termografia

TERMOGRAFIA INDUSTRIAL

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO FUNCIONAMIENTO DE LA TERMOGRAFIA INDUSTRIAL Cualquier objeto cuya temperatura sea superior al cero absoluto (0 Kelvin = -273.15 °C) emite radiación infrarroja, invisible al ojo humano.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO FUNCIONAMIENTO DE LA TERMOGRAFIA INDUSTRIAL Cualquier objeto cuya temperatura sea superior al cero absoluto (0 Kelvin = -273.15 °C) emite radiación infrarroja, invisible al ojo humano.

Una cámara termográfica mide la onda larga de la radiación infrarroja recibida en el campo de visión, a  partir de la cual calcula la temperatura del objeto.

LOS RAYOS INFRAROJOS TIENEN UNA LONGITUD DE  ONDA ENTRE 700 nm Y 1 mm

COMPONENTES DE LAS CAMARAS TERMOGRAFICAS

PANTALLA: SON DE CRISTAL LIQUIDO (LCD) EN ELLA SE PRESENTA INFORMACION DE FECHA, HORA, CARGA DE LA BATERIA, TEMPERATURA DEL BLANCO (EN °F, °C o °K), DETECTOR Y ELECTRÓNICA DE PROCESAMIENTO: AMBOS USADOS PARA PROCESAR LA ENERGIA INFRAROJA LA RADIACIÓN TÉRMICA PRODUCE UNA RESPUESTA MEDIBLE EN EL DETECTOR (HECHO DE MATERIAL SEMICONDUCTOR)

CONTROLES: NOS PERMITEN REALIZAR AJUSTES PARA MEJORAR LA CALIDAD TERMICA EN LA PANTALLA ADEMAS DE  VARIABLES COMO LA EMISIVIDAD Y  LA TEMPERATURA DE  FONDO REFLEJADA.

DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO DE DATOS: TODOS LOS ARCHIVOS DIGITALES QUE SE GENERAN AL USAR EL EQUIPO SE ALMACENAN EN TARJETAS DE MEMORIA. SOFTWARE DE PROCESAMIENTO DE DATOS Y CREACIÓN DE INFORMES: EL SOFTWARE QUE POSEE EL EQUIPO TERMOGRAFICO ES TAN POTENTE COMO FACIL DE USAR. LAS IMÁGENES PROCESADAS SE PUEDEN IMPRIMIR, USAR EN INFORMES, ALMACENAR EN TARJETAS DE MEMORIA O SIMPLEMENTE ENVIAR A TRAVEZ DE UNA CONEXIÓN DE INTERNET.

TIPOS DE RADIACION QUE ACTUAN EN LA MEDICION CON EQUIPOS TERMOGRAFICOS La radiación registrada por la cámara termográfica consiste en la radiación de onda larga emitida, reflejada y transmitida que surge de los objetos presentes en el campo de visión de la cámara.

Emisividad ( ε ) La emisividad (ε) es la medida de la capacidad de un material de emitir (propagar) radiación infrarroja. La ε varia según las propiedades de la superficie, el material, y, (para algunos materiales) según la temperatura del objeto medido. EN CUERPOS REALES: ε < 1 Reflexión (  ρ ) La reflexión (ρ) es la medida de la capacidad  de un objeto de reflejar la radiación infrarroja. LA ρ DEPENDE DE LAS PROPIEDADES DE LA SUPERFICIE, LA TEMPERATURA Y EL TIPO DE MATERIAL. Transmisión ( τ )  La transmisión (τ) es la medida de la capacidad de un material de transmitir (permitir el   paso) de la radiación infrarroja. LA τ DEPENDE DEL TIPO Y GROSOR DEL MATERIAL.

SEGÚN LEY DE RADIACIÓN DE KIRCHHOFF’S LA RADIACION CAPTADA POR UNA CAMARA TERMOGRAFICA ES IGUAL A:

ε+ρ+τ=1 DADO QUE EN LA PRÁCTICA LA TRANSMISIÓN JUEGA UN PAPEL INAPRECIABLE, LA VARIABLE Τ SE OMITE EN LA FÓRMULA:

ε+ρ+τ=1 Que se simplifica a

ε + ρ = 1. ES SEGÚN A ESTAS DOS VARIABLES MEDIDAS QUE UNA CAMARA TERMOGRAFICA ANALIZA Y GRAFICA

CON LA CÁMARA TERMOGRÁFICA SOLO SE  MIDE LA TEMPERATURA SUPERFICIAL, NUNCA LA DEL INTERIOR O A TRAVÉS DE LOS OBJETOS.

MARCA Y DISTANCIA DE MEDICIÓN  SE DEBEN TENER EN CUENTA TRES VARIABLES PARA DETERMINAR LA DISTANCIA DE MEDICIÓN APROPIADA Y EL TAMAÑO MÁXIMO DEL OBJETO A MEDIR QUE ES VISIBLE O MEDIBLE: • • •

EL ÁNGULO DE VISIÓN (FOV); EL OBJETO IDENTIFICABLE MÁS PEQUEÑO (IFOVGEO) Y  EL OBJETO MEDIBLE/MARCA DE MEDICIÓN MÁS PEQUEÑA (IFOVMEAS).

El ángulo de visión (FOV) de la cámara termográfica describe el área visible con la misma .Este angulo viene determinado por el  objetivo usado (p.ej. objetivo angular 32° de serie en las cámaras testo, teleobjetivo de 9° disponible como accesorio).

ADEMÁS, SE DEBE CONOCER LA ESPECIFICACIÓN DEL OBJETO IDENTIFICABLE MÁS PEQUEÑO (IFOVGEO) DE SU CÁMARA TERMOGRÁFICA .

ESTO QUIERE DECIR QUE EL OBJETO IDENTIFICABLE MÁS PEQUEÑO (IFOVGEO) TIENE UN TAMAÑO DE 3.5 mm Y SE MUESTRA EN EL VISUALIZADOR COMO UN PÍXEL PARA MEDIR CON PRECISIÓN, EL OBJETO A MEDIR DEBE SER DE 2 A 3 VECES MÁS GRANDE QUE EL OBJETO IDENTIFICABLE MÁS PEQUEÑO (IFOVGEO). La siguiente fórmula se podría aplicar como regla general para el objeto medible más pequeño (IFOVmeas):

IFOVmeas ≈ 3 x IFOVgeo

CASOS A CONSIDERAR EN LA TOMA DE DATOS: SI EXISTE UN T GRANDE ENTRE EL AMBIENTE Y EL OBJETO AJUSTAR LA EMISIVIDAD DE FOMA CORRECTA. LAS CONDICIONES IDEALES PARA LA MEDICIÓN EN EXTERIORES SE DAN EN UN DÍA NUBLADO. UNA FUERTE PRECIPITACIÓN (LLUVIA, NIEVE) PUEDE DISTORSIONAR EL RESULTADO DE LA MEDICIÓN. NO MIDA SI LA HUMEDAD AMBIENTE SE CONDENSA EN LA CÁMARA TERMOGRÁFICA. CUALQUIER FLUJO O CORRIENTE DE AIRE EN UNA SALA AFECTA A LA MEDICIÓN DE TEMPERATURA CON LA CÁMARA TERMOGRÁFICA  ALGUNAS MATERIAS SUSPENDIDAS EN EL AIRE, COMO POLVO, HOLLÍN O HUMO, TIENEN UNA ELEVADA EMISIVIDAD Y APENAS PERMITEN LA TRANSMISIÓN. ESTAS MATERIAS PUEDEN FALSEAR LA MEDICIÓN •

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ES PRIMORDIAL AJUSTAR LA COMPENSACIÓN DE LA TEMPERATURA REFLEJADA (RTC) DE FORMA CORRECTA, PUESTO QUE ES UN FACTOR DE VITAL IMPORTANCIA PARA EL CÁLCULO DE  LA TEMPERATURA.

EN MUCHOS CASOS, LA TEMPERATURA REFLEJADA O COMPENSACIÓN DE LA TEMPERATURA REFLEJADA (RTC). ES IDÉNTICA A LA TEMPERATURA AMBIENTE.

LAS CONDICIONES IDEALES PARA LA MEDICIÓN SON: CONDICIONES AMBIENTE ESTABLES; CIELO NUBLADO ANTES Y DURANTE LA MEDICIÓN (PARA MEDICIONES EN EXTERIORES); SIN LUZ SOLAR DIRECTA ANTES Y DURANTE LA MEDICIÓN. SIN PRECIPITACIONES SUPERFICIE DEL OBJETO DE MEDICIÓN SECA Y LIBRE DE OTRAS INFLUENCIAS TÉRMICAS (P.EJ. HOJARASCA O ASTILLAS); SIN VIENTO O CORRIENTES DE AIRE. SIN INTERFERENCIAS EN EL ENTORNO DE MEDICIÓN O CANAL DE  TRANSMISIÓN •

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TABLA DE EMISIVIDAD ESTAS TABLAS SIRVEN DE ORIENTACIÓN PARA AJUSTAR LA EMISIVIDAD EN CUALQUIER MEDICIÓN POR INFRARROJOS. EN ELLAS SE INDICA LA EMISIVIDAD Ε DE LOS MATERIALES MÁS COMUNES. DADO QUE LA EMISIVIDAD VARÍA CON LA TEMPERATURA Y LAS PROPIEDADES DE LA SUPERFICIE, ESTOS VALORES SOLO DEBEN SER CONSIDERADOS COMO GUÍAS PARA LA MEDICIÓN

EJEMPLO DE APLICACIÓN DE LA TERMOGRAFIA EN CUADROS ELECTRICOS

DISTANCIAS DE SEGURIDAD PERMITIDAS EN  MEDICIONES ELECTRICAS

NIVELES DE CERTIFICACION PARA TEMOGRAFOS

Termografía en Mantenimiento Industrial •

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LAS IMÁGENES TÉRMICAS DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS PUEDEN INDICAR EL ESTADO DE FUNCIONAMIENTO DE UN EQUIPO, DESDE EL COMIENZO DE LA TERMOGRAFÍA, HACE CUATRO DÉCADAS APROXIMADAMENTE, SU PRINCIPAL APLICACIÓN HA SIDO LA INSPECCIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS.

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LA PRINCIPAL RAZÓN POR LA QUE LA TERMOGRAFÍA ES TAN INDICADA PARA EL SEGUIMIENTO DE SISTEMAS ELÉCTRICOS ES QUE LOS COMPONENTES ELÉCTRICOS NUEVOS COMIENZAN A DETERIORARSE DESDE EL MISMO MOMENTO EN QUE SE INSTALAN. UTILIZANDO UNA CÁMARA TERMOGRAFICA LA DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE FALLOS EN LAS CONEXIONES EVITA INCENDIOS Y PARADAS QUE PUEDEN SER CRUCIALES PARA LA RENTABILIDAD DE UNA COMPAÑÍA.

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CUANDO LAS CONDICIONES DE UN EQUIPO PUEDEN COMPROMETER LA SEGURIDAD DEL MISMO DEBEN SER REPARADAS A LA MAYOR BREVEDAD POSIBLE. DE ACUERDO CON LAS ESPECIFICACIONES DE LA NETA (ASOCIACIÓN INTERNACIONAL DE PRUEBAS ELÉCTRICAS POR SUS SIGLAS EN INGLES), SI LA DIFERENCIA DE TEMPERATURA (ΔT) ENTRE COMPONENTES SIMILARES BAJO CARGAS SIMILARES SUPERA LOS 15°C, DEBEN LLEVARSE A CABO REPARACIONES DE FORMA INMEDIATA.

Cuál es el precio de una avería en la industria de la fundicion? •

SE HA CALCULADO QUE EN LA INDUSTRIA DE FUNDICIÓN DE ACERO LOS GASTOS DE PÉRDIDAS DE PRODUCCIÓN OCASIONADOS POR LA INACTIVIDAD DEL SISTEMA RONDAN LOS 1.000 € POR MINUTO.

UN PEQUEÑO PROBLEMA ELECTRICO PUEDE TENER SERIAS CONSECUENCIAS.

Detección de desequilibrios y sobrecargas eléctricas •

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LAS IMÁGENES TÉRMICAS IDENTIFICAN FÁCILMENTE DIFERENCIAS DE TEMPERATURAS APARENTES EN CIRCUITOS ELÉCTRICOS INDUSTRIALES TRIFÁSICOS COMPARÁNDOLAS CON SUS CONDICIONES NORMALES DE FUNCIONAMIENTO. AL INSPECCIONAR LOS GRADIENTES TÉRMICOS DE LAS TRES FASES POR SEPARADO, LOS TÉCNICOS PODRÁN LOCALIZAR RÁPIDAMENTE ANOMALÍAS EN EL FUNCIONAMIENTO DE LOS CIRCUITOS DERIVADAS DE UNA SOBRECARGA O DESEQUILIBRIO.

Cuál es el precio de una avería de un sistema desequilibrado? •

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UNA DE LAS CONSECUENCIAS MÁS COMUNES DE UN DESEQUILIBRIO DE TENSIÓN ES UN FALLO EN EL MOTOR. EL COSTE PARA SUSTITUIR UN MOTOR DE 50 CV DE POTENCIA SUPONE UN GASTO DE 5.000 € (INCLUYENDO LA MANO DE OBRA) CADA AÑO Y 4 HORAS DE INACTIVIDAD AL AÑO SUPONEN UNA PÉRDIDA DE 6.000 € POR HORA. COSTE TOTAL: 5.000 €+ (4 X 6.000 €) = 29.000 € ANUALES

Inspección de rodamientos

CUANDO EL RODAMIENTO DE UN MOTOR ESTA SIGNIFICATIVAMENTE MAS CALIENTE QUE LA CARCASA, ES POSIBLE QUE SE TRATE DE UN PROBLEMA DE LUBRICACION O DE ALINEACION.

Cual es el precio de un fallo en el rodamiento de un motor? •

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EL COSTE ESTIMADO POR UNA AVERÍA EN UNA BOMBA SUPERA LOS 15.000 € EN GASTOS DE REPARACIÓN. A ESTO HABRÍA QUE SUMARLE UNA PÉRDIDA EN PRODUCCIÓN QUE SE CALCULA EN UNOS 30.000 € POR MINUTO . FINALMENTE UNOS GASTOS DE MANO DE OBRA QUE SUPERAN LOS 600 € POR MINUTO. COSTE TOTAL: 15.000 €+ 30.000 € *T+ 600 € *T

Inspección de motores eléctricos •

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LAS IMÁGENES TÉRMICAS DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS MUESTRAN SUS CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO A TRAVÉS DE LA TEMPERATURA DE SUPERFICIE. ESTE MÉTODO DE SEGUIMIENTO RESULTA ESENCIAL PARA ANTICIPARSE Y MINIMIZAR EL NÚMERO DE INESPERADAS AVERÍAS EN EL MOTOR EN LOS SISTEMAS PRINCIPALES DE LOS PROCESOS DE LA EMPRESA, COMERCIALES Y DE PRODUCCIÓN.

Proceso: sistemas de vapor LAS IMÁGENES TÉRMICAS DE LOS SISTEMAS DE VAPOR MUESTRAN LAS MEDIDAS DE TEMPERATURA COMPARATIVAS DE LOS SISTEMAS POR LO TANTO LE INDICAN LA EFICIENCIA DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE VAPOR.

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EL COSTE DE UNA OPERACIÓN DONDE SE PIERDA TOTALMENTE SU SISTEMA DE VAPOR VARÍA SEGÚN EL SECTOR QUE SE CONSIDERE. ENTRE LOS SECTORES QUE MÁS UTILIZAN VAPOR ESTÁN EL SECTOR QUÍMICO, FARMACÉUTICO Y EL DE PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS Y BEBIDAS. EL COSTE POR TIEMPO DE INACTIVIDAD SE ESTIMA ENTRE 700.000 € Y 1.100.000 € A LA HORA.