MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES - Actualizado

2.8 El ensayo nuclear de humedad en el terreno ofrece varias ventajas sobre métodos convencionales,
tales como evitar el secamiento de muestras en el horno, particularmente cuando los ensayos se
realizan para el control continuo de la construcción. Su mayor ventaja es el corto tiempo requerido
para obtener una humedad y disponer de los datos en pocos minutos después de efectuado el
ensayo. Cuando se realicen simultáneamente los ensayos de humedad y de peso unitario, se podrán
realizar más ensayos, diariamente, que cuando se emplean otros métodos tradicionales.
Adicionalmente, las mediciones aparentemente erráticas pueden detectarse y comprobarse
inmediatamente, puesto que los ensayos nucleares no son destructivos. Estas ventajas se hacen
más notorias en entidades que efectúan mediciones en forma más o menos continua. Respecto a
los que efectúan medidas poco frecuentes u ocasionales, puede estar en desventaja por el
mantenimiento y la preparación del material y de los equipos (cargue periódico de las baterías,
mantenimiento de los registros de exposición de radiación, etc.).
El equipo empleado en este método es de tipo superficial. En general, cualquier fuente de neutrones
suficientemente numerosos y energéticamente apropiados, puede emplearse para medir la
humedad del suelo y del suelo-agregado. Las fuentes más comúnmente empleadas, sin embargo,
son americio-berilio y radio-berilio, siendo usada la última principalmente para instrumentos de
doble propósito, diseñados también para determinar el peso unitario total o húmedo. Los detectores
empleados son tubos de gas llenos con trifluoruro de boro y cristales centelleantes o cámaras de
fusión. Los detectores del último tipo ofrecen el potencial para variar el rango de energía de los
neutrones que son contabilizados.
2.9 El peso del núcleo de hidrógeno es casi igual al peso de los neutrones. La colisión con átomos de
hidrógeno, por lo tanto, reduce la velocidad de los neutrones más rápidamente que la colisión con
núcleos más pesados. La gran diferencia entre los pesos de átomos de hidrógeno, y los
normalmente encontrados en el suelo, significa que la efectividad relativa de los átomos de
hidrógeno para reducir la velocidad de los neutrones, es muy pronunciada.
2.10 La probabilidad de que un neutrón colisione con el núcleo de un átomo, depende de la sección
transversal dispersante del átomo. Para la mayoría de los elementos, este valor es bajo,
aumentando generalmente, con la disminución de la energía de los neutrones. La sección
transversal de la dispersión del átomo de hidrógeno para neutrones de alta energía, sin embargo,
es mayor que para la mayoría de los restantes átomos presentes en suelos.
2.11 Estos dos hechos combinados, hacen al hidrógeno el medio más efectivo para reducir la velocidad
de neutrones rápidos. Si un detector lento de neutrones términos está cerca de la fuente de éstos
en un suelo que contenga hidrógeno, la actividad registrada se debe casi completamente a
neutrones que han sido frenados por los átomos de hidrógeno. Otros átomos presentes en el suelo
desempeñan un papel despreciable en este proceso. En suelos naturales el hidrógeno puede estar
presente en varias formas, pero con algunas excepciones. Esto ocurre principalmente en el agua
retenida por las partículas del suelo. Por tanto, la actividad del neutrón lento registrada por un
detector adecuado, puede relacionarse con la concentración de agua en un suelo mediante
calibración.
2.12 Una de las fuentes de neutrones rápidos usadas, el americio, es elaborado por el hombre y como
tal su empleo está regulado en Estados Unidos por la Comisión de Energía Atómica, así como por
otros gobiernos en diferentes países. A causa de que el radio y el berilio son materiales que se
presentan en la naturaleza, su uso está ahora regulado por los diferentes gobiernos. Los objetivos
de tales regulaciones, entre otros, son los de lograr que el uso de materiales radiactivos se efectúe
de manera segura para el operador y los usuarios.
3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS
3.1 ASTM D 3017: Standard Test Method for Water Content of Soil and Rock in Place by Nuclear
Methods (Shallow Depth).
4.0 EQUIPOS Y MATERIALES
4.1 EQUIPOS
Manual de Ensayo de Materiales Página 183