Per quanto riguarda le tecniche analitiche applicate all’industria, le radiazioni ioniz-zanti vengono estensivamente utilizzate per effettuare controlli non distruttivi in tutti i settori, che vanno dall’industria meccanica, a quella edile, elettronica, ecc. Alcuni di questi esempi sono di seguito descritti.
Radiografie di componenti meccanici; un’applicazione molto diffusa riguarda l’im-piego di intensi fasci di raggi X o gamma per radiografare componenti meccanici/metallici nelle branche più svariate (aerospaziale, motoristica, automobi-listica, nautica, stampaggio, ecc.), per la determinazione di difetti nelle saldature effettuate tra i vari pezzi meccanici o nelle strutture di fusione, nelle strutture metal-liche, edilizie, elettriche ecc., al fine di assicurare la qualità e verificare l’integrità dei componenti studiati. Queste indagini radiografiche industriali in genere si effettuano
26 D.M. 12/12/2000, VT 2161: Coloranti e colori organici di sintesi (compresi gli intermedi: naftoli, naftilammine, acidi naftalin-sul-fonici, nitroderivati aromatici, aldeidi, chetoni, ecc.); coloranti e colori inorganici (ossidi di zinco, di cromo, di manganese, di ferro, solfuri di cadmio, ecc.; per la produzione di coloranti inorganici nell’ambito della produzione di “fritte” v. sottogruppo 7370).
27 D.M. 12/12/2000, VT 2145: Raffinazione del petrolio e petrolchimica: distillazione e raffinazione di oli minerali; produzione di intermedi e di derivati (esclusa la produzione di resine sintetiche per la quale v. sottogruppo 2190). Degasolinaggio del meta-no (solo se effettuato a sé stante).
28 Vi sono vari provvedimenti a riguardo, in particolare vedi le note della Direzione Centrale Rischi del 23/09/03 e 4/3/11.
29 D.M. 12/12/2000, VT 9150: Trasporti con aeromobili; attività diverse comportanti l’uso di aeromobili (escluse quelle previste in altre voci di tariffa).
tramite macchine a raggi X, sorgenti radioattive sigillate gamma (es. 192Ir) telecoman-date a distanza, e comportano l’impiego di radiazioni ad elevata potenza.
Misure di spessore di un materiale; si ottengono sia tramite misure di trasmissione che di retrodiffusione della radiazione beta o gamma, utilizzando vari radioelementi (dal
60Co all’241Am), a seconda della densità superficiale del materiale in esame. Ad esem-pio, emettitori di particelle beta sono diffusamente utilizzati nell’industria cartaria per la misurazione dello spessore dei fogli di carta durante il processo di fabbricazio-ne. Un’altra applicazione riguarda la centratura della foratura nei circuiti stampati professionali multistrato, e la misura degli spessori del materiale di riporto sulle sche-de elettroniche.
Misure di livello o di flusso; in questo caso il fascio di radiazione permette di stabili-re il livello di un liquido o il rapporto tra liquido e gas all’interno di stabili-recipienti, tuba-zioni, ecc. con una notevole precisione su qualunque tipo di contenitore, che sia opaco o meno30.
Misure di umidità e di densità del terreno; questi tipi di misure vengono eseguite usando sorgenti neutroniche e di radiazione gamma, le prime per rivelare la presen-za d’acqua o di idrocarburi nei terreni, le seconde per determinare la densità del suolo.
Tecniche radioisotopiche31 sono correntemente utilizzate per quantificare in tempo reale la composizione delle ceneri nei combustibili fossili, in primo luogo il carbone (correlata al contenuto di silicio, ferro, alluminio, zolfo e calcio), onde valutare pre-ventivamente l’emissione di inquinanti in seguito alla loro combustione.
Traccianti gamma dispersi nell’olio di lubrificazione dei motori di nuova progettazio-ne e costruzioprogettazio-ne consentono, progettazio-nella fase di ingegprogettazio-nerizzazioprogettazio-ne, di quantificarprogettazio-ne sul banco di prova il consumo di olio attraverso la loro rilevazione nei gas di scarico.
Mescolando ai combustibili piccole quantità di traccianti è possibile verificare inoltre l’efficienza dei sistemi di captazione delle ceneri e di depurazione dei fumi.
30 IRRMA-V: 5th International topical meeting on industrial radiation and radioisotope measurement application, Bologna, Italy, 9-14 giugno 2002, www.irrma.unibo.it, Editrice Compositori, Abstracts book: D.L. Perry, G.A. English, R.B. Firestone, K.
Leung, G. Garabedian, G.L. Molnar E Z. Ravay: a) S. A. Tjugum e G. A. Johanse, “A compact low-energy multibeam gamma-ray densitometer for pipe-flow measurements”, pag. 108; b) J. Thyn, “Radiotracer applications for the analysis of complex flow structure in industrial apparatuses”, pag. 135.
31 B. D. Sowerby, C. S. Lim e J. R. Tickner, “Review of radioisotope techniques for on-line determination for ash in coal”, rif.30, pag. 118.
Le radiazioni ionizzanti possono essere utilizzate anche per l’identificazione e l’ana-lisi chimica dei materiali: ad esempio viene misurata la percentuale dei diversi metalli presenti nelle leghe metalliche, comprese quelle di gioielleria, negli impianti, nelle saldature industriali, ecc.32.
Una tecnologia molto interessante riguarda l’impiego di metodologie radio-ottiche per misurare in situ le vibrazioni e i movimenti relativi di componenti di ponti, palaz-zi, dighe, velivoli, satelliti33, oppure per valutare i parametri di crescita di crepe e rot-ture nelle pavimentazioni di asfalto34.
La voce di tariffa dell’effettuazione delle analisi tramite tecniche coinvolgenti l’im-piego di radiazioni ionizzanti a livello industriale, come quelle descritte, seguirà quel-la delquel-la quel-lavorazione principale, se tale attività costituisce operazione fondamentale della lavorazione, ovvero operazione complementare o sussidiaria; si pensi ad esem-pio ad un laboratorio interno di controllo qualità del materiale realizzato. Al contra-rio, se viene effettuata in conto terzi, ad esempio tramite laboratorio esterno, la voce di tariffa da applicare è la 061212.
Una diversa categoria di applicazioni industriali riguarda la tecnologia dei materia-li, dove intensi fasci di radiazioni ionizzanti sono impiegati per modificare opportu-namente le caratteristiche dei materiali irradiati.
Le radiazioni ionizzanti sono infatti in grado di attivare reazioni chimiche indipenden-temente dallo stato fisico (solido, liquido, gassoso) e dalle condizioni termodinamiche (pressione, temperatura, ecc.) dei reagenti, e senza l’aggiunta di catalizzatori o di addi-tivi. Questa proprietà viene sfruttata, ad esempio, nei processi di reticolazione dei poli-meri35. Infatti, l’irraggiamento di polimeri con radiazioni ad alta energia (come i raggi gamma, raggi X, fasci di elettroni o di ioni) genera ioni e radicali liberi, elementi molto reattivi che possono istantaneamente essere utilizzati nella formazione di nuove strut-ture chimiche e catene, potendo così modificare le caratteristiche del polimero finale.
Al contrario, anche la degradazione delle catene polimeriche può essere indotta dalle radiazioni ionizzanti: essa genera la rottura delle catene polimeriche principali e secondarie, ed anche questo trattamento viene utilizzato correntemente per la forma-zione di materiali dalle caratteristiche controllate.
32 A. Marucco, “Low-energy ED XRF spectrometry applications in gold assaying”, rif.30, pag. 131.
33 W. L. Dunn, “A radio-optic method for measuring relative motion”, rif.30, pag. 117.
34 D. Braz, R. T. Lopes a L. M. G. Motta, “Research on fatigue cracking growth parameters in asphaltic mixture using comput-ed tomography”, rif.30, pag. 273.
35 No. 3 in the series: “What Can Radioisotopes Do for Man? The Application of Radiation Technology in Industrial Processes Current and Future Perspectives” by Joseph Silverman, Laboratory for Radiation and Polymer Science, University of Maryland, USA; sito internet: http://www.iaea.org/Publications/Magazines/Bulletin/Bull171/17105391522.pdf.
Queste tecnologie sono già affermate o sono in rapida evoluzione, ad esempio, nei seguenti settori:
• produzione di fili, cavi, isolanti elettrici, condutture, particolari tipologie di mate-riali polimerici, aventi caratteristiche di elevata resistenza ai solventi, all’invec-chiamento e alle alte temperature (possibili voci di tariffa: 219336per fili e cavi in materiale polimerico, 219737per il resto);
• produzione di tessuti resistenti per uniformi, camici, ecc. (per i trattamenti dei tes-suti vedasi le voci di tariffa 219737e 816038);
• produzione di pellicole di confezionamento termo restringenti (VT 219737);
• produzione di pneumatici di automobili (processi di vulcanizzazione, VT 219737);
• nei materiali compositi, modificazione delle superfici di film plastici e carta con silicone a basso peso molecolare che conferisce proprietà particolari (produzione di nastri adesivi, floppy disc, lenti a contatto, ecc. - possibile voce di tariffa:
219737);
• trattamenti per la rifinitura superficiale di rivestimenti, lacche e inchiostri;
• trattamenti superficiale di nanomateriali;
• produzione di membrane di filtrazione autopulenti e chimicamente resistenti (ion-track);
• produzione di arti artificiali (VT 219737);
• microlitografia, cioè la tecnologia delle radiazioni basata sui raggi X, e-beam e ioni utilizzata nella produzione di circuiti microelettronici, micromacchine e altri di-spositivi analoghi;
• produzione di semiconduttori organici (miscele di polianiline);
• degradazione della cellulosa dai residui della lavorazione della canna da zucchero tramite le radiazioni ionizzanti per ottenere etanolo e polimeri naturali.
36 D.M. 12/12/2000, VT 2193: Fibre tessili artificiali e sintetiche: produzione delle fibre e ricavo dei filati.
37 D.M. 12/12/2000, VT 2197: Lavorazione e trasformazione delle resine sintetiche e dei materiali polimerici termoplastici e ter-moindurenti; produzione di articoli finiti, semilavorati o di parti staccate comunque ottenuti (per estrusione, stampaggio ad iniezione, sinterizzazione, termoformatura, calandratura, polimerizzazione in blocco, polimerizzazione e schiumatura, ecc.);
produzione di laminati fenolici, ureici, ecc. (anche limitatamente ad alcune fasi del ciclo tecnologico); recupero e riciclaggio di materie plastiche in genere (solo se effettuati come lavorazioni a sé stanti); rivestimento di cavi, corde e cordoni ed altri manu-fatti metallici e non; produzione di schede, nastri e dischi magnetici e simili (compresa l’eventuale produzione di stampi metal-lici, esclusa la produzione di materie prime, per le quali v. voce 2191 ed escluse anche le lavorazioni di cui al sottogruppo 5330);
produzione di manufatti polimerici per spalmatura e coagulazione: tele, film di polimeri, ecc.; impermeabilizzazione dei tessu-ti; fabbricazione, a sé stante, di manufatti con materiali compositi con processo a stampi aperti o a stampi chiusi, di scocche e carrozzerie per veicoli, vasche, strutture coniche, ondulate, ecc.; scafi per natanti, imbarcazioni e navi, tavole a vela, surf, ecc.
(per l’allestimento di mezzi di trasporto v. voci 6411, 6421 e sottogruppo 6430). Costruzione di manufatti con prevalenti fasi di assemblaggio di prodotti intermedi in materiali polimerici acquistati da terzi (esclusi quelli previsti in altre voci di tariffa).
38 D.M. 12/12/2000, VT 8160: Finissaggio di fibre, filati, tessuti e articoli confezionati (lavatura, sbianca, mercerizzazione, appretto, bruciatura del pelo, lucidatura, decatissaggio, follatura, trattamenti antipiega, di irrestringibilità, di impermeabi-lizzazione, per effetti particolari, ecc.; tintura, stampa). (Per la sola impermeabilizzazione v. voci 2195 e 2197).
Infine, per la costruzione di apparecchi radiologici, si veda la voce di tariffa 656139.