Muon Systems: tomografía de muones para el mantenimiento industrial

La empresa de Barakaldo es pionera en la utilización de partículas muónicas para analizar la densidad de hornos de fundición, calderas y tuberías

La tomografía de muones no es una de las tecnologías más reconocibles ni reconocidas en el contexto de la Industria 4.0. Sin embargo, su capacidad de analizar objetos de gran tamaño y densidad ofrece innovadoras soluciones en diferentes sectores. La compañía vizcaína Muon Systems es pionera en el Estado en aplicar esta tecnología en la industria. Conversamos con  Carlos Díez, cofundador y CEO de Muon Systems.

¿Cuál es el origen de Muon Systems?

Fundamos la empresa dos físicos: Pablo Martínez y yo. Nuestro origen está en la investigación en física de partículas y a través de nuestro tercer socio que trabajaba en sistemas de técnicas de análisis no destructivas en altos hornos, Pablo Gómez, surgió la posibilidad de utilizar los muones para ver qué ocurre en el interior de esos hornos de fundición. Nos pusimos a trabajar en ello porque conocíamos los muones; cómo se detectan,cómo interactúan con la materia y cómo permiten observar qué pasa en objetos grandes, densos y sometidos a condiciones extremas, como pueden ser altas temperaturas, que impiden que se utilicen otras técnicas de medición. Después de un tiempo investigando, nos lanzamos a montar la empresa en marzo de 2015 para crear un sistema comercial y estudiar su aplicación en muchos campos; concretamente en la industria. Durante este tiempo hemos tenido el apoyo y la financiación de la Fundación Repsol, el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), el Ministerio de Ciencia e Innovación, el Gobierno Vasco a través de SPRI y la Diputación Foral de Bizkaia.

¿Cuáles son las características principales de la tomografía de muones?

Los muones son partículas, como los electrones, pero con una masa unas 200 veces mayor, que de manera natural se generan en la atmósfera, llegan a la superficie de la Tierra y atraviesan todo lo que está a su paso. Tienen un altísimo poder de penetración y cuando atraviesan algo interaccionan con ese objeto desviando su trayectoria y perdiendo energía en función de la densidad del objeto. Estudiando cómo pierden energía y se desvían estos muones puedes empezar a reconstruir el interior de ese objeto y realizar una radiografía sin necesidad de generar una radiación adicional. Sirve para hacer radiografías a objetos grandes, sin utilizar rayos gamma o rayos X, y se pueden estudiar objetos muy densos como aceros o plomo. En algunos casos, no hay otras tecnologías capaces de realizar estos análisis.

¿Cuál es el proceso para realizar un análisis con muones?

Por una parte, cogemos nuestro ‘hardware’ de detección de muones y lo adaptamos al problema que queremos resolver. Los muones están pasando siempre por todos los sitios y nos atraviesan miles de ellos sin que nos demos cuenta. Con un detector medimos como el muon llega al objeto y con otro detector medimos como sale el muon de ese objeto. Luego, con nuestro ‘software’ de reconstrucción, componemos una imagen de tomografía para conocer el espesor del objeto. El resultado es un mapa de densidad tridimensional en el que se puede ver la densidad del objeto. Hacemos tanto los detectores que captan la radiación como los sistemas de análisis de esta información.

¿En qué ámbitos se está empleando la tomografía de muones?

Se está utilizando especialmente en centros de investigación y no tanto en empresas. Somos la primera y única empresa de España dedicada exclusivamente a la tomografía de muones aplicada a la industria.

Se puede emplear, por ejemplo, para analizar el interior de tuberías de acero que estén aisladas, y conocer el desgaste y corrosión que se está produciendo. Todo ello sin retirar el aislante. Otra aplicación es la medida en hornos de fundición para tratar de ver la posible reducción en las paredes de ese horno. La tomografía con muones puede aportar una medida absolutamente no intrusiva porque medimos la radiación que está pasando por allí.

Se emplea en la geología, para medir diferentes variables en los volcanes, ya que los muones soportan altas temperaturas. Otro ámbito es la arqueología. Se están llevando a cabo proyectos en las pirámides que tratan de estudiar estos elementos tan grandes como montañas, para ver si dentro hay alguna cámara oculta que no se ha encontrado. También estamos muy interesados en el área de la seguridad y, en concreto, en la posibilidad de escanear con muones contenedores de barco dentro de los puertos, como un método no intrusivo y absolutamente inocuo para buscar elementos que no deberían de estar dentro del contenedor.

En un contexto en el que la Industria 4.0 tiene entre sus objetivos la Fabricación Cero Defectos, ¿podría la tomografía de muones ayudar en este sentido?

La tomografía de muones puede medir cosas muy grandes y muy densas, pero para detectar pequeños fallos y de forma rápida no es la mejor de las técnicas. Tú no puedes acelerar la cantidad de muones que llegan desde la atmósfera. Cada medida requiere sus tiempos y son los que son y no puedes hacer nada por controlarlo. En una cadena de producción, en la que se necesita detectar fallos en soldaduras o grietas de forma rápida, no es la mejor opción.

¿Cuáles son vuestros retos de futuro?

A nivel de empresa, uno de nuestros retos es ir validando nuestro modelo de negocio con las primeras aplicaciones, crecer para tener estructura y desarrollar nuestros algoritmos. A nivel de tecnología, sigue habiendo muchos retos como mejorar la calidad de las soluciones, la resolución de las imágenes, la fiabilidad de la mediciones o que resistan condiciones cada vez más extremas. Otro objetivo es conseguir que se genere un estándar de esta tecnología porque necesitas tener una certificación para poder dar un servicio más amplio de inspección al uso. Conseguir esas certificaciones es un reto importante. En estos momentos hay un organismo como la Agencia Internacional de la Energía Atómica que está monitorizando el desarrollo que se está llevando a cabo entre las empresas y centros de investigación de todo el mundo para facilitar que se genere un estándar. Es una vía que agradecemos mucho y que consideramos fundamental.