Investigadores del Centro RIKEN de Fotónica Avanzada (RAP) han utilizado un método, utilizando la fuente de neutrones compacta RANS, medir de forma no destructiva el contenido de sal de estructuras como puentes, túneles, y carreteras elevadas, que puede sufrir degradación debido a la exposición a la sal del agua de mar y otras fuentes.
El colapso de un puente en agosto en Génova, Italia, provocando la muerte de 37 personas, ha puesto de relieve el peligro que plantea el envejecimiento de la infraestructura. Japón, como muchos países, se enfrenta a problemas importantes, ya que muchos de sus puentes y túneles se construyeron durante el alto crecimiento económico de las décadas de 1960 y 1970 y ahora están sufriendo degradación. Sin embargo, las inspecciones requieren mucho tiempo. Por ejemplo, Normalmente, la medición del contenido de sal de las estructuras de cemento se realiza perforando un núcleo, una acción que requiere mucho tiempo y puede dañar levemente la estructura.
El grupo de investigación decidió buscar una mejor forma de realizar inspecciones, utilizando un haz de neutrones, un dispositivo que emite neutrones de alta energía en un haz, emitido por una fuente de neutrones compacta que habían desarrollado. Los neutrones son una forma nueva y emocionante de crear imágenes de estructuras, ya que pueden penetrar bastante en materiales metálicos gracias al hecho de que no interactúan a través de la fuerza electromagnética, y por lo tanto no se ven afectados por la carga eléctrica. Ocasionalmente interactúan con núcleos en los materiales que penetran, que conduce a la liberación de rayos gamma que se pueden detectar.
Para este experimento, el grupo utilizó su fuente de neutrones compacta, que genera neutrones bombardeando un objetivo de berilio con protones. Utilizaron la viga para irradiar una serie de bloques de hormigón con sal exprimida entre ellos, con rayos gamma "rápidos", rayos gamma que se emiten inmediatamente después de la irradiación por neutrones, que se miden con detectores de germanio de alta resolución. Los rápidos rayos gamma son emitidos por los átomos en los bloques de hormigón, y se pueden detectar diferentes elementos observando la energía de los rayos gamma. Por ejemplo, los picos de energía de los rápidos rayos gamma emitidos por el cloro, un componente de la sal, son de 517 kiloelectrones voltios, 786 kiloelectrones voltios, 788 kiloelectrones voltios, 1165 kiloelectrones voltios, etcétera.
Al hacer esto, los investigadores pudieron demostrar la presencia de sal incluso cuando estaba rodeada por entre 12 y 18 centímetros de hormigón. Cada medición tomó alrededor de 10 minutos.
Según Yoshie Otake, quien dirigió el estudio, "Esto es muy emocionante, porque Japón está sufriendo una grave degradación de la infraestructura, y es imposible predecir cuándo ocurrirá un accidente importante. Nuestro estudio de viabilidad ha demostrado que los haces de neutrones se pueden utilizar para medir si el contenido de sal de una estructura de hormigón se encuentra dentro de los límites legales establecidos por el gobierno. Nuestro próximo desafío es construir una fuente de neutrones compacta que sea lo suficientemente pequeña como para ser transportada fácilmente a varias infraestructuras para realizar mediciones ". Los resultados se presentaron en octubre en el 18º Simposio JSMS sobre Escenarios de Estructura de Concreto, en poder de la Sociedad de Ciencia de Materiales, Japón.
