slides rad industrial aula 2

Prévia do material em texto

1
Radiologia 
Industrial
Equipamentos em Radiologia 
Industrial
Profª Giovanna Vaz Crippa
• Unidade de Ensino: 2
• Competência da Unidade: Estudo de equipamentos em Radiologia Industrial.
• Resumo: As aplicações industriais das técnicas de exposição radiográficas, bem como os 
equipamentos de Radiologia Industrial.
• Palavras-chave: radiologia; medidores; raio-x; gamagrafia; detectores. 
• Título da Teleaula: Equipamentos em Radiologia Industrial. 
• Teleaula nº: 2
Contextualização
 Técnicas de exposição radiográfica
 Dispositivos utilizados na Radiologia Industrial
 Fontes de radiação
 Energia dos equipamentos
 Equipamentos na Radiologia Industrial
 Interação da radiação com a matéria
Técnicas de Exposição 
Radiográfica
Técnicas de Exposição Radiográfica
As técnicas de exposição radiográfica devem seguir normas e especificações
que seguem padrões de qualidade para se obter a melhor imagem.
São essas técnicas que determinam como os materiais na indústria são
inspecionados.
Existem 3 tipos de técnicas de exposição radiográfica:
I. Técnicas de Parede Simples
II. Técnicas de Exposição Panorâmica
III. Técnicas de Paredes Duplas
Técnica de Parede Simples (PSVS)
Essa técnica é assim chamada pois no arranjo entre a
fonte de radiação, peça e filme, somente a seção da
peça que está próxima ao filme será inspecionada e a
projeção será em apenas uma espessura do material.
É a principal técnica utilizada na inspeção radiográfica.
Disponível em: Microsoft Word - Radiologia-Jul-
2014.doc (abendi.org.br)
1 2
3 4
5 6
2
Técnica de Exposição Panorâmica
Esse tipo de técnica é mais rápida e é muito utilizada na inspeção de
soldas e juntas de formato circular. Permite uma única exposição onde os
filmes são dispostos em 360 graus ao redor da peça, o que possibilita uma
imagem mais completa, em que é possível visualizar toda a sua
circunferência.
Disponível em: Microsoft Word - Radiologia-Jul-2014.doc (abendi.org.br)
Técnica de Parede Dupla Vista Simples (PDVS)
Nesta técnica, o feixe de radiação, proveniente da fonte,
atravessa duas espessuras da peça, entretanto projeta no
filme somente a seção da peça que está mais próxima ao
mesmo.
Frequentemente esta técnica é utilizada em inspeções de
juntas soldadas, as quais não possuem acesso interno,
por exemplo tubulações com diâmetros maiores que 3.½
polegadas, vasos fechados, e outros.
Disponível em: Microsoft Word - Radiologia-Jul-
2014.doc (abendi.org.br)
Técnica de Parede Dupla Vista Dupla (PDVD)
Neste caso o feixe de radiação proveniente da fonte,
também atravessa duas espessuras, entretanto projetará
no filme a imagem de duas seções da peça, e serão
objetos de interesse. Nesta técnica o cálculo do tempo de
exposição deve ser levado em conta as duas espessuras
das paredes que serão atravessadas pela radiação.
É frequentemente usada para inspeção de juntas
soldadas em tubulações com diâmetros menores que
3.½ polegadas.
Disponível em: Microsoft Word -
Radiologia-Jul-2014.doc (abendi.org.br)
Dispositivos 
utilizados na 
Radiologia Industrial
Medidores Nucleares
Utilizam radiação para a medida dos seguintes parâmetros:
• Espessura
• Densidade
• Umidade
• Nível
São formados pelas seguintes partes: uma fonte radioativa
selada, um detector de radiação e um obturador
(semelhante a de câmeras fotográficas), que pode ser fechado
para regular a saída do feixe de radiação.
Este medidor serve como controle de qualidade na 
análise das peças produzidas na indústria e assegura 
a qualidade de produtos que apresentam fontes 
seladas (que não têm contato com o meio externo). 
Medidores Nucleares
Existem vários tipos de medidores nucleares:
 Medidores de transmissão
 Medidores de retrodispersão ou retroespalhamento
 Medidores reativos
 Medidores de espessura
 Medidores de nível
 Medidores de fluxo
Disponível em: 
https://www.nucleorad.com.br/site/area/industria/medidor
es-nucleares/18
7 8
9 10
11 12
3
Traçadores Radioativos
Possuem esse nome porque as radiações emitidas por
radioisótopos podem atravessar a matéria dependendo de sua
energia, e são detectadas de onde estiverem, através de
aparelhos apropriados, denominados detectores de
radiação.
Dessa forma, o deslocamento de um radioisótopo pode ser
acompanhado.
Os traçadores radioativos são substâncias marcadas com um
átomo radioativo que permite fácil detecção e medição. São
usados nos segmentos industriais de óleo e gás, químico,
alimentos e tabaco, bem como na gestão de recursos hídricos
e pesquisas científicas, além de aplicações médicas
Disponível em: encurtador.com.br/aozL0
Raios X de bagagem 
Os equipamentos de raio X utilizados na inspeção de
bagagens e passageiros em aeroportos seguem normas
nacionais e internacionais do CNEN, que é a Comissão
Nacional de Energia Nuclear.
Essas normas são aplicadas tanto na área de saúde
quanto em relação à segurança do trabalho.
A inspeção de bagagens é uma das medidas de
segurança mais importantes dos aeroportos. Seu
objetivo é confirmar a identidade dos passageiros e
assegurar que nenhum objeto suspeito entre dentro dos
aviões.
Disponível em: encurtador.com.br/qDOZ4
Essa inspeção verifica não apenas objetos metálicos perigosos
ou potencialmente perigosos, como também verifica a presença
de drogas ilícitas.
Esses equipamentos utilizados na inspeção de bagagens utilizam
alta energia, capaz de atravessar materiais orgânicos e não
orgânicos. A intensidade com o que a radiação atravessa os
diferentes objetos contidos nas bagagens depende do material
de que esses objetos são feitos.
Materiais orgânicos são radiotransparentes, ou seja, a 
radiação é capaz de atravessá-los diretamente.
Objetos metálicos são radiopacos, ou seja, barram a 
passagem da radiação.
Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Xray-verkehrshaus.jpg. 
Irradiadores
São equipamentos de grande porte que utilizam fontes radioativas que
emitem radiação ionizante de alta energia, com alto poder de
penetração.
Podem ser utilizados com diferentes objetivos:
 esterilização de materiais médicos
 conservação de alimentos
 tratamentos de resinas
 revestimentos de superfície
Geralmente a fonte radioativa dos irradiadores é o elemento Cobalto
60. Suas paredes são blindadas com concreto baritado. Quando esta
fonte não está sendo utilizada, ela permanece submersa em uma
piscina blindada de aço inox. A água auxilia no resfriamento da fonte.
No emprego de radiação para conservação de alimentos,
utiliza-se a radiação do tipo gama. Esses alimentos entram
dentro dos irradiadores por meio de esteiras.
Dessa forma, o processo é controlado de fora, de uma forma
segura ao operador responsável pelo processo.
O objetivo da irradiação de alimentos é prolongar o tempo de
durabilidade de frutas, vegetais e carnes. Por meio deste
processo, os alimentos são esterilizados, de forma que
bactérias, larvas e ovos sejam eliminados, o que retarda o
processo natural de deterioração dos alimentos. Este processo
também retarda o aparecimento de brotos e o processo de
maturação.
Disponível em: encurtador.com.br/exES4
Fontes de Radiação
13 14
15 16
17 18
4
Fontes de Radiação
Os equipamentos que emitem radiação ionizante apresentam em seu interior uma fonte
radioativa ou um dispositivo onde a radiação é produzida. Essa fonte deve estar contida em um
compartimento específico, conhecido como ampola.
Quanto maior a tensão máxima que o equipamento é capaz de atingir, maior deve ser o
tamanho dessa ampola. Da mesma forma, quanto maior a tensão do equipamento, mais
radiação é produzida.
Disponível em: encurtador.com.br/hzAQ6
Fontes de Radiação
Quando falamos de equipamentos de radiação ionizante e de fontes de
radiação, podemos dizer que são produzidos em ampolas especiais, onde
seu tamanho é em função da tensão máxima que o aparelho pode operar.
É preciso se atentar ao alvo contido no ânodo, pois sua superfície tem que
ser grande o suficiente para ser atingida pelo fluxo eletrônico gerado pelo
filamento, sendo, então, denominado comofoco térmico.
Caso não seja o suficiente, ocorrerá um
superaquecimento no local, que irá deteriorar o
ânodo, permitindo uma pequena transmissão de
calor.
Por causa deste aquecimento, o equipamento necessita ter um
sistema de refrigeração, para minimizar o aquecimento do
ânodo. Existem 3 formas de refrigeração do ânodo:
A irradiação é um tipo de transferência de calor que ocorre
por meio de ondas eletromagnéticas, portanto não necessita de
um meio material para ocorrer, acontecendo também no vácuo.
No resfriamento por convecção, o calor produzido se
propaga pelo prolongamento de cobre de dentro da ampola, que
por sua vez, está imerso em um óleo ou um gás. Ocorre a
transferência de calor que resfria o ânodo da ampola.
No modelo de resfriamento por circulação de água, a
água circula através de uma serpentina. É muito eficaz e permite
que o equipamento seja usado por longos períodos.
Irradiação de 
alimentos
 Pra que serve a irradiação de alimentos?
 Ela torna o alimento radioativo?
 Existe algum risco à saúde do consumidor?
Disponível em: encurtador.com.br/cnvB1
 O objetivo da irradiação de alimentos é prolongar o tempo de
durabilidade de frutas, vegetais e carnes. Por meio deste
processo, os alimentos são esterilizados, de forma que bactérias,
larvas e ovos sejam eliminados, o que retarda o processo natural
de deterioração dos alimentos. Este processo também retarda o
aparecimento de brotos e o processo de maturação.
 Segundo dados da Food and Agriculture Organization (FAO),
alimentos irradiados com até 10,0 kGy (kilogray - unidade de
medida para quantidade de radiação absorvida) são
incondicionalmente seguros, mantêm suas propriedades
nutricionais e organolépticas e não apresentam qualquer risco
para o consumo humano.
 Nenhum resíduo de radioatividade permanece no alimento
processado, quando são empregadas doses de radiação menores
que 10,0 kGy.
19 20
21 22
23 24
5
Energia dos 
Equipamentos
Energia dos Equipamentos
Os equipamentos que usam radiação ionizante podem ser divididos
em equipamentos de alta e de baixa energia. Esse conceito se
refere à quantidade de radiação que estes equipamentos são
capazes de produzir.
Quanto maior a energia da radiação, maior a capacidade de
penetração no material desejado. Por isso, esse parâmetro pode ser
definido e controlado, dependendo do material que vai ser analisado.
Alta energia – Voltagem superior a 120 kV – chamados de raios X duros
Baixa energia – Voltagens inferiores a 50 kV – chamados de raios X moles
Segurança na Radiologia Industrial
O uso de equipamentos com radiação ionizante exige
organização e segurança, além de autorização do
responsável do local de trabalho para que possam
funcionar.
Todo o local deve estar devidamente sinalizado,
indicando a presença e os perigos inerentes à radiação
ionizante. Existem diversos tipos de sinalização que
podem e devem obrigatoriamente serem utilizados nestes
locais.
Segurança na Radiologia Industrial
Quais são as condutas 
adequadas que o operador do 
equipamento de radiologia 
industrial deve ter de modo a 
garantir a sua segurança e das 
demais pessoas do local?
• A fonte radioativa deve estar dentro do irradiador antes do
início do trabalho;
• As barreiras de proteção devem posicionadas corretamente,
ou as taxas de exposição ao redor das barreiras devem ser
verificadas e devem se encontrar dentro dos limites seguros
pré-estabelecidos;
• A fonte radioativa deve estar dentro do irradiador ao final
dos trabalhos de radiografia.
• A área demarcada de trabalho (chamada de balizamento)
deve ficar livre ao término das operações de radiografia.
• Os equipamentos de raios X devem estar realmente
desligados ao término das exposições de radiografia.
Segurança na Radiologia Industrial
Como se deve trabalhar em um 
local como este? Quais 
condutas o profissional deve ter 
e aplicar diariamente, de modo 
que faça parte da sua rotina e 
que nunca deixe de observar 
essas atitudes com atenção?
• Seguir todos os procedimentos de segurança nacionais e
internacionais;
• Utilizar equipamentos e colimadores apropriados;
• Certificar-se de que não haja outra equipe trabalhando na
área em que será realizada a radiografia;
• Fazer o uso de placas e sinalizações claras e legíveis;
• Preparar um arranjo para áreas controladas e as necessárias
barreiras;
• Certificar-se que durante o uso dos equipamentos de raios X
sejam usadas barreiras de proteção contra a radiação,
utilizando detectores para verificar as taxas de exposição;
Segurança na Radiologia Industrial
Como se deve trabalhar em um 
local como este? Quais 
condutas o profissional deve ter 
e aplicar diariamente, de modo 
que faça parte da sua rotina e 
que nunca deixe de observar 
essas atitudes com atenção?
• Assegurar-se de que as fontes radioativas ou os
equipamentos de raios X estejam bem guardados quando
não estiverem em uso;
• Utilizar os seus dosímetros pessoais;
• Alertar todos os trabalhadores de que somente pessoas
autorizadas podem ter acesso ao local onde se encontra a
fonte radioativa;
• Respeitar as placas de sinalização;
• Relatar qualquer alteração observada na fonte radioativa,
bem como qualquer tipo de acidente;
• Nunca mexer ou remover equipamentos de radiografia
industrial se não for qualificado ou autorizado.
25 26
27 28
29 30
6
Equipamentos da 
Radiologia Industrial
Equipamentos de Gamagrafia
Como o próprio nome diz, são equipamentos que emitem a
radiação do tipo gama. Também são chamadas de
irradiadores gama. São pequenos e portáteis.
A sua estrutura apresenta vários componentes: o irradiador
propriamente dito e diversos acessórios, que possibilitam que
as fontes radioativas sejam manipuladas à distância, como
medida de proteção do operador do equipamento contra a
radiação.
Este irradiador tem uma blindagem forte e segura, feita por
uma liga metálica de urânio exaurido, que oferece uma
proteção ainda melhor que o chumbo, e pesa
aproximadamente 30 quilos.
Disponível em: 
http://www.raimeck.com.br/produto-
oserix.html
A finalidade da gamagrafia é identificar falhas em materiais
de solda, corrosões e erosões dentro de tubulações, partes de
navio, componentes de avião, como motores, asas, turbinas,
etc.
Em aviões, por exemplo, esta inspeção deve ser feita com
frequência e tem o objetivo de verificar se há fadiga nas peças
metálicas ou soldas que são submetidas a um maior desgaste,
como asas e turbinas.
A radiação gama atravessa as peças. Uma parte dessa
radiação é absorvida pelo material e a outra parte atinge e
impressiona o filme radiográfico, formando então a imagem.
Disponível em: encurtador.com.br/tCIW5
Aceleradores
São equipamentos que possuem sistemas especiais que aceleram partículas carregadas,
como elétrons, a grandes velocidades, que se chocam contra um alvo com pequeno ponto
focal, liberando altas energias de radiação eletromagnética denominadas raios X.
Esta radiação é capaz de atravessar espessuras de 1 metro até 3 metros de aço. Estes
equipamentos não são portáteis e necessitam de uma instalação adequada, seguindo as
normas da CNEN.
Disponível em: Microsoft Word - Radiologia-Jul-2014.doc (abendi.org.br)
Aceleradores Existe um acelerador portátil chamado de betatron e acelera
os elétrons em uma órbita circular. Recebe este nome porque
emite partículas beta, que são elétrons de alta energia. Ele é
indicado para radiografias de peças de aço com espessura entre
1 metro e 3 metros.
Mesmo sendo portátil, produz imagens de alta qualidade.
Disponível em: Microsoft Word - Radiologia-Jul-2014.doc (abendi.org.br)
Interação da 
Radiação com a 
matéria
31 32
33 34
35 36
7
Interação da Radiação
Os efeitos de interação da radiação ionizante com a
matéria são a base de entendimento dos princípios que
norteiam os equipamentos usados na inspeção de
bagagens, containers e pessoas.
Podemos destacar entre eles a Tecnologia
Convencional Digital de Sistemas de Inspeção e a
Tecnologia “Backscatter” ou B-Scan para Sistemas
de Inspeção.
Backscatter ou B-scan
Na inspeção de bagagens,veículos ou containers, os equipamentos geram os
raios X por meio de aceleradores lineares, que apresentam uma energia
média que varia de 4 a 6 MeV (mili elétron volts).
 Raios X que apresentam esta energia são capazes de
atravessar cerca de 2 a 3 metros de aço maciço.
O sistema pode inspecionar cerca de 40 caminhões
passando a uma velocidade de 7km/h. A varredura dos
feixes de raio X ocorre a uma velocidade de 12 a 30
km/h.
O feixe de raio X emitido pelo equipamento atravessam
totalmente o objeto a ser inspecionado e projetam a
imagem em um detector digital, que opera por um
sistema conhecido como Direct Radiography (DR), que
tem o formato de uma coluna estreita e envia a
informação para um computador, que fica situado na base
de operação.
Disponível em: Microsoft Word - Radiologia-Jul-2014.doc (abendi.org.br)
Espalhamento Compton
A tecnologia Backscatter, ou B-Scan, produz radiações retroespalhadas, ou
seja, o feixe de radiação é ricocheteado (bate e altera sua direção).
Neste sistema, ocorre um fenômeno da Física conhecido como Efeito
Compton ou Espalhamento Compton, segundo o qual a frequência dos
raios X espalhados é menor do que a frequência dos raios X incidentes.
Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/efeito-compton.htm
Espalhamento Compton
Os raios X emitidos pela ampola atingem os
diferentes objetos e se espalham em diferentes
intensidades. Isso ocorre por causa das
diferentes densidades específicas dos objetos.
Este sistema apresenta um mecanismo de
detecção da radiação espalhada.
Bagagem 
inspecionada
37 38
39 40
41 42
8
Pela técnica de backscatter ou B-scan, os raios X incidem nos objetos
inspecionados e se espalham com intensidades e energias diferentes,
dependendo da composição e portanto, da densidade do próprio objeto.
O detector do equipamento verifica essas diferenças de densidade entre os
objetos e envia um sinal elétrico ao computador, que irá processá-lo e
convertê-lo em imagem.
A desvantagem desta técnica é que ela é capaz de inspecionar o objeto
apenas de um lado.
Considere que, em uma bagagem que está sendo inspecionada em um
aeroporto, encontra-se uma garrafa de água, um alicate e um notebook. A
partir dessa informação, pense a respeito dos seguintes questionamentos:
Como ocorre o escaneamento dos objetos e a formação das
imagens por esta técnica?
Existe diferença de densidade entre estes materiais? O dono desta
bagagem poderá viajar com todos estes objetos?
A imagem apresenta um brilho claro quando provém de materiais
orgânicos, como explosivos, cigarros, drogas, animais ou seres
humanos. Objetos e materiais inorgânicos, como metais, também
são detectados, mas não apresentam o mesmo brilho.
O escaneamento dos objetos é feito por meio de um feixe de raios
X. O equipamento faz uma varredura no sentido vertical do objeto,
enquanto ele se move na esteira no sentido horizontal, a uma
velocidade de 30 cm/s.
De acordo com as normas de embarque de bagagens, água e alicate
não podem ser transportados na bagagem de mão, por questões de
segurança, mas o notebook pode ser transportado.
Porém, se esta bagagem for despachada (não vai no compartimento
interno do avião), todos estes objetos podem ser transportados sem
qualquer problema.
Disponível em: encurtador.com.br/rxDQ4
Recapitulando
 Técnicas de exposição radiográfica
 Dispositivos utilizados na Radiologia Industrial
 Fontes de radiação
 Energia dos equipamentos
 Equipamentos na Radiologia Industrial
 Interação da radiação com a matéria
43 44
45