La figura ilustrada arriba representa esquemáticamente algunos de los componentes que pueden encontrarse en una columna y la respuesta ideal que se obtendría al efectuar un perfil gamma. Pero en una columna de destilación real existen muchas otras regiones en su interior formadas por materiales diversos, unos de tipo estructural fijo como bandejas, tuberías y chimeneas, y otros compuestos por los fluidos bajo tratamiento, los cuales pueden estar en fase líquida o gaseosa y que pueden desplazarse continuamente a lo largo de la estructura interna de la columna o torre. De este modo la representación de un perfilaje gamma de un sistema real dinámico, así como su interpretación, resulta mucho más compleja que el diagrama expuesto en la figura anterior.

Una zona de empaque, está compuesta por un agregado de pequeños elementos de empaque que pueden ser metálicos, cerámicos o plásticos y que se acumulan en una región de la torre donde cumplen la función de maximizar el contacto entre el líquido que baja y el gas que sube. Las zonas empacadas se usan preferentemente en procesos de destilación al vacío donde se requieren bajas diferencias de presión. Esta acumulación de las pequeñas estructuras en la zona de empaque puede ser ordenada o desordenada dependiendo de la función que deba cumplir.

La figura siguiente muestra el perfil gamma que se obtendría en condiciones reales en una columna con estructura de platos en perfecto estado de funcionamiento. La existencia de problemas que afecten el correcto funcionamiento de la torre se traduce en diversas alteraciones en el perfil presentado en dicha figura. A la derecha de la misma, se enumerarán distintas causas de mal funcionamiento de una torre que pueden ser identificadas a través del análisis de un perfil gamma.

Se presenta, como ejemplo sencillo, el perfilaje gamma de una torre regeneradora de amina ubicada en la Planta de Muscar perteneciente a la petrolera PDVSA, Venezuela, realizado por personal de NOLDOR como parte de un programa de entrenamiento en la aplicación de esta técnica. El ejemplo demuestra el alcance del perfilaje gamma como herramienta de diagnóstico nuclear para describir en tiempo real el comportamiento de una estructura de platos en una torre . En la figura se expone el resultado general del perfilaje.

Según la información preliminar, se habían retirado los dos platos superiores de los 22 que tenía la torre original, en tanto que todos los platos restantes se encontraban en su posición nominal. Esta información fue corroborada por este perfilaje.

En la parte baja del perfilaje se halla una región con líquido en el fondo de la torre desde más abajo de la posición cero hasta la posición 300 cm aproximadamente. A continuación, entre 300 cm y 600 cm aparece una región con gas y más arriba una estructura que parece ser un plato de retiro.

Este comportamiento de los platos de la torre es compatible con la presencia de suciedad todo a lo largo de ella. Sin embargo, la inundación del plato 20 puede estar causada por una obstrucción de origen mecánico. Este plato tiene un canal central cuya obstrucción puede causar este efecto. Hubiera sido de interés haber realizado un perfilaje gamma específico de los platos 19 y 20 en el lado opuesto de la torre para obtener una información más precisa.

Como conclusión de este estudio, puede decirse que la torre presenta un grado de suciedad moderado entre los platos 1 y 18 y que entre los platos 19 y 20 hay una obstrucción mecánica que genera la inundación que muestra el plato 20.

Las recomendaciones fueron reparar la probable obstrucción en el plato 20 y realizar, en lo posible, una limpieza química de la torre.

La pérdida de energía de un neutrón rápido por cada colisión con átomos del medio depende del número de masa del material, del ángulo de incidencia y de la energía inicial. El hidrógeno es el principal responsable de la pérdida de energía de un haz de neutrones requiriendo sólo 18 colisiones para de llevar un neutrón de 2 MeV al rango de energías térmicas.

Como consecuencia del proceso de moderación, se forma una nube de neutrones térmicos desplazándose en todas las direcciones con una parte de ellos volviendo hacia la sonda donde se encuentra la fuente emisora. Esta característica, combinada con la capacidad del hidrógeno de termalizar un neutrón rápido en un número reducido de choques, es precisamente, de la mayor importancia para el uso industrial de los neutrones. En efecto, ella hace posible medir desde el exterior de una pared la presencia o ausencia de un material hidrogenado al otro lado de ella, distinguir entre materiales con diferentes densidades de hidrógeno o con diferentes capacidades de absorción de neutrones térmicos y realizar muchas otras aplicaciones relacionadas con la retrodispersión neutrónica.

Para la aplicación de la técnica de la retrodispersión neutrónica, o perfilaje neutrónico, es necesario ensamblar un instrumento que contenga una fuente de neutrones rápidos y un detector de neutrones térmicos, ambos en estrecho contacto. Este instrumento se aplica desde un solo lado de la pared bajo inspección y funciona de modo similar a como lo hace un sistema de inspección por ultrasonido. Su penetración útil dentro de una estructura que contiene material hidrogenado es de unos 30 cm a 50 cm medidos desde la posición de la fuente.

Cuando hay un recipiente, tubería u otro contenedor que tenga en su interior un material hidrogenado, es posible medir desde el exterior el estado interno de la pared, su espesor, incrustaciones y depósitos. Cabe aclarar que, en ciertas ocasiones, no es práctico usar ultrasonido para medir espesores, por ejemplo en paredes con alta temperatura, sistemas con aislamiento térmico o paredes con depósitos interiores. La retrodispersión neutrónica puede ser la solución en estos casos. De cualquier manera, la condición fundamental para su aplicación es que haya material hidrogenado en contacto al otro lado de la pared.

También es posible medir niveles desde el exterior de un recinto con materiales hidrogenados o de número atómico bajo; por ejemplo, niveles de ácidos u otros materiales corrosivos o peligrosos. Otra alternativa es la detección de interfases entre fluidos dentro de estanques.

Ejemplo de perfilaje neutrónico

En una planta de separación de petróleo - gas, se hace pasar el petróleo crudo por una serie de recipientes donde se lo somete a condiciones de presión y temperatura tales que se induce la separación del gas del petróleo. Hay dos tipos de problemas que se presentan en estos separadores: van acumulándose depósitos de barros y sedimentos en su fondo (lo que hace disminuir el volumen activo del separador) y se forma, en ocasiones, una interfase muy ancha de espuma que se interpone entre la fase líquida y la gaseosa, disminuyendo la capacidad separadora del recipiente. Esta interfase depende del tipo de petróleo bajo tratamiento y de las condiciones operacionales de los separadores. Una forma de disminuir el tamaño de esta interfase es agregando antisurfactantes, lo que representa un costo adicional al proceso.

El perfilaje neutrónico permite ver exactamente la altura de la interfase desde el exterior del recipiente y en condiciones de operación normal del separador pudiendo estudiarse la evolución de ella en función de la cantidad de antisurfactante agregado. También hace posible la evaluación de la cantidad de materiales extraños depositados en el fondo de la vasija.

En la figura anterior puede observarse el perfilaje realizado en un separador. El recipiente es horizontal, cilíndrico, con unos 8 m de largo por algo más de 2 m de diámetro y está cubierto por un aislante térmico. El perfilaje fue realizado por su parte perisférica a lo largo de casi todo su perímetro, con excepción de la parte superior donde sólo hay gas.

En el gráfico aparecen dos curvas que corresponden a lo que ve el instrumento por cada lado del recipiente. La respuesta fue representada en función de la altura vertical del recipiente tomando como cero la posición del fondo de la vasija.

De dicho gráfico se desprende que hay depósito de materiales extraños en el fondo del recipiente y que existe una amplia región de espuma en la interfase petróleo-gas, de unos 30 cm de altura, al momento de las mediciones.

• Los perfilajes nucleares de columnas permiten identificar numerosos problemas susceptibles de hacer disminuir la eficiencia de operación de una columna de destilación u otros sistemas similares.

• El diagnóstico se realiza sin detener el proceso en estudio, sin alterar su normal funcionamiento y en forma rápida, segura y confiable.

• Las reparaciones que, eventualmente, puedan requerirse podrán hacerse actuando en forma directa en la zona afectada.

NOLDOR S.R.L. dispone de instrumental, sistemas de movimiento y equipos asociados para realizar tanto perfilajes gamma como neutrónicos.

El sistema electrónico para perfilaje gamma está constituido por una sonda detectora de radiación gamma basada en un cristal de centelleo de INa (Tl) de 2,5" x 2,5", un escalímetro integrador con presentación digital y una computadora tipo "handheld", La sonda cuenta con un dispositivo que permite su rápida fijación al cable de acero que posibilita su desplazamiento vertical.	La fuente radiactiva se encuentra alojada en un portafuentes de acero inoxidable con varios dispositivos de fijación. Para el blindaje de la fuente, cuando ésta se encuentra fuera de operación, se dispone de un cilindro de plomo con un orificio en el que se aloja el portafuentes
El sistema de movimiento se basa un aparejo de accionamiento manual con suficiente longitud de cable de acero como para perfilar la mayoría de las torres.	El equipo de perfilaje neutrónico de NOLDOR S.R.L. está orientado a obtener perfiles de separadores horizontales y cuenta con un detector de neutrones térmicos de He-3, una fuente emisora de neutrones rápidos de Am-241 (Be) y un escalímetro integrador integrador con presentación digital similar al empleado en perfilaje gamma. Una serie de varillas acoplables entre sí mediante roscas permite apoyar la sonda en distintos puntos de la superficie cilíndrica.