La tomografía computarizada industrial ( TC ) es cualquier proceso tomográfico asistido por computadora , generalmente tomografía computarizada de rayos X , que utiliza irradiación para producir representaciones internas y externas tridimensionales de un objeto escaneado. La tomografía computarizada industrial se ha utilizado en muchas áreas de la industria para la inspección interna de componentes. Algunos de los usos clave de la tomografía computarizada industrial han sido la detección de defectos, el análisis de fallas , la metrología, el análisis de ensamblaje y las aplicaciones de ingeniería inversa . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Al igual que en la imagen médica , la imagen industrial incluye tanto la radiografía no tomográfica ( radiografía industrial ) como la radiografía tomográfica computarizada (tomografía computarizada).
Tipos de escáneres

El escaneo lineal es el proceso tradicional de escaneo TC industrial. [ 4 ] Se generan rayos X y el haz se colima para crear una línea. El haz lineal de rayos X se desplaza a través de la pieza y el detector recoge los datos. Estos datos se reconstruyen para crear una representación volumétrica tridimensional de la pieza.
En el escaneo con haz cónico , la pieza a escanear se coloca sobre una mesa giratoria. [ 4 ] A medida que la pieza gira, el cono de rayos X produce una gran cantidad de imágenes 2D que son captadas por el detector. Posteriormente, estas imágenes 2D se procesan para crear una representación volumétrica 3D de las geometrías externas e internas de la pieza.

Historia
La tecnología de escaneo TC industrial se introdujo en 1972 con la invención del escáner TC para imágenes médicas por Godfrey Hounsfield . La invención le valió un Premio Nobel de Medicina, que compartió con Allan McLeod Cormack . [ 5 ] [ 6 ] Muchos avances en el escaneo TC han permitido su uso en el campo industrial para metrología, además de la inspección visual utilizada principalmente en el campo médico ( escaneo TC médico ).
Técnicas de análisis e inspección
Entre las diversas aplicaciones y técnicas de inspección se incluyen comparaciones entre piezas y modelos CAD, comparaciones entre piezas, análisis de ensamblaje y defectos, análisis de huecos, análisis de espesor de pared y generación de datos CAD. Estos datos pueden utilizarse para ingeniería inversa , dimensionamiento geométrico y análisis de tolerancias, así como para la aprobación de piezas de producción. [ 7 ]
Asamblea
Una de las formas más reconocidas de análisis mediante tomografía computarizada (TC) es el análisis visual o de ensamblaje. La TC permite visualizar el interior de los componentes en su posición funcional, sin necesidad de desmontarlos. Algunos programas informáticos para TC industrial permiten realizar mediciones a partir de la representación volumétrica del conjunto de datos de la TC. Estas mediciones son útiles para determinar las holguras entre las piezas ensambladas o las dimensiones de una característica específica.

Detección de huecos, grietas y defectos
Tradicionalmente, la detección de defectos, huecos y grietas en un objeto requería ensayos destructivos . La tomografía computarizada (TC) permite detectar características y defectos internos, mostrando esta información en 3D sin destruir la pieza. La TC industrial (rayos X 3D) se utiliza para detectar defectos internos como porosidad, [ 8 ] inclusiones o grietas. [ 9 ] También se ha utilizado para detectar el origen y la propagación de daños en el hormigón. [ 10 ]
Las piezas metálicas fundidas y los componentes plásticos moldeados suelen presentar porosidad debido a los procesos de enfriamiento, las transiciones entre paredes gruesas y delgadas, y las propiedades del material. El análisis de porosidad permite localizar, medir y analizar los huecos en el interior de componentes plásticos o metálicos.
Análisis de dimensionamiento y tolerancias geométricas
Tradicionalmente, sin ensayos destructivos, la metrología completa solo se ha realizado en las dimensiones exteriores de los componentes, como con una máquina de medición por coordenadas (MMC) o con un sistema de visión para mapear superficies exteriores. Los métodos de inspección interna requerirían el uso de una radiografía 2D del componente o el uso de ensayos destructivos. El escaneo TC industrial permite una metrología no destructiva completa. Con una complejidad geométrica ilimitada, la impresión 3D permite crear características internas complejas sin impacto en el costo; dichas características no son accesibles utilizando la MMC tradicional. El primer artefacto impreso en 3D que se optimizó para la caracterización de la forma utilizando tomografía computarizada (TC) [ 11 ].
Métodos de elementos finitos basados en imágenes
El método de elementos finitos basado en imágenes convierte los datos de imágenes 3D de la tomografía computarizada de rayos X directamente en mallas para el análisis de elementos finitos . Entre las ventajas de este método se incluyen el modelado de geometrías complejas (por ejemplo, materiales compuestos) o el modelado preciso de componentes "tal como se fabrican" a microescala. [ 12 ]
Tendencias y desarrollos
Se prevé que el mercado de tomografía computarizada industrial alcance un tamaño de entre 773,45 millones y 1116,5 millones de dólares estadounidenses entre 2029 y 2030. Las tendencias regionales muestran que se espera un fuerte crecimiento del mercado, particularmente en la región de Asia-Pacífico, pero también en Norteamérica y Europa, debido a las estrictas normas de seguridad y al mantenimiento preventivo de los equipos industriales. [ 13 ] [ 14 ] El crecimiento está impulsado principalmente por el desarrollo continuo de dispositivos y servicios de TC que permiten realizar pruebas precisas y no destructivas de componentes. Innovaciones como el uso de inteligencia artificial para análisis automatizados de fallas y el desarrollo de sistemas de TC móviles están ampliando las posibilidades. [ 15 ]
Avances en la ciencia forense
La tomografía computarizada (TC) se ha convertido en una herramienta cada vez más valiosa en la ciencia forense , particularmente en la realización de autopsias virtuales. [ 16 ] [ 17 ] A diferencia de las autopsias tradicionales, que requieren procedimientos invasivos, las tomografías computarizadas permiten exámenes internos no invasivos del cuerpo, produciendo imágenes 3D detalladas de huesos, órganos y tejidos blandos. [ 18 ] Esta tecnología es especialmente útil para detectar fracturas, objetos extraños (como balas o metralla), embolias gaseosas y signos de trauma que pueden no ser inmediatamente visibles externamente. [ 19 ] Las tomografías computarizadas pueden preservar la evidencia forense de manera más efectiva y son particularmente beneficiosas en casos que involucran desastres masivos, descomposición u objeciones culturales y religiosas a la disección. [ 16 ] Además, las imágenes digitales de la TC se pueden almacenar y revisar varias veces, lo que ayuda tanto a las investigaciones legales como a los fines educativos. [ 18 ] En general, la TC ha mejorado la precisión, la eficiencia y la accesibilidad de los exámenes post mortem en contextos forenses.
Glosario de usos de la tomografía computarizada en ciencias forenses
Fuentes: [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 17 ]
- Evaluación del trauma
- Diferenciación entre lesiones antemortem (antes de la muerte) y postmortem (después de la muerte).
- Análisis de embolias gaseosas
- Identificación de aire o gas en los vasos sanguíneos, lo que puede indicar ahogamiento, enfermedad por descompresión o negligencia médica.
- Estimación de edad
- Evaluación de la madurez esquelética y el desarrollo dental en restos no identificados.
- Análisis de víctimas de quemaduras
- Examinar las estructuras internas en cuerpos gravemente quemados cuando la autopsia tradicional es limitada.
- Comparación con datos previos al fallecimiento
- Comparación de tomografías computarizadas post mortem con imágenes médicas de la vida de una persona para su identificación.
- Sensibilidad cultural/religiosa
- Alternativa a las autopsias invasivas cuando no está permitido abrir el cuerpo.
- Estudios de descomposición
- Monitorización de los cambios en los tejidos y los gases durante el proceso de descomposición.
- Detección de fracturas
- Identificación de fracturas de cráneo, costillas y otras fracturas esqueléticas, especialmente aquellas que no son visibles externamente.
- Documentación y archivo
- Registros digitales permanentes y consultables del estado del cuerpo y las pruebas.
- Análisis de lesiones por explosión y onda expansiva
- Evaluación de los patrones de daño interno causados por eventos de alta presión.
- apoyo para la reconstrucción facial
- Imágenes de cráneo de alta resolución para la reconstrucción digital de un rostro.
- Identificación de patologías
- Detección de enfermedades, infecciones o afecciones crónicas que puedan estar relacionadas con la causa de la muerte.
- Identificación de víctimas de desastres masivos
- Visualización eficiente de múltiples cuerpos para una rápida identificación y evaluación de traumatismos.
- Autopsias virtuales (virtopsias) [ 16 ]
- Exámenes internos no invasivos de personas fallecidas.
- Visualización de objetos extraños
- Localización y análisis de balas, metralla u otros materiales incrustados.
Véase también
- tomografía computarizada
- Radiografía industrial
- Tomografía computarizada de haz cónico : aplicaciones en control de calidad y metrología .
- La ingeniería inversa de PCB es una aplicación de la tomografía computarizada industrial para obtener imágenes de placas de circuitos impresos de forma no destructiva.
Referencias
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