La industria minero-metalúrgica es uno de los sectores productivos más importantes del Perú, que involucran diversos procesos desde la exploración, explotación, transformación y cierre de operaciones.
Los procesos metalúrgicos pueden ser investigados y optimizados mediante el empleo de isótopos inestables o radiotrazadores, que emiten radiaciones ionizantes y al incorporarse a un sistema de un proceso metalúrgico, son detectados por sensores de radiaciones y, consecuentemente, generan información sobre el proceso en estudio.
En tanto, los sistemas de control nucleónico facilitan la medición de diferentes parámetros como densidad, peso, flujo y nivel de llenado en tanque, entre otros.
Otra de las técnicas nucleares importantes son las isotópicas, ampliamente aplicadas en la evaluación de filtraciones en galerías de minas, así como estudios de recursos hídricos.
La importancia del empleo de la tecnología nuclear es que brinda información en tiempo real, útil para controlar y optimizar los procesos minero–metalúrgicos, consecuentemente, reducir costos de producción y, por tanto, incrementar la productividad y competitividad del sector.
Tecnología de radiotrazadores y control nucleónico
Los isótopos inestables o radioisótopos presentan transformaciones en su núcleo espontáneamente y liberan energía, como radiaciones gamma, partículas alfa, partículas beta, neutrones, entre las principales. Tienen propiedades químicas similares a los isótopos estables de un determinado elemento químico, y las radiaciones ionizantes que emiten pueden ser detectadas y medidas.
Las radiaciones gamma son radiaciones electromagnéticas que carecen de masa y carga, son altamente energéticos; por lo que pueden atravesar con gran facilidad grandes espesores de materiales. En tanto que las partículas beta tienen masa, aproximadamente igual al del electrón, tienen carga negativa (electrón) y carga positiva (positrón) y su grado de penetración en limitada.
Los radioisótopos empleados como radiotrazadores, al ser introducidos dentro de un sistema de un proceso metalúrgico, pueden generar información de su comportamiento; entre ellas, determinar fugas en reactores metalúrgicos y el tiempo de residencia de un material o fluido dentro de un determinado sistema de procesamiento metalúrgico: flotación, lixiviación, intercambio iónico, entre otros.
Entre los principales radiotrazadores tenemos el Au-198, Tc–99m, I-131, H-3 y La-140.
Por otro lado, los Sistemas de Control Nucleónico emplean materiales radiactivos encapsulados herméticamente en acero inoxidable, denominados fuentes selladas; entre ellas, Cs-137, Co-60 y Am-241/Be.
Aplicación de radiotrazadores en procesos metalúrgicos
Uno de los isótopos inestables muy empleados como radiotrazador en el proceso de lixiviación en pilas de minerales es el tritio (H-3).
El tritio (H-3) es un isótopo inestable del hidrógeno, emite partículas beta y se emplea como radiotrazador en forma de agua tritiada, cuyo comportamiento es similar al agua empleada en la solución lixiviante.
El agua tritiada conjuntamente con la solución lixiviante es inyectada al sistema de lixiviación en pilas y ha de tener un tiempo de residencia dentro del sistema. El tiempo puede determinarse a través de la medición de la concentración (C(t)) del tritio a la entrada y a la salida del sistema.
Así mismo, se puede determinar el tiempo de residencia del mineral en un sistema de flotación, para lo cual se seleccionan radiotrazadores compatibles con el proceso, de forma que no se paralice ni se altere. Las mediciones se pueden realizar en tiempo real.
Sistemas de control nucleónico en procesos metalúrgicos
Un sistema de control nucleónico o medidor nuclear generalmente está conformado por una fuente radiactiva o un emisor de radiaciones ionizantes (rayos gamma, rayos X, partículas alfa, partículas beta, neutrones), un detector de radiaciones y la electrónica asociada al sistema de adquisición y procesamiento de datos, lo que facilita la automatización de los procesos metalúrgicos y su control en línea.
Los medidores nucleares generan información en tiempo real sobre diferentes parámetros, como son flujos de pulpa en transporte de fluidos, peso de minerales, densidad de materiales, humedad de suelos, espesores de materiales en proceso de laminación y análisis químico elemental de minerales, entre otras.
Normatividad vigente en el uso de radiaciones ionizantes
La aplicación de las radiaciones ionizantes en el Perú está al alcance de la Ley 28028 y su reglamentación. La mencionada Ley regula las prácticas que dan lugar a exposición o potencial exposición a radiaciones ionizantes con el fin de prevenir y proteger, de sus efectos nocivos, la salud de las personas, el medio ambiente y la propiedad.
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