La radiometría en la industria: cuando la tecnología de medición convencional llega a su límite

La radiometría es un método de medición físico que utiliza las propiedades físicas de la radiación gamma al penetrar la materia. En función de la densidad y el espesor del producto irradiado, la radiación se atenúa en mayor o menor intensidad. La intensidad de esta atenuación se puede medir con precisión y convertirse en datos de proceso útiles.
Una ventaja clave: la medición se realiza de forma completamente externa.. Los sensores no entran en contacto con el producto del proceso y miden sin contacto a través de las paredes de las tuberías o los depósitos. Esto hace que la tecnología de medición radiométrica sea especialmente idónea para las aplicaciones exigentes y críticas para la seguridad.

Un sistema de medición radiométrica consta esencialmente de tres componentes:

• Fuente de radiación
  Se utilizan isótopos radiactivos encapsulados de larga duración, como el cesio-137 o el cobalto-60, que emiten continuamente una radiación gamma de alta energía. La elección del isótopo depende de la aplicación: mientras que el cesio-137 es idóneo para mediciones de nivel y de densidad, el cobalto-60, debido a su mayor energía, se utiliza normalmente en depósitos de paredes gruesas o tuberías grandes. 

• Contenedor de protección de fuente radiactiva
  El contenedor de protección de fuente radiactiva VEGASOURCE protege eficazmente la fuente en todas las direcciones y permite que la radiación salga únicamente por la trayectoria definida del haz.

• Detector
  El detector es el elemento central de la medición radiométrica, ya que la radiación gamma emitida por la fuente radioactiva atraviesa el producto del proceso e incide sobre dicho detector. Para ello, VEGA utiliza el principio de detección por centelleo, en el que un centelleador, generalmente un material plástico orgánico (PVT o PS) o un cristal como el yoduro de sodio (NaI), convierte las partículas gamma recibidas en destellos de luz (centelleos). Estas señales luminosas son detectadas por un fotomultiplicador (PMT), amplificadas y convertidas en impulsos eléctricos, que posteriormente se cuentan, de ahí que se le conozca como el principio del tubo contador. Cuanta más radiación incide sobre el detector, más impulsos se generan.

Por el contrario, cuanto más denso o grueso sea el material irradiado, mayor será la atenuación de la radiación y menor la tasa de impulsos medida por el detector. A partir de esta relación inversa, se pueden determinar con precisión magnitudes como el nivel, la densidad, la detección de nivel, las interfases o el caudal másico. La electrónica de acondicionamiento integrada en los sensores de VEGA convierte estos impulsos contados en un valor de medición. Gracias a su diseño robusto y a su alta sensibilidad, los detectores de centelleo de VEGA se consideran el estándar para aplicaciones exigentes. Para su uso en zonas Ex, así como para geometrías complejas y rangos de medición amplios, están disponibles en diversos diseños y longitudes.

La tecnología de medición radiométrica es uno de los métodos más fiables de la tecnología de medición de procesos industriales. Sus principales ventajas son una medición

sin contacto, sin desgaste y de bajo mantenimiento
Dado que ningún componente eléctrico entra en contacto con el producto del proceso, no hay desgaste mecánico. Se eliminan por completo las juntas, las piezas móviles o la fatiga del material debido a cargas químicas o térmicas. El mantenimiento de los sensores se simplifica considerablemente, ya que no requieren limpieza ni ninguna recalibración periódica durante su funcionamiento.

Los detectores radiométricos miden de forma fiable y sin contacto a través de depósitos grandes de paredes gruesas, independientemente de las altas temperaturas y presiones del proceso.

Ya sean temperaturas extremas, fluctuaciones de presión, vapor, condensados o adherencias, los sensores radiométricos ofrecen unos valores de medición estables y reproducibles independientemente de las condiciones ambientales, ya que no hay reflexión de la señal ni interferencias en el campo de medición dentro del proceso.

Alta fiabilidad del proceso incluso con líquidos corrosivos y tóxicos
Sobre todo en el caso de productos altamente corrosivos, abrasivos o tóxicos, la medición sin contacto (a través de las paredes de tuberías o depósitos, independientemente del producto) aumenta significativamente la seguridad del personal y de la planta. La tecnología de medición radiométrica proporciona unos valores de medición fiables incluso con ácidos, disolventes o lodos de gran alcalinidad.

Fácil instalación y adaptación flexible
Los sistemas radiométricos se pueden adaptar a plantas existentes sin necesidad de realizar modificaciones y, por lo general, sin interrupciones del proceso. El detector y el contenedor de protección de fuente radiactiva se montan externamente en la tubería o el depósito. La integración en los sistemas de control existentes se consigue mediante interfaces analógicas o digitales. VEGA ofrece una amplia gama de accesorios de montaje para todos los diámetros de tuberías y depósitos, así como una asistencia detallada en el diseño y en la obtención de permisos.

La tecnología de medición radiométrica se utiliza cuando los métodos de medición convencionales llegan a sus límites físicos, químicos o mecánicos. Las siguientes aplicaciones típicas ilustran por qué la medición radiométrica es indispensable en numerosos sectores, ya sea para garantizar la seguridad laboral, la continuidad del proceso o la calidad. Mientras que la radiometría supera las limitaciones de la tecnología de medición convencional mediante un principio de funcionamiento externo físicamente independiente, los sensores capacitivos, hidrostáticos y ópticos requieren contacto con el producto y son susceptibles a las adherencias, la generación de espuma o los productos químicos agresivos. El radar y los ultrasonidos llegan a sus límites en presencia de vapor, fluctuaciones de presión o productos altamente absorbentes.

Medición de caudal másico
En cintas transportadoras o tornillos sinfín, la tecnología de medición radiométrica permite la medición de caudal másico sin contacto, ideal para materiales abrasivos o calientes como minerales, cemento, carbón o materiales reciclables. Mientras que los sistemas de pesaje convencionales en cintas transportadoras son propensos a fallar y requieren un mantenimiento intensivo, la solución radiométrica funciona independientemente de la velocidad de la cinta, el perfil de carga y las condiciones ambientales.

Los principios de medición convencionales son eficientes y rentables en numerosas aplicaciones. Sin embargo, llegan a su límite en condiciones extremas. Por lo tanto, la radiometría no es un sustituto, sino un complemento altamente especializado dentro de la tecnología de medición industrial.

Permite realizar mediciones en puntos «no mensurables» y contribuye de manera determinante a la estabilidad del proceso, la disponibilidad de la planta y la seguridad laboral, ya sea midiendo el nivel, la densidad, la interfase y el caudal másico, o detectando el nivel.

Su funcionamiento sin contacto, su independencia de condiciones ambientales extremas y su alta precisión de medición la convierten en un componente indispensable de la tecnología de medición industrial moderna y para los operadores de plantas industriales complejas.

Si se enfrenta a temperaturas extremas, productos corrosivos o situaciones de montaje complejas, encontrará en la tecnología de medición radiométrica una solución robusta, fiable y rentable a largo plazo.