01 mantenimiento predictivo termografia

Ing. Eduardo Hernndez


Ingeniero de Mantenimiento 1 Presidente del Aso. Becarios ESPOCH 1 Presidente del Aso. Ing. Mtto ESPOCH Mejor Egresado de los aos 2002 y 2003 Jefe del Taller Mecnico PISA Sub director de Mantenimiento BIOALIMENTAR Fundador del Grupo de Investigacin y Desarrollo del

Mantenimiento en el Ecuador

APORTES:

Mantenimiento rentable autosustentado MRA Herramientas mesuradas del mantenimiento Disponibilidad de sistemas en serie y paralelo

ING. EDUARDO HERNNDEZ

Mantenimiento Predictivo


Mantenimiento Predictivo

CAPTULO 1DIAGNSTICO TERMOGRFICO

CONTENIDO:

1. El espectro electromagntico y conceptos bsicos de fsicatrmica.

2. Tecnologas para la adquisicin de termogramas infrarrojos.3. Anlisis temogrfico mediante software.4. Diagnstico mediante termografa infrarroja y Reportes.5. Normativa asociada a la termografa.6. Taller pedaggico: Laboratorios de termografa.


INTRODUCCIN A LA TERMOGRAFA


Introduccin a la termografa

La termografa es un mtodo de inspeccin de equiposelctricos y mecnicos mediante la obtencin de imgenesde su distribucin de temperatura.

Este mtodo de inspeccin se basa en que la mayora de loscomponentes de un sistema muestran un incremento detemperatura cuando desarrolla un modo de falla.



Rodamientos de un equiporotativo de se calienta cuandotiene algn problema.

Incremento de temperatura en uncircuito elctrico donde algunaconexin de ha aflojado.



Observando el comportamiento trmico de los componentes,se puede detectar sus defectos y evaluar su seriedad.



La herramienta de inspeccin utilizada por los inspectores esuna cmara termogrfica, que es un equipo sofisticado quemiden las emisiones naturales de radiacin infrarrojaprocedente de un objeto y generan una imagen trmica sincontacto fsico con el sistema, por lo que las inspeccionespueden realizarse sin prdida o reduccin de productividad.


Historia de la termografa infrarroja

La radiacin infrarroja fuedescubierta en 1800 por SirWilliam Herschel cuando lestaba midiendo latemperatura de varioscolores del espectro visibleproducidos por la luz solar alhacerla pasar por un prisma.



Fue astrnomo real del rey Jorge III deInglaterra y ya famoso por haberdescubierto el planeta Urano en 1781,se puso a la bsqueda de un materialpara filtros pticos que lograse reducir elbrillo de la imagen del sol en lostelescopios de refraccin al realizarobservaciones solares.

Al probar varias muestras de cristal de colores que reducanel brillo se dio cuenta que dejaban pasar una cantidad decalor suficiente para daar los ojos a los pocos segundos deobservacin.



Por este motivo centro suinvestigacin en latemperatura que dejabapasar los distintos cristales ams del efecto de opacar elbrillo de la luz.



Para tal efecto utiliz el prisma de Newton y midi lentamentelos colores obtenidos con un termmetro sensible demercurio, tal como lo hiciera el investigador italiano Landrianien 1777, y constat que las lecturas de las temperaturasmostraban un incremento fijo desde el extremo violeta hastael rojo, no obstante, pudo notar por primera vez que latemperatura segua incrementndose ms all del rojo en lazona obscura.



Observaciones de la temperatura de los colores de la luz porSir William Herschel



Cuando Herschel revel sudescubrimiento, denomin a estanueva regin del espectroelectromagntico espectrotermomtrico. A veces hizoreferencia a la propia radiacincomo calor oscuro o simplementelos rayos invisibles.

En 1840, John Herschel, hijo de SirWilliam Herschel obtuvo la primeraimagen trmica de un objeto calientea la que el mismo la llamtermograma.



En 1880, Samuel Pierpont Langleyinvent el bolmetro que permita medirla cantidad total de radiacinelectromagntica procedente de unobjeto.

En 1929, Kalmn Tihanyi desarroll elprimer sistema infrarrojo llamadoevaporgrafo. Era pesado y difciles demanejar. Necesitaba un sistema paralelode refrigeracin.



Sobre la dcada de los ochenta sedesarrollaron los sensores de efecto trmicoo tambin llamados microbolmetros.Genera una seal elctrica proporcional a lapotencia del infrarrojo recibido. No necesitarefrigeracin, su tamao y peso sonreducidos.

En 1990 se concede la patente de losmicrobolmetros a Honeywell que es unaimportante empresa multinacional queproduce una variedad de productos deconsumo, servicios de ingeniera y sistemasaeroespaciales. Desde entonces, sonposibles las aplicaciones no militares.abarcando desde la industria hasta lamedicina y rescate de personas.


ESPECTRO ELECTROMAGNTICO


Espectro electromagntico

Todos los materiales que estn a una temperatura por encimadel cero absoluto emiten energa en forma de ondaselectromagnticas que se convierten en una seal elctricapor el detector (microbolmetro), esta seal se transformaen una imagen en blanco y negro o color.

La radiacin electromagntica est formada por lacombinacin de campos elctricos y magnticos oscilante (elcampo elctrico es perpendicular al campo magntico), quese propagan a travs del espacio en forma de ondasportadoras de energa.

Las ondas electromagnticas viajan a travs del espacio, yno necesitan de un medio material para propagarse como enel caso de las ondas mecnicas.



Se denomina espectro electromagntico a la distribucin delas ondas electromagnticas en funcin de su longitud deonda () o a su frecuencia (f).

Los espectros se pueden observar mediante espectroscopiosque, adems de permitir observar el espectro, permitenrealizar medidas sobre ste, como la longitud de onda, lafrecuencia y la intensidad de la radiacin.

Se cree que el lmite para la longitud de onda ms pequeaposible es la longitud de Planck mientras que el lmitemximo sera el tamao del Universo aunque formalmente elespectro electromagntico es infinito y continuo.



BandaLongitud de

onda (m)Frecuencia

(Hz) Energa (J)

Rayos gamma < 10x1012m > 30,0x1018Hz > 201015 JRayos X < 10x109m > 30,0x1015Hz > 201018 JUltravioleta extremo < 200x109m > 1,5x1015Hz > 9931021 JUltravioleta cercano < 380x109m > 7,89x1014Hz > 5231021 JLuz Visible < 780x109m > 384x1012Hz > 2551021 JInfrarrojo cercano < 2,5x106m > 120x1012Hz > 791021 JInfrarrojo medio < 50x106m > 6,00x1012Hz > 41021 JInfrarrojo lejano/submilimtrico < 1x10

3m > 300x109Hz > 2001024 J



BandaLongitud de

onda (m)Frecuencia

(Hz) Energa (J)

Microondas < 102m > 3x108Hzn. 1 > 21024 JUltra Alta Frecuencia Radio < 1 m > 300x106Hz > 19.81026 JMuy Alta Frecuencia Radio < 10 m > 30x106Hz > 19.81028 J

Onda Corta Radio < 180 m > 1,7x106Hz> 11.221028

JOnda Media Radio < 650 m > 650x103Hz > 42.91029 JOnda Larga Radio < 10x103m > 30x103Hz > 19.81030 JMuy Baja Frecuencia Radio > 10x103m < 30x103Hz < 19.81030 J



El fsico escocs, James Clerk Maxwell (1831-1871) fue elprimero en hacer la observacin terica de que un campoelectromagntico variable admite una solucin cuya ecuacinde movimiento corresponde a la de una onda.

Eso sugera que el campo electromagntico era susceptible apropagarse en forma de ondas, tanto en un medio materialcomo en el vaco.

Las ecuaciones de Maxwell sugeran adems que lavelocidad de propagacin en el vaco era constante, paratodos los observadores.



El fsico alemn Heinrich Hertz (1857-1894), en 1888, realizlos primeros experimentos para detectar fsicamente lasondas electromagnticas.

Fue el primero que construy un aparato que emita ydetectaba ondas electromagnticas VHF y UHF.

Albert Einstein (1879-1955), en su teora especial de larelatividad, dio con la solucin terica que explica laconstancia de la velocidad de la luz, que desde la XVIIConferencia General de Pesos y Medidas de 1983 se acordfijar 299.792.458 m/s, aunque redondeando suele decirseque es de 300.000 km/s.



El comportamiento de las radiaciones electromagnticasdepende de su longitud de onda y de la cantidad de energaque lleve. Hoy en da, esta informacin es importante cuandose analiza la influencia de las ondas electromagnticasproducidas por un microondas, por un telfono mvil, por lasantenas de telefona mvil o por los cables de alta tensin.


Ondas de radio

No es necesario un medio fsico para su propagacin;pueden propagarse incluso por el vaco.

Su transmisin no es sensible a las atenuaciones producidaspor la lluvia ya que se opera en frecuencias no demasiadoelevadas.


Microondas

No atraviesan bien los impedimentos como lo hace la onda deradio, por lo que las antenas y los emisores deben estar muybien alineadas entre s. Viajan en lnea recta y produce unarelacin seal/ruido muy alta.Su principal aplicacin se encuentra en la comunicacin otransmisin terrestre y satelital.


Radiacin Infrarroja

La radiacin infrarroja se define como aquella que tiene unalongitud de onda entre 0,78 m y 1000 m (micras). Los rayosinfrarrojos se subdividen en funcin de la proximidad delongitud de onda a la luz visible como cercanos, medios olejanos. La gran mayora de las aplicaciones analticas se hanrestringido al uso de la parte del infrarrojo medio.


Luz visible

Nuestros ojos solamente reaccionan a las ondaselectromagnticas que ocupan el rea de luz visible en elespectro electromagntico. Cada color corresponde a unadeterminada longitud de onda.

La luz puede modularse y as ser usada para transmitirinformacin. Las ondas de luz pueden transmitirse en elespacio libre usando un rayo de luz lser o bien a travs de uncable de fibra ptica.


Luz ultravioleta

El Sol es una importante fuente emisora de rayos ultravioletalos cuales, en exposiciones prolongadas, pueden causarcncer de piel. Este tipo de radiaciones, debidamentecontroladas, tienen diversas aplicaciones en medicina.


Rayos X

Los rayos X son una radiacinelectromagntica no perceptiblepor el ojo humano.

A causa de su corta longitud deonda pueden atravesar cuerposopacos e impresionar pelculasfotogrficas.

Desde su descubrimiento, hansido muy utilizados en medicina.Sin embargo, requieren de controlsistemtico pues un exceso deradiaciones, pueden causar daoal organismo humano.


Radiacin gamma

La radiacin gamma es un tipo de radiacin electromagnticade muy alta frecuencia producida generalmente por elementosradioactivos o procesos subatmicos como la aniquilacin deun par positrn-electrn. Este tipo de radiacin tambin esproducida en fenmenos astrofsicos de gran violencia, comoalgunas explosiones que se han observado en la Va Lctea.

Debido a las altas energas que poseen, los rayos gammaconstituyen un tipo de radiacin ionizante capaz de penetrarprofundamente en la materia y pueden causar grave dao alncleo de las clulas. Pero, debidamente controlados, se usanen la esterilizacin de alimentos y de equipos mdicos.


Radiacin gamma


Ley de Plank

Segn la ley de Stefan-Boltzmann, la radiancia espectral de loscuerpos aumenta rpidamente con la cuarta potencia de latemperatura, y adems, se desplaza hacia frecuencias mayores(ley de desplazamiento de Wien).

Esta teora tiene un problema, pues a medida que la frecuenciacreca la prediccin terica tenda a infinito mientras que losexperimentos mostraban que la densidad de energa siemprees finita, y tiende a cero para frecuencias muy altas.

Este comportamiento irreal de las teoras clsicas a las altasfrecuencias es conocido como Catstrofe ultravioleta.


Ley de Plank


Ley de Plank

Fue Planck quien exitosamente formul un modelo matemticoque tiene una buena concordancia entre los resultadosexperimentales y los tericos, introduciendo una constante, h,posteriormente conocida como la constante de Planck.

La aplicacin de la Ley de Planck al Sol con una temperaturasuperficial de unos 6000 K nos lleva a que el 99% de laradiacin emitida est entre las longitudes de onda 150 nmhasta 4000 nm y el mximo ocurre a 475 nm. La luz visible seextiende desde 380 nm a 780 nm. La radiacin ultravioleta uondas cortas iran desde los 150 nm a los 380 nm y la radiacininfrarroja u ondas largas desde los 780 nm a 4000 nm.


Ley de Plank


Ley de Plank

Medida directa del sol usando un espectroscopio


Ley de Plank


Ley de Plank

La aplicacin de la Ley de Planck a la Tierra con unatemperatura superficial de unos 288 K (15 C) nos lleva a queel 99% de la radiacin emitida est entre las longitudes de onda3 m (micrmetros o micras) y 80 micras y su mximo ocurre a10 micras. La estratosfera de la Tierra con una temperaturaentre 210 y 220 K radia entre 4 y 120 micras con un mximo alas 14,5 micras.


Ley de Plank


CONCEPTOS BSICOS DE FSICA TRMICA


Principios fsicos bsicos de la materia

La Termodinmica es la parte de laFsica que estudia las relaciones entrelas diferentes propiedades de lamateria que dependen de latemperatura.

En otras palabras la termodinmicaest relacionada con el flujo de calordesde el punto de vista macroscpico.

Sus leyes proporcionan una relacinentre el flujo de calor, el trabajo y laenerga interna del sistema, inaplicablesa nivel cuntico.

Termodinmica



A esta ley se le llama de "equilibrio trmico". El equilibriotrmico debe entenderse como el estado en el cual los sistemasequilibrados tienen la misma temperatura. Esta ley dice:

"Si dos sistemas A y B estn a la misma temperatura, y B est a la misma temperatura que un tercer sistema C,

entonces A y C estn a la misma temperatura"

Este concepto fundamental, aun siendo ampliamente aceptado,no fue formulado hasta despus de haberse enunciado las otrastres leyes. De ah que recibe la posicin cero.

Ley cero de la termodinmica



Esta primera ley, y la ms importante de todas, tambinconocida como principio de conservacin de la energa, dice:

"La energa no puede ser creada ni destruida, slo puede transformarse de un tipo de energa en otro"

Da una definicin precisa del calor, y lo identifica como unaforma de energa. Puede convertirse en trabajo mecnico yalmacenarse, pero no es una sustancia material.

Experimentalmente se demostr que el calor, que originalmentese meda en unidades llamadas caloras, y el trabajo o energa,medidos en julios, eran completamente equivalentes. Unacalora equivale a 4,186 julios.

Primera ley de la termodinmica



La segunda ley dice:

"solamente se puede realizar un trabajo mediante el paso del calor de un cuerpo con mayor temperatura a uno que

tiene menor temperatura"

Al respecto, siempre se observa que el calor pasaespontneamente de los cuerpos calientes a los fros hastaquedar a la misma temperatura.

La energa trmica representa la energa total de un objeto, esdecir, la suma de sus energas moleculares cintica y potencial.

Segunda ley de la termodinmica



Cuando dos objetos con diferente energa trmica se ponen encontacto se transfiere energa de uno al otro. Esta transferenciade energa contina hasta que el sistema alcance una condicinestable, llamada equilibrio trmico.

La segunda ley de la termodinmica da, adems, una definicinprecisa de una propiedad llamada entropa (fraccin de energade un sistema que no es posible convertir en trabajo).

La entropa puede considerarse como una medida de loprximo o no que se halla un sistema al equilibrio; tambinpuede considerarse como una medida del desorden (espacial ytrmico) del sistema.




La segunda ley afirma que laentropa, o sea, el desorden, de unsistema aislado nunca puededecrecer; por tanto, cuando unsistema aislado alcanza unaconfiguracin de mxima entropa, yano puede experimentar cambios yaque ha alcanzado el equilibrio y esmuy improbable que una vezalcanzado el equilibrio y los doscuerpos se encuentren a la mismatemperatura se produzca nuevamenteuna variacin tomando en cuenta queel sistema est aislado.




El tercer principio de la termodinmica afirma que "el ceroabsoluto no puede alcanzarse por ningn procedimiento queconste de un nmero finito de pasos, pues el cuerpo osustancia debera de estar totalmente aislado de cualquierfuente de calor, lo que no es posible..

Es posible acercarse indefinidamente al cero absoluto,pero nunca se puede llegar a l".

El cero absoluto de temperatura (0 K o -273 C) es latemperatura ms baja que tericamente se podra alcanzarse.En el cero absoluto las partculas del cuerpo o sustanciaestaran sin movimiento. Esto es, no tendran energa cintica.

Tercera ley de la termodinmica



En 1924, Albert Einstein y elfsico indio SatyendranathBose predijeron la existenciade un fenmeno denominadoCondensado de Bose-Einstein. En dicho estado, loselectrones se agrupan en elnivel de energa ms bajo.

Cero absoluto

Este fenmeno se confirm en 1995 por Cornell y Weiman queenfriaron una pequea muestra de tomos hasta slo algunasbillonsimas de grado (0,000.000.001 K) sobre el cero absoluto.Por este hito ganaron el Premio Nobel de Qumica el ao 2001.



Cero absoluto



Gustav Kirchhoff en 1862, introdujo el nombre de cuerpo negro.Toda la materia emite radiacin electromagntica cuando seencuentra a una temperatura por encima del cero absoluto. Laradiacin electromagntica emitida por un cuerpo a unatemperatura dada, es un proceso espontneo y procede de unaconversin de su energa trmica en energa electromagntica.

Tambin sucede a la inversa, toda la materia absorbe radiacinelectromagntica de su entorno en funcin de su temperatura.Un objeto que absorba toda la radiacin que incide sobre l atodas las frecuencias se denomina cuerpo negro.

Ley de Kirchhoff



La ley de Kirchhoff establece que si un cuerpo (o superficie) esten equilibrio termodinmico con su entorno, su emisividad esigual a su absorbancia ( = ).

La energa emitida depende de la naturaleza de la superficie;as, una superficie mate o negra tiene un poder emisor mayorque una superficie brillante. As, la energa emitida por unfilamento de carbn incandescente es mayor que la de unfilamento de platino a la misma temperatura (un mal reflector esun buen emisor, y un buen reflector es un mal emisor). La ley deKirchhoff establece que un cuerpo que es buen emisor deenerga es tambin buen absorbente de dicha energa. As, loscuerpos de color negro son buenos absorbentes.

Ley de Kirchhoff



La ley de Kirchhoff tambin establece que:

La suma de la radiacin que sale de la superficie de un objeto es igual a uno (1)

+ p + t = 1 = absorcinp = reflexint = transmisin

Del 100% de la radiacin que sale de la superficie de unasuperficie, un porcentaje es emitido, otro reflejado y otrotransmitido.

Ley de Kirchhoff



Cuerpos negros



Cuerpos gris



Cuerpos negros



Los cuerpos tienen otra propiedad fundamental, que permitedeterminar si ellos estn en equilibrio trmico con otros objetos.A esta condicin se le llama temperatura. Se dice que dosobjetos estn en equilibrio trmico si y solo si tienen la mismatemperatura.

Entonces, temperatura es simplemente, una medida de laactividad molecular. La ciencia que estudia la medicin de latemperatura se llama termometra.

Temperatura



La medicin de temperatura ms ampliamente utilizada entrabajos cientficos es la escala Celsius ya que hay 100divisiones entre el punto de ebullicin del agua y su puntode congelacin. Es llamada con frecuencia escala centgrada.

Otra escala de medicin de la temperatura fue desarrollada en1714 por Gabriel Daniel Fahrenheit. En esta escala el punto decongelacin del agua es 32F y el de ebullicin 212F.

La escala absoluta de temperatura referente a la centgrada, esla Kelvin (K), equivalente a 273 C aproximadamente; y lareferente a la Fahrenheit es la escala Rankin (R) equivalente a 460 F aproximadamente.

Temperatura



Temperatura



Unidades de transferencia de calor:

F = C * 1,8 + 32C = (F - 32) / 1,8K ~ C + 273R ~ F + 460

Estas ecuaciones son utilizadas para convertir de una escala aotra, sin embargo para conversiones entre diferencia o variacinen temperaturas (t), se debe utilizar la siguiente relacin:

F = C * 1,8

Temperatura



Temperatura

41

77

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 5 10 15 20 25 30 35

E

S

C

A

L

A

F

a

h

r

e

n

h

e

i

t

ESCALA CENTGRADA

F = 68

C = 20



Es la energa trmica que fluye entre dos cuerpos o medios encontacto, desde el ms caliente al menos caliente.

El calor es simplemente otra forma de energa que puedemedirse slo en funcin del efecto que produce y se mide en trestipos de unidades.

Una CALORA (cal) es la cantidad de calor necesaria paraelevar en un grado centgrado la temperatura de 1 g de agua.

Una KILOCALORA (Kcal) cantidad de calor para elevar en ungrado centgrado la temperatura de un kilogramo de agua.

Una UNIDAD TRMICA BRITNICA (Btu) es la cantidad decalor necesaria para elevar en un grado Fahrenheit latemperatura de 1 libra de agua.

Calor



La diferencia entre calor y temperatura se puede explicar con elsiguiente ejemplo: Se a llenados una botella y una copa conagua a una misma temperatura, 80C. En este caso, el agua delos dos recipientes estn en equilibrio trmico (mismatemperatura); pero con energa trmicas (calor) muy diferentes.

Si se mezclan no habr transferencia de energa a pesar de quela energa trmica es mucho mayor en el agua de la botella yaque tiene mayor cantidad de molculas.

Si se vacan ambas sobre cubos de hielo, el agua de la botelladerretir mayor cantidad de hielo que el de la copa, indicandoque el agua de la botella tiene mayor energa trmica que el dela copa.

Calor



Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto slido o un fluido, esta una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, latransferencia de energa trmica, tambin conocida comotransferencia de calor o intercambio de calor, ocurre de talmanera que el cuerpo y su entorno alcancen el equilibrio trmicosin flujo neto de materia.

La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo mscaliente a uno ms fro, como resultado de la Segunda ley de latermodinmica. Cuando existe una diferencia de temperaturaentre dos objetos en proximidad uno del otro, la transferencia decalor no puede ser detenida; solo puede hacerse ms lenta.

Transferencia de calor



Existen tres tipos de procesos de transferencia de calor:

Conduccin: transferencia de calor que se produce a travs deun medio estacionario (que puede ser un slido) cuando existeun gradiente de temperatura.

Conveccin: transferencia de calor que ocurrir entre un fluidoen movimiento cuando estn a diferentes temperaturas.

Radiacin: en ausencia de un medio, existe una transferencianeta de calor por radiacin entre dos superficies a diferentestemperaturas, debido a que todas las superficies contemperatura finita emiten energa en forma de ondaselectromagnticas.




La conduccin tiene lugar en la transmisin de calor en cuerposslidos. Cuando se calienta un cuerpo, las molculas quereciben directamente el calor aumentan su vibracin y chocancon las que las rodean; estas a su vez hacen lo mismo con susvecinas hasta que todas las molculas del cuerpo se agitan, poresta razn, si el extremo de una varilla metlica se calienta conuna flama, transcurre cierto tiempo hasta que el calor llega alotro extremo.

Fundamentos de la conduccin



La conduccin es el nico mecanismo de transmisin del calorposible en los medios slidos opacos (todos aquellos queimpiden pasar la luz, es decir, lo contrario de transparente otranslcido).

El calor no se transmite con la misma facilidad por todos loscuerpos. A aquellos materiales que permiten el paso del calor atravs de ellos son denominados "buenos conductores delcalor", y aquellos que oponen mucha resistencia al paso decalor se los denomina "malos conductores o aislantestrmicos".




La ley de Fourier establece que la tasa de transferencia de calorpor conduccin en una direccin dada, es proporcional al reanormal a la direccin del flujo de calor y al gradiente detemperatura en esa direccin.

q A * Tq = k * (A * T)/L

Donde

A: rea normal a la direccin del flujo de calor.L: Largo del paso o el espesor del material.T: Gradiente de temperatura.k: Factor de proporcionalidad conocido como conductividadtermal del material.




Cuando de hace anlisis termogrfico, se debe tomar en cuentaesta ley ya que por ejemplo, en instalaciones elctricas, mientrasms grande el dimetro del cable, mayor ser la cantidad decalor transferido y en elementos mecnicos como carcasas, elaluminio tiene mayor conductividad trmica que el acero por lotanto este conduce ms calor.

Tambin se debe tomar en cuenta que en termografa infrarroja,solo se puede detectar el calor de la superficie.




Esto significa que en todo momento se desconocer latemperatura del interior de los cuerpos, por lo que se debeprestar especial atencin (en cuanto a la conductividad trmicade la superficie) cuando los objetos a analizar estn cubiertospor xidos, sedimento, obstrucciones, acumulaciones, etc.

O cuando el objeto est provisto de una carcasa con o sinsistema de refrigeracin como en el caso de los motoreselctricos donde la diferencia de temperatura entre la superficiede la carcasa y su interior es de aproximadamente 20 C. A estose le conoce como observacin indirecta.



Conductividad trmica en W / (K*m)Material k Material k Material k

Acero 47 - 58 Corcho 0,03 - 0,04 Mercurio 83,7Agua 0,58 Estao 64,0 Mica 0,35

Aire 0,02 Fibra de vidrio 0,03 - 0,07 Nquel 52,3Alcohol 0,16 Glicerina 0,29 Oro 308,2Alpaca 29,1 Hierro 80,2 Parafina 0,21

Aluminio 209,3 Ladrillo 0,80 Plata 406,1 - 418,7Amianto 0,04 Ladrillo

refractario0,47 - 1,05 Plomo 35,0

Bronce 116 - 186 Latn 81 - 116 Vidrio 0,6 - 1,0Zinc 106 - 140 Litio 301,2 Cobre 372,1 - 385,2

Madera 0,13 Tierra hmeda 0,8 Diamante 2300Titanio 21,9



Tambin se debe tomar en cuentaque, la transmisin de calor no solose propaga unidireccionalmente,sino que puede propagarselateralmente, de forma tal que elcalor rodee discontinuidades odefectos superficiales como:picaduras, porosidad, corrosin,fisuras, pequeas inclusiones,defectos de laminacin, etc.impidiendo observar contraste odiferencia termal en la superficie.




Los slidos conducen calor en unpatrn progresivo de enfriamientodisminuyendo el patrn de sangradoy manchado que es la zona queirradia ms calor.

Los metales son buenosconductores de calor por lo quepresentan un patrn de sangradodistribuido con poca irregularidad alo largo de la superficie. Si presentacambios abruptos pueden deberse ala emisividad, estructura o reflexin.

Patrones de conduccin



En cables elctricos, el calentamiento puede indicar problemasde tamao correcto de calibre o desbalance de fase.

Patrones de conduccin



En lquidos y gases la conveccin es usualmente la forma mseficiente de transferir calor. Tiene lugar cuando un volumen defluido caliente asciende hacia la regin de fluido fro, cuando estoocurre, el fluido fro desciende tomando el lugar del fluido calienteque ascendi.

La conveccin es un fenmeno de transporte (materia y energa)producido por la diferencia de densidad. Cuando un fluido secalienta, se expande; en consecuencia su densidad disminuye.

Cuando un fluido caliente se mueve en contacto con unasuperficie fra, el calor se transfiere hacia la pared a un ritmo quedepende de las propiedades del fluido y si se mueve porconveccin natural, por flujo laminar o por flujo turbulento.

Fundamentos de la conveccin




El cable secalienta porconduccinpor ser unslido; peroPor qudisminuye latemperaturaal alejarse dela falla?

El cable caliente se encuentrasumergido en un fluido ???



La radiacin es un mtodo de transferencia de calor que tomalugar entre dos cuerpos separados como resultado de la emisiny recepcin de ondas electromagnticas.

Fundamentos de la radiacin

La transferencia de calor porradiacin no depende del tipode material (slido, lquido ogaseoso) y puede realizarse atravs del vaco a la velocidadla luz, sin el soporte de ningnmedio material. Es de estaforma como el calor del solllega a la tierra.



El aire en reposo tiene unabaja conductividad trmica,pero deja pasar librementela radiacin de calor. El calorirradiado pude atravesar unahabitacin de pared a paredsin afectar el aire que esten el interior, tal y como laenerga trmica de unafogata puede calentar lasmanos de una persona sinentrar en contacto directocon ella.



OPERACIN DE LOS EQUIPOS DE INFRARROJO


Funcionamiento de las cmaras infrarrojas

El proceso por el cual una cmara trmica transforma la energatrmica en la luz visible se compone de cinco pasos bsicos.

1. Utiliza un lente especialmente diseado para enfocar laradiacin infrarroja que se emite de todos los objetos dentrodel campo de visin del lente de la cmara.



2. Los detectores infrarrojos (microbolmetros) son utilizadospara explorar esta radiacin enfocada. Los detectores son losencargados de crear lo que se llama un termograma, o unmapa de temperatura.

3. La termografa se traduce en impulsos elctricos.4. Los impulsos elctricos son enviados a una unidad de

procesamiento de seales en los que se traducen en datos.La unidad de procesamiento de seales es un pequeo chipque est incrustado en una placa de circuito, que se utilizapara traducir los impulsos elctricos en datos utilizables.

5. Una vez traducida, la unidad de procesamiento de sealesenva los datos a la pantalla donde se convierte en visiblepara el espectador.


Mitos de las cmaras termogrficas

1. Las cmaras infrarrojas pueden ver debajo de la superficie delobjeto.Falso. Las cmaras infrarrojas solo ven la superficie del objetoy calcula la temperatura de tres fuentes para totalizar laenerga calorfica (energa reflejada, energa transmitida yenerga emitida)

2. Todos los materiales se pueden medir fcilmente con unacmara infrarrojaFalso. Los materiales opacos de alta emisividad proveenmejor medicin ya que en la mayora de ellos se conoce suemisividad exacta. Para materiales de baja emisividaddebemos compensar la temperatura reflejada para obteneruna medicin aproximada.



3. El color de la superficie impactara la medicin de temperaturadel objeto

Falso. La emisividad no est relacionada con los colores sinocon la radiacin que reflejan los objetos.



4. Las cmaras termales nunca deben usarse a la luz del da.

Falso. Las cmaras termales no operan en el espectro de luzvisible sino en el espectro infrarrojo, por tanto no detectan laluz visible. Por otro lado apagar la luz no ayuda en nada.



5. Mientras ms grande sea la sensibilidad termal mejortrabajara la cmara para mi aplicacin termal

Falso. Las cmara termogrficas de alta sensibilidad son muycostosas por tanto es mejor determinar los requisitos de laaplicacin. Para la mayora de las inspecciones y aplicacionesde ingeniera 1C es ms que suficiente.

6. Mientras ms cara sea la cmara infrarroja, mejor trabajarapara mi aplicacin, especialmente en trminos de sensibilidady rango de temperatura.

Falso.


Revisin de las caractersticas yfunciones de los equipos

Debido a la influencia de laemisividad y la variacin defondo, se producen lecturasde temperaturaincompensables captadaspor un radimetro infrarrojo.A estas lecturas se lesconocen como latemperatura aparente de unobjeto. La temperaturaaparente es causada pordiferentes emisividades.




Para garantizar la exactitud de medicin, los radimetros infrarrojosdeben ser calibrados peridicamente. Aunque los termgrafos suelendiscutir sobre la calibracin, hay confusin en cuanto a su aplicacin ysu significado con respecto a estos instrumentos radiomtricos.

Normalmente, los instrumentos IR (Infrarrojos) son calibrados overificados anualmente. A menudo se hace un simple y nico punto devalidacin de su radiometra, antes de realizar una exploracin. Lavalidacin es un concepto para garantizar, y normalmente no requieretanto tiempo como en la calibracin.

La certificacin de la calibracin se destina a la calidad y a proporcionarun instrumento jurdico para un fabricante, usuario o cliente, paragarantizar los valores de una realidad fsica.

Calibracin de equipos termogrficos



En su forma ms simple, la certificacin es un documentodestinado a ser trazable, para la exactitud repetible en lasdeclaraciones, la identidad de instrumentacin, los titulares deinstrumentacin y los ejecutantes de la calibracin

Si enva su equipo de cmaras termogrficas infrarrojas acalibrar, hay probabilidades de que el cuerpo negro se use.

Para abaratar el costo de calibracin, se puede congelar aguadestilada o simplemente llevarla al punto de ebullicin, y observarla temperatura del envase con su radiometra.




Para ello se requiere:

1. Garanta de que el envase sea lo suficientemente grande como para asegurar que el tamao de la superficie observada sea mayor que su radiometra.

2. Que la superficie del envase observado sea plana y perpendicular al plano del observador.

3. Que la iluminacin y otras fuentes de calor impacten mnimamente.

4. Que use contacto trazable termomtrico para garantizar la espera de lectura.




Es recomendable mantener registros de las calibraciones tal cual uninforme de inspeccin termogrfica y comparar entre lecturasanuales, a fin de examinar el dnde, cundo y cmo desempear lacalibracin.Un programa de calibracin regular pueda contener las siguientesacciones:1. Realizar una verificacin completa de la operacin de la

cmara.2. Verificar la calibracin del sistema de fusin y la alineacin

del lser, si aplica.3. Verificar todos los cables internos y sus conexiones.4. Limpiar el visor y verifican el sistema ptico.5. Actualizar los programas internos de la cmara a su ltima

revisin.6. Realizar reparaciones menores.




7. Verificar y/o re-ecualizan de ser necesario cada rango detemperatura para una imagen uniforme.

8. Verificar la calibracin de los lentes y/o Lentes especiales9. Verificar la compensacin de la temperatura ambiente de ser

necesario.10. Recalibrar para asegurar cumplimiento con las

especificaciones del fabricante.11. Calibrar los rangos de temperatura hasta +1500C cuando

aplique.12. Realizar procedimientos aprobados para las pruebas de

aceptacin y calidad.13. Proveer el sello de calibracin con fecha prxima de

expiracin.14. Proveer el certificado de calibracin. (Opcional, certificado de

calibracin extendida con sus valores de medicin).




Enfoque

Los problemas ms comunes con la mayora de las imgenestermogrficas son debidos a la captura de imgenes desenfocadas.Esto hace que el anlisis y la evaluacin sea cada vez ms difcilporque una imagen termogrfica desenfocada puede generar unadisminucin de la temperatura real sobre todo si estamos midiendopuntos muy calientes.

Perspectiva

Se debe mantener el objeto de inters lo ms grande posible conperspectiva conforme a sus alrededores

Operacin de los equipos



Composicin

De manera similar con la composicin de una fotografa. Es importantemostrar la relacin con el rea circundante y asegurarse que se muestre elproblema y sus causas.

Rango trmico

El rango de temperatura de una cmara termogrfica son los valoresmximos y mnimos de temperatura que una cmara infrarroja puede medircon precisin.

La mayora de cmaras cumplen con el rango de temperatura requeridopara la mayora de aplicaciones; sin embargo, existen casos especialesdonde las temperaturas a medir son extremadamente altas y se requiereque la cmara sea calibrada en su rango ms alto de temperatura.




Los Objetos fuera de rango trmico pueden ser difciles de ver; adems, queno podrn ser medidos con precisin.

Otra cosa que hace que el anlisis termogrfico sea cada vez ms difcil es eluso incorrecto del rango de temperatura, mientras se realiza la captura deinfrarrojos.

La medicin de un objeto con una alta temperatura mediante un rango detemperaturas bajo puede causar que la imagen tomada aparezca confusaporque no se puede determinar el punto ms caliente del objeto debido a quela termografa se mostrar de color blanco (por ejemplo, si el objeto tiene unpunto caliente de 300 C y usamos un nivel de temperatura de -40 a 120 Cslo se ver una imagen en blanco en la pantalla de su cmara termogrfica).

El Uso de un nivel adecuado de temperatura le proporcionara una mejorimagen para su anlisis y para la posterior determinacin de la fuente delproblema.




Span Trmico

En termografa el "span" trmico se refiere a la diferencia entre elajuste de temperatura alto y bajo de una imagen infrarroja.

El control del "span" pude ser ajustado en manual o automtico.

Manual.- Remueve o satura las areas con temperaturas altas obajas que no estn relacionadas con el objeto de inters.

Automtico.- Los problemas potenciales se pueden verparcialmente ocultados por altas temperaturas




Nivel trmico

Nivel trmico es el punto medio del "span". La identificacin delas zonas afectadas, as como el nivel trmico de los daos,constituyen la informacin necesaria para decidir sobre suposterior reparacin.

Por ejemplo, la existencia de zonas calientes en los elementos deinstalaciones que trabajen a un nivel trmico medio o alto,corresponden normalmente a prdida o degradacin deaislamiento, tanto interno (refractarios), como externos (calorfugado). Debido probablemente a zonas afectadas por corrosin,soldaduras defectuosas, obstrucciones y fugas, etc.




Resolucin

La resolucin de una cmara infrarroja depender del detector(micro bolmetro), del lente y de la trayectoria ptica.

Resolucin 120 x 120 Resolucin 120 x 160 (Detector)

Resolucin 240 x 320(Lente)

Resolucin 480 x 640(Trayectoria ptica)




Comparacin entre distintas resolucionesOperacin de los equipos



La resolucin una relacin respecto a la distancia en metros y alrea en milmetros cuadrados, dando da como resultadomiliradianes [mRad]. Existen dos tipos de resolucin, la espacial yla de medicin.

Resolucin espacial.- Es el ms pequeo detalle que puede serresuelto y al ser multiplicada por la distancia en metros nos indicael rea en milmetros cuadrados representado por cada pixel. Porejemplo, si una cmara tiene una resolucin espacial de 2,2mRad y se toma una termografa de un objeto situado a 10 m dedistancia, cada pixel de la termografa representar unasuperficie de 22 mm2 de dicho objeto.




.

rea representada por un pixel a diferentes distancias




Resolucin de Medicin.- Es el menor detalle que puede ser medido ya que un objeto puede ser visto pero puede estar muy pequeo o distante para medirlo con precisin

El tamao del detector de los lentes y la distancia definen el tamao mnimo de lo que podemos ver y de lo que podemos medir.

En la figura 38 se indica un punto caliente en una fusilera, pero no se lo puede medir. Al acercarse se puede medir resolviendo en parte el problema de la resolucin de medicin.

Figura 37. Comparacin entre distintas resoluciones




Distancia

La distancia tambin se convierte en un factor importante entermografa. Esto est relacionado con dos cosas, primero con laresolucin espacial de la cmara (figura 37) y segundo con lacondicin atmosfrica.

El conocimiento de la resolucin de su cmara termogrfica esimportante debido a la capacidad de la cmara para capturar elpunto ms pequeo en un rea de 1 pxel. Se debe acrquese losuficiente a su objeto para que pueda obtener una lecturacorrecta.




Paleta de colores

Las paletas de color desempean un papel importante en elanlisis termogrfico ya que segn sean elegidas representarande mejor manera o no la distribucin trmica del objeto. Sinembargo, la decisin de cual paleta usar depende del termgrafo.Por ejemplo, las paletas arco iris por lo general se usan entuberas, ya que mejoran la distribucin trmica de infrarrojos enel objeto. Este es simplemente un hbito no demasiadosignificativo en los resultados.




Figura 38. Visualizacin aplicando distintas paletas de colores




Sensibilidad

La sensibilidad trmica, es la resolucin termal o diferencia detemperatura equivalente de ruido (NETD: Noise EquivalentTemperature Difference).

La sensibilidad trabaja con el cambio en temperatura mspequeo en la superficie del objeto que puede ser claramentedetectada por la cmara. La sensibilidad de la temperatura esexpresada por el trmino diferencia de temperatura mnimaresoluble (MRTD: Minimum Resolvable Temperature Difference).

Una cmara infrarroja tpicamente puede tener un MRTD de 0.1C a unos 30C de temperatura del objeto. Mientras ms alto seael valor MRTD, menos sensitiva es la cmara a los cambios de




Portabilidad

Es un factor clave al seleccionar su sistema infrarrojo, ya que en muchos casospara cumplir con las rutas de inspeccin se requieren de arduas horas de lobarque podran resultar agotadoras.

Paleta de colores

Las paletas de color desempean un papel importante en el anlisis termogrficoya que segn sean elegidas representaran de mejor manera o no la distribucintrmica del objeto. Sin embargo, la decisin de cual paleta usar depende deltermgrafo. Por ejemplo, las paletas arco iris por lo general se usan en tuberas,ya que mejoran la distribucin trmica de infrarrojos en el objeto. Este essimplemente un hbito no demasiado significativo en los resultados.

Por tanto se debe considerar aspectos como el peso total de la cmara ms labatera, la comodidad ergonmica, tamao de la cmara y la posibilidad demaniobra completa con una sola mano.




2.3.4 Obtencin de imgenes ptimas

Para obtener imgenes termogrficas ptimas, se debe tomar en cuentarealizar tres ajustes y cuatro factores crticos indicados en la tabla V.

TABLA V. OBTENCIN DE IMGENES PTIMASAjustes crticos Factores crticos

Enfoque de la cmara Correccin de emisividadRango de temperatura Carga del equipoDistancia deoperacin

Entender mediciones directas e indirectas

Entender los efectos y limitaciones del clima




Reconocimiento y manejo de los reflejos

Una vez identificado un posible problema, este debe ser revisadodesde diversos ngulos o perspectivas para confirmar que nuestrodiagnostico sea correcto ya que si al observarlo desde otro ngulodesaparece o se mueve, se podra tratar de un reflejo y no de unmodo de falla.

Figura 39. Efecto del reflejo en una termografa de un transformador




Reconocimiento y manejo de la conveccin

El viento influye en la diferencia de temperatura. Cuando la velocidad del viento aumenta, algunos puntos calientes pueden pasar desapercibidos desestimando su temperatura y severidad. La conveccin se produce tambin en interiores.

Mientras sea posible, evite realizar inspecciones cuando el viento sea mayor de 16 km/h (kph). Use un "span" estrecho y busque aun pequeas diferencias.

Figura 40. Efecto del viento en termografa



MEDICIN DE TEMPERATURA


Medicin de temperatura

Funcion de medicin

Las salidas que producen las cmaras infrarrojas varan en funcin del soporte de video o almacenamiento que incorporen, como por ejemplo el formato digital o la salida convencional PAL (Phase Alternating Line) o NTSC (National Television SystemCommittee), etc.

Figura 41. Efecto del viento en termografa



Mediciones de temperatura precisas

Cmo ya se ha indicado anteriormente, la cmara detecta la radiacin infrarroja, pero esta radiacin podra ser reflejada, transmitida o emitida y de estas, solo la radiacin emitida indica la temperatura del objeto.

Radiacin transmitida.- La radiacin puede ser trasmitida en aquellos materiales total o parcialmente transparentes para la luz infrarroja que son aquellos en donde estas ondas pueden traspasar, tal cual la luz visible traspasa un vidrio. En estos casos la cmara podra estar registrando radiacin proveniente de una fuente de calor que se encuentre detrs del objeto.

Como parte de estos materiales se puede encontrar a algunos polmeros de pelculas delgadas, algunos cristales de sales, materiales para lentes, etc.

La mayora de los materiales son opacos (no transparentes) y el vidrio comn solo deja pasar las ondas cortas cercanas a la luz visible.



Mediciones de temperatura precisasRadiacin emitida.- es la radiacin electromagntica producida por la energa interna total de un cuerpo y es la nica de las tres que se utilizada para cuantificar su temperatura.

Radiacin reflejada.- es la radiacin proveniente de otras fuente de calor que se reflejan en la superficie del objeto observado. Cuando miramos cuerpos reales opacos, vemos ambas, la reflejada y emitida combinadas, por esta razn es importante hacer una correccin especificando su emisividad.



EmisividadLa emisividad, llamada antiguamente emitancia, es lacapacidad de un objeto para emitir energa infrarroja y sedefine como la razn entre la energa emitida por lasuperficie y la energa que sera emitida por un cuerponegro a la misma temperatura. Cuanto ms pequeo seael valor de la emisividad, menor ser la reflexin de dichasuperficie, siendo 1,0 el valor mximo.

La emisividad puede tener un valor de 0 (espejo brillante,reflector perfecto) a 1,0 (radiador de Planck, emisorperfecto).



La mayora de las superficies orgnicas, pintadas (decualquier color), oxidadas y las cintas de aislar tienenvalores de emisividad cercanos a 0,95. En estas lasmediciones son confiables y repetibles. Si se va a realizarinspecciones cualitativas, se debe utilizar emisividades deentre 0,9 y 1,0. Si se requiere medir valores reales detemperatura, se debe utilizar la emisividad propia delmaterial que se vaya a medir.



Los valores de la emisividad de la tabla VI deben utilizarse solocomo gua, sobre todo en valores menores a 0,60 por serinestables y ser muy difcil obtener mediciones reales aunque seajuste el valor de la emisividad porque tienen una alta reflexintrmica.

Otro de los factores que altera las mediciones de temperatura es elngulo de visin. Se debe mantener el ngulo de visin de lacmara tan perpendicular como sea posible a la superficie que sedesea termografiar.

En algunos casos al cambiar el ngulo de visin, cambia tambinla distribucin de calor de la termografa o vara la forma del objetoe incluso los objetos curvos podran parecer estar a temperaturadiferente.



Efecto del ngulo de visin en termografa



Prevencin de erroresEl primer factor que se debe tomar en cuenta en la prevencin deerrores es la relacin distancia tamao del objeto. A menudo secometen errores de medicin cuando el objeto es ms pequeoque el rea mnima observable. Las temperaturas del medio sonintegradas a las lecturas del instrumento, por tanto se debeasegurarse de estar a una distancia propia para la medicin.

Esta distancia tampoco debe ser demasiado corta, porqueprovocara errores de apreciacin y en este caso tampoco sepodra interpretar adecuadamente la termografa.



Figura 43. Errores de relacin distancia tamao del objeto



Cuando el objeto se encuentre una tanto alejado, se debe usarlentes apropiados para esta aplicacin. Es de gran utilidad,adems de contar con el lente estndar de la cmara, tener lentesde ngulo ancho y telefotos.

Cada lente debe ser calibrado en forma particular a la cmaratermogrfica.

Figura 44. Errores de distancia focal



Por otra parte, un mal enfoque impedira distinguir correctamente elobjeto bajo observacin y distorsionara la emisividad que llega a lacmara atenundola, por tanto la temperatura del objeto pareceramenor. En conclusin, un mal enfoque llevara a un diagnsticoerrneo.

Figura 45. Errores de enfoque



Otra accin para la prevencin de errores consiste en la seleccinadecuada de la cmara con respecto al rango de temperatura y nivelen funcin de la temperatura promedio de los puntos calientes que sedeseen medir.

Algunos problemas pueden pasar desapercibidos por el termgrafo, sino hace una seleccin apropiada de los rangos de temperatura y elnivel o sensibilidad de la cmara.

Figura 46. Errores de rango de temperatura



Se debe considerar tambin que la resolucin es un factor muyimportante para la seleccin de una cmara termogrfica. No todas lascmaras pueden utilizarse para todos los trabajo.A mayor resolucin mejor calidad de imagen termogrfica y arrojamayores detalles.

Figura 47. Errores de resolucin



El medio ambiente y el equipo de soporte

Caractersticas de las superficies de los objetos

Las superficies muy pulidas y reflectantes, como espejos oaluminio pueden no ser idneas para este tipo de medicin. Estose debe a dos factores que son el poder reflectante y latransmisibilidad. El primero es la capacidad de un objeto dereflejar la radiacin infrarroja, y la segunda es su capacidad detransmitirla.

Otro factor importante es el rea de medida. De hecho, lostermmetros con infrarrojos miden la temperatura media delrea del objeto que se encuentra en el campo de accin delsensor.



Para un buen resultado, es importante que toda el rea a medir esten cuadrado en el campo de visin, sin obstculos entre el medidor yel objeto. Es necesario adems, tener en cuenta el coeficiente pticodel instrumento, es decir, la relacin entre la distancia del objeto y elrea a medir.Las diferencias en temperatura en la superficie del objeto a menudoindican caractersticas importantes para el control de calidad.

Figura 48. Verificacin de llenado por medio de termografa



Ambiente del Objeto

Es la temperatura del aire registrada en el instante de la lectura quevara en funcin de la radiacin de los diferentes objetos. Se puedemedir con un termmetro o con la misma cmara.

Datos atmosfricos

El principal dato atmosfrico a considerar y que es uno de los factorespara la seleccin de la cmara es la temperatura de operacin.

Inspecciones externas en climas extremadamente fros e inspeccionesen hornos y otras aplicaciones en ambientes altos de temperaturarequerirn cmaras con diferentes capacidades ambientales deoperacin.



Las cmaras termogrficas miden la radiacin procedente de unobjeto para calcular su temperatura, sin embargo, es la radiacinemitida por la superficie del objeto y no la reflejada por el mismoprocedente del entorno la que determina su temperatura. Por ello, lascmaras termogrficas a travs del ajuste del parmetro denominado"temperatura de fondo o del entorno" compensan el efecto de laradiacin emitida por el entorno y reflejada en la superficie del objeto.

Algunos parmetros, como el viento en las superficies, influyen en lasmediciones, en particular sobre superficies expuestas al exterior, comolos motores, transformadores, fachadas de edificios, etc.

Por ejemplo, en la inspeccin de la permeabilidad trmica de unapared, se podra estar midiendo la evaporacin de la pared en procesode secado, mientras que el objetivo es buscar la permeabilidadtrmica de la pared. Se debe elegir el momento correcto.



La prdida de calor por conveccin por influencia del viento puedeser importante y enmascarar el calentamiento de un elementodefectuoso.

Para trabajar con el efecto del viento que puede enmascarar lasfallas debe tenerse en cuenta que la temperatura de fondo varasegn las horas del da y la poca del ao, siendo el invierno laestacin ms favorable y las horas de la noche las que dan mayorcontraste.

En el caso de termografas al intemperie se debe aprovechar lanoche utilizando como fondo el cielo, ya que presenta la ventaja dedotar de un gran contraste a las imgenes termogrficas, porposeer una temperatura muy baja, ofreciendo un contraste muyelevado con los elementos elctricos a inspeccionar.



Una toma termogrfica en condiciones complementarias, como lanoche y el da, puede ayudar a eliminar factores y a encontrar lascausas reales de los fallos, ya que por ejemplo el efecto dealmacenamiento de la radiacin infrarroja solar es casi nulo por lamaana, lo cual no ocurre al final de la tarde.Aplicaciones

La aplicacin de la termografa cubre un amplio rango de campos, quevan desde el industrial en varios mbitos hasta el de rescate y clnico.

Inspecciones cualitativas

Consiste en Identificar y localizar los problemas existentes en losdiferentes sistemas inspeccionados, basados en el mtodocomparativo de sus rasgos anormales de operacin, sin cuantificar lacantidad de perdida de calor.



Una diferencia de temperatura entre sistemas similares o reas podrasignificar un problema potencial. Ms del 90% de los trabajos deinspeccin se realizan por comparacin

Un ejemplo de inspeccin cualitativa constituye el anlisis de los tresseccionadores de una red trifsica. En la figura 50 se puede detectarcon una simple mirada que uno de los seccionadores tiene unproblema de conexin aunque no sepamos los valores detemperatura.

Figura 49. Verificacin de llenado por medio de termografa



Inspecciones cuantitativas

Consiste en determinar directamente los valores exactos dela distribucin de temperatura en una temografa. Lahabilidad de obtener medidas cuantitativas se basa en unsistema de imgenes radiomtricas que depende de:

Como se moviliza el calor. Cules son los factores que afectan su transferencia. Fsica implicada en la informacin infrarroja obtenida. Caractersticas del objeto Sensor de la cmara Atmosfera que rodea el objeto



A ms existen otros aspectos que pueden influir de formadirecta en el valor de las medidas cuantitativas como:

Emisividades menor a 0,6 La temperatura reflejada de fondo El estado de calibracin de la cmara Las condiciones ambientales como la velocidad del

viento, presencia de lluvia, etc. Los reflejos



Las inspecciones cuantitativas son efectivas siempre que se garantice:

Un adecuado contraste visual de los puntos calientes en lostermogramas

Que se muestren los diferentes valores de temperatura Que se pueda analizar el T Que se pueda notar una perspectiva y foco correcto.

Figura 50. Inspeccin cuantitativa



Inspecciones elctricas

En electricidad, las anomalas trmicas que pueden ser detectadas entermografas son causadas comnmente por las siguientescondiciones elctricas: Resistencia elctrica Fugas de voltaje Corriente inductiva Sobrecargas elctricas Circuitos abiertos Corto circuitoEn las instalaciones elctricas, los modos falla pueden ser detectadasen el mismo momento de inspeccin antes de que el equipo o sistemasalga de servicio o sufra algn dao costoso. La suciedad o falta detorque entre contactos, circuitos sobrecargados o abiertos, prdidaspor induccin, etc. Son algunos ejemplos de estos modos de falla.



En las instalaciones elctricas, los modos falla pueden serdetectadas en el mismo momento de inspeccin antes de queel equipo o sistema salga de servicio o sufra algn daocostoso. La suciedad o falta de torque entre contactos,circuitos sobrecargados o abiertos, prdidas por induccin,etc. Son algunos ejemplos de estos modos de falla.

En el termograma se puede observar donde est la falla eintuir la causa de la misma. La temperatura en cadacomponente puede compararse fcilmente e identificar elproblema.



1. Enfoque2. Distancia3. Angulo4. Rango de temperatura5. Span trmico6. Velocidad del viento7. Lluvia8. Emisividad9. Reflejos10.Calor de fondo11. Incidencia solar


APLICACIONES


REPORTES


SEGURIDAD DURANTE LA INSPECCIN


NORMATIVA ASOCIADA A LA TERMOGRAFA

Ing. Eduardo HernndezGRUPO DE INVESTIGACIN Y DESARROLLO DEL

MANTENIMIENTO EN EL ECUADOR


BOLVAR BONILLA Y LEOPOLDO FREIRERIOBAMBA - ECUADORTELFS.: (03) 2940256

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El mantenimiento

amigo de la

RENTABILIDAD

El mundo est construido por aquellos que en lugar de

dormir se dedica a planificar su prximo sueo

01 mantenimiento predictivo termografia

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