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Contador geiger

  1. 1. ContadorGeiger Un contador Geiger es un instrumento que permite medir la radiactividad de un objeto o lugar. Es un detector de partículas y deradiaciones ionizantes. Está formado, normalmente, por un tubo con un fino hilo metálico a lo largo de su centro. El espacio entre ellos está aislado y relleno de un gas, y con el hilo a unos 1000 voltiosrelativos con el tubo. Un ion o electrón penetra en el tubo (o se desprende un electrón de la pared por los rayos X o gamma) desprende electrones de los átomos del gas y que, debido al voltaje positivo del hilo central, son atraídos hacia el hilo. Al hacer esto ganan energía, colisionan con los átomos y liberan más electrones, hasta que el proceso se convierte en una avalancha que produce un pulso de corriente detectable. Relleno de un gas adecuado, el flujo de electricidad se para por sí mismo o incluso el circuito eléctrico puede ayudar a pararlo. Al instrumento se le llama un "contador" debido a que cada partícula que pasa por él produce un pulso idéntico, permitiendo contar las partículas (normalmente de forma electrónica) pero sin decirnos nada sobre su identidad o su energía (excepto que deberán tener energía suficiente para penetrar las paredes del contador). Los contadores de Van Allen estaban hechos de un metal fino con conexiones aisladas en sus extremos. Principio de funcionamiento Para las partículas alfa, partículas beta de baja energía y rayos X de baja energía, la forma habitual es un tubo cilíndrico (el denominado tubo Geiger-Müller) con una pequeña ventana. Para partículas de alta energía, se utilizan tubos de pared gruesa, en los que la radiación incidente es capaz de arrancar electrones del material del tubo (normalmente acero al cromo), desencadenando de forma indirecta la descarga iónica en el detector. Cada vez que una partícula de radiación ioniza el gas contenido en el cilindro, el fuerte campo eléctrico creado por los electrodos del tubo acelera los iones y los electrones ganan energía suficiente para ionizar las moléc ulas de gas adicionales y crear una avalancha de descargas (por el denominado efecto Townsed). Mediante el efecto "multiplicador del gas", teóricamente se produce un impulso de salida medible por cada evento ionizante, lo que permite que el contador Geiger controle el número de partículas que han incidido en el tubo. 3 En función del tipo de partículas que se desea controlar, el tubo debe ser diseñado de una determinada manera, compensando la distinta intensidad de los efectos físicos de cada tipo de partícula sobre la respuesta del tubo. Así, se puede hablar de:
  2. 2.  Tubos de ventana y pared delgada adecuados para radiación de baja energía.  Tubos de pared gruesa adecuados para radiaciones de alta energía.  Tubos revestidos interiormente de boro para detectar neutrones. Así mismo, es fundamental el control de descargas accesorias en el interior del tubo, para lo que es importante regular de forma efectiva la extinción de estas descargas, lo que actualmente se logra añadiendo una pequeña porción de gas halógeno y mediante procedimientos electrónicos de alta frecuencia que determinan el apaga do y el encendido del campo eléctrico existente entre el cátodo y el ánodo. Para equilibrar el distinto efecto de los rangos de energía medibles sobre el comportamiento del tubo, se suele recubrir con camisas de materiales con capacidad de atenuación de la radiactividad. Tipos y aplicaciones La aplicación y el uso de un contador Geiger están dictados completamente por los numerosos diseños del tubo, en general se pueden clasificar como de "ventana final", de "ventanas" (con "pared delgada" o con "pared gruesa"), y en ocasiones los híbridos de estos tipos. Detección de partículas Los primeros usos históricos del dispositivo de Geiger eran para la detección de partículas alfa y beta, y el instrumento todavía se utiliza para este fin en la actualidad. Para las partículas alfa y beta de baja energía, se utilizan tubos del tipo "ventana final". Como estas partículas tienen un rango de alcance muy limitado, incluso al aire libre, y son fácilmente detenidas por materiales sólido, tienen que ser utilizados muy de cerca. Por lo tanto, el tubo requiere una ventana que sea lo suficientemente delgada como para permitir que el mayor número posible de estas partículas alcance el gas del detector. La ventana se hace generalmente de mica con una densidad de aproximadamente 1,5 a 2,0 mg/cm2.4 Las partículas alfa tienen el rango más corto, y para detectarlas la ventana debe estar idealmente a menos de 10 mm de la fuente de radiación debido a la atenuación de partículas alfa en aire libre.4 Sin embargo, el tubo GM produce una salida de impulsos que son de la misma magnitud para todas las radiaciones detectadas, por lo que un contador Geiger con un tubo de ventana final no puede distinguir entre partíclulas alfa y beta.3 Un operador experto puede utilizar el dispositivo a distintas distancias para diferenciar las partículas alfa y beta de alta energía, pero con el detector en contacto con la fuente de radiación los dos tipos son indistinguibles. El detector Geiger-Müller del tipo "pancake" es una variante de la sonda de ventana final, pero diseñado con un área de detección más grande para hacer la comprobación más rápidamente. Sin embargo, la presión atmosférica contra la baja presión del gas de llenado limita el tamaño de la ventana debido a la resistencia limitada de la lámina que la cierra. Las partículas beta de alta energía también pueden ser detectadas por un tubo G-M con "ventanas" de pared delgada, sin la ventana final. Aunque las paredes de los tubos tienen una mayor potencia de frenado que la ventana delgada en un extremo del tubo, todavía permiten que estas partículas más energéticas lleguen al gas para ionizarlo.4 Los detectores G-M portátiles de ventana final todavía se utilizan de forma general para la medición de la contaminación radioactiva, debido a su coste razonablemente bajo, su robustezy su relativamente alta eficiencia de detección; particularmente con partículas beta de alta energía.3 Sin embargo, para discriminar entre partículas alfa y beta u obtener información acerca de la energía de las partículas, deben utilizarse contadores de centelleo o contadores proporcionales.5 Esos tipos de instrumentos se fabrican con áreas del detector mucho más grandes, lo que significa que la comprobación de la contaminación de una superficie es mucho más rápida que con un contador G-M.
  3. 3. Detección de radiación gamma y rayos X Los contadores Geiger son ampliamente utilizados para detectar radiación gamma, y para ello se utiliza el tubo sin ventanas. Sin embargo, la eficiencia es generalmente baja debido a la mala interacción de los rayos gamma en comparación con las partículas alfa y beta. Por ejemplo, un tubo G-M de acero al cromo presenta sólo un 1% de eficiencia en un amplio intervalo de energías.4 El artículo sobre el tubo Geiger-Müller incluye una descripción más detallada de las técnicas utilizadas para detectar la radiación fotónica. Para una alta gamma de energías que depende en gran medida de la interacción de la radiación de fotones con el material de la pared del tubo, por lo general 1-2 mm de acero al cromo conforman un tubo de "paredes gruesas" para producir electrones dentro de la pared que pueden penetrar en el cilindro e ionizar el gas de relleno.3 Esto es necesario por que el gas de baja presión en el tubo tiene poca interacción con los fotones gamma de alta energía. Sin embargo, para los fotones de baja energía se produce una mayor interacción sobre el gas y con un efecto directo sobre la ionización del gas. Con la disminución de la energía por el efecto de atravesar la pared se da paso a una combinación del efecto de la pared y de la ionización directa, hasta que el efecto de ionización directa del gas se hace predominante. Debido a la variación en la respuesta a diferentes energías de los fotones, los tubos sin ventanas emplean lo que se conoce como "compensación de energía", que intenta equilibrar estas variaciones sobre una gran rango de energías.4 La radiación fotónica de baja energía, como los rayos X de baja energía o los rayos gamma interactúan mejor con el gas de relleno. Por consiguiente, un diseño típico para la detección de fotones de baja energía para éstos es un tubo largo con una pared delgada o con una ventana final. El tubo tiene un volumen de gas más gra nde que un tubo de paredes de acero para dar una mayor probabilidad de interaction a las partículas. Detección de neutrones Tubo Geiger relleno con BF3 para la detección de neutrones Una variación del tubo Geiger se utiliza para medir neutrones en el que el gas utilizado es trifluoruro de boro o helio-3 y un moderador de plástico se utiliza para ralentizar los neutrones. Esto crea partículas alfa| en el interior del detector y por lo tanto los neutrones pueden ser contados.
  4. 4. Medidores de radiación gamma El término "contador Geiger" se utiliza comúnmente para referirse a un medidor portátil, sin embargo el principio del contador Geiger es de uso generalizado en las alarmas "Gamma" instaladas en zonas de protección de personal, y en la medición de procesos y aplicaciones de bloqueo. Un tubo Geiger sigue siendo el dispositivo de detección, pero la electrónica de tratamiento de las señales tendrá un mayor grado de sofisticación y fiabilidad que la utilizada en un medidor manual. Diseño físico Para los equipos portátiles hay dos configuraciones físicas fundamentales: la unidad "integral" que incluye el detector y la electrónica de proceso en la misma unidad, y el diseño "de dos piezas", que tiene una sonda detectora independiente y un módulo electrónico conectado por un cable corto. La unidad integral permite la operación con una sola mano, por lo que el operador puede utilizar la otra mano para afianzar la seguridad de su posición, aunque el diseño de dos piezas permite una manipulación más fácil del detector, y se utiliza comúnmente para la vigilancia de la contaminación superficial alfa y beta. El cuidado que requeriría la manipulación de la sonda o el peso de la pieza electrónica hacen la operación difícil de ejecutar. Existen detectores con diferentes tamaños para adaptarse a situaciones particulares, como la colocación de la sonda en pequeñas aberturas o en espacios confinados. Los detectores de rayos gamma y rayos X generalmente utilizan un diseño "integral", por lo que el tubo Geiger - Müller está convenientemente alojado dentro de la caja de la electrónica. Esto puede conseguirse fácilmente porque la carcasa generalmente tiene poco atenuación, y se emplea en mediciones ambientales gamma, donde la distancia a la fuente de radiación no es un factor significativo. Sin embargo, para facilitar las mediciones más localizadas tales como las de "dosis de radiación en superficie", la posición del tubo medidor en el interior de la carcasa del aparato suele estar indicada, de modo que se puede hacer una medición precisa con el tubo con la orientación correcta y a una distancia conocida de la superficie. Hay un tipo particular de instrumento gamma conocido como un detector de "punto caliente", que tiene el tubo detector en el extremo de una varilla larga o de un conducto flexible. Se utiliza para medir ub icaciones gamma de alta radiación, protegiendo al operador por medio de un blindaje y mediante la operación a distancia. Para la detección de partículas alfa y beta se pueden utilizar diseños integrales y de dos piezas. Una sonda tipo pancake (medidores alfa/beta) se utiliza generalmente para aumentar el área de detección en los instrumentos de dos piezas, siendo a la vez de un peso relativamente ligero. Los instrumentos integrales que utilizan un tubo de ventana final, disponen de un orificio en el cuerpo de la carcasa para evitar que detenga las partículas. También hay instrumentos híbridos que tienen una sonda separada para la detección de partículas y un tubo de detección gamma en el módulo electrónico. Los detectores son conmutables por el operador, dep endiendo del tipo de radiación que se esté midiendo.
  5. 5. TERMOMETRO DE BULVO SECO Y HUMEDO Un termómetro de bulbo es el tipo de termómetro que generalmente se utiliza para medir la temperatura de una sustancia u objeto, y contiene usualmente mercurio o alcohol coloreado en el bulbo (reservorio) en el extremo del termómetro. Cuando se trata de medir la temperatura del ambiente, el termómetro de mercurio tiene mayor precisión, dado que el color blanco brillante del metal, refleja la radiación y por lo tanto no se ve afectada por ésta, cuestión que siempre afecta las mediciones con los termómetros de alcohol color eado y puede ser muy importante cuando hay una fuente de calor potente, como el sol. En los últimos tiempos, gradualmente están siendo reemplazado por termómetros que operan en forma electrónica. Normalmente se conoce como termómetro de mercurio o de alcohol, sin más referencia al bulbo. No suele utilizarse la expresión "termómetro de bulbo" en forma aislada, pero es común para describir los termómetros de bulbo húmedo o la temperatura de bulbo seco. No debe confundirse con el termómetro de globo, dado que en este último el intercambio térmico con el medio ambiente se efectúa por radiación, mientras que en el termómetro de bulbo, se efectúa por convección (en gases o líquidos) o conducción (en líquidos o sólidos), y miden parámetros muy distintos del ambiente o lugar donde están ubicados. Temperatura de bulbo seco o temperatura seca es la medida con un termómetro convencional de mercurio o similar cuyo bulbo se encuentra seco. Esta temperatura junto a la temperatura de bulbo húmedo es utilizada en la valoración del bienestar térmico, en la determinación de lahumedad del aire y en psicrometría para el cálculo y estudio de las transformaciones del aire húmedo. Mediante el diagrama psicrométrico o carta psicrométrica es posible a partir de dos valores de entrada, uno de los cuales suele ser la temperatura seca por su fácil determinación, conocer el resto de las propiedades de las mezclas de aire seco y vapor de agua. Es utilizado en meteorología, minería subterránea ventilación natural, climatización, en arquitectura bioclimática y en arquitectura sustentable, entre otros. La unidad de medida en el Sistema Internacional es el kelvin (K)1 , aunque sigue utilizándose y está muy generalizado el grado centígrado(ºC) de la escala Celsius o centígrada. En los países anglosajones sigue utilizándose la escala Farenheit (ºF). Kelvin Celsius
  6. 6. El termómetro de bulbo húmedo es un termómetro de mercurio que tiene el bulbo envuelto en un paño de algodón empapado de agua, que se emplea para medir latemperatura húmeda delaire. Al proporcionarle una corriente de aire, el agua se evapora más o menos rápidamente dependiendo de la humedad relativa del ambiente, enfriándose más cuanto menor sea ésta, debido al calor latente de evaporación del agua. La corriente de aire puede darse mediante un pequeño ventilador o poniendo el termómetro en una especie de carraca para darle vueltas. Se emplea históricamente en las estaciones meteorológicas para calcular la humedad relativa del aire y la temperatura de rocío, mediante fórmulas matemáticas ográficos/cartas psicrométricas, utilizando como datos las temperaturas de bulbo húmedo y de bulbo seco (esta última es la temperatura medida con un termómetro común en el aire). Ambos termómetros suelen estar montados sobre un soporte, a distancias normalizadas, formando el instrumento llamado psicrómetro.1 La misma información, con distinta precisión, puede obtenerse con un higrómetro. Se utiliza también para valorar el influjo de la humedad ambiente sobre la comodidad de los usuarios de locales (más exactamente, mediante diversos índices que reflejan lasensación térmica). Esta temperatura ocurre en estado estacionario, por tanto: Calor latente para evaporar agua = Calor suministrado al agua. Luego:. kG*18*(pWB – pG)*A*λ = hG*A*(TG – TWB) Donde kG es el coeficiente de transferencia de masa, hG de convección del aire, y pwb la presión parcial de vapor del agua en la interfase, λ, el calor latente del agua, Twb, la temperatura en la interfase, pG y TG la presión y temperatura en el seno del fluido. Twb, será por tanto la temperatura de bulbo húmedo., la cual puede ser fácilmente despejada de la ecuación precedente. Psicrometría Psicrometría (del griego ψυχρομετρία, compuesto por ψυχρός, «frío», y μετρία, «medición»),1 es una rama de la ciencia dedicada al estudio de las propiedadestermodinámicas del aire húmedo y al efecto de la humedad atmosférica en los materiales y en el confort humano.2 3 El aire húmedo está constituido por una mezcla de aire seco y vapor de agua. El cálculo de sus parámetros, se puede hacer analíticamente mediante las ecuaciones que los relacionan o gráficamente mediante diagramas construidos a partir de esas ecuaciones. En la práctica se utiliza más este segundo método, por su rapidez sin gran menoscabo de la exactitud y porque ofrecen un resultado visual de la transformación.
  7. 7. Solventado este problema, se trata de marcar en unos ejes coordenados4 un punto a partir de dos variables conocidas y leer el valor de todas las demás líneas que pasan por ese punto, que representan un valor constante de cada parámetro y han sido trazadas a partir de las ecuaciones de estado correspondientes. Existen tres tipos de diagrama según su construcción: El diagrama de Mollier: utiliza como variables independientes; la humedad específica en el eje de "abcisas" y la entalpía en "ordenadas", de forma que las líneas paralelas verticales son líneas de humedad específica constante y las paralelas horizontales, lo son de entalpía constante, las demás variables vienen representadas por familias de curvas con distintas inclinaciones. Los ejes en este diagrama forman un ángulo bastante menor de 90º, generalmente 40º. El origen de entalpías se toma en t=0ºC y w= 0 g vapor agua/kg aire seco. El diagrama de ASHRAE (American Society of heating, Refrigerating and Air-Conditoning Enginers) es el propuesto por esta entidad Americana, líder en la investigación y tecnología del aire acondicionado. Las variables elegidas para los ejes son : la temperatura seca en "abcisas" y humedad específica en "ordenadas". El eje vertical se sitúa a la derecha del plano, al contrario que el de Molliere que se ubica a la izquierda. Los ejes forman un ángulo algo mayor de 90º. El origen de entalpías es el mismo que el de Mollier. El diagrama de Carrier. Es el más utilizado actualmente. Todo lo dicho a continuación, se refiere a este diagrama. En él se representan la temperatura seca en "abcisas" y la humedad específica en "ordenadas". Los ejes forman un ángulo de 92,5º con lo cual, las líneas de entalpía del aire húmedo constante y de temperatura de bulbo húmedo constante son prácticamente líneas rectas. Estas dos líneas, realmente arcos de hipérbola, resultan casi coincidentes, en la zona más normalmente utilizada, debido al proceso de saturación adiabático considerado. Por esta circunstancia, algunos diagramas solo representan la línea de bulbo húmedo y algunos además, añaden una familia de curvas de desviación de la entalpía respecto al valor leído sobre la línea de temperatura húmeda. Otra consideración es el origen de entalpías. En el diagrama de Carrier, el valor de entalpía 0, se sitúa en el punto de temperatura seca 0ºC y humedad relativa 100%, diferente de los tomados en el de Mollier y en el de ASHRAE, por lo que los valores absolutos de entalpía para un punto determinado son diferentes en cada diagrama, pero no las diferencias relativas entre dos puntos que son idénticas en todos ellos. Las distintas líneas que forman el diagrama psicrométrico se definen a continuación:  Líneas de temperatura seca constante La temperatura seca es una de las variables independientes y está representada en el eje X. Son líneas paralelas al eje Y. Su unidad es ºC.  Líneas de humedad constante La humedad es la otra variable independiente y está representada en el eje Y. Son líneas paralelas al eje X. Este eje está a la derecha del diagrama. Su unidad es g ó kg de vapor de agua/kg de aire seco.  Líneas de presión de vapor constante
  8. 8. Existe una relación directa entre la humedad específica y la presión parcial de vapor, con lo que, a veces, se añade una doble escala en el eje Y representando la presión parcial de vapor. Las líneas de presión parcial de vapor constante son paralelas al eje X. Su unidad es el pascal.  Líneas de humedad relativa constante Son líneas curvas expresadas en tanto por ciento. La correspondiente al 100% es la denominada curva de saturación, que limita el diagrama por su lado izquierdo.  Líneas de temperatura húmeda constante Son arcos de hipérbola, aunque en su representación gráfica son prácticamente líneas rectas de pendiente negativa con respecto a los ejes. Su unidad es ºC.  Líneas de entalpía específica constante Son arcos de hipérbola, aunque en su representación gráfica son prácticamente líneas rectas de pendiente negativa con respecto a los ejes y prácticamente coincidentes con las de temperatura húmeda constante. Las unidades de la entalpía específica son. kJ/kg de aire seco. En el sistema Técnico (aún muy utilizado) kcal/kg aire seco  Líneas de temperatura de rocío constante Como la temperatura de rocío depende únicamente de la presión parcial del vapor, se puede añadir al diagrama una tercera escala en el eje Y con la temperatura de rocío, siendo la línea de temperatura de rocío constante paralela al eje X. Se suele representar dicha temperatura sobre la línea de saturación, correspondiente a una humedad relativa del 100%.  Líneas de volumen específico constante Son aparentemente rectas paralelas con cierta pendiente sobre los ejes. Sus unidades son m3/kg aire seco. MEDIDOR DE VAPORES ORGANICOS DETECTOR DE FUGAS DE GASES CD100A
  9. 9. Sensor: Semiconductor. Tiempo de respuesta: < 10 seg Incluye: Manual y baterias. Extras: Luz que se activa cuando detecta gas, salida para audifonos, corto tiempo de respuesta. muestra %. Garantia: 12 meses DETECTOR DE GASES BASICO GAS CLIP UN SOLO GAS (CO - H2S - 02) Sensor:Electroquimico Certificaciones: IP66/67, directriz EMC 89/336 EEC Incluye: Sensor instalado, manual y bateria de larga duracion. Extras: Indicador de bateria baja,terminacion vida util audible y visual. Garantia: 12 meses DETECTOR PROFESIONAL DE MULTIPLES GASES GROWCON TETRA 4
  10. 10. Sensores: Electroquimicos (CROWCON) Certificaciones: IP65, IP67, IECEx y CSA. Incluye: sensores, manual, certificado, bateria recargable y cargador. Extras: Combinacion de GASES disponibles: Inflamables, oxigeno, monoxido de carbono, dioxido de azufre, amoniaco, dioxido de carbono y O3 Garantia: 12 meses Un detector de gas es un aparato que detecta la presencia de gas en el aire y que, a una determinada concentración, emite una señal óptica –acústica de aviso los del Tipo B y los del Tipo A además, pueden poner en funcionamiento un sistema de corte automático de gas. El Corte automático de gas es un sistema que permite el corte del suministro de gas al recibir una determinada señal procedente de un detector de gas, de una central de alarmas o de cualquier otro dispositivo previsto como elemento de seguridad en la instalación receptora, siendo la reapertura del suministro únicamente posible mediante un rearme manual. Detector de material orgánico Un detector de material orgánico es un dispositivo de análisis químico capaz de detectar y cuantificar la presencia de compuestos orgánicos en una muestra, en proporciones que pueden ser muy variables, a partir de algunas partes por billón. Dado que la muestra puede estar en estado sólido, líquido o gaseoso, la variedad de métodos y técnicas es grande. Detección de Carbono orgánico total (COT) La detección de Carbono orgánico total es la base de la detección de materia orgánica pues todos los compuestos orgánicos contienen carbono. La medida del Carbono orgánico total (COT) se realiza por diferencia entre el carbono total (CT) y el Carbono inorgánico total (CIT)
  11. 11.  La medida del carbono total para muestras sólidas (suelos, fangos, sedimentos) y líquidas se realiza mediante combustióncatalítica a alta temperatura (con platino) en un horno a 600-1100 °C para convertir el carbono de la muestra en CO2 que posteriormente se mide con un sensor de infrarrojo no dispersivo (NDIR) o con un detector de conductividad térmica(catarómetro), que pueden ser directa o de membrana.1 Equipos como los SKALAR PrimacsATC permiten analizar muestras con concentraciones en carbono desde niveles de ppb a niveles de porcentaje de carbono próximos al 10%.  El Carbono Inorgánico (CIT) se determina acidificando la muestra para convertir el carbono inorgánico presente (carbonatos, hidrogenocarbonatos) en CO2, que se mide de igual manera por alguno de los dos métodos anteriores. MONITOR AMBIENTALPARA MATERIAL PARTICULADO

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