efectuar la medición de densidad y sin posteriormente alterar las condiciones de luminosidad del negatoscopio.

11. INDICADORES DE CALIDAD DE IMAGEN (ICI) 11.1. Podrán Ser utilizados indicadores de calidad de imagen tipo ASME (agujero), tipo DIN o

ASTM (de alambre). 11.2. La sensibilidad radiográfica deberá ser verificada por el uso de ICI, el cual debe presentar

en la radiografía una imagen perfectamente definida, inclusive de sus números y letras de identificación, y el agujero o alambre esencial bien visible. Para ICI de alambre, se admite que el alambre esencial es bien visible cuando se visualiza en el área de interés de la radiografía, 10 mm de su longitud.

11.3. La selección del tipo de agujero o alambre esencial debe hacerse de acuerdo con las tablas de selección.

11.4. Localización 11.4.1. Para ICI de agujero (tipo ASME).El ICI debe ser posicionado en la región central de la

película, alejado por lo menos 3 mm de la zona de interés, en el caso de que el refuerzo de la soldadura no sea removido, una calza de material similar al material de la junta, debe ser colocada bajo el ICI. El espesor de la calza debe ser seleccionado de forma que el espesor total a ser radiografiado bajo el ICI (penetrámetro), sea el mismo espesor nominal de la pared más el refuerzo máximo permitido. Las dimensiones de la calza deben exceder las dimensiones del ICI de tal forma que por lo menos tres lados de la imagen del ICI sean visibles en la radiografía.

11.4.2. PARA ICI DE ALAMBRE (tipo DIN o ASTM). El ICI debe ser posicionado en la región central de la radiografía y sobre la junta, con sus alambres perpendiculares a la misma. El identificador del ICI, y la letra F , cuando sea utilizada, no deben estar en el área de interés.


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11.4.3. Debe ser utilizado un ICI por radiografía. 11.4.4. Para las técnicas PS/VS y PD/VD, el ICI debe estar posicionado del lado de la fuente. 11.4.5. Para la técnica PD/VS, el ICI debe ser ubicado del lado de la película. En este caso debe

llevar una letra F de plomo, adyacente al identificador del ICI, la cual debe tener como mínimo una altura igual a la del identificador del ICI.

12. TABLA DE SELECCIÖN. 12.1. Para el ICI tipo ASME (de agujero) y tipo ASTM (de alambre)

ICI Diámetro externo (pulgadas)

Rango de espesores (mm)

DFF mínima (mm)

Agujero Alambre Lado


Clase de película

Mayor que

Hasta Pulgadas

Chapa 3.0 6.4 600 12-2T 0.008 Fuente PS/VS Tipo1 Chapa 6.4 9.5 600 15-2T 0.010 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 9.5 12.7 600 17-2T 0.013 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 12.7 19.1 600 20-2T 0.016 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 19.1 25.4 600 25-2T 0.020 Fuente PS/VS Tipo2 Hasta 3.5 3.0 6.4 700 12-2T 0.008 Fuente PD/VD Tipo1 Hasta 3.5 6.4 9.5 700 15-2T 0.010 Fuente PD/VD Tipo1 Hasta 3.5 9.5 12.7 700 17-2T 0.013 Fuente PD/VD Tipo2 Hasta 3.5 12.7 19.1 700 20-2T 0.016 Fuente PD/VD Tipo2 > que 3.5 3.0 6.4 115 10-2T 0.006 Película PD/VS Tipo1 > que 3.5 6.4 9.5 170 12-2T 0.008 Película PD/VS Tipo1 > que 3.5 9.5 12.7 220 15-2T 0.010 Película PD/VS Tipo2 > que 3.5 12.7 19.1 220 17-2T 0.013 Película PD/VS Tipo2

12.2. Para ICI tipo DIN (alambre) ICI Rango de espesores

(mm) Alambre Lado


Mayor que Hasta

DFF mínima (mm)

Esencial


Clase de película

Chapa 3.0 6.0 600 14 Fuente PS/VS Tipo1 Chapa 6.0 8.0 600 13 Fuente PS/VS Tipo1 Chapa 8.0 10.0 600 12 Fuente PS/VS Tipo1 Chapa 10.0 16.0 600 11 Fuente PS/VS Tipo2 Chapa 16.0 25.0 600 10 Fuente PS/VS Tipo2 Hasta 3.5 3.0 6.0 700 14 Fuente PD/VD Tipo1 Hasta 3.5 6.0 8.0 700 13 Fuente PD/VD Tipo1 Hasta 3.5 8.0 10.0 700 12 Fuente PD/VD Tipo1 Hasta 3.5 10.0 16.0 700 11 Fuente PD/VD Tipo2 Hasta 3.5 16.0 25.0 700 10 Fuente PD/VD Tipo2 > que 3.5 3.0 6.0 115 14 Película PD/VS Tipo1 > que 3.5 6.0 8.0 170 13 Película PD/VS Tipo1 > que 3.5 8.0 10.0 230 12 Película PD/VS Tipo1 > que 3.5 10.0 16.0 230 11 Película PD/VS Tipo2 > que 3.5 16.0 25.0 230 10 Película PD/VS Tipo2


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12.3. DIAMETROS; CANTIDAD Y DIMENSIONES DE LAS PELICULAS.

Diámetro nominal (mm)

Cantidad de películas

Dimensiones de las películas

Traslape mínimo (mm)

Traslape real (mm)

16.6 a 89 2 89 o 114*216 - - 114 4 89 o 114*216 30 126 168 4 89 o 114*216 30 110 219 4 89 o 114*216 30 43 230 4 89 o 114*432 30 251 270 4 89 o 114*432 30 219 275 4 89 o 114*432 30 216 324 4 89 o 114*432 30 177 410 4 89 o 114*432 30 186 Chapa - (2) 89 o 114*232 - (1) (3)

12.4 Fórmula para el cálculo del traslape mínimo. Smin=C·e/DFF+6 mm

12.5 Fórmula para el cálculo de la cantidad de películas en chapas. NF=CH/[C-Smin]

12.6 Fórmula para traslape real en chapas. S=[(C*NF)-CH]/(NF+1)

e = Espesor de la chapa C = Longitud de la película NF = Cantidad de películas CH = Longitud de la chapa DFF = Distancia fuente película

13. IDENTIFICACIÓN DE LAS RADIOGRAFÍAS 13.1. La radiografía deberá ser identificada a través de la imagen radiográfica obtenida de una

etiqueta de papel vegetal escrita a lápiz, posicionada sobre una pantalla de tungsteno de calcio entre las pantallas intensificadoras y fuera de la zona de interés.

13.2. Deben constar, como mínimo, las siguientes informaciones: a. Identificación del cuerpo de prueba b. Espesor c. Material d. Posición de la película e. Técnica radiográfica f. Identificación del candidato g. Fecha h. Identificación del centro de calificación i. Identificación de la empresa j. Distancia fuente película k. Marca comercial y tipo de película l. Densidad m. Indicador de calidad de imagen con el agujero o alambre visible n. Firma del candidato


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14. ESTADO DE LA SUPERFICIE

La superficie de la región a ensayar debe estar libre de irregularidades que puedan enmascarar o ser confundidas con discontinuidades.

15. PROCESAMIENTO DE LAS PELÍCULAS. 15.1. Las películas deberán ser procesadas a través del proceso manual. 15.2. PREPARACIÓN: Antes del inicio del revelado, los ganchos deben ser levantados y las

soluciones convenientemente agitadas, la distancia mínima, entre ganchos, debe ser 10 mm. 15.3. Revelado: El tiempo de revelado es función de la temperatura del revelador, debiendo

ser seguidas las indicaciones del fabricante, cuando no haya indicaciones del fabricante se utilizará la siguiente tabla:

Tiempo de revelación (minutos) Temperatura C Normal Máxima

15 9.0 15.0 16 8.0 14.0 17 7.0 12.0 18 6.0 10.0 19 5.5 9.0 20 5.0 8.0 21 4.5 7.0 22 4.0 6.0 23 3.5 5.5 24 3.0 5.0

15.4. AGITACIÓN: Las películas se deben agitar horizontal y verticalmente, considerándose como ideal la agitación durante 15 segundos, en cada minuto de revelado.

15.5. BAÑO INTERRUPTOR O BAÑO DE PARADA: Después de terminar el revelado, la actividad remanente del revelador en la emulsión debe ser neutralizada por un baño interruptor ácido, durante un período de 30 a 60 Segundos.

15.6. FIJACIÖN: Las películas no deben tocarse unas con otras cuando se encuentran en el fijador, los ganchos deben ser agitados verticalmente durante aproximadamente 10 segundos, y de igual forma, transcurrido cada minuto, para garantizar una fijación uniforme. Las películas deben permanecer en el fijador el doble de tiempo que en el revelador, pero no más de 15 minutos.

15.7. LAVADO: Después del secado, las películas deben sumergirse en un tanque de agua corriente, por un período de 20 a 40 minutos, para el lavado final.

15.8. AGENTE HUMEDECEDOR: Después del lavado, las películas deben ser inmersas en un agente humedecedor, durante aproximadamente 30 segundos. Esta operación permitirá que el agua escurra uniformemente de la película, facilitando un secado rápido y uniforme.

15.9. SECADO: Las películas, enseguida, deben ser secadas en una estufa eléctrica, teniendo cuidado que no haya contacto entre los mismos. La estufa será encendida, inicialmente, durante 30 minutos con aire frío, y posteriormente el secado será completado con aire caliente durante 15 minutos.

15.10. Los siguientes cuidados adicionales deben ser seguidos:


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- Cada baño debe ser preparado en un recipiente individual, el cual debe ser utilizado

exclusivamente para ese baño - Cada baño debe tener un bastón para agitación, el cual debe marcarse para que no haya

confusiones - Las películas deben ser manipuladas por los bordes, con las manos limpias y secas - Deben evitarse doblamientos severos, presiones excesivas o una manipulación brusca - Las radiografías deben estar libres de manchas de cualquier origen, porque estas pueden

enmascarar o ser confundidas con la imagen de una discontinuidad, en el área de interés. 16. REQUISITOS ADICIONALES. 16.1. ARREGLO DE CHASIS (BASTIDOR): El arreglo del chasis debe seguir el esquema de

abajo:

* 1 10 2 3 4 5 6 7 8 9

Donde: 1 = Fuente 2 = Chasis anterior 3 = Pantalla anterior 4 = Película 5 = Etiqueta 6 = Pantalla de Tungsteno de calcio 7 = Pantalla posterior 8 = Chasis posterior 9 = Letra de plomo B

10 = ICI

16.2. SECUENCIA DE EJECUCIÓN DEL ENSAYO. a. Verificar el material, las dimensiones, condición de limpieza y preparación de la superficie del

cuerpo de prueba a ser ensayado. b. Definir: la técnica radiográfica, Distancia fuente película, cantidad y tipo de películas, y de ICI

conforme a las tablas de selección. d- Definir el tiempo de exposición. e- Preparar la etiqueta de identificación de la radiografía y montarla en el chasis. f- Montar el arreglo de exposición, preparar los equipos, tomar las precauciones de

radioprotección g- Exponer las películas h- Procesar las películas y verificar su calidad i- Preparar las bolsas de las películas j- Preparar el informe final


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16.3. Debe ser fijada por detrás del chasis, una letra B de plomo con dimensiones mínimas de

12 mm de altura y 1.5 mm de espesor para verificar la protección contra radiaciones dispersas detrás del chasis, esta no debe aparecer en la radiografía como una imagen clara en un fondo oscuro, pues cuando esto sucede, la protección dada es caracterizada como insuficiente, Una imagen oscura de la letra B en un fondo más claro, no implica el rechazo de la radiografía.

16.4. PROTECCIÓN RADIOLÓGICA: Deberán seguirse las normas y orientaciones del CNEN, así como el plan de radioprotección aplicable.

16.5. FORMATO DE REGISTRO DE RESULTADOS: Debe ser llenado el formato de registro de resultados, conforme al modelo del anexo 1.


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SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

1. PREFIJOS

NOMBRE SÍMBOLO FACTOR POR EL CUAL LA UNIDAD ES MULTIPLICADA Exa E 1018 = 1 000 000 000 000 000 000 Peta P 1015 = 1 000 000 000 000 000 Tera T 1012 = 1 000 000 000 000 Giga G 109 = 1 000 000 000 Mega M 106 = 1 000 000 Kilo K 103 = 1 000 Hecto H 102 = 1 00 Deca Da 10 Deci D 10-1 = 0.1 Centi C 102 = 0.01 Mili M 10-3 = 0.0001 Micro

10-6 = 0.000 001 Nano N 10-9 = 0.000 000 001 Pico P 10-12 = 0.000 000 000 001 Femto F 10-15 = 0. 000 000 000 000 001 Atto A 10-18 = 0. 000 000 000 000 000 001

2. FACTORES DE CONVERSIÓN

UNIDADES ANTIGUAS NUEVAS

MAGNITUD

NOMBRE SÍMBOLO NOMBRE Símbolo

CONVERSIÓN

Actividad Curio Ci Becquerel Bq 1 Bq = 2.7*10-11 Ci 1 Bq = 27,0 pCi 1 Ci = 3.7*1010 Bq 1 Ci = 37 GBq

Dosis absorbida

Rad Rad Gray Gy 1 Gy = 1 J/Kg 1 Gy = 100 Rad 1 Rad = 0.01 Gy 1 Rad = 10 mGy

Dosis equivalente

Rem Rem Sievert Sv 1 Sv = 1 J/Kg 1 Sv = 100 Rem 1 Rem = 0.01 Sv 1 Rem = 10 mSv

Exposición Roentgen R Colulomb/Kg.

C/Kg. 1 C/Kg. = 3876 R 1 C/Kg. = 3.876 KR 1 R = 2.58*10-4 C/Kg. 1 R = 258 C/Kg.


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ANEXO 3

EJERCICIOS EJERCICIOS DEL CAPITULO 1.

En las siguientes preguntas señale la respuesta correcta

1. El método radiográfico se desarrolló para:

a- Detectar discontinuidades superficiales b- Inspeccionar piezas con grandes espesores c- Detectar discontinuidades internas en general d- Detectar cavidades en fundiciones. e- Las respuestas b y c son correctas

2. En cuanto a la naturaleza de las radiaciones ionizantes podemos afirmar:

a- Poseen un gran poder de penetración en cualquier material b- Son generadas en el núcleo del átomo c- Poseen la propiedad de impresionar placas fotográficas d- Pueden ser producidas por fuentes naturales y artificiales e- Las respuestas c y d son correctas

3. El poder de penetración de las radiaciones está asociado con:

a- Velocidad de propagación b- Energía con que las radiaciones son emitidas c- Tamaño mínimo de la discontinuidad interna d- Longitud de onda e- Las alternativas b y d son correctas

4. Una fuente de IR-192 poseía un 100 % de actividad, después de transcurridos 35 días la actividad se redujo a:

a- 80 % b- 72 % c- 50 % d- 35 % e- N.R:A (ninguna de las respuestas anteriores)

5. La radiación al interactuar con la materia puede:

a- Ser absorbida totalmente b- Atravesar sin interacción c- Producir efecto foto-eléctrico d- Producir efecto Compton e- Todas las anteriores


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6. El coeficiente de atenuación depende de:

a- Material b- Energía de la radiación c- Velocidad de propagación d- Vida media de la fuente e- Las respuestas a y b son correctas

7. Un material posee un coeficiente de atenuación lineal de 0.78 por cm y una densidad de 12 gr/cm3, cual será, aproximadamente, la densidad de otro material que presenta un coeficiente de atenuación lineal de 0.47 por cm para la misma radiación.

a- 7.2 gr/cm3

b- 12 gr/cm3

c- 4.7 gr/cm3

d- 2.3 gr/cm3

e- N.R.A.

8. La calidad de una fuente de radiación se define como:

a- Una radiación monocromática b- La energía de la radiación c- Una fuente de radiación sin defectos d- La capacidad de la radiación para oscurecer una película e- La capacidad de la radiación para interactuar con la materia

9. El espesor de un material particular que reduce en un 50 % la intensidad de radiación se denomina.

a- HVL b- Espesor medio c- Capa semirreductora d- Las respuestas a, b y c son correctas e- N.R.A.

10. Explique, con pocas palabras, los medios de que se dispone para detectar la radiación.

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EJERCICIOS, CAPITULO 2.

En las siguientes preguntas, marque con una X la respuesta correcta.

1- La unidad de medida de exposición radiológica es:

a- Kg./s b- Sv c- Gy d- C/Kg. e- Rad

2- El Sievert es una unidad de medida que en relación con la unidad antigua vale:

a- 0.93 Rad b- 3.88 Roentgen c- 100 Rem d- 100 mRem e- N.R.A.

3- La exposición de 25.4 mC/Kg. De rayos X de una persona, causará una dosis equivalente de:

a- 25.4 Rem b- 25.4 Sv c- 0.1 Sv d- 0.01 Sv e- 10 Rem

4- Si en el ejercicio 3, la misma exposición fue causada por partículas alfa, la dosis equivalente seria:

a- 25.4 Rem b- 25.4 Sv c- 0.2 Sv d- 10 Rem e- Las respuestas (c) y (d) son correctas

5- La constante específica de la radiación gamma es:

a- Constante para todos los isótopos b- Constante para cada isótopo c- Siempre 3.48 C/Kg.h.GBq. a 1 metro d- Calculada en función del Ir192

e- N.R.A.


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6- Una persona permanece 60 S. a una distancia de 20 metros de una fuente de IR192 con 3700

GBq. ¿Cuál es la dosis recibida?.

a- 32 Rad b- 0.1 mSv c- 0.01 mSv d- 0.001 mSv e- Todas son correctas

7- La dosis máxima permitida para trabajadores durante un año es de:

a- 5 Rem b- 50 mSv c- 5 Sv d- 50 Sv e- Las respuestas (a) y (b) son correctas.

8- La dosis máxima permitida en un trimestre, para individuos del público, conforme con la resolución CNEN 6/73 es:

a- 0.5 Rem b- 5 mSv c- 0.5 Sv d- 5 Sv e- La norma no define limite trimestral en esta categoría.

9- El límite máximo derivado del trabajo es:

a- 4 mSv/mes b- 1 mSv/semana c- 0.025 mSv/hora d- 400 mRem/mes e- Todas son correctas

10- La dosis que probablemente causa la muerte a un 50 % de las personas, llamada DL 50, esta comprendida en la franja de:

a- 1.3 a 1.7 Sv b- Mayor de 10 Sv c- 5.5 a 7.5 Sv d- 4 a 5 Sv e- N.R.A.

11- El HVL representa:

a- Unidad de dosis recibida b- El espesor del material que absorbe la mitad de las radiaciones c- Sigla americana que indica la presencia de radiación.


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d- Lo mismo que espesor medio e- Las respuestas (b) y (d) son correctas

12- La intensidad de la radiación varía:

a- Directamente proporcional con la distancia b- Inversamente proporcional con la distancia c- Directamente proporcional con el cuadrado de la distancia d- Inversamente proporcional con el cuadrado de la distancia e- Proporcionalmente con el blindaje

13- Para reducir la tasa de exposición de 50 mR/h a 2 mR/h, proveniente de una fuente de Ir192, necesitamos:

a- 5 Kg. de plomo b- 1 HVL c- 51 Kilos de HVL d- 51 mm de acero e- N.R.A.

14- El instrumento de uso obligatorio para medir la dosis equivalente en el individuo durante un mes es:

a- Detector GM b- Cámara de ionización c- Lápiz dosimétrico d- Dosímetro de lectura indirecta (TLD o película). e- N.R.A.

15- Explique en pocas palabras el procedimiento de aislamiento del área en trabajos de radiografía en campo.


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EJERCICIOS DEL CAPITULO 3.

En las siguientes preguntas, seleccione con una X la respuesta correcta.

1- En general el material que constituye el objetivo del ánodo de la ampolla de un aparato de rayos X es:

a- Aluminio b- Cobre c- Tungsteno d- Plomo e- N.R.A.

2- La generación de calor en la ampolla de un aparato de rayos X se debe a:

a- Operación continua del aparato b- Fenómenos de interacción de los electrones con el material del ánodo c- Insuficiente refrigeración del aparato d- Operación con tensiones elevadas e- N.R.A.

3- La energía de los rayos X generados en la ampolla, depende de:

a- Miliamperaje aplicado b- Kilovoltaje aplicado c- Tiempo de operación del timer d- Temperatura de operación. e- N.R.A.

4- La forma cónica del ánodo, en una ampolla de rayos X, produce.

a- Un haz de radiación direccional. b- Un haz de radiación panorámico c- Mayor energía en los rayos X generados. d- Mayor intensidad en los rayos X generados. e- N.R.A.

5- Para una calidad de imagen con la máxima nitidez, se tiene.

a- Foco térmico, lo más pequeño posible b- Foco óptico, lo más grande posible c- Foco térmico, lo más grande posible d- Foco óptico, lo más pequeño posible e- Area focal, máxima


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6- La parte del aparato de gamagrafía que almacena la fuente, se llama.

a- Proyector de radiación b- Blindaje c- Irradiador d- Unidad generadora e- Los numerales b y c son correctos

7- Las vidas medias del Ir-192 y del Co-60, son respectivamente:

a- 30 años, 20 años b- 75 días, 5.3 años c- 5.3. días, 75 años d- 75 años, 5.3 días e- 75 días, 30 años

8- Indique la afirmación correcta

a- El Co-60 Posee una energía de radiación mayor que la del Ir-192 b- Los aceleradores, pueden examinar espesores mayores de 100 mm de acero c- El Ir-192 posee una mayor energía que el Tm-170 d- Los aparatos de rayos X son más pesados que los de gamma. e- Todas son correctas

9- Una fuente sellada significa que:

a- La fuente se encapsulada en una envoltura inviolable b- La fuente debe recibir un sello de calidad c- La fuente debe guardarse dentro de en un blindaje d- La fuente radioactiva fue producida en reactores e- N.R.A.

10- Una medida de seguridad importante, en la operación de los contenedores es:

a- Verificar el peso del contenedor b- Operarla siempre teniendo a mano un detector de radiación c- Verificar que el tubo guía este correctamente posicionado d- Que el tiempo de exposición no sea muy largo N.R.A.


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EJERCICIOS; CAPITULO 4.


1- El grado de oscurecimiento de un área determinada de la película radiográfica define:

a- Latitud b- Velocidad c- Densidad óptica d- Gradiente e- N.R.A.

2- La parte de la película que contiene el estrato fotosensible es:

a- Fibra b- Emulsión c- Gelatina d- Base celulósica e- N.R.A.

3- La imagen latente es:

a- La imagen obtenida después de procesar la película b- La imagen obtenida después de fijar la película c- La imagen no visible producida después de irradiar la película d- Las respuestas a y c son correctas e- N.R.A.

4- El contraste radiográfico se define como:

a- El grado de ennegrecimiento de la película b- La diferencia de densidades entre dos puntos c- El tiempo de exposición de la película d- El espesor máximo irradiado e- N.R.A.

5- El gradiente se define como:

a- Diferencia de densidad entre dos puntos b- El grado de ennegrecimiento de la película c- La recta tangente a la curva característica de la película d- La parte recta de la curva de la película e- N.R.A.


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6- En una radiografía de una pieza de 25 mm de espesor, usando rayos X de 200 Kv, la imagen

que tendrá la mejor calidad y que permitirá un menor tiempo de exposición será:

a- Película clase 2, sin pantalla intensificadora de plomo b- Película clase 3, con pantalla intensificadora de plomo c- Película clase 1, sin pantalla intensificadora de plomo d- Película clase 1, con pantalla intensificadora de plomo e- Película clase 4, con pantalla intensificadora de plomo

7- Producir electrones, por efecto fotoeléctrico, debido a la incidencia del haz de radiación primario, reduciendo el tiempo de exposición de una película es función de:

a- Pantalla fluorescente b- Pantalla trasera de plomo c- Pantalla delantera de plomo d- Filtro e- N.R.A.

8- El método que proyecta una imagen sobre una pantalla fluorescente, que puede ser observada inmediatamente, recibe el nombre de:

a- Xero-radiografia b- Radiografía c- Fluoroscopia d- Holografía e- N.R.A.

9- La pantalla intensificadora de plomo, que se coloca en la parte trasera de la película sirve para:

a- Reducir la radiación dispersa (retrodispersión) b- Reducir el tiempo de exposición c- Blindar la radiación primaria d- Las respuestas a y b son correctas e- N.R.A.

10- Supongamos que con densidad radiográfica D = 1.8, una película AGFA tipo D7, se obtiene un buen resultado pero se desea aumentar la densidad a D = 2.6, cual será el nuevo tiempo de exposición.

a- Deberá aumentarse una vez el tiempo de exposición b- Deberá aumentarse 1.6 veces el tiempo de exposición c- Deberá aumentarse 3 veces el tiempo de exposición d- Deberá aumentarse dos segundos el tiempo de exposición Deberá aumentarse lo máximo posible el tiempo de exposición


Fecha: Agosto 06

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En las siguientes respuestas, señale con una X la alternativa correcta.

1- El principal problema que ocurre cuando la distancia fuente película es muy pequeña es:

a- Causará un ennegrecimiento acentuado b- No se verá el alambre o agujero esencial del ICI c- Ocurre un aumento de la penumbra geométrica d- No es posible sobreponer películas e- N.R.A.

2- Una forma de garantizar la cobertura total del ensayo radiográfico de una pieza es:

a- Calcular adecuadamente la sobreposición de las películas b- Aumentar la distancia fuente película c- Usar películas de tamaño 4 ½ * 17 pulgadas d- Usar fuentes de alta energía e- N.R.A.

3- La calidad de una imagen radiográfica puede ser evaluada mediante

a- La observación del alambre o agujero esencial del ICI b- La ausencia de manchas o rayones sobre la película c- La observación de la densidad óptica d- Las respuestas a, b y c son correctas e- N.R.A.

4- La radiación que atraviesa el objeto y que se refleja en cualquier objeto, retornando a la película se llama:

a- Radiación dispersa b- Radiación difusa c- Retorno d- Radiación retroproyectada e- Las respuestas a y d son correctas

5- Cual es el porcentaje final de intensidad de radiación cuando se aleja una fuente de 50 a 100 metros

a- 50 % b- 75% c- 100 % d- 25 % e- 10%


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6- La fase de procesamiento de la película radiográfica, en la que se retira todos los halógenuros

de plata no reducidos es:

a- Revelado b- Fijación c- Lavado d- Secado e- N.R.A

7- Las fases más comunes durante el procesamiento de la película se deben realizar en el siguiente orden:

a- Revelación, fijación, baño, secado b- Revelación, baño de aclarado, fijación, lavado y secado c- Revelación, baño de parada, lavado, fijación, secado d- Revelado, lavado, secado e- N.R.A

8- La distancia de la luz de seguridad en la cámara oscura y la mesa (zona) de trabajo debe ser:

a- 15 cm b- 1.2 m c- 3 m d- Lo más lejana posible e- N.R.A.

9- Una característica del procesamiento automático de las películas es:

a- No traspasa la densidad deseada b- Da mayor calidad de imagen c- Mayor rapidez en el procesamiento (7 a 14 min.) d- Las respuestas a y b son correctas e- N.R.A

10- Describa brevemente los defectos en el procesamiento de la película:

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EJERCICIOS; CAPÍTULO 6

En las siguientes preguntas, marque con una X la respuesta correcta

1- La técnica radiográfica en que la fuente se localiza en el lado externo de una tubería y la película también se coloca en la parte externa y del lado opuesto a la fuente se llama:

a- PD VS b- PD VD c- PS VS d- Las respuestas a y b son correctas e- N.R.A.

2- La técnica PD VD es generalmente usada en tuberías:

a- Con acceso interno b- Con espesores muy finos c- Con diámetros mayores de 3 ½ pulgadas d- Con diámetros menores de 3 ½ pulgadas e- Con cualquier diámetro

3- La imagen radiográfica de una junta circular donde se utilizó la técnica de PD VD es:

a- Una imagen circular de la soldadura b- Una imagen elíptica de la soldadura c- Generalmente no aceptable d- Generalmente deformada e- N.R.A

4- La técnica radiográfica en que una soldadura circular es examinada totalmente en una única exposición se llama:

a- PS VS b- PD VD c- PD VS d- Panorámica e- Las respuestas a y d son correctas

5- La selección del ICI en la técnica de PD VD debe realizarse basada en:

a- Un único espesor del tubo b- Un solo espesor de la soldadura c- Los dos espesores del tubo d- Los dos espesores de la soldadura


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6 - La principal ventaja del uso de la técnica de las películas múltiples es:

a- Se examina dos veces el área de interés b- Se detectan pequeñas discontinuidades c- Se analiza toda el área de interés dentro de limites aceptables de densidad óptica d- Garantiza una densidad óptica de 2.0. e- N.R.A

7- Una junta soldada, que presenta una discontinuidad interna, esta:

a- Siempre es detectada en el ensayo radiográfico b- Nunca puede ser detectada c- Tiene una probabilidad remota de ser detectada d- Puede ser detectada dependiendo de la orientación respecto al haz de radiación e- N.R.A.

8 El tiempo de exposición en la técnica pared doble vista doble, debe ser calculado:

a- Basado en un solo espesor del tubo b- Basado en un solo espesor de la soldadura c- Basado en dos espesores del tubo d- Basado en dos espesores de la soldadura e- N.R.A

9- En la técnica PD VD el ICI debe ser:

a- Colocado del lado de la película b- Colocado del lado de la fuente c- Colocado del lado de la película con una letra f

d- Del tipo ASME e- Del tipo DIN

10 - El método radiográfico que determina la profundidad de una discontinuidad se llama:

a- Doble pared b- Ojo de aguja c- Ojo de alfiler d- Paralaje e- Angulo crítico


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En las siguientes preguntas, marque con una X la respuesta correcta:

1- La variación de homogeneidad en la estructura metalúrgica de una pieza se llama:

a- Defecto b- Discontinuidad c- Las respuestas a y b son correctas d- Heterogeneidad e- N.R.A.

2- Las grietas superficiales que se localizan en las uniones de los filetes de soldadura y que se propagan a la parte interior de la pieza se llaman:

a- Rupturas b- Grietas de esmerilamiento c- Escamas de hidrógeno d- Grietas de filete e- N.R.A.

3- Los tipos de discontinuidades que generalmente son imposibles de ver con la radiografía son:

a- Porosidades b- Grietas c- Socavamientos d- Laminaciones e- Falta de fusión

4- Las discontinuidades que se manifiestan en una imagen radiográfica en forma de líneas continuas o intermitentes son:

a- Grietas y falta de fusión b- Socavados e inclusiones de escoria en línea c- Socavados y concavidades d- Falta de penetración e- N.R.A.

5- Las discontinuidades superficiales observables en soldadura son:

a- Grietas y falta de fusión b- Socavados o inclusiones de escoria en línea c- Socavado y concavidad d- Falta de penetración e- N.R.A.


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6- Las discontinuidades de procesamiento, que generalmente ocurren en materiales fundidos son:

a- Grietas b- Contracciones c- Rechupes d- Micro contracciones e- Todas las anteriores

7- Las grietas de tratamiento térmico, generalmente:

a- Son fácilmente detectables por la radiografía b- Son fácilmente visibles c- No son adecuadas para ser detectadas por radiografía d- Se pueden detectar por radiografía si se usan pantallas de plomo e- N.R.A.

8- Durante la solidificación de la soldadura, el aprisionamiento de gas resultará en:

a- Escorias b- Socavados c- Poros d- Escamas de hidrógeno e- Inclusiones de escoria en línea

9- Una imagen rectilínea oscura en el centro de la soldadura, probablemente se interpretará como:

a- Socavado b- Porosidad c- Falta de penetración d- Grieta e- Concavidad en la raíz

10- Si una imagen radiográfica presenta una concavidad en la raíz de una soldadura con una densidad óptica medida en el centro de la discontinuidad, mayor que el metal base, se puede concluir que:

a- Es una discontinuidad inaceptable b- El espesor de la región de la concavidad es menor que el del metal base c- La radiografía debe ser repetida d- Otros ensayos deben ser aplicados e- El defecto debe ser reparado


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1- La extensión del ensayo radiográfico en recipientes a presión debe ser:

a- Especificada por el fabricante b- Especificada por la norma del proyecto c- Especificada por el inspector d- Parcial o al 100 % e- N.R.A.

2- Las principales normas para calificación de personal, dan como principal actividad del nivel 2:

a- Establecer criterios de E.N.D. en los proyectos b- Interpretar los resultados c- Orientar al nivel 1 d- Preparar instrucciones e- Las respuestas b, c y d son correctas

3- La elaboración de procedimientos escritos es importante por que:

a- Especifican la extensión de E.N.D. b- Describen el funcionamiento de los aparatos c- Permiten la repetitividad del ensayo d- Definen las técnicas empleadas e- Las respuestas c y d son correctas

4- Las principales normas de calificación de personal, consideran que el personal está calificado si cumple los requisitos mínimos de:

a- Escolaridad b- Aptitud física c- Entrenamiento d- Experiencia e- Todas las anteriores

5- Las principales normas de entrenamiento de personal admiten que el nivel 1 tiene como actividad:

a- Orientar y entrenar al nivel 3 b- Instalar, preparar y operar los equipos c- Emitir informes d- Entrenar al nivel 2 e- Las respuestas a y c son correctas.

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