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Gammagrafía

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Gammagrafía

  1. 1. 1 Índice Pág. 1 Resumen Pág. 1-2 Palabras claves Pág. 2 Introducción Pág. 3 a 9 Gammagrafía Industrial • Antecedentes (Pág. 4) • Materiales y métodos ( Pág. 4 - 6) • Seguridad ( Pág. 6) • La fuente radiactiva ( Pág. 6) • El instrumental de radioprotección ( Pág. 7) • El transporte ( Pág. 7 - 8) • Los trabajadores ( Pág. 8 - 9) Pág. 9 - 10 Discusión Pág. 10 Conclusión Pág. 10 Bibliografía Pág. 11- Apéndice Resumen La gammagrafía industrial consiste en ensayos no destructivos efectuados con radiación gamma, con el fin de examinar la claridad de un componente o producto sin dañarlo. Dicha radiación proviene de una fuente radioactiva cuyo registro final es una placa que muestra la película fotográfica del objeto del ensayo, la fuente radiactiva mas utilizada es el iridio 192, el cobalto 60 y el cesio 137. Una vez emitida la película sobre la placa fotográfica, ésta es analizada por un detector que localiza las variaciones lumínicas de la zona. Los datos obtenidos son digitalizados y procesados en un complejo programa matemático, creado por el descubridor de la técnica Mario Mariscotti, mostrándonos una imagen tridimensional de la zona inspeccionada. Este método permite acceder, entre otras informaciones, al estado de corrosión de los hierros y caños, y a defectos en la homogeneidad del concreto.Una de las aplicaciones de esta técnica consistiría en su empleo como método de control y prevención.
  2. 2. 2 Palabras claves • Gammagrafía industrial • Deterioro en construcciones • Ensayos no destructivos • Rayos gamma • Inspección de estructuras Introducción Tiempo atrás, para poder conocer el estado estructural del hormigón armado o la localización de una perdida de un caño en una construcción se utilizaba el pico, el trepano, el cortafrío u otros instrumentos de destrucción. Esto muchas veces traía grandes complicaciones para los habitantes del lugar, ya que los escombros y polvillo ocasionaban grandes molestias y quizás la falla se encontraba en otro lugar. Hoy en día gracias a la innovación tecnológica existe una técnica de avanzada no destructiva que permite verificar el grado de conservación de las estructuras de hormigón sin la necesidad de destruir la superficie a analizar. Esta técnica es conocida como gammagrafía industrial y fue descubierta por el doctor en física Mario Mariscotti hace poco más de una década. Este estudio tiene como objetivos determinar la posición y tamaño de armaduras y estribos, la inspección de vainas y cables en hormigón pre y potenzado, detección de corrosión en armaduras, localización de cañerías y determinación de obstrucciones, observación de oquedades y otras faltas de homogeneidad en el hormigón, localización de áreas óptimas para realizar perforaciones. Para determinar este tema se busco información en diferentes paginas Web y el principio del mismo en libros de física.
  3. 3. 3 Gammagrafía Industrial La mayor parte de los edificios, puentes, túneles, muelles y muchos monumentos son construidos usando estructuras de hormigón armado. La fortaleza de estas estructuras depende de la calidad del concreto y del número, tamaño, posición y condición de las armaduras, que pueden ser barras de acero o cables de acero tensados. En los últimos años se ha incrementado la necesidad de inspeccionar las estructuras de hormigón armado. Al envejecer, la posible corrosión del hierro puede afectar su seguridad, y generalmente no se cuenta con documentación precisa al considerar la modificación o “reciclado” de viejas estructuras. Obviamente es preferible usar métodos de inspección no destructivos, pero rara vez son utilizados por considerarse difíciles o imposibles. El principio básico de la gammagrafía consiste en la Combinación de imágenes del tipo de los rayos X (conocidas por todos por sus aplicaciones médicas y en radiografía industrial) con técnicas de triangulación para ubicar objetos, comúnmente usadas por agrimensores. En lugar de rayos X, se utiliza radiación más penetrante como los rayos gamma. De esta manera se genera imágenes radiográficas, que llamamos gammagrafías, para obtener por ejemplo dos o más vistas en perspectiva de las barras de acero ocultas en el concreto. Luego se analiza las imágenes con software y finalmente se obtiene la localización de las barras de acero, cuál es su diámetro y si están corroídas. Al mismo tiempo se pueden observar oquedades o “nidos de abeja” (honeycombing). Este tipo de mediciones han sido realizadas antes pero no en la forma sistemática, original y estandarizada, que ha desarrollado Mario Mariscotti durante muchos años de experiencia e innovación. El resultado es de una confiabilidad y precisión sin precedentes, y la aplicación de esta técnica permite estudiar estructuras antes consideradas inaccesibles. Esta es la única técnica práctica no destructiva disponible para el estudio detallado y preciso de armaduras profundas y/o complejas. Comparada con estudios destructivos, permite realizar inspecciones mucho más exhaustivas, y al mismo tiempo evitar deterioro, suciedad, polvo e interrupciones.
  4. 4. 4 Antecedentes Esta Técnica surgió en los años 90 cuando una empresa telefónica consulto a quien seria el creador de la practica para averiguar si los caños de PVC (entre los cuales están los cables telefónicos) de un cableado tendido por debajo de las vías del tren estaban cubiertos efectivamente con hormigón, porque se sospechaba que el subcontratista no había hecho bien el trabajo en ese túnel, que era de veinte metros de largo. Entonces, el científico propuso introducir una fuente radiactiva por uno de los extremos del caño, que se hallaba enterrado a dos metros de profundidad, e ir avanzando hacia el otro extremo, para medir la radiactividad que llegaba a la superficie. Se vio que la radiación subía (a la superficie) en dosis altas porque no había hormigón, que atenúa la radiación. De esta forma, se pudo obtener la información que se necesitaba sobre el estado de los caños de PVC sin tener que recurrir a los tradicionales métodos destructivos de inspección. Para esa época ya se sacaban radiografías de columnas o vigas con rayos gamma, lo que hizo Mariscotti fue contribuir con los métodos científicos para mejorar las aplicaciones. Materiales y métodos El método consiste en colocar una fuente blindada emisora de rayos gamma de un lado de la estructura a investigar y del otro una placa radiográfica sensible recubierta en su reverso por un blindaje de plomo para evitar que se escape la radiación. Al abrir la fuente, el haz de rayos gamma atraviesa el hormigón, y como los hierros que contiene absorben más radiación que el concreto, perturban su trayectoria imprimiendo sombras de distintas intensidades en la placa a la manera en que los huesos o las vísceras lo hacen en una radiografía clínica. Los especialistas avalan la seguridad de la técnica, ya que usando el blindaje adecuado no deja radiactividad en los materiales irradiados. Además, la intensidad de la radiación empleada es menor al uno por ciento de la radiación gamma a la que están expuestos los seres vivos por razones naturales. No obstante, al igual que los rayos X, los rayos gamma pueden causar daño a los tejidos vivos con una probabilidad que crece con la intensidad de la irradiación, por lo que no es aconsejable que las personas permanezcan en el área mientras se lleva a cabo la técnica.
  5. 5. 5 Los tiempos de irradiación dependen del espesor de las estructuras a examinar. Piezas de hormigón de hasta 60 centímetros de profundidad pueden ser relevadas en trabajos de una jornada. En tanto que espesores menores a los 30 centímetros requieren tiempos cortos, de alrededor de media hora o menos, lo que implica un menor costo del procedimiento. Una vez revelada la placa radiográfica, ésta es analizada por un detector que mide punto a punto la cantidad de luz que la atraviesa. Los datos obtenidos son digitalizados y procesados por una computadora que, por medio de un complejo programa matemático desarrollado por Mariscotti, interpreta y convierte toda esa información en una imagen tridimensional. Como se muestra en la figura 1. Figura 1: Reconstrucción tridimensional de armaduras El tamaño de una placa radiográfica es de 35 por 43 cm. Esto permite ver todo el espesor de la pieza inspeccionada y con ella se obtiene información de alta precisión (Ver figura 2). El costo de una tomografía es de 500 pesos para una superficie equivalente al tamaño de un balcón.
  6. 6. 6 Figura 2 - Estudio de ornamentos en la Basílica de Lujan Seguridad Tanto la radiación X como gamma pueden dañar los tejidos humanos y por eso es necesario cumplir con ciertas normas para evitar todo riesgo. En las mediciones de tomografía del hormigón Armado esta condición se logra pidiendo a las personas ajenas al servicio que respeten un radio de unos 8 m. Algunas comparaciones pueden ser útiles. La dosis que el ser humano recibe durante un año por causas naturales (radiación cósmica y otras sustancias radioactivas naturales como el potasio radioactivo presente en las paredes) alcanza 200 mrem. Un viaje en avión a Europa agrega 20 mrem. Un operador de Gammagrafía recibe a lo largo del año el equivalente a un viaje a Europa mientras que el ocupante de un departamento en donde se realiza este servicio recibe menos de una centésima parte de esta dosis. La Tomografía de Hormigón Armado implica dosis insignificantes comparadas con las usuales en las radiografías médicas o dentales y en los exámenes cardiológico que usan Tc99. La fuente radiactiva La fuente radiactiva está formada por material radiactivo de una alta actividad y se encuentra contenida dentro de cápsulas de acero inoxidable selladas, calificada como material radiactivo en forma especial y como fuente sellada para el uso específico. La misma se encuentra dentro de un portafuente, cuyo extremo no activo sobresale en parte del contenedor, y en el mismo se encuentra grabado el número de serie de la fuente.
  7. 7. 7 Es fundamental efectuar el seguimiento de las fuentes. Es por ello que la Norma AR 7.9.1 establece un plazo de cinco días para que el titular de licencia comunique toda compra, venta, alquiler, préstamo o baja de las mismas. Se dispone de una base de datos, la cual permite conocer en cada momento en qué empresa se halla determinada fuente. De esta manera, la fuente es seguida desde la entrega hasta la disposición final en el área de gestión de residuos o hasta que sean exportadas a su destino de origen en el caso de las fuentes que hubieran sido importadas. Asimismo, el titular de licencia debe mantener un registro de movimiento que permita identificar en qué equipo se encuentra cada fuente y su ubicación en el lugar de las prácticas.. El instrumental de radioprotección La Norma AR 7.9.1 establece que el titular de la Licencia debe asegurar que los operadores tengan a su disposición medidores de radiación portátiles. Asimismo, el titular debe llevar un registro del inventario del instrumental en su haber, y de las calibraciones, controles y mantenimientos efectuados, posición de medidores de radiación portátiles cuantitativos que puedan medir tasas de dosis equivalente ambiental entre 0 y 100 mSv/h como mínimo, monitores portátiles con indicación acústica, cuya tasa de repetición de pulsos sea proporcional a la tasa de dosis, dosímetros individuales integradores de lectura directa (tipo lapicera o similar), y dosímetros individuales de lectura diferida. El transporte El transporte de equipos de gammagrafía con sus fuentes de radionucleidos gamma emisores está bajo la reglamentación general sobre el transporte de materiales radiactivos contemplado en la norma AR.10.16.1. Los contenedores con el material radiactivo se denominan bultos. Los bultos de transporte utilizados en gammagrafía industrial son del tipo B(U) o A. El tipo de bulto requerido es dependiente de la actividad que deba transportar y en cualquiera de los dos casos, tipo B(U) o A, antes de su aprobación como tales, especímenes de los mismos deben ser sometidos a exigentes ensayos que permiten inferir que son adecuados para resistir fuerzas de impacto grave, fuerzas de aplastamiento, inmersión en líquido y tensión térmica sin pérdidas
  8. 8. 8 de los contenidos radiactivos ni pérdida significativa del blindaje. El titular de licencia debe poseer el certificado de aprobación por parte de la autoridad competente. El transporte de estos contenedores cargados debe realizarse de acuerdo a las normas de transporte vigentes, convenientemente etiquetados de acuerdo a las tasas de dosis que producen, con la documentación correspondiente y en vehículos señalizados y adecuados para tal fin, con las trabas mecánicas necesarias para evitar su desplazamiento. El transporte más crítico es aquél que es realizado por el operador, que viaja de un sitio a otro, en general en su propio vehículo. Esta clase de transporte da lugar a riesgos de pérdida (o extravío) o robo. En un primer momento es el vehículo el que es objeto de robo y luego, cuando los ladrones comprenden que hay una fuente radiactiva en el equipo, la abandonan en cualquier sitio. Otro riesgo son los accidentes de tránsito, y en este caso, aún si el equipo no es dañado, su presencia puede llevar a todo tipo de reacciones por parte de las personas que deben intervenir. Los trabajadores La reglamentación relacionada con los trabajadores tiene en cuenta la capacitación y entrenamiento, el monitoreo de exposición y la aptitud psicofísica. El certificado de aprobación del curso habilitante es otorgado actualmente por una institución que dicta el curso para operadores de equipos de gammagrafía industrial. La mesa evaluadora está integrada por una persona con conocimientos en radioprotección, personal con experiencia en la operación de estos equipos, un médico y personal de la ARN. El certificado se entrega luego de haber aprobado una evaluación escrita y oral en los siguientes temas: Conceptos generales sobre las radiaciones ionizantes, interacciones de la radiación con la materia, principios de detección de la radiación, fundamentos de dosimetría de las radiaciones, efectos biológicos de las radiaciones, criterios y normas de protección radiológica, fundamentos de cálculo de blindajes, evaluación de accidentes y cultura de la seguridad. El examen también abarca el conocimiento de los diferentes tipos de equipos, la reglamentación sobre el uso de fuentes y su transporte y los procedimientos a seguir en caso de emergencias. Es relevante resaltar la suma importancia que reviste la capacitación y el entrenamiento de los operadores, ya que gran parte de los incidentes que pueden derivar en
  9. 9. 9 accidentes se deben a factores humanos. En la Tabla 1 se muestran las licencias habilitantes entregadas más recientemente. El monitoreo de la exposición comprende el uso de dosímetros individuales integradores de lectura directa y diferida. Por otra parte, el titular de licencia debe notificar a cada operador de su correspondiente informe dosimétrico mensual y enviar a la ARN los informes anuales de dosimetría. Asimismo, es necesario asegurarse que el operador esté en buen estado de salud con una buena condición física y psicológica. La Norma AR 7.11.1. establece que para solicitar o renovar un permiso individual el operador debe presentar un certificado de aptitud psicofísica aprobado por el médico examinador. Es muy importante que las prácticas de gammagrafía se realicen en equipos de dos o tres personas por razones de seguridad. La Norma Argentina establece que como mínimo debe haber dos personas operando. Discusión Como se ha observado en el informe, la Gammagrafía no solo sirve para grandes obras si no también para pequeñas cosas como podría ser un balcón. También se puede Tabla 1 LICENCIAS DE OPERACIÓN NUEVAS Usuario Permiso Nº Isótopo Actividad Vence Enditec S.A. 21.907/0/0 Ir 192 14,80 TBq 400 CI 06/12/2009 Ensayos e Insumos S.R.L 21.753/0/0 Ir 192 7,40 TBq 300CI 16/05/2009 G.S.A. Ensayos S.A. 21.670/0/0 Ir 192 11,10 TBq 200CI 24/01/2009 Gamma End S.R.L 21.803/0/0 Ir 192 7,40 TBq 300CI 13/07/2009 Ingeniería y Servicios Bendini S.A 21.721/0/0 Ir 192 7,40 TBq 200CI 17/04/2009 NDT Center S.A. 21.855/0/0 Ir 192 7,40 TBq 200CI 03/10/2009 Sendsold S.R.L. 21.754/0/0 Ir 192 7,40 TBq 200Ci 16/05/2009 Tend S.R.L. 21.772/0/0 Ir 192 3,70 TBq 100CI 19/05/2009
  10. 10. 10 observar que no solo hay saber utilizar los equipos, los cuales tienen menos complicaciones, si no también se debe tener varios requisitos (físicos y psicológicos) para utilizarlo lo cual produce que allá menos personas capacitadas para llevar a cabo esta técnica. Conclusión La condición de técnica no destructiva se traduce en economía de tiempo, materiales, mano de obra, y evita costos de reparación. Cuando se trata de edificios habitados, la limpieza, rapidez y carácter silencioso de estos estudios son ventajas más decisivas aun. Otra ventaja es que los rayos gamma son emitidos por radioisótopos en forma espontánea y, por lo tanto, no requieren fuente externa de energía, como las fuentes de alta tensión, en el caso de los equipos de rayos X. Además, en general, los equipos de gammagrafía son más portables que los equipos de rayos X y en consecuencia, son más adecuados para trabajos de campo (en edificios, puentes, etc.). Esta técnica tomográfica tiene un costo comparable al de otros métodos de control y diagnóstico de estructuras de hormigón armado de uso corriente, pero las ventajas que ofrece son, además de las ya mencionadas, la disminución de accidentes, y la reducción de esfuerzo físico de los operarios. Bibliografía • http://www.thasa.com/HOME2/home.htm • http://www.leloir.org.ar/Espanol/Paginas/Ciencia%20joven/La_Ciudad/Gammagraf% EDas.htm • http://www.puentes.gov.ar/educar/servlet/Downloads/S_BD_EXACTAMENTE/EXA- 0106.PDF • http://www.sieend.com.mx/pnd%20rt.htm • Libro: Guía para el profesor y las radiaciones. • “Premian una técnica que permite hacer tomografías computadas de edificios” - CLARIN, 13 de septiembre de 2001,pág. 65. • Análisis de Estructuras Mediante Tomografía de Hormigón Armado M.A.J. Mariscotti, Asoc. Arg. de Tecn. de Hormigón, Tomo II (1993) 249.
  11. 11. 11 Apéndice 1. Equipo de Gammagrafía (en adelante Equipo): Sistema o conjunto de dispositivos que utiliza una Fuente Sellada para realizar prácticas de gammagrafía industrial y que comprende el Proyector y los accesorios que son necesarios para su operación. 2. Fuente Sellada: Fuente radiactiva en la que el material radiactivo se halla en una o más cápsula suficientemente resistentes para prevenir el contacto y dispersión del material radiactivo, bajo las condiciones de uso para la cual fue diseñada. 3. Gammagrafía Industrial: Radiografía industrial realizada mediante la utilización de Fuentes Selladas emisoras de radiación gamma. 4. Operador: Persona física con Permiso Individual para operar Equipos, que tiene la responsabilidad de hacerlo en forma segura de acuerdo a las reglas del arte, y cumpliendo como mínimo con las normas aplicables bajo la supervisión del Responsable y por el Responsable por la Seguridad Física. 5. Portafuente: Dispositivo por medio del cual la Fuente Sellada puede fijarse al Proyector o al elemento de mando a distancia, diseñado para ser utilizado con un modelo de Equipo determinado, y que brinda protección adicional a la fuente sellada.

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