QUÉ ES LA TERMOGRAFÍA
Antes
de hablar de qué es la termografía es imprescindible definir qué son los
infrarrojos. La luz infrarroja está a medio camino entre el espectro
visible y las microondas del espectro electromagnético. La fuente principal de
radiación de infrarrojos es el calor o la radiación térmica. Cualquier
objeto con una temperatura superior al cero absoluto (-273,15ºC o 0 Kelvin)
emite radiación en la región infrarroja. Hasta los objetos más fríos que
podamos imaginar, como podría ser un trozo de hielo, emiten rayos infrarrojos.
Todos
los días estamos expuestos a los rayos infrarrojos. El calor de la luz solar,
del fuego o de un radiador son formas de infrarrojos. Aunque nuestros ojos no
los vean, los nervios de nuestra piel los perciben como calor. Cuanto más
caliente es un objeto, más radiación de infrarrojos emite.
Qué
es la termografía: usos y aplicaciones
Ahora
que ya sabemos un poco más sobre qué es la termografía podemos hablar de las
principales aplicaciones que esta puede tener. Primero, debemos tener muy
presente la diferencia entre una cámara termográfica y un termómetro de
infrarrojos. Estos últimos también miden la temperatura de la superficie de un
objeto pero solo analizan un punto en concreto. A diferencia del termómetro de
infrarrojos, la cámara termográfica analiza una zona determinada, por lo que
cada píxel de la imagen captada se convierte en una medición de temperatura
única y diferente a la de su alrededor.
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Por
lo tanto, podemos decir que las mediciones con cámaras termográficas
presentan 4 grandes ventajas:
1.
Una cámara termográfica mide la temperatura en tiempo real
Cuando
medimos la temperatura de un objeto, si esta cambia la cámara lo va a detectar
de inmediato.
2.
Podemos medir la temperatura sin contacto directo con el objeto
Al
ser una técnica no invasiva, no manipulamos ni tocamos el objeto; trabajamos a
distancia y de forma segura.
3.
La imagen que proporciona es bidimensional
Cada
píxel de la imagen contiene información de la temperatura medida. Eso nos da la
posibilidad de medir diferentes puntos a la vez.
4.
La cámara proporciona más información aparte de la temperatura de los objetos
Una
cámara termográfica también nos muestra patrones térmicos y tendencias que
incluso hacen que, en muchos casos, la temperatura sea lo menos relevante.
Como
todos los objetos que están por encima del cero absoluto (-273,15ºC o 0 Kelvin)
emiten radiación infrarroja y teniendo en cuenta estas ventajas que hemos
mencionado podemos llegar a la rápida conclusión que las aplicaciones
técnicas de las cámaras termográficas son casi infinitas: control de sistemas
eléctricos, instalaciones mecánicas, instalaciones refractarias y
petroquímicas, escapes de gases, medicina, salvamento y rescate de personas,
detección de incendios, tareas militares y de seguridad, estudios de pérdidas
energéticas en edificaciones, entre muchísimos otros, son algunos de los
ejemplos que podemos enumerar. Actualmente, en el mercado hay disponibles una
amplia gama de cámaras termográficas, que pueden abarcar desde el control de
grandes instalaciones petroquímicas hasta el análisis de puntos concretos en
una instalación eléctrica doméstica.
Ventajas
de la termografía infrarroja.
La
termografía posee una serie de rasgos distintivos muy beneficiosos para las
organizaciones que decidan incorporarla a sus procedimientos. Estas son algunas
de sus características más destacadas:
No
invasiva
Los
análisis termográficos son ensayos no destructivos que no producen ningún
tipo de daño sobre los componentes estudiados. Esto significa que, a
diferencia de lo que sucede con los ensayos destructivos, los materiales
conservan sus características físicas y funcionales intactas, pudiendo seguir
siendo utilizados con total normalidad.
Específica
Las
cámaras térmicas proporcionan una visualización precisa de los valores térmicos
de cada zona, ya que las temperaturas se representan de forma gráfica mediante
su codificación en colores dentro de mapas de calor. De este modo, se identifica
de forma inequívoca la localización espacial de problemas como puntos
de fuga en tuberías, sobrecalentamiento de componentes o pérdida de aislamiento
en el cableado eléctrico.
Rápida
Se
trata de una técnica que se puede realizar de forma rápida, cómoda, y
sistemática,
mostrando los cambios térmicos y la termorregulación de los objetos en tiempo
real. Además, al no necesitar contacto directo con las superficies, no
hace falta detener los procesos durante mucho tiempo, permitiendo a las empresas
seguir con su actividad sin grandes contratiempos.
Multidisciplinar
Aparte
de las labores de prevención y mantenimiento, la termografía infrarroja
recopila patrones térmicos y estadísticas sobre la evolución de las
temperaturas. Dadas sus capacidades, resulta de gran utilidad en sectores
muy variados, tales como la construcción, la arquitectura, la ingeniería
aeronáutica, la automoción, la medicina, la meteorología, la producción de
alimentos o la conservación de monumentos.
Aplicaciones
industriales de la termografía
Como
hemos visto, las aplicaciones de la termografía infrarroja en la industria son
muy numerosas. A continuación, repasamos algunas de las más habituales:
Termografía
de edificios
El
propósito de la termografía de edificios es realizar un diagnóstico de la
eficiencia energética de las instalaciones mediante el estudio de sus
condiciones de aislamiento y su comportamiento térmico. De este modo, ayuda a
optimizar el uso de la energía, limitando el gasto y reduciendo la
contaminación en las ciudades mediante la rehabilitación de las construcciones
en base a criterios de sostenibilidad ambiental.
Mantenimiento
predictivo de maquinaria e instalaciones eléctricas
La
medición de la temperatura permite monitorizar de forma periódica el
estado de los aparatos, pudiendo detectar de forma prematura averías en
sus piezas, así como conexiones defectuosas en la instalación eléctrica. Esto
es vital para alargar la vida útil de los equipos y prevenir la aparición de
fallas en la maquinaria, ahorrando costes en reparaciones y periodos de
inactividad.
Ensayos
de vida de materiales y productos
La
termografía infrarroja se utiliza también para examinar el comportamiento de
los materiales ante condiciones ambientales ordinarias y extremas. Los ensayos
de vida útil sirven para estimar la vida útil de los
componentes que se van a utilizar en los procesos de fabricación de
máquinas, infraestructuras y productos, controlando así la calidad de los
elementos que pasan a la cadena de producción.
Análisis
de fallos
La
visualización de los cambios de temperatura en las distintas zonas contribuye
a determinar el lugar exacto donde se han producido los fallos que
impiden el funcionamiento normal de los equipos. El análisis de los errores
constituye una oportunidad para optimizar el diseño de los materiales y las
construcciones de cara al futuro, facilitando una mayor eficiencia.
Los
análisis de termografía se han convertido en un método muy habitual
en la industria gracias a su efectividad a la hora de prevenir averías y a
la gran variedad de aplicaciones que ofrecen.
Termografía
en motores eléctricos
La
termografía permite mirar al interior de los motores eléctricos, para
diagnosticar y prevenir fallas en su operación, ahorrar energía y reducir los
tiempos de parada
Más
del 60% de la energía eléctrica consumida en industrias se destina al
funcionamiento de motores eléctricos que accionan todo tipo de máquinas. La
eficiencia de los motores y máquinas se ve afectada por la alimentación
eléctrica y los problemas mecánicos, traduciéndose en mayor vibración y
calentamiento excesivo del equipo.
Es
así como los desequilibrios de voltaje degradan el funcionamiento y acortan la
vida de un motor trifásico; el desequilibrio de voltaje en las bornes del
estator del motor causa un desequilibrio de la corriente que no guarda
proporción con el desequilibrio del voltaje. En tanto, el efecto de las
corrientes desequilibradas es la presencia de pulsaciones de par, aumentan las
vibraciones y los esfuerzos mecánicos, incrementándose las pérdidas y el
calentamiento, lo que acorta la vida del aislamiento.
Se recomienda que el desequilibrio en terminales del motor no exceda el 1%. Desequilibrios superiores a dicho porcentaje requieren reducir la potencia demandada al motor (según tabla de NEMA MG-1 2003, revisión 1-2004), anulando en gran parte las garantías de los fabricantes.
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Entre
las ventajas de la detección de los problemas antes de la falla, destaca una
mayor seguridad y confiabilidad, así como mejor aseguramiento de las
reparaciones; verificación de las instalaciones nuevas; menor cantidad de
interrupciones no programadas; bajos costos de mantenimiento y reparación; e
índice de producción y calidad mejorados.
Termografía y su uso en sistemas electromecánicos
Algunos
problemas mecánicos son fáciles de detectar con la termografía y pueden ser
resueltos y evitados adecuadamente con un buen plan de mantenimiento que tenga
en cuenta necesidades de lubricación, alineamiento de ejes, vibraciones, etc.
También
se pueden inspeccionar motores mediante el uso de una cámara termográfica. Los
fallos en el motor, como los signos de desgaste en el contacto de las
escobillas y los cortocircuitos en los armazones, suelen producir calor
excesivo antes del fallo, pero son imposibles de detectar mediante un análisis
de vibraciones, puesto que con frecuencia generan poca o ninguna vibración. La
termografía ofrece una visión completa y permite comparar las temperaturas de
distintos motores. Otros sistemas mecánicos que se supervisan con cámaras
termográficas son conexiones, transmisiones, cojinetes, bombas, compresores,
correas, turbinas y cintas transportadoras. Existen algunas averías mecánicas
que se pueden detectar con la termografía:
Problemas
de lubricación
Errores
de alineación
Ejes
de motor recalentados
Rodamientos
calientes
Esto
ayudará a evitar que se produzcan daños costosos y a garantizar la continuidad
de la producción.
Conclusión
El
análisis termográfico permite encontrar áreas de exceso de calor, de modo que los
problemas puedan corregirse antes de que provoquen un uso excesivo de
energía, un aumento de los costes de mantenimiento, interrupciones del
servicio, fallos importantes de los equipos y/o daños en los mismos. Problemas
que no son visibles para el ojo humano.
Gracias
a las cámaras termográficas se pueden obtener imágenes de la radiación
infrarroja de los equipos con valores exactos de temperatura mientras los
equipos están funcionando y sin tener contacto físico con éstos
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