Radiología Industrial:

La radiología industrial es un Ensayo no destructivo en el que se utiliza

las radiaciones ionizantes, tales como los rayos gamma o X, para obtener

imágenes radiográficas en objetos, sin destruirlos.

Este método utiliza la radiación ionizante de alta energía que al pasar

a través de un material sólido, parte de su energía es atenuada debido a

diferencias de espesores, densidad o presencia de discontinuidades.

Las variaciones de atenuación o absorción son detectadas y

registradas en una película radiográfica o pantalla fluorescente obteniéndose

una imagen de la estructura interna de una pieza o componente.

Principio básico de la inspección radiográfica. Se basa en la propiedad

que poseen los materiales de atenuar o absorber parte de la energía de

radiación cuando son expuestos a esta.

La atenuación de la radiación ionizante es:

• Directamente proporcional al espesor y densidad del

material.

• Inversamente proporcional a la energía del haz de

radiación.

Historia De La Radiología Industrial:

La introducción de Ensayos No Destructivos en radiología industrial se

le debe a Wilhelm Conrad Roentgen, quien hizo su descubrimiento

significativo de los rayos X el Viernes, 08 de noviembre 1895, en su

laboratorio de la Universidad de Würzburg, Alemania. Al año siguiente

publicaron historias de estos nuevos rayos y su capacidad de pasar a través

de la carne y otros materiales. La noticia causó gran motivación debido al

avance de la tecnología en el medio médico, y otras aunque los

investigadores anteriores han mostrado imágenes de "cosas" en los rayos X,

como rifle y una brújula. Este acontecimiento ocurrió mucho antes de que

fuera determinado el uso médico de rayos X.

Una radiografía tomada por Roentgen a su rifle de caza, le permitió

darse cuenta que hay un pequeño defecto en el cañón del mismo. Con esta

foto, Roentgen anticipó el uso industrial de rayos X como control de calidad

de estructuras. De acuerdo a documentos históricos, el uso de rayos X en la

industria, comenzó en la Primera Guerra Mundial siendo relacionado al

análisis de calidad del armamento. Existen registros de inspecciones que

datan en la Alemania de los años 1920.

A pesar de los esfuerzos iniciales, el uso de rayos X en la industria no

fue comercial sino hasta mediado del período de la Segunda Guerra Mundial;

cuando técnicos de EE.UU, citaron las primeras obras de Horace Lester, en

el Arsenal de Watertown, como el precursor de nuestro actual uso de los

rayos X en la industria (Lester, 1922, 1923).

Los trabajos de investigación de Lester fueron significativos porque

demostraron claramente que los rayos X se podrían utilizar para localizar

fallos internos en la fundición, soldadura y estructura general de metales y

que estos fallos podrían conducir a una rotura prematura. Las contribuciones

de Lester eran también importantes debido a su posición prominente en el

campo metalúrgico (Wenk, 1969).

Átomo:

En química y física, átomo es una de las unidades más pequeña de la

materia que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible

dividir mediante procesos químicos; sin embargo con el desarrollo de la física

nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en

partículas más pequeñas, denominadas partículas subatómicas, que se

ubican en una región central del mismo denominada núcleo atómico y una

región periférica, los orbitales electrónicos.

Molécula:

Es un conjunto de átomos unidos unos con otros por enlaces fuertes.

Es la expresión mínima de un compuesto o sustancia química, es decir, es

una sustancia química constituida por la unión de varios átomos que

mantienen las propiedades químicas específicas de la sustancia que forman.

Una macromolécula puede estar constituida por miles o hasta millones

de átomos, típicamente enlazados en largas cadenas.

La molécula, entonces, es la unidad más pequeña de una sustancia

que muestra todas las características químicas de esa sustancia.

Cada molécula tiene un tamaño definido y puede contener los átomos

del mismo elemento o los átomos de diversos elementos.

Una sustancia que está compuesta por moléculas que tienen dos o

más elementos químicos, se llama compuesto químico. Ejemplos de

compuesto químico molecular son el agua y el dióxido de carbono.

El agua se forma de moléculas que contienen dos átomos de

hidrógeno y uno de oxígeno. El dióxido de carbono se forma de moléculas

que contienen dos átomos de oxígeno y uno de carbono.

Redes cristalinas:

La red cristalina está formada por iones de signo opuesto, de manera

que cada uno crea a su alrededor un campo eléctrico que posibilita que estén

rodeados de iones contrarios.

Los sólidos cristalinos mantienen sus iones prácticamente en contacto

mutuo, lo que explica que sean prácticamente incompresibles. Además,

estos iones no pueden moverse libremente, sino que se hallan dispuestos en

posiciones fijas distribuídas desordenadamente en el espacio formando

retículos cristalinos o redes espaciales. Los cristalógrafos clasifican los

retículos cristalinos en siete tipos de poliedros llama sistemas

cristalográficos. En cada uno de ellos los iones pueden ocupar los vértices,

los centros de las caras o el centro del cuerpo de dichos poliedros. El más

sencillo de éstos recibe el nombre de celdilla unidad.

Uno de los parámetros básicos de todo cristal es el llamado índice de

coordinación que podemos definir como el número de iones de un signo que

rodean a un ion de signo opuesto. Podrán existir, según los casos, índices

diferentes para el catión y para el anión.

El índice de coordinación, así como el tipo de estructura geométrica en

que cristalice un compuesto iónico dependen de dos factores:

• Tamaño de los iones. El valor del radio de los iones

marcará las distancias de equilibrio a que éstos se

situarán entre sí por simple cuestión de cabida eni

espacio de la red.

• Carga de los iones. Se agruparán los iones en la red de

forma que se mantenga la electroneutralidad del cristal.

Materia:

Es todo aquello que tiene localización espacial, posee una cierta

cantidad de energía, y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones

con aparatos de medida. En física y filosofía, materia es el término para

referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo por

objetiva que pueda ser percibida de la misma forma por diversos sujetos. Se

considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos perceptibles o

detectables por medios físicos. Es decir es todo aquello que ocupa un sitio

en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.

Estados de la materia:

La materia se presenta en tres estados o formas de agregación:

sólido, líquido y gaseoso.

Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo

algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal

es el caso del agua.

La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los

metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en

estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso:

• Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se

caracterizan por la rigidez y regularidad de sus

estructuras.

• Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La

variabilidad de forma y el presentar unas propiedades

muy específicas son características de los líquidos.

• Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es

muy característica la gran variación de volumen que

experimentan al cambiar las condiciones de temperatura

y presión.

Radiación:

Es el proceso de transmisión de ondas o partículas a través del

espacio o de algún medio. Las ondas y las partículas tienen muchas

características comunes, la radiación suele producirse predominantemente

en una de las dos formas.

• La radiación mecánica corresponde a ondas que sólo se

transmiten a través de la materia, como las ondas de

sonido.

• La radiación electromagnética es independiente de la

materia para su propagación, sin embargo, la velocidad,

intensidad y dirección de su flujo de energía se ven

influidos por la presencia de materia.

El fenómeno de la radiación consiste en esencia, en la propagación de

energía en forma de ondas o partículas subatómicas a través del vacío o de

un medio material.

Tipos De Radiación:

Radiación electromagnética: es una combinación de campos

eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio

transportando energía de un lugar a otro.

La radiación electromagnética puede manifestarse de diversas

maneras como calor radiado, luz visible, rayos X o rayos gamma. A

diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio

material para propagarse, la radiación electromagnética se puede propagar

en el vacío. En el siglo XIX se pensaba que existía una sustancia

indetectable, llamada éter, que ocupaba el vacío y servía de medio de

propagación de las ondas electromagnéticas. El estudio teórico de la

radiación electromagnética se denomina electrodinámica y es un subcampo

del electromagnetismo.

Radiación ionizante: son aquellas radiaciones con energía suficiente

para ionizar la materia, extrayendo los electrones de sus estados ligados al

átomo.

Existen otros procesos de emisión de energía, como por ejemplo el

debido a una lámpara, un calentador (llamado radiador precisamente por

radiar calor o radiación infrarroja), o la emisión de radio ondas en

radiodifusión, que reciben el nombre genérico de radiaciones.

Las radiaciones ionizantes pueden provenir de sustancias radiactivas,

que emiten dichas radiaciones de forma espontánea, o de generadores

artificiales, tales como los generadores de Rayos X y los aceleradores de

partículas.

Radiación térmica: Se denomina radiación térmica o radiación

calorífica a la emitida por un cuerpo debido a su temperatura. Todos los

cuerpos emiten radiación electromagnética, siendo su intensidad

dependiente de la temperatura y de la longitud de onda considerada. En lo

que respecta a la transferencia de calor la radiación relevante es la

comprendida en el rango de longitudes de onda de 0,1µm a 100µm,

abarcando por tanto parte de la región ultravioleta, la visible y la infrarroja del

espectro electromagnético.

La materia en un estado condensado (sólido o líquido) emite un

espectro de radiación continuo. La frecuencia de onda emitida por radiación

térmica es una densidad de probabilidad que depende solo de la

temperatura.

Radiación de Cerenkov: La radiación de Cherenkov (también escrito

Cerenkov o Čerenkov) es una radiación de tipo electromagnético producida

por el paso de partículas en un medio a velocidades superiores a las de la

luz en dicho medio. La velocidad de la luz depende del medio, y alcanza su

valor máximo en el vacío. El valor de la velocidad de la luz en el vacío no

puede superarse pero sí en un medio en el que ésta es forzosamente

inferior. La radiación recibe su nombre del físico Pavel Alekseyevich

Cherenkov quien fue el primero en caracterizarla rigurosamente y explicar su

producción. Cherenkov recibió el Premio Nobel de Física en 1958 por sus

descubrimientos relacionados con esta radiación.

La radiación Cherenkov es un tipo de onda de choque que produce el

brillo azulado característico de los reactores nucleares. Éste es un fenómeno

similar al de la generación de una onda de choque cuando se supera la

velocidad del sonido. En ese caso los frentes de onda esféricos se

superponen y forman uno solo con forma cónica. Debido a que la luz también

es una onda, en este caso electromagnética, puede producir los mismos

efectos si su velocidad es superada. Y esto, como ya se ha dicho, solo puede

ocurrir cuando las partículas en un medio distinto del vacío, viajan a

velocidades superiores a la de los fotones en dicho medio.

Radiación corpuscular: La radiación de partículas es la radiación de

energía por medio de partículas subatómicas moviéndose a gran velocidad.

A la radiación de partículas se la denomina haz de partículas si las partículas

se mueven en la misma dirección, similar a un haz de luz.

Debido a la dualidad onda-partícula, todas las partículas que se

mueven también tienen carácter ondulatorio. Las partículas de mayor energía

muestran con más facilidad características de las partículas, mientras que las

partículas de menor energía muestran con más facilidad características de

onda.

Radiación solar: es el conjunto de radiaciones electromagnéticas

emitidas por el Sol. El Sol es una estrella que se encuentra a una

temperatura media de 6000 K en cuyo interior tienen lugar una serie de

reacciones de fusión nuclear, que producen una pérdida de masa que se

transforma en energía. Esta energía liberada del Sol se transmite al exterior

mediante la radiación solar. El Sol se comporta prácticamente como un

cuerpo negro el cual emite energía siguiendo la ley de Planck a la

temperatura ya citada. La radiación solar se distribuye desde el infrarrojo

hasta el ultravioleta. No toda la radiación alcanza la superficie de la Tierra,

porque las ondas ultravioletas más cortas, son absorbidas por los gases de

la atmósfera fundamentalmente por el ozono. La magnitud que mide la

radiación solar que llega a la Tierra es la irradiancia, que mide la energía

que, por unidad de tiempo y área, alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/m²

(vatio por metro cuadrado).

Radiación nuclear: La emisión de partículas desde un núcleo

inestable se denomina desintegración radiactiva. La desintegración radiactiva

solo sucede cuando no hay un excedente de densidad-luz en el radio de la

órbita.

Radiación de cuerpo negro: Un cuerpo negro es un objeto teórico o

ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él.

Nada de la radiación incidente se refleja o pasa a través del cuerpo negro. A

pesar de su nombre, el cuerpo negro emite luz y constituye un sistema físico

idealizado para el estudio de la emisión de radiación electromagnética. El

nombre Cuerpo negro fue introducido por Gustav Kirchhoff en 1862. La luz

emitida por un cuerpo negro se denomina radiación de cuerpo negro.

Todo cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas,

siendo esta radiación, que se emite incluso en el vacío, tanto más intensa

cuando más elevada es la temperatura del emisor. La energía radiante

emitida por un cuerpo a temperatura ambiente es escasa y corresponde a

longitudes de onda superiores a las de la luz visible (es decir, de menor

frecuencia). Al elevar la temperatura no sólo aumenta la energía emitida sino

que lo hace a longitudes de onda más cortas; a esto se debe el cambio de

color de un cuerpo cuando se calienta. Los cuerpos no emiten con igual

intensidad a todas las frecuencias o longitudes de onda, sino que siguen la

ley de Planck.

Radiación no ionizante: Se entiende por radiación no ionizante

aquella onda o partícula que no es capaz de arrancar electrones de la

materia que ilumina produciendo, como mucho, excitaciones electrónicas.

Ciñéndose a la radiación electromagnética, la capacidad de arrancar

electrones (ionizar átomos o moléculas) vendrá dada, en el caso lineal, por la

frecuencia de la radiación, que determina la energía por fotón, y en el caso

no-lineal también por la "fluencia" (energía por unidad de superficie) de dicha

radiación; en este caso se habla de ionización no lineal.

Así, atendiendo a la frecuencia de la radiación serán radiaciones no

ionizantes las frecuencias comprendidas entre las frecuencias bajas o radio

frecuencias y el ultravioleta aproximadamente, a partir del cual (rayos X y

rayos gamma) se habla de radiación ionizante. En el caso particular de

radiaciones no ionizantes por su frecuencia pero extremadamente intensas

(únicamente los láseres intensos) aparece el fenómeno de la ionización no

lineal siendo, por tanto, también ionizantes.

Radiación cósmica: son partículas subatómicas procedentes del

espacio exterior cuya energía, debido a su gran velocidad, es muy elevada:

cercana a la velocidad de la luz. Se descubrieron cuando se comprobó que la

conductividad eléctrica de la atmósfera terrestre se debe a ionización

causada por radiaciones de alta energía.

En el año 1911, Victor Franz Hess, físico austríaco, demostró que la

ionización atmosférica aumenta proporcionalmente a la altitud. Concluyó que

la radiación debía proceder del espacio exterior.

El descubrimiento de que la intensidad de radiación depende de la

altitud indica que las partículas integrantes de la radiación están

eléctricamente cargadas y que las desvía el campo magnético terrestre.