Autor: Manuel Navarrete Tejero Ingeniero Químico Fecha: Inexistente

1. t ~ W
~- 0,1
TRABAJO PARA SER PRESENTADO EN LA
CEREMONIA DE INGRESO A LA
ACADEMIA MEXICANA DE INCENIERTA
COMISION DE LA ESPECIALIDAD DE
INCENIERIA NUCLEAR
LOS RADIOTRAZADORES EN LA
INGENIERIA MEXICANA DE PROCESO.
Por:
MANUEL NAVARRETE TEJERO
(INC.QUIM., M. en C., LIC. en FIL.)

2. -1-
INTRODUCCION.
La ingeniera de proceso presenta una gran cantidad de problemas
que pueden resolverse de la manera m4s sencilla posible a través
del uso de radiotrazadores. En nuestro país, no obstante el em-
pleo de las ms modernas tcnicas en las industrias, notablemen-
te la petrolera, el uso de radiotrazadores es an bastante limi-
tado, debido, entre otras causas, al hecho de que el equipo de
detecci6n continúa siendo importado, a pesar de los esfuerzos
realizados para producirlo aquL El presente trabajo constituye
una revisi6n de los problemas de proceso en donde la utilizaci6n
de material radiactivo se ha revelado como particularmente útil
y simple, de modo que tomando en cuenta la gran flexibilidad que
proporcionan los radiois6topos usados como instrumentos de traba
jo, es mi intenci6n contribuir al incremento de su utilización
en la ingeniería mexicana de proceso, con la seguridad de que en
la gran mayoría de los casos las soluciones presentadas sern,
cuando no únicas, mejores que con otros posibles mtodos.
ELECCION DE UN TRAZADOR RADIACTIVO.
El primer punto a establecer cuando un radiotrazador va a ser
utilizado, es naturalmente la elecci6n del mismo, a fin de que

3. -2-
por medio de su incorporaci6n a un sistema dado y la detecci6n de
sus radiaciones sean obtenidos los datos de nuestro interés. En gene
ral, la elecci6n de un radiois6topo entre otros posibles, -(actual--
mente los is6topos radiactivos de los elementos alcanzan un neme-
ro mayor a 1500)-,se lleva a cabo por la consideraci6n de los si-
guientes factores:
Tipo y energía de la radiaci6n, de manera que la detecci6n ra
diactiva se realice fácilmente en el sistema estudiado.
Vida media adecuada para completar el estudio, sin que el ra-
diois6topo decaiga completamente o haga necesario aplicar
grandes correcciones por decaimiento.
Actividad específica suficiente, para que permita las dilucio
nes a las que va a ser sometida.
!L_ Pureza radioquímica conveniente, o sea la ausencia de activi-
dades que pudieran interferir o deformar el estudio debido a
la presencia de impurezas o hijos radiactivos.
5.- Costo y disponibilidad del radiois6topo en el lugar de su
aplicación.
La decisi6n del primer punto se toma en base a la resoluci6n del
compromiso entre un sencillo procedimiento de detecci6n y la míni
ma dosis posible de radiaci6n externa al personal de trabajo.

4. -3-
Así, para una fcil detección radiactiva es deseable un emisor
gamma de considerable energía, pero un emisor beta débil o alfa
no representa un problema de radiaci6n externa.
Al decidir el punto 2, la vida media debe ser lo bastante larga
para que permita la utilizaci6n del material radiactivo durante
todo el período del estudio, pero tambin debemos contar con
una fácil disposici6n de los desechos y descontaminaci6n del equi
po empleado a travs de un decaimiento no excesivamente largo.
Si existe algún peligro por ingesti6n, debe emplearse un radiois6
topo con una vida media biol6gica que elimine el riesgo de daño
radiolgico.
En relaci6n al punto 3, podemos calcular fcilmente la actividad
total requerida en nuestro estudio, y por tanto decidir acerca
de la conveniencia de la actividad específica del material radiac
tivo adquirido, mediante la fórmula siguiente:
ct x Vt
A Ed x Al x F Ecuaci5n 1
A = actividad necesaria de un radiois6topo para ser utilizado
como trazador.
Ct = cuentas por unidad de tiempo deseables en el sistema de

5. _L_
detecci6n radiactiva empleado.
Ed = eficiencia estimada en la detecci6n radiactiva (relaci6n
de cuentas a desintegraciones por unidad de tiempo).
Vt = volumen o masa total marcada en el estudio.
Al = parte alícuota del volumen o masa total marcada cuya ra-
diactividad es susceptible de ser detectada.
F factor de conversi6n para obtener unidades de radiactivi
dad ( Ci 6 Bq ).
El punto Li. debe ser considerado s6lo cuando sea usado algún ra-
dioisútopo en equilibrio con su hijo radiactivo y el 5 resulta
una obvia consideraciún de tipo econ6mico y pr.ctico.
DETECCION DE INTERFASES EN TUBERIAS.
En la industria del petr6leo es una práctica común el transporte
de productos diferentes a trav6s de grandes distancias en la mis
ma tubería. Despu6s de varios kil6metros, resulta difícil la
exacta localizaci6n de la interfase entre 2 productos, la cual
viene a ser indispensable para el almacenamiento o manejo por se
parado de cada uno de ellos. Una forma sencilla de resolver el
problema y adems automatizar el proceso, consiste en realizar
una inyecci6n de material radiactivo en la interfase de modo que

6. -5-
la detecci6n de sus radiaciones permita conocer de forma precisa
cuando la interfase fluye por un lugar determinado de la línea
de conducci6n. Si un detector en la parte exterior de la tube-
ra está conectado a un medidor de relaci6n y a un graficador,
un mximo indicado por éste corresponderá al paso de la interfa
se. Cuando la señal del graficador activa, por ejemplo, el fun-
cionamiento de una válvula que distribuye el fluido entre 2 o
ms tanques de almacenamiento o tuberías, tendremos un proceso
automtico de selecci6n de fluidos corriendo uno tras otro en la
misma tubería. Con este fin son utilizados radioisótopos emiso-
res de rayos gamma con vida media corta, susceptibles de formar ,
compuestos solubles en ilquidos orgánicos, tales como el Br-82 y
el Sb-124.
DETECCION DE FUGAS.
En tuberías subterráneas, un modo sencillo de localizar las fu-
gas consiste en la inyecci6n única o continua de un trazador ra
diactivo al fluido. Cuando la detecci6n se realiza desde la su
perficie del piso, ahí donde la respuesta indique una acumula-
cin de material radiactivo, tendremos el lugar de la fuga. Si
el detector se desliza en trayectorias a 90 0 en relaci6n a la
tubería, su respuesta tiene que ser diferente en el lugar de la

7. -6-
fuga, que en cualquier otro. En particular, si fuera usado
Cs-137 como trazador, en la modalidad de inyecci6n continua, con
una distancia de la tubería al piso de 60 cm y una densidad del
suelo de 2 g/cm 3 , tendremos que la respuesta relativa del detec-
tor, en función de la distancia que se encuentre al punto en el
piso directamente arriba de la tubería, es dada en la Tabla 1.
La gráfica de esta respuesta relativa contra la mencionada dis
tanela se muestra en la figura 1.
TRAYECTORIAS DE FLUJO.
La forma como un líquido se difunde en otro, ha sido establecida
por el uso de trazadores radiactivos en aplicaciones que van desde
trayectorias de flujo de aguas negras descargadas en el ocano
hasta metales fundidos que forman aleaciones, o en cualquier pro
blema de ingeniería donde la conducta de un fluido sea difícil
de predecir. Para conocer el grado de diluci6n de un componente
en otro mayor, en funci6n de la distancia desde un punto determi
nado, es necesario calibrar el equipo de detecci6n en base a la
noci6n de volumen infinito, en el cual se supone que el trazador
va a diluirse. De este modo, si por ejemplo deseamos determinar
en qué dirección, a qué velocidad y hasta d6nde alcanza la conta-
minaci6ri de aguas negras difundidas en el ocano, podemos trazar

8. Distancia del detector a un pinto sobre la tuberia
subterrdnea. (cm)
Respuesta del
detector.
50 0.058
38 0.177
25 0.467
20 0.578
13 0. 820
5 0.998
0 1.000
Tabla 1.- Respuesta del detector a la fuga de rna-
ferial marcado en una tubería subte rrdnea.

9. Respwsta
del
Detector
Distancia
fuga de rroter/aIF16'. Ir Respuesta del detector a fc
marcado en una tubenci subte rrónec.

10. -7-
una curva de calibraci6n de cuentas por unidad de tiempo y volu
men, contra altura del nivel del agua marcada en un cilindro de
radio constante, para obtener un valor hacia el cual las cuentas
del detector se aproximan de manera asint6tica. De la misma ma-
nera, si se traza la grfica tomando una altura constante de l-
quido marcado y haciendo variar el radio, se obtiene una curva
asint6tica que tiende hacia un valor constante de cuentas por
unidad de tiempo y volumen (figuras 2 y 3). Por tanto, si supo-
nemos que una masa de agua marcada con el volumen infinito va a
ser utilizada en un estudio para determinar la trayectoria de un flujo
tendremos que la disminución de las cuentas obtenidas en el de-
tector será una medida de la diluci6n que el material va tenien-
do en funci6n de la distancia al lugar de descarga y podremos de
terminar así la direcci6n, velocidad y alcance del flujo de aguas
negras en el océano.
VELOCIDADES DE FLUJO.
El uso de trazadores radiactivos para medir
fue una de las primeras aplicaciones de los
tualmente se utiliza para calibrar o verifi
nos que deben trabajar sin interrupción, o
de cualquier otro procedimiento resulte ms
velocidades de flujo
radiois6topos y ac-
ar mtodos secunda-
bien en sistemas don
complicado y no se

11. cpm
Nivel.
F/G. 2.- Cuentas obtenidas en • (uncida del nivel de
/i'qwdo marcado en un cilindro.

12. cpm
EO
Radio
F/G. 3.- Cuentas obten/das en funci6n del ,rjd/o de
un cilindro con liquido marcado.

13. -8-
requieran medidas en forma continua.
El método ms simple de medir la velocidad de un flujo en una tu
berta consiste en inyectar a presi6n en el flujo un volumen del
material marcado, de modo que los detectores colocados por fuera
de la tubería a una distancia conocida uno de otro puedan detec-
tar las radiaciones emitidas al paso del marcador. Como el flujo ya
sea laminar o turbulento causa una determinada difusi6n del mate-
rial marcado, las grficas de cuentas vs. tiempo obtenidas por un
graficador anexo al detector y medidor de relaci6n mostrarn un
mximo de actividad. Si medimos el tiempo transcurrido entre la
obtención de estos mxÍmos, la velocidad del flujo serg igual ala
distancia conocida entre los detectores dividido entre el tiempo
necesario para la obtenci6n de ambos picos. Si esta velocidad se
multiplica por la secci6n transversal del tubo, obtendremos el yo
lumen desplazado por unidad de tiempo o gasto. La principal limi-
tacin de este método consiste en que la secci6n transversal del
tubo debe ser conocida y constante entre el punto de inyeccin y
los dos puntos de detecci6n para que la medida tenga sentido.
Así, cuando la secci6n transversal de un flujo no es conocida ni
constante, caso ms común en canales naturales abiertos, podemos
seguir el mtodo de la inyecci6n única de material marcado,obieri

14. - lo -
volumen que pasa por el punto de detecci6n durante el tiempo
(t).
C,,= cuentas totales acumuladas en el punto de detecci6n durante
el tiempo (t).
t = tiempo transcurrido desde el inicio hasta el final de la de-
tecci6n radiactiva.
V i = volumen total de material marcado inyectado en el flujo.
w = volumen infinito de material marcado.
cuentas totales acumuladas en el volumen infinito durante el
tiempo (t).
Si en lugar de realizar una inyección única, se realiza una inyec
ci6n constante de material marcadó a un gasto conocido, la ecua-
cin anterior se simplifica de la siguiente manera:
V2C2_ Vid.
t_ t
V,2 CI. Ecuacon 3
donde sólo varia el tiempo (t), en que ahora es cualquier unidad
conveniente para acumular Cl y C2 con iguales eficiencias de de-
tecci6n y Vi se agrega continuamente según un gasto constante

15. -9-
el de inyecci6n constante, para determinar el gasto, ambos basa-
dos en el mismo principio. En el caso de la inyecci6n única, este
principio supone que la totalidad de material marcado debe pasar
por el punto de detecci6n en un tiempo (t) que podemos medir fcil
mente a partir del momento en que empieza la detecc6n de matial
radiactivo hasta que termina. El número de cuentas obtenidas en
el llamado volumen infinito de material marcado durante el tiempo
(t), multiplicado por el numero de veces que el volumen total mar
cado contiene al llamado volumen infinito, es una medida de lacan
tidad de radiactividad total inyectada. Esta cantidad ha de pasar
por el punto de detecci6n en el tiempo (t), s6lo que el volumen y
el nfmero de cuentas obtenidas durante el tiempo (t) sern distin
tos, debido a que el material marcado ha tenido una dilución en
el seno del flujo cuyo gasto vamos a medir. Pero si la eficiencia
en la detecci6n radiactiva es la misma al medir la radiactividad
en el volumen infinito que en el punto de detección tendremos:
V2. C2 - V1 C1
twt
V2 ViCi
Ecuacion 2-
- :T- t
donde:

16. - 11 -
vi()para obtener en las mismas unidades. También podemos consi
derar al tiempo (t) como cualquier unidad conveniente para medir
viel gasto t y acumular Ci y C2 con iguales eficiencias de detec-
ci6n y las mismas unidades.
Para asegurar una difusi6n completa y homognea del material mar-
cado dentro de la corriente, es necesario hacer pruebas previas
para fijar la distancia 6ptima entre sus puntos de descarga y de-
tecci6n. Sin embargo, la siguiente ecuaci6n empíricamente obteni-
da puede ser útil:
1
D = 200(-) 3 Ecuaci6n t
donde:
D = distancia óptima en pies del punto de descarga del material
marcado al de su detecci6n.
gasto aproximado por medirse en pies 3 /seg.
PROBLEMAS DE ANALISIS
Siguiendo el mismo principio de diluci6n isot6pica utilizado pa-
ra la medici6n de gastos, es posible medir el volumen o la masa
de algún componente en un proceso, casi bajo cualquier circuns-

17. - 12 -
tancia de trabajo. Por ejemplo, el volumen de la fase acuosa no
miscible con productos orgnicos en procesos químicos, cantidad
de catalizador empleado en reactores, cantidad de metal fundido
en procesos de refinaci6n de minerales o el volumen contenido en
un contenedor de forma totalmente irregular. Si el volumen o ma-
sa marcada que agregamos resulta despreciable en relaci6n al to-
tal que va a medirse, es posible aplicar el principio de diluci6n
directamente:
11.C1 = V2C2
V2z.C1 Ecuacion 5
donde:
V2 = volumen medido
Vi = volumen de material marcado que se dÍfunde totalmente en V2
Cl = cuentas por unidad de tiempo y volumen del material marcado
antes de que se difunda en V2
C2 = cuentas por unidad de tiempo y volumen del material marcado
una vez que se ha difundido en V2
Pero si deseamos determinar la masa o el volumen de un componen-
te difícil de separar de manera cuantitativa en una muestra com-
pleja, se agrega una cantidad no despreciable de material marca

18. -13-
do, y una vez mezclado en forma homogénea separamos una pequefia
fracción del elemento a determinar, suficiente sólo para estable
cer su actividad específica después de que el material marcado
se ha difundido en la masa que deseamos medir por medio de la
ecuaci6n siguiente:
(X+P1) C2 z P1C1
X = PlCl - pl = P1(-- -1) Ecuaci6n 6
C2
donde:
X = masa medida
Pl= masa de material marcado que se difunde totalmente en X
01= cuentas por unidad de tiempo y masa del material marcado an-
tes de que se difunda en X
C2= cuentas por unidad de tiempo y masa del material marcado una
vez que se ha difundido en X.
El anlisis por activaci6n neutrnica se utiliza para cuantifi-
car pequefias concentraciones de algún elemento que a nivel de
trazas entra en la composici6n de un material. En el caso de los
metales, las variaciones de su pequeña concentraci6n de oxigeno
determinan propiedades físicas tan importantes como: resistencia

19. 114
a la corrosi6n y a la fatiga, facilidad para difundirse en una
aleaci6n y propiedades de su superficie. La necesidad de un an-
lisis cuantitativo de oxigeno suficientemente sensible, rpido y
preciso ha ido en aumento, sobre todo a causa de los modernosm
todos de producci6n del acero, en los cuales se procesan cientos
de toneladas de metal fundido en menos de una hora, siendo indis
pensable el reporte de la concentraci6n de oxigeno a los operado
res de los hornos en cuesti6n de minutos. Para ello, se hace uso
de la reacci6n nuclear O(n,p) N que se lleva a cabo con neutro
16
nes rápidos de 14 MeV de energía. El N tiene una vida media de
sólo 7.4 segundos, y emite rayos gamma de 6.1 y 7.1 MeV de ener-
ga, de modo que si es comparada la actividad inducida de 16 N en
una muestra metlíca con aquella inducida en una cantidad conocí
da de ácido benzoico, se obtiene de manera automática la concen-
tracin de O en el metal con la oportunidad debida para poder va
riar las condiciones de trabajo en el horno si fuera necesario.
TIEMPOS OPTIMOS DE MEZCLADO
El mezclado es una importante operaci6n mecánica en muchos proce
sos industriales. Si se realiza de manera incompleta el producto
obtenido es inaceptable, en tanto que un tiempo en exceso de mez
ciado aumenta el costo, tiempo y energía empleada en el proceso.

20. - 15 -
Pero si se utiliza un isótopo radiactivo para marcar uno de los
componentes, el tiempo preciso de mezclado puede establecerse, ya
sea detectndosus radiaciones desde el exterior, o bien tomando
muestras a determinados intervalos de tiempo. Entre los ejemplos
de esta técnica podemos citar el mezclado de cemento, grava, are-
na y concreto, usando guijarros irradiados con neutrones, la horno
geneidad de vidrios fundidos usando
24
NaHCO 3 , de aceites lubrican
tes con 59 Zr o de vitaminas y minerales en forrajes con 2 Na. In-
mediatamente al inicio de un proceso de mezclado, la fase marcada
muestra gran movimiento que se observa por las fluctuaciones de
las cuentas obtenidas en un detector colocado junto a la pared ex
terna del mezclador. Si se traza una grfica de las cuentas por
unidad de tiempo obtenidas contra tiempo de mezclado, la mezcla se
rá homogénea cuando la variaci6n en las cuentas sea puramente la
estadística (figura 4). Una grfica de la misma naturaleza es ob-
tenida si se obtienen muestras de la mezcla para ser contadas en
un detector independiente de la mquina de mezclado, pero puede
seguirse tambin un método ms sofisticado aunque ms preciso que
consiste en tomar cada vez un numero n de muestras para obtener
las cuentas promedio X y la desviación estándar de cada muestra
según la ecuaci6n siguiente:
i=n 2 1
(Xi-) 2 Ecuaci6n 7
i1
n-1

21. cpm
Tiempo.
P16'. 4.- Cuentas obtenidas en fL.'nc/án del tiempo
mezclado con un componente rrz7rc ada.
1 y

22. - 16 -
donde:
ov= desviaci6n estndar de cada muestra
Xi= cuentas por unidad de tiempo de cada muestra
cuentas promedio de n muestras
n = numero de muestras obtenidas.
Si es trazada una grfica de desviaciones estndar contra tiempos
de mezclado, en el momento que las desviaciones estíndar adquie-
ran un valor sensiblemente constante e igual a la raíz cuadrada
de las cuentas obtenidas con cada muestra la mezcla serí homog-
nea (figura 5).
TIEMPOS DE RESIDENCIA
El estudio de los tiempos de residencia de cada uno de los elemeri
tos que intervienen dentro de un reactor químico en un proceso con
tinuo, es un problema muy sencillo de resolver usando trazadores
radiactivos, particularmente en los reactores de lecho fluidizado,
a fin de establecer las condiciones que lleven a un tiempo 6ptimo
del proceso con un mximo de calidad en el producto y economía.
En esta forma, si es marcada una masa adecuada de alguno de los corn
ponentes que intervienen en un proceso continuo dentro de un reac

23. cpm
Tiempo.
F/6'. 5.- Desviación estdndar de un conjunto de muestras en
funcicn del tiempo de mezclo do con un componente marcado.

24. - 17 -
tor, su tiempo de residencia dentro del mismo será dado por la
'e
ecuacion:
t = in
Ce
CC Ecuacin 8
donde:
lo M = masa de material constante en el reactor
R = masa por unidad de tiempo del componente marcado que se intro
duce y sale del reactor
Ce= cuentas por unidad de masa y tiempo del componente marcado a
la entrada del reactor
Cs= cuentas por unidad de masa y tiempo del componente marcado a
la salida del reactor.
MEDIDAS DE DESGASTE
Muchos estudios de corrosi6n, fricción, y en general desgaste de
materiales han sido hechos usando trazadores radiactivos, debido
a que una masa minúscula de un radiois6topo, muy lejos de poder
ser pesada o medida de alguna otra manera, es fcilmente detecta
ble por las radiaciones que emite. Así, el proceso ms ilustrati
yo que puede citarse como ejemplo es el de la med±da del desgaste
que sufren los anillos de los pistones en un motor de combusti6ri

25. - 18 -
interna, con el fin de comparar la eficiencia de los lubricantes
utilizados o de las aleaciones metálicas empleadas en la manufac-
tura de los anillos. De este modo, si los anillos, son marcados por
ejemplo con
59
Fe, puede detectarse la radactivadad que pasa al
aceite lubricante cuando la concentraci6n de material marcado sea
tan baja como 5X1O 10 g/ml. Si el marcado se realiza con 56Mn o 32P
esta mínima concentraci6n llega a ser menor todavía, lo que da una
idea de la sensibilidad del método. Otras de sus ventajas son que
los resultados se obtienen en cuesti'6n de minutos (una vez marca-
do el anillo met4lico por radiaci6n neutr6nica), sin que hayan va
nado el conjunto de condiciones impuestas al funcionamiento, y
pueden establecerse umbrales de desgaste en funci6n del tiempo de
trabajo de la mquina (figura 6).
MEDIDA DE NIVELES, DENSIDADES Y ESPESORES
El hecho de que las radiaciones nucleares son absorbidas cuando
dtraviesan la materia, seg6n una proporci6n lineal entre cortos
rangos de masa y una proporci6n exponencial para limites menos es
trechos, determina que resulte posible una medida de grandes voló
menes de líquidos, densidad de sustancias y pequeños espesores,
basados en la respuesta obtenida por un detector despus de que
las radiaciones han atravesado una porci6n de materia.

26. cpm
80W
MOLM
320i
/60C
o 30 60 92 12Omn
riempo.
F/G. 6.- Efecto de la velocidad de un automc$ vil sobre
eL des qaste en los anillos de los pistones.

27. - 19 -
De este modo, cuando se trata de medir el volumen de líquidos al
macenados en grandes tanques del orden de millones de litros,
cualquier error en la apreciac±6n del nivel dentro del tanque
(por otro lado distinto entre dos puntos alejados) conduce a medí
das del volumen que difieren del real por grandes cantidades. Por
ello, existen varios métodos de usar fuentes radiactivas como in-
dicadores de niveles, que proporcionan datos consistentes y con
un error mínimo. Así, un ra.dioistopo puede usarse como una fuen-
te radiactiva externa al tanque, o con un flotador encima del lí-
quido almacenado, o bien como una larga fuente radiactiva en posi
ci6n vertical dentro del recipiente. En cualquier caso, las dife-
rencias en la actividad detectada representan el medio de averi-
guar el volumen de material atravesado por la radiacin, por lo
cual son necesarios emisores y, entre los que el Co es el ms
utilizado. En esta forma, puede verificarse tambign de manera con
tinua y automtica, el lleniado de paquetes de una gran cantidad de
productos industriales, tales como cajas de detergente, tubos de
pasta dentífrica o latas de lubricante.
La medida de la densidad de un fluido usando fuentes radiactivas,
representa un medio para determinar la proporci6n de líquido a va
por en una tubería, por medio de los cambios en la actividad de-
tectada cuando las radiaciones atraviesan el material, dato de
gran inters en el funcionamiento de los cambiadores de calor. El

28. - 20 -
mismo método se utiliza para medir la densidad de los componentes
en reactores de lecho fluidizado, cada vez con mayor nm•ero deapii
caciones en ingeniería química. Tambin para medir densidades de
hidrocarburos fluyendo en tuberías, uno tras otro, donde una rpi
da respuesta es indispensable si se desea distribuirlos automti-
camente en distintos tanques de almacenamiento. Por otra parte, se
requiere además una gran precisi6n en la medida, pues las diferen-
cias de densidad en algunos de ellos son solamente del 1%. Ambas
condiciones son satisfechas por emisores y de adecuada energía, en
casos donde se requiere la automatizaci6n del proceso.
La medida de la densidad de suelos en forma inmediata y a conside
rable profundidad, o su contenido de humedad, representan datos
de gran inters en la prospecci6n de petr6leo, carb6n y mantos
acuíferos, y en general en el estudio de estratos geológicos. Dis
positivos en forma de taladro con un emisor y o una fuente de neu
trones en la punta, que puedan penetrar a una determinada profun-
didad bajo la superficie del suelo, son usados para obtener estos
datos, según la respuesta de un detector calibrado.
Emisores 0 son empleados para la medidad continua de espesores en
materiales como papel, cartn, hojalata, pl.sticos o telas. Las
ventajas del mtodo son su precisi6n, continuidad, facil acceso
a un solo lado del material para obtener la respuesta y automati

29. - 21 -
zac±6n del proceso. También puede ser usado para medir el espesor
de recubrimientos de pintura, metl±cos o plsticos, a travgs de
la retrodispersi6n , ocurrida cuando una fuente radiactiva se
coloca sobre un material con un recubrimiento delgado de material
menos denso.
MOLIDO DE PARTICULAS
Las técnicas usuales de tamizar particulas sujetas a un tiempo de
terminado de molido, s6lo proporcionan las fracciones de varios
tamaños que permanecen despus de moler bajo determinadas condi-
ciones, pero no la historia individual de partículas que permane-
cen sin cambio o van reduciendo su tamañó en funcion del tiempo y
demás condiciones del proceso. En cambio, si partículas de un ta-
maño determinado, carb6n por ejemplo, son sometidas a irradiaci6n
neutr6nica durante 30 minutos, quedarn marcadas principalmente
por el 8 Sc y 59 Fe, radiois6topos provenientes de las impurezas
del carb6n. En esta forma, a medida que la radiactividad total de
las partículas de tamaño inicial disminuye, va aumentando la ra-
diactividad en las porciones de partículas de menor tamaño, como
una función del tiempo, tamaño de las partículas iniciales y de-
ms condiciones del proceso. Con estos datos, resulta posible un
tratamiento matemtico de cada conjunto de condiciones particula
res, que lleva inclusive a predicciones que han tenido tan buen
acuerdo con los datos experimentales como los que podemos obser-

30. - 22 -
var en la figura 7.
DIFUSION Y TRANSFERENCIA DE MASA
En este campo las técnicas con radiois6topos resultan particular-
mente útiles. La primera ventaja que representan es que pueden rea
lizarse anlisis sin necesidad de muestreo, el cual siempre viene
a ser una intervenci6n externa al proceso. Por otra parte, la ra-
diosensibilidad supera con mucho a cualquier otra medida de con-
centraci6n que pudiera realizarse, de modo que pueden detectarse
procesos muy lentos en períodos mucho ms cortos que con otro pro
cedimiento. Por ultimo, es el único método que permite estudios
de autodifusi6n, o sea la difusi6n de una variedad particular de
moléculas dentro de otro conjunto de moléculas de exactamente la
misma especie. Debido a que los cambios en la actividad detecta-
da son equivalentes a los cambios en la concentraci5n de un gas
o una soluci6n que se difunde, resulta posible obtener de manera
directa los coeficientes de difusi6n en procesos uniformes y no
uniformes, y en cualquier tipo de condiciones experimentales que
se tengan.
CONCLUSIONES
El uso de trazadores radiactivos representa indudablemente la me

31. "Peso de
711/cutas
:
iooL - - ..L'istrib,c/dn inicial
80
60
40
20
/0
8
6
4
2
1 J 1 ; y.
60 80 100 200 400 600 800 1000
Tamaño de parficulas y (g)
F/G. 7- Distribución del tamaño de particu/as de carbón en
función de las condiciones de opracio'n en una móquina
de mo 1/do,

32. - 23 -
jor opci6n para resolver determinados problemas en la ingeniería
de proceso. En Mxico su utilizaci6n va en aumento, sobretodo
en la industria del petróleo, desde que se empezaron a producir
en nuestro país radioistopos de vida media corta. No obstante,
en otras industrias apenas si son usados, debido principalmente
al alto costo de los equipos de detecci6n radiactiva, todos im-
portados, ya que el esfuerzo de producci6n nacional iniciado en
la dcada de los sesenta fue interrumpido.
B IB LI O O RAE lA
Piraux H., Radioisotopes et leurs applications industriels, N.V.
Philips, Eindhoven, The Netherlands, 1965.
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