Standardization News:

La técnica más antigua de ensayos no destructivos (NDT) puede deberse a los romanos, de quienes se dijo que habían utilizado aceite y harina para descubrir grietas en losas de mármol. Siglos más tarde, la técnica de aceite y blanco de yeso —sumergir una pieza en aceite y a continuación aplicar un tinte para descubrir grietas, como se acostumbraba hacer en el sector ferroviario— está en deuda con ese método.

Sin embargo, en 1895, el descubrimiento de los rayos X por parte del ingeniero alemán Dr. Wilhelm Röntgen condujo a una técnica de NDT que seguramente es familiar para los lectores como procedimiento médico. La radiología de rayos X y las técnicas relacionadas —radiografía computarizada, matrices digitales, tomografía computarizada— encuentran uso en los exámenes industriales no destructivos (NDT) de la actualidad.

"Los rayos X fueron una de las primeras inspecciones de ensayos no destructivos aceptadas para la seguridad de las aeronaves", dice la Dra. Claudia Kropas-Hughes, miembro de muchos años del comité sobre NDT (E07) y, anteriormente, miembro de la Junta Directiva de ASTM.

"La radiografía se ha utilizado en la industria exactamente por las mismas razones por las que la utilizan los médicos. Es decir, para asegurarse de que una pieza está construida correctamente y no contiene deformidades, del mismo modo que un médico examina la placa radiográfica para ver si hay una rotura en el hueso", dice. "Así como la radiografía captura datos con diferentes técnicas de rayos X, como la tomografía axial computarizada (CAT), del mismo modo captura detalles sobre las piezas, como fallas, porosidad, materiales extraños y errores de mecanizado".

En el comité sobre NDT, esas técnicas, y su utilización, están respaldadas por los estándares del subcomité sobre método de radiología (X y Gamma) (E07.01).

"Nuestra misión en el E07.01 es triple", dice el Dr. Trey Gordon, actual vicepresidente del comité E07 y presidente del subcomité E07.01:

• promover el conocimiento de la radiología en los NDT;
• aumentar la velocidad de innovación y el uso de las nuevas tecnologías de rayos X en los NDT mediante la creación de nuevos estándares en campos estimulantes como los de rayos X digitales y tomografía computarizada; y
• ayudar a las empresas de manufactura y de servicios, manteniendo los estándares ASTM que pueden utilizar para efectuar ensayos no destructivos.

¿Por qué la radiología?

Patrick Howard es un ingeniero consultor en inspección no destructiva en GE Aviation, que suministra motores de aeronaves para aplicaciones comerciales y militares. Participa activamente en el trabajo de los subcomités sobre NDT y es miembro de ASTM International desde 2004. "La inspección juega un papel fundamental para garantizar la seguridad de los componentes aeroespaciales", dice.

Mediante el uso de los métodos de NDT radiológicos y otros estándares del subcomité, las inspecciones de piezas pueden ser más minuciosas antes de la puesta en servicio y una vez que están en servicio.

Brian White, que trabaja en investigación y desarrollo de NDT en Carestream, señala que NDT significa que "usted no tiene que destruir lo que acaba de producir para poder saber si es bueno o no". "Usted se asegura de que, desde el punto de vista de la integridad, las cosas son lo que son en otros aspectos".

Esto aplica ya sea que la pieza fuera para un avión de pasajeros, un recipiente de presión, tuberías u otras aplicaciones. Y los métodos no destructivos aumentan su valor en circunstancias diversas, como las pruebas en servicio, bajo el agua o bajo presión. Pueden ayudar a mantener un avión en el cielo, gasolina en el conducto y mucho más.

El subcomité

Uno de los primeros estándares del subcomité sobre método de radiología (X y gamma) es la guía para el examen radiográfico por medio de película radiográfica industrial (E94/E94M), que actualmente se encuentra en su proceso de revisión de cinco años. El estándar aborda la práctica preferida, y trata sobre los tipos de materiales a examinar: selección, procesamiento, observación y almacenamiento de películas radiográficas; mantenimiento de registros de inspección y radiografías de referencia disponibles.

En los años transcurridos desde entonces, el grupo ha desarrollado estándares para técnicas de radiología y su uso en película y, más recientemente, en forma digital. El grupo incluye más de 230 miembros y cuatro secciones, y supervisa 44 estándares, con varios más en marcha.

Gordon dice: "Durante los más de 15 años que participo en el subcomité, he disfrutado de trabajar con un grupo muy diverso de científicos, inspectores, gerentes de ventas, gerentes de proyectos, estudiantes y muchas otras personas que se han unido para trabajar en los estándares sobre rayos X. Ha habido una fantástica interconexión, diversión y discusiones técnicas intelectualmente desafiantes".

White describe quiénes están involucrados: "En ASTM, se tiende a incluir a las personas realmente importantes. Se dedican a esto como una actividad voluntaria, porque les importa el bien mayor de la sociedad", dice.

El subcomité tiende a desarrollar grupos de estándares aplicables a una técnica particular, agrega White. Por ejemplo, cuatro estándares clave tratan sobre la radiografía de matrices de detectores digitales. Existe la guía general de radiografía de matrices de detectores digitales (E2736). Existen las prácticas para exámenes radiográficos que utilizan matrices de detectores digitales (E2698). Y existen los estándares para la caracterización de manufactura (E2597/E2597M), así como para la evaluación del desempeño de referencia y la estabilidad a largo plazo (E2737).

"La próxima área importante de trabajo es la tomografía computarizada (CT)", dice Gordon. "En este momento estamos actualizando guías y métodos de prueba (E1441 y E1695) y redactando nuevos estándares para CT de haz cónico (WK61161). La CT de haz cónico es tan rápida y proporciona tanta información que realmente es revolucionaria para el sector de los NDT".

De manera similar, el subcomité ha desarrollado series de estándares adicionales para otras técnicas relacionadas. Y el subcomité desarrolla estándares para la medición del desempeño de equipos de NDT de rayos X, como procesadores de película, tubos de rayos X, clasificación de películas y fuentes gamma.

Todo comienza con la terminología

Como la mayoría de los campos, el sector de NDT necesita un lenguaje común como base para las pruebas, la documentación y, simplemente, para tener un entendimiento compartido. Dado el extenso uso de los estándares de NDT de ASTM y la amplitud del campo en general, el estándar de terminología E1316 del comité E07 abarca una multitud de definiciones que se dividen según la técnica. 

"La terminología es realmente la columna vertebral de todo en NDT", dice White, que dirige el trabajo de la parte de radiografía del estándar. Esa sección define los términos relacionados con la radiografía, desde "dosis absorbida" ("absorbed dose") hasta "ancho de ventana" ("window width"), y abarca alrededor de 190 términos relacionados. Además, hay en marcha más de media docena de revisiones.

"Lo mejor que podemos hacer es reunir a un grupo de gente en una sala, llegar a un acuerdo sobre qué es realmente una cosa, y luego poner eso en el glosario", agrega. Y, con la experiencia y conocimientos de las partes interesadas del comité, "realmente hemos podido ayudar a definir mucho más claramente qué significan algunos de esos términos".

"En nuestra próxima reunión, hablaremos sobre la diferencia entre un defecto y una discontinuidad, y qué significa realmente una falla, porque la gente está cuestionando cómo se utilizan los términos dentro de los estándares", agrega White. Este trabajo sobre terminología se reflejará muy probablemente en futuros estándares.

Digital y DICONDE

En años recientes, el subcomité sobre método de radiología se ha enfocado más en las técnicas digitales y las necesidades relacionadas con ellas. "Durante los últimos 20 años, ha habido un impulso agresivo por tener estándares establecidos para estos nuevos sistemas digitales", dice Kropas-Hughes.

En lugar de la película, o al menos además de esta, ahora es más probable que los NDT incluyan un sensor digital y una imagen en un monitor.

"Nos estamos alejando de la película, pasando a otros medios para capturar los datos de rayos X y visualizarlos de manera electrónica. De ese modo podemos examinar la imagen con mayor exactitud", dice Kropas-Hughes.

Con el agregado de una computadora y el software especializado para la técnica, las personas y las máquinas colaboran de una manera nueva para localizar problemas potenciales. La computadora se prepara para buscar determinadas características, y el operador puede examinarlas más de cerca en busca de posibles problemas.

Howard dice que los grandes conjuntos de datos digitales son un desafío para el examen manual. "Es menos probable que usted pase por alto una anomalía en los datos", indica, cuando una computadora y su operador están trabajando en la exploración de la información. "Estamos en las etapas finales del desarrollo de un documento de orientación (WK60469) para la calificación y uso de software que ayuda a los operadores encargados de evaluar datos de imágenes de rayos X digitales", dice.

Los avances en los métodos digitales, el intercambio y la lectura han hecho que la preservación de los datos sea más crítica. En radiología, así como en los otros métodos del E07, el DICONDE (imágenes y comunicación digital en evaluación no destructiva) y los estándares relacionados respaldan los datos digitales.

"Lo que el estándar JPG hizo por la fotografía, DICONDE lo está haciendo para los ensayos no destructivos, al proporcionar un estándar abierto para el almacenamiento de los datos y metadatos de inspección digital", dice Howard.

Kropas-Hughes dice: "Si alguien en California quiere enviar una imagen a Nueva York, necesitarán DICONDE para poder leer la misma imagen, porque los sistemas que tienen en cada extremo son muy diferentes, aunque sean de la misma empresa. Lo mismo ocurre respecto al extranjero. DICOM es el vehículo para transportar datos de manera legible y sin alteraciones". Los datos debe ser tan exactos como en el original, así como legibles, y esto ayuda a asegurar ese resultado.

En lugar de un formato exclusivo de una empresa, DICONDE habilita el almacenamiento a largo plazo de los datos de inspección, ya sea de aeronaves, equipos de energía u otros elementos, y el acceso a ellos.  Los cambios en el hardware y software informático, inspectores y el mantenimiento de metadatos de inspección para registros de inspección se han vuelto mucho más fáciles con DICONDE.

El comité ha desarrollado tanto estándares relacionados generales como prácticas para métodos específicos. Se incluyen en este grupo las prácticas para radiografía digital (E2699), radiografía computarizada (E2738), tomografía computarizada de rayos X (E2767) y otras. Además, los miembros del E07 observan que existe un gran interés en el estándar propuesto, que ahora se encuentra en marcha, el cual reúne la evaluación asistida por computadora con los datos de prueba radiográficos (WK60469), con el objeto de orientar el control de los procesos de producción mediante el uso de inteligencia artificial. El estándar debe mejorar la calidad y reducir costos.

Y ahora, la fabricación aditiva

A medida que la fabricación aditiva (AM) se hace más común para la impresión 3D de piezas aeroespaciales y aeronáuticas, construcción de casas y puentes y otros propósitos, los NDT también se mueven en otra nueva dirección.

Dice White: "La fabricación aditiva ha creado un resurgimiento de la necesidad de sistemas de NDT de mayor energía, o que requieren más radiación para penetrar en las piezas. Y esto ha creado la necesidad de trabajo adicional sobre algunos de los estándares de mayor energía. En algunos casos, ellos hacen lo que llaman monitoreo in situ, ya que se trata de un espacio tridimensional".

Para comenzar a satisfacer las necesidades particulares de NDT en lo relacionado con la AM, el subcomité está trabajando en una práctica para el examen tomográfico computarizado de piezas de fabricación aditiva (WK71550). La técnica de inspección tomográfica computarizada ofrece un método confiable para examinar una pieza de AM y encontrar posibles defectos, así como verificar la geometría interna. El estándar se enfocará en este tipo de inspección para una pieza de AM.

El trabajo continúa

NDT es una inversión, especialmente para artículos de producción en masa, que asegura que "las piezas salen de la línea de montaje de la manera esperada, sin fallas, y funcionarán correctamente", dice Kropas-Hughes.

Puede ser desafiante llegar a un consenso, porque es mundial. "Usted puede pensar que es extremadamente sencillo definir una cosa, y hay gente que lo encara desde muchas perspectivas diferentes", agrega White. "Pero una vez que se produce [el consenso], es algo muy poderoso".

El subcomité de método de radiología continúa cumpliendo su misión de encontrar consenso y proporcionar estándares mediante el perfeccionamiento de sus documentos existentes y el desarrollo de otros nuevos. Gordon invita a todos los interesados a unirse y participar. "No hay mejor lugar para aprender acerca de la tecnología de rayos X y tener un impacto directo sobre el sector de NDT que nuestras reuniones de comité", dice.

Kropas-Hughes resume la importancia del subcomité y su trabajo: "Estos estándares son particularmente valiosos porque están creados con personas que son productores, usuarios y miembros de interés general. Los estándares no expresan la agenda de ninguna empresa individual. Son representativos de lo que la profesión necesita saber. Y para mí eso es muy valioso. Pienso que ese es el poder de nuestros estándares".