Técnicas de obtención de imágenes radiográficas industriales disponibles
En radiografía industrial, el procedimiento habitual para producir una radiografía es tener una fuente de radiación penetrante (ionizante) (rayos X o rayos gamma) en un lado del objeto a examinar y un detector de radiación (la película) en el otro lado como se muestra en la figura 1-1. El nivel de energía de la radiación debe elegirse bien para que se transmita suficiente radiación a través del objeto al detector.
El detector suele ser una lámina de película fotográfica, contenida en un envolvente o casete hermético a la luz que tiene una superficie frontal muy delgada que permite que los rayos X pasen fácilmente. Se necesitan productos químicos para revelar la imagen en la película, por lo que este proceso se denomina proceso clásico o «húmedo».
En la actualidad se utilizan cada vez más diferentes tipos de películas y detectores sensibles a la radiación que no requieren el uso de productos químicos para producir imágenes, el llamado proceso «seco». Estas técnicas hacen uso de ordenadores, de ahí las expresiones: radiografía digital o asistida por ordenador (CR) o radiografía digital directa (RD).
Una técnica relacionada con la RD que ha estado disponible durante muchas décadas es aquella en la que las imágenes se forman directamente con la ayuda de detectores de radiación (antes sin ordenador) en combinación con pantallas de monitor (unidades de visualización: VDU). De hecho, esta es una versión anterior de RD. A través de técnicas de escaneo por transmisión (conocidas como fluoroscopia), el almacenamiento de imágenes y la mejora de imágenes, se mejoran continuamente mediante la implementación gradual de la tecnología informática. Hoy en día ya no existe una distinción clara entre la fluoroscopia convencional con ayuda de ordenadores y la RD totalmente asistida por ordenador. Con el tiempo, la RD sustituirá, hasta cierto punto, a la fluoroscopia convencional.
En resumen, la imagen de las intensidades de radiación transmitidas a través del componente se puede registrar en:
La película de rayos X convencional con revelado químico, el proceso «húmedo» o uno de los siguientes procesos «secos»:
- Una película con fósforos de memoria y una estación de trabajo para radiografía digital, llamada radiografía asistida por ordenador o CR.
- Detectores planos y una estación de trabajo informática para radiografía directa, denominada DR.
- Una pantalla fosforescente o fluorescente (o un medio similar sensible a la radiación) y una cámara de circuito cerrado de televisión (CCTV) como en la fluoroscopia convencional, una versión temprana de la radiografía directa.
- Por medio de detectores de radiación, p. ej., cristales, fotodiodos o semiconductores en una disposición lineal, mediante los cuales en una serie de mediciones se construye una imagen de un objeto en movimiento. Este método se aplica en sistemas de control de equipaje en aeropuertos.
La fuente de radiación debe ser físicamente pequeña (unos pocos milímetros de diámetro) y, a medida que los rayos X viajan en línea recta desde la fuente a través de la muestra hasta la película, se forma una «imagen» nítida de la muestra y las discontinuidades. Esta formación de imagen geométrica es idéntica a la imagen de sombra con una fuente de luz visible. La nitidez de la imagen depende, igualmente, del diámetro de la fuente de radiación y de su distancia a la superficie sobre la que se forma la imagen.
La película «clásica» en su casete hermético a la luz (plástico o papel) generalmente se coloca cerca de la muestra y los rayos X se activan durante un tiempo apropiado (el tiempo de exposición), después del cual se retira la película y se procesa fotográficamente, es decir, revelado, fijado, lavado y secado. En la radiografía directa (RD), se forma directamente una imagen coherente mediante una estación de revelado computarizada. Los dos métodos tienen en común una imagen negativa. Las áreas donde menos material (menos absorción) permite que se transmitan más rayos X a la película o al detector provocarán una mayor densidad. Aunque existe una diferencia en cómo se forman las imágenes, la interpretación de las imágenes se puede hacer exactamente de la misma manera. Como resultado, la técnica RD se acepta fácilmente.
La película «clásica» se puede ver después del tratamiento fotoquímico (proceso húmedo) en una pantalla de visualización de películas. Los defectos o irregularidades en el objeto provocan variaciones en la densidad de la película (brillo o transparencia). Las partes de las películas que han recibido más radiación durante la exposición, por ejemplo, las zonas debajo de las cavidades, aparecen más oscuras, es decir, la densidad de la película es mayor. La radiografía digital proporciona los mismos tonos de imágenes en blanco y negro, pero la visualización e interpretación se realiza en una pantalla de ordenador (VDU).
La calidad de la imagen de la película se puede evaluar mediante tres factores, concretamente:
- Contraste
- Nitidez
- Granulosidad
Como ejemplo, considere una muestra que tiene una serie de ranuras de diferentes profundidades maquinadas en la superficie. La diferencia de densidad entre la imagen de un surco y la densidad del fondo en la radiografía se llama contraste de imagen. Se requiere un cierto contraste mínimo de imagen para que el surco sea discernible.
Con mayor contraste:
a. la imagen de un surco se vuelve visible más fácilmente
b. La imagen de los surcos menos profundos también se hará visible gradualmente.
Suponiendo que las ranuras tengan bordes mecanizados afilados, las imágenes de las ranuras aún podrían ser nítidas o borrosas; este es el segundo factor: la imagen borrosa, llamada falta de nitidez de la imagen.
En los límites de la detección de imágenes se puede demostrar que el contraste y la falta de nitidez están interrelacionados y la detectabilidad depende de ambos factores.
Como la imagen de una película fotográfica está formada por granos de plata, tiene un aspecto granulado, que depende del tamaño y la distribución de estas partículas de plata. Esta apariencia granular de la imagen, llamada granulosidad de la película, también puede enmascarar detalles finos de la imagen.
De manera similar, en todos los demás sistemas de formación de imágenes estos tres factores son parámetros fundamentales. En la formación de imágenes electrónicas, p. ej. radiografía digital o sistemas de escaneo con CCTV y pantallas, los factores de contraste, nitidez y ruido son una medida de la calidad de la imagen; el tamaño de píxel y el ruido son el equivalente (electrónico) de la granulosidad (tamaño de píxel).
Los tres factores: contraste, nitidez y granulosidad o ruido son los parámetros fundamentales que determinan la calidad de la imagen radiográfica. Gran parte de la técnica para realizar una radiografía satisfactoria está relacionada con ellos y tienen un efecto sobre la detectabilidad de defectos en una muestra.
La capacidad de una radiografía para mostrar detalles en la imagen se llama «sensibilidad radiográfica». Si se pueden mostrar defectos muy pequeños, se dice que la imagen radiográfica tiene una sensibilidad alta (buena). Normalmente, esta sensibilidad se mide con «defectos» artificiales como cables o agujeros perforados.