Radiografía 101

Autor Christy Draus Head of Marketing

Los fabricantes de alimentos de todo el mundo confían en la tecnología de rayos X desde principios de los años 90 para proteger a los consumidores, reducir el riesgo de retirada de productos y salvaguardar sus marcas. Pero, ¿qué es exactamente la inspección por rayos X y cómo funciona? En este artículo se explica qué son los rayos X, los principales componentes y principios de funcionamiento de un sistema de rayos X y los tipos de cuerpos extraños que pueden detectarse.

¿Qué son las radiografías?

Los rayos X son una fuente de radiación natural y una forma invisible de radiación electromagnética como las ondas de radio. Todos los tipos de radiación electromagnética forman parte de un único continuo conocido como espectro electromagnético. La corta longitud de onda de los rayos X les permite atravesar materiales opacos a la luz visible; sin embargo, no atraviesan todos los materiales con la misma facilidad. La transparencia de un material a los rayos X está ampliamente relacionada con su densidad: cuanto más denso es el material, menos rayos X lo atraviesan.

Si se pregunta por la seguridad de los rayos X, vea este breve vídeo.

Principios de la inspección por rayos X

En términos sencillos, un sistema de rayos X utiliza un generador de rayos X para proyectar un haz de rayos X de baja energía sobre un detector. La inspección por rayos X consiste en hacer pasar un producto o un envase por el haz de rayos X antes de que llegue al detector. La cantidad de energía de rayos X absorbida durante el paso de un haz de rayos X a través de un producto está determinada por el grosor, la densidad y el número de masa atómica del producto. Cuando un envase o producto pasa por el haz de rayos X, los haces son absorbidos por el envase o producto, y sólo la energía residual llega al detector. La medición de las diferencias de absorción del haz de rayos X entre el producto y el cuerpo extraño es la base de la inspección por rayos X.

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¿En qué consiste un sistema de rayos X?

Un sistema de rayos X consta de tres componentes clave:

1. Un generador de rayos X
2. Un detector
3. Un ordenador

Un sistema de rayos X es esencialmente un dispositivo de exploración. Cuando un producto pasa por el sistema a una velocidad constante, el detector de rayos X capta una imagen en escala de grises, que se genera midiendo la cantidad de energía de rayos X que llega al detector. Cada imagen está formada por píxeles y la energía de rayos X absorbida por cada píxel crea un valor en una escala de grises. A medida que el producto o el paquete pasa por el detector, cada línea de datos de nivel de gris se añade a las líneas anteriores, al igual que las rebanadas de pan se pueden añadir para formar una barra de pan, lo que resulta en una imagen completa del producto. El software de imágenes SimulTask™ PRO de Eagle genera potentes rutinas de análisis de imágenes, cuenta con la funcionalidad de autoaprendizaje para agilizar la configuración y los cambios de producto, el diagnóstico en pantalla y la visualización del estado del sistema de seguridad. El software del sistema de rayos X analiza la imagen y la compara con una norma de aceptación predeterminada. A partir de esta comparación, el sistema acepta o rechaza la imagen. Si la imagen es rechazada, el software envía una señal a un sistema de rechazo automático que retira el producto o el envase de la línea de producción.

Generación de imágenes

Para obtener más información sobre el tamaño del diodo y cómo podría afectar a la detección de rayos X, lea nuestro blog «El tamaño del diodo: una cuestión delicada».

El haz de rayos X es generado por un tubo de rayos X encapsulado en el generador de rayos X y pasa a través del producto o paquete que se está inspeccionando, antes de llegar finalmente al detector. Los sistemas de rayos X estándar tienen un detector que contiene elementos individuales llamados diodos, que convierten el nivel de energía de rayos X detectado en una señal eléctrica que se envía al ordenador de a bordo de la máquina.

Los rayos X son la diferencia de absorción

Un proceso conocido como «absorción relativa» es el núcleo de la inspección por rayos X. Se refiere a las diferentes cantidades de rayos X que los distintos materiales absorben y dejan pasar a través de ellos. Los productos alimenticios suelen contener elementos de baja masa atómica y tienen una baja densidad, mientras que los cuerpos extraños suelen contener elementos de alto número de masa atómica y tienen una alta densidad. Por esta razón, es conveniente utilizar la densidad como punto de referencia para la detección de cuerpos extraños.

¿Qué cuerpos extraños se pueden detectar?

Como regla general, si un contaminante flota en el agua, no es detectable por rayos X. Por lo general, la detección de la contaminación sólo es posible cuando un cuerpo extraño es más denso (es decir, tiene mayor gravedad específica) que el producto alimentario en el que está incrustado. Muchos alimentos son de base acuosa, lo que significa que tienen una densidad relativa similar a la del agua. Expresado en términos de gravedad específica, es una SG de 1,0. Algunos cuerpos extraños no son detectables porque su densidad es menor (o demasiado cercana) a la del producto alimenticio. A medida que aumentan las densidades, los contaminantes físicos que absorben más energía de rayos X se detectan más fácilmente. Esto también significa que las partículas más pequeñas de este tipo de contaminantes de cuerpos extraños pueden ser detectadas con mayor facilidad por los sistemas de inspección por rayos X

La madera, por ejemplo, es muy dura, pero poco densa, y por eso no es detectable. La mayoría de los plásticos son también muy duros, pero presentan densidades similares a las del agua, lo que dificulta su detección en productos con densidades similares a las del agua. Los metales ferrosos, la mayoría de los metales no ferrosos y el acero inoxidable tienen todos ellos pesos específicos entre 7,0 y 8,0, lo que significa que son detectables con las mismas sensibilidades (tamaños). En cambio, el aluminio -un metal de baja densidad con un SG de 2,71- es detectable por rayos X a tamaños similares a los del vidrio y la piedra, que tienen densidades similares.

Los rayos X son extremadamente buenos para detectar cuerpos extraños densos, especialmente metales ferrosos y no ferrosos, acero inoxidable, vidrio y piedra mineral. Sin embargo, los sistemas de rayos X no sólo son capaces de detectar contaminantes, sino también de realizar numerosos controles de calidad de productos a granel, sueltos, envasados o sin envasar. Controles como el nivel de llenado, la integridad del envase, el recuento de componentes y la medición de la masa.

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Véase la tabla siguiente para una visión general de la detectabilidad de contaminantes, no incluye la variabilidad para el rendimiento o la densidad del producto.

Christy Draus, Directora de Marketing de Inspección de Productos de Eagle