Termografia

Partes: 1, 2

1. Introducción

2. Termografía

3. Cámaras termográficas

4. Factores que inciden en un análisis termográfico

5. Aplicaciones de la Termografía

6. Normativa asociada a Termografía

7. La Termografía en el mantenimiento industrial preventivo

8. Conclusión

9. Bibliografía

10. Anexos

Introducción

Las tecnologías para Mantenimiento Predictivo se constituyen en las herramientas esenciales para el desarrollo de la gestión del Ingeniero de Mantenimiento en toda organización productiva.

Por intermedio de ellas se abren otras ventanas de información del desempeño de los equipos, que complementan a la información que perciben nuestros sentidos y a las herramientas administrativas que se vienen aplicando en la actualidad.

La forma en que estas herramientas se apliquen, pueden hacer la diferencia entre una Organización Productiva y otra que no lo es, y esa diferencia hoy cuando existe una globalización de mercados puede ser nuestro éxito o nuestro fracaso.

Cualquier Organización por pequeña que sea debe tener como horizonte fundamental la productividad, sea que se acojan al uso de las herramientas administrativas actuales que se plantean en Mantenimiento Preventivo, en el Mantenimiento Productivo Total o el la productividad total. Es la aptitud de eliminar la necesidad de mantenimiento en nuestras instalaciones y mejorar la rentabilidad de nuestros procesos.

La Termografía Infrarroja juega un rol cada vez más importante en las actividades de Mantenimiento. Esta técnica de producir imágenes a partir de la radiación térmica invisible que emiten los objetos, es un medio que permite identificar, sin contacto alguno, componentes eléctricos y mecánicos más calientes que su operación normal indicando áreas de fallas inminentes o áreas con excesiva pérdida de calor, que usualmente son síntomas de fallas.

El uso de Termografía Infrarroja, permite la reducción de los tiempos de parada al minimizar la probabilidad de fallas imprevistas o no programadas en equipos e instalaciones.

Los beneficios de la reducción de costos a partir de esta tecnología, incluyen ahorros de energía, protección de equipos costosos, velocidad de inspección, diagnóstico y chequeo post-reparación, además de incrementar el tiempo de producción maximizando la disponibilidad de equipos.

Termografía

Es una técnica que permite medir temperaturas exactas a distancia y sin necesidad de contacto físico con el objeto a estudiar. Mediante la captación de la radiación infrarroja del espectro electromagnético, utilizando cámaras termográficas o de termovisión, se puede convertir la energía radiada en información sobre temperatura, expresada en grados centígrados (°C) y Fahrenheit (°F).

La Termografía es la manera más segura, confiable y rápida de detectar cualquier tipo de fallo a través la temperatura del objeto o sistema. Todos los objetos eléctricos, electrónicos o mecánicos sufren alteraciones en su temperatura debido principalmente a malos funcionamientos, falsos contactos, altas fricciones, rozamientos etc.Esta pérdida de calor no puede ser apreciada a simple vista por el ojo humano. Pero los equipos termográficos, pueden captarlo perfectamente.Lo mejor de esta técnica es que lo representa de una manera visual, rápida, sin el contacto físico que puede resultar peligroso y sin interferir con las labores habituales de su empresa.

Temperatura

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo general, un objeto más "caliente" tendrá una temperatura mayor, y si fuere frío tendrá una temperatura menor. Físicamente es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como "energía sensible", que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida que es mayor la energía sensible de un sistema, se observa que está más "caliente"; es decir, que su temperatura es mayor.

En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de un gas ideal monoatómico se trata de los movimientos traslacionales de sus partículas (para los gases multiatómicos los movimientos rotacional y vibracional deben tomarse en cuenta también).

Dicho lo anterior, se puede definir la temperatura como la cuantificación de la actividad molecular de la materia.

Radiación infrarroja

La radiación infrarroja, radiación térmica o radiación IR es un tipo de radiación electromagnética de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas. Su rango de longitudes de onda va desde unos 0,7 hasta los 300 micrómetros.1 La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo cuya temperatura sea mayor que 0 Kelvin, es decir, -273,15 grados Celsius (cero absoluto).

El descubridor de los rayos infrarrojos fue Sir Frederick William Herschel nacido en Hanover, Alemania 1738.

Él fue muy conocido tanto como músico y como astrónomo. En el año 1757 emigró hacia Inglaterra donde con su hija Carolina construyeron un Telescopio Su más famoso descubrimiento fue el del planeta Urano en el año 1781. En el año de 1800, Señor William Herschel hizo otro descubrimiento muy importante.

Se interesó en verificar cuanto calor pasaba por filtros de diferentes colores al ser observados al sol. Se dio cuenta que esos filtros de diferentes colores dejaban pasar diferente nivel de calor. Continuando con ese experimento Herschel hizo pasar luz del sol por un prisma de vidrio y con esto se formó un espectro (el "arco iris" que se forma cuando se divide a la luz en sus colores). Haciendo controles de temperatura en los distintos colores de ese espectro verificó que más allá de rojo fuera de las radiaciones visibles la temperatura era más elevada. Él encontró que esta radiación invisible por encima del rojo se comporta de la misma manera desde el punto de vista de la reflexión, refracción, absorción y transmisión que la luz visible.

Era la primera vez que alguien demostraba que había otra forma de iluminación o radiación que era invisible al ojo humano. Esta radiación inicialmente la denominó Rayos caloríficos y luego Infrarrojos (infra: quiere decir abajo) Es decir por debajo del nivel de energía del rojo.

Características de la radiación infrarroja

El nombre de infrarrojo significa por debajo del rojo pues su comienzo se encuentra adyacente al color rojo del espectro visible.

Los infrarrojos se pueden categorizar en:

• infrarrojo cercano (0,78-1,1 &µm)

• infrarrojo medio (1,1-15 &µm)

• infrarrojo lejano (15-100 &µm)

La materia, por su caracterización energética emite radiación. En general, la longitud de onda donde un cuerpo emite el máximo de radiación es inversamente proporcional a la temperatura de éste (Ley de Wien). De esta forma la mayoría de los objetos a temperaturas cotidianas tienen su máximo de emisión en el infrarrojo. Los seres vivos, en especial los mamíferos, emiten una gran proporción de radiación en la parte del espectro infrarrojo.

Espectro electromagnético

Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas.

El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del Universo aunque formalmente el espectro electromagnético es infinito y continuo.

En el anexo 1 se puede observar la distribución de las ondas dentro del espectro electromagnético y la sección del espectro electromagnético correspondiente a los rayos infrarrojos (IR), los rayos de luz. Visible por el ojo humano y los rayos ultravioleta (UV).

Rayos infrarrojos (IR)

La energía infrarroja es irradiada por todo ser viviente y objeto inanimado en una cantidad proporcional a su temperatura, sin embargo, es invisible al ojo humano.

La energía infrarroja (que quiere decir debajo de rojo, o fuera del espectro visible en su extremo rojo) es una radiación con un rango de longitud de onda aproximadamente entre 0.75 y 100 Mm.

A todas las temperaturas superiores al cero absoluto cada objeto emite energía de su superficie a diferentes longitudes de onda e intensidades. La longitud de onda emitida y la intensidad de emisión, dependen de la temperatura y la emisividad de la superficie.

Emisividad

La capacidad que tienen los cuerpos de emitir, eficientemente la radiación absorbida en ellos, se define como emisividad. La emisividad es una propiedad de la superficie de los cuerpos y parte del principio del cuerpo negro.

Se establece que los cuerpos negros tienen un factor de emisividad igual a la unidad. Los cuerpos reales, en cambio, poseen un factor de emisividad inferior a la unidad, puesto que su eficiencia de emisión de radiación es menor a la ideal del cuerpo negro. La intensidad

...