10 cosas de termografia

8182019 10 Cosas de Termografia

httpslidepdfcomreaderfull10-cosas-de-termografia 121

10 Cosas Que Debes SaberSobre Ventanas Infrarrojas



10 Cosas Que Debes Saber Sobre Ventanas Infrarrojas Copyright copy2010 por IRISS Inc Todos los derechos reservados

Prologo ii

1 iquestQueacute es una ventana infrarroja 1

2 Materiales de lentes de ventanas infrarrojas 3

3 La importancia de emisividad en Termografiacutea Eleacutectrica 7

4 Sepa la transmisioacuten de su Ventana Infrarroja 11

5 Campo Visual (FOV) a traveacutes de una ventana infrarroja 16

6 Instalacioacuten correcta de una ventana infrarroja

20

7 Certificaciones y estaacutendares 25

8 Arcos eleacutectricos NFPA amp OSHA Implicaciones en inspecciones infrarrojas 29

9 Beneficios del programa de ventanas infrarrojas 32

10 Anaacutelisis del costo-beneficio de ventanas infrarrojas 35

ldquoEl conocimiento llega con ojos siempre abiertos y manos

trabajadoras y no existe conocimiento que no sea poderrdquo

- Ralph Waldo Emerson 1803-1882

A nuestros valiosos clientesMi meta es que este libro llegue a clarificar puntos claves cuales forman una gran parte de las preguntassobre ventanas infrarrojas su uso y limitaciones

El uso de ventanas infrarrojas (IR) en aplicaciones industriales ha crecido exponencialmente en los

uacuteltimos cinco antildeos Mucha de la aceptacioacuten reciente ha coincidido con el aumento en el nivel deconciencia de seguridad eleacutectrica y la reduccioacuten de riesgos Organizaciones tales como la OSHA NFPACSA IEEE ANSI y NETA han sido la vanguardia de este movimiento

El uso de ventanas IR para facilitar inspecciones mas seguras y eficientes de equipos eleacutectricosenergizados ha superado la industria infrarroja en general Hoy en diacutea todos los fabricantes de paneleseleacutectricos regularmente instalan ventanas infrarrojas durante el proceso de fabricacioacuten Esto ha sido unimpulso cual ha causado a que muchas empresas modernicen sus equipos

Mientras el uso y la aplicacioacuten de ventanas infrarrojas se continuacutea aceptando la diversidad deaplicaciones continuara creando un gran variedad de preguntas Pero la mayoriacutea de estas se relacionan avarios conceptos principales Yo presento estas recomendaciones y los d etalles teacutecnicos no solo como unfabricante cual entiende los problemas cientiacuteficos y de ingenieriacutea de ventanas infrarrojas pero tambieacutenofrezco mi conocimiento praacutectico como un Termoacutegrafo de nivel III con maacutes de 15 antildeos de experienciaindustrial Es mi perspectiva del consumidor final que hace que IRISS sea uacutenica en la industria ytambieacuten es nuestro enfoque en esta perspectiva cual se refleja en nuestros disentildeos y desarrollos Estaguiacutea nuestra compantildeiacutea y nuestros productos son todos basados en experiencia praacutectica en el mundoreal cual ha sido pulida con aportaciones de nuestros clientes trabajadores y con horas infinitas endisentildeos de programas exitosos de ventanas infrarrojas para compantildeiacuteas mundialmente

Estoy orgulloso al ver que IRISS esta permitiendo que la Termografiacutea sea mas segura y precisa Por sunaturaleza los productos d e IRISS son ldquoMas seguros por disentildeordquo

Martin RobinsonTermoacutegrafo Nivel II IPresidente amp Ingeniero JefeIRISS Inc

Lista de capiacutetulos Prologo

i | irisscom irisscom | ii




iquestQueacute es una Ventana de Inspeccioacuten Infrarroja

DefinicioacutenUna ventana se usa para separar ambientes de presiones o temperaturas diferentes mientraspermitiendo que pase energiacutea a una longitud de onda electromagneacutetica especificada entre losdos ambientes

Una ventana infrarroja (tambieacuten conocida como una ventana de visualizacioacuten panel de visioacutenldquosightglassrdquo puerto o parril la) es un teacutermino geneacuterico usado para describir un punto de inspeccioacutendisentildeado para permitir que la radiacioacuten infrarroja pueda transmitir al ambiente exterior En teacuterminossimples una ventana infrarroja (IR) es un punto de coleccioacuten de informacioacuten para una caacutemara termal

Todas las ventanas IR deben cumplir con los requisitos de fortaleza fiacutesica rigidez y del ambiente de losequipos en cuales se instalan Tambieacuten deben ser compatibles con todos los equipos infrarrojos en uso

Algunas ventanas IR son carcasas con un centro abierto y una cubierta de proteccioacuten Tiacutepicamente lacarcasa de la ventana IR contiene una parrilla o un oacuteptico El disentildeo tamantildeo y material usado se eligendependiendo del campo visual requerido compatibilidad con los lentes de la caacutemara el ambienteprevisto requisitos de sellado y consideracionesde de seguridad

Clasificacioacuten de Ventanas InfrarrojasExploremos los tipos especiacuteficos de ventanasinfrarrojas

Paneles de visualizacioacutenUn panel de visualizacioacuten (u observacioacuten) esuna ventana equipada con un lente dentro deuna carcasa segura Como el lente forma unsello entre los ambientes internos y externosel termoacutegrafo no estaacute expuesto directamente acomponentes energizados (como definido por

NDPA 70ECSAZ462 ldquoenclosedrdquo y ldquoguardedrdquo)Esto significa que no se requieren niveleselevados del Equipos de Proteccioacuten Personal(PPE)

Parrillas de inspeccioacutenUna parrilla de inspeccioacuten es una ventanainfrarroja equipada con una parrilla o mallaen vez de un oacuteptico Las parrillas se usanmayormente en aplicaciones mecaacutenicas paraproteccioacuten maquinarias o instancias donde eloperador desea completar inspeccionesinfrarrojas y de ultrasonido desde el mismolugar de acceso Como implica el nombre alser abierta la parrilla no mantiene el sello IP65NEMA 4 a lo contrario esta es una coleccioacuten deaberturas con la intencioacuten de prevenir dantildeo al plano del gabinete cual puede ser causado por los dedoso herramientas

Puertos de InspeccioacutenLos puertos de inspeccioacuten infrarrojanormalmente no superan los 15mm dediaacutemetro (IPX2) Los puertos contienenlentes o adaptadores especiales Se puedenabrir (igual a las parrillas) o pueden sersellados con un lente (igual a los paneles devisualizacioacuten) Es esencial que el termoacutegrafoentienda la diferencia entre un puertocerrado y uno sellado ndash esto determinara siel equipo eleacutectrico estaacute en una condicioacutenldquoenclosedrdquo (encerrada) o ldquoguardedrdquo(protegida) cual determina los requisitosPPE

Soluciones PersonalizadasCiertas aplicaciones requieren de unasolucioacuten personalizada por ejemplo unrevestimiento metaacutelico puede prevenir el acceso a ciertas ensambladuras o quizaacutes tenemos variasconexiones posicionadas justo detraacutes del panel eleacutectrico de una unidad cual distribuye poder o delcontrol central de motores En estos casos las ventanas IR estaacutendar son impracticables o reducen laflexibilidad de los precios Dependiendo del requisito es posible disentildear ventanas personalizadas cualespermiten la inspeccioacuten de aplicaciones cuales previamente no teniacutean un punto de inspeccioacuten debido aincidentes frecuentes de alta energiacutea (Nota Las decisiones sobre soluciones personalizadas siempredeben involucrar oficiales de seguridad corporativos)

Clasificaciones AmbientalesLa proteccioacuten Ingress y los estaacutendares de integridad del ambiente clasifican lo adecuado que es uncomponente para resistir un ambiente mojado o polvoriento Los dos estaacutendares de proteccioacuten Ingressprincipales cuales se aplican a componentes eleacutectricos son Ingress Protection (IP) y National ElectrialManufacturer Association (NEMA) (Los estaacutendares de proteccioacuten Ingress se discuten con mas detalle enel Capitulo 7)

Cuando se instala una ventana IR es praacutectica estaacutendar asegurar que la clasificacioacuten IPNEMA de laventana sea igual o mas que la del gabinete

Resumen1 ldquoVentana Infrarrojardquo es un teacutermino geneacuterico ndash hay diferentes categoriacuteas disponibles de ventanas

infrarrojas cada una para un uso en particular2 iquestSi se instala en un equipo eleacutectrico energizado la ventana mantiene una condicioacuten ldquoenclosedrdquo

(encerrada) o ldquoguardedrdquo (protegida) para el gabinete iquestAl abrir la ventana se combinan losambientes externos e internos anulando el estado de ldquoenclosedrdquo (encerrada)

3 Los requerimientos de PPE pueden ser dramaacuteticamente diferentes dependiendo de la ventanainfrarroja cual se usa

4 Siempre se debe de buscar y documentar aprobaciones adecuadas para modificacionespersonalizadas

5 Nota las clasificaciones ambientales del panel eleacutectrico Nunca se debe instalar una ventanainfrarroja con una clasificacioacuten menor que la del gabinete

Capitulo 1 Capitulo 1 CONTrsquoD

1 | irisscom irisscom | 2




Materiales de lentes de ventanas infrarrojas

Existen varios tipos de materiales de lentes cuales pueden ser usados en una ventana infrarroja (IR) Cuallente usar se decide dependiendo de la aplicacioacuten el ambiente la longitud de onda y consideracionesde costo Por ejemplo una aplicacioacuten de onda media en la fase de investigacioacuten y desarrollo con unrequisito alto de temperatura ambiental puede usar materiales inadecuados para el monitoreo de ondaslargas en aplicaciones industriales

Tabla 1 presenta una lista parcial de materiales posibles pero no todos son adecuados para ser usadoscomo un lente IR

iquestCuaacutel es el mejor material para una ventana Infrarroja

El Germanio (Germanium) y el Seleniuro de Zinc (Zinc Selenide) estaacuten entre los mejores transmisoresinfrarrojos de banda ancha cuales estaacuten disponibles El Zafiro (Sapphire) es buen transmisor en elespectro de onda media (MWIR) tambieacuten conocida como onda corta Tiene una duracioacuten increiacuteble perono transmite en la onda larga (LWIR) No existe una respuesta exacta a esta pregunta porque dependemucho de la aplicacioacuten Al final los termoacutegrafos deben considerar seriamente el tipo de uso y tambieacuten elambiente donde se usara la ventana IR La instalacioacuten de ventanas en ambientes inadecuados puede serun ejercicio muy costoso si estas fallan mecaacutenicamente o funcionalmente

iquestImporta la durabilidadiquestSeraacuten las ventanas manejadas por cientiacuteficos cuales condicionaran las partes oacutepticas como l os lentescuales son muy fraacutegiles iquestO seraacuten estas instaladas en paneles eleacutectricos cuales seraacuten removidosfrecuentemente y colocados en pisos de cemento durante una limpieza

El estreacutes mecaacutenico puede causar dantildeo en la mayoriacutea de oacutepticos de cristal o puede degradar la estructuracristalina cual aumenta la refraccioacuten y reduce la transmitancia El estreacutes puede ser causado por gotasexposicioacuten a ruidos de frecuencias altas o armoacutenicas o hasta exposicioacuten a vibracioacuten ambiental Laincompatibilidad con el estreacutes mecaacutenico es una de las razones principales por cual la mayoriacutea de cristalesno se consideran adecuados para aplicaciones industriales y ambientes incontrolados

Tabla 1 Materiales usados en la industria IR

iquestCuaacuteles son los factores ambientalesSeraacuten las ventanas usadas en un laboratorio de ambiente controlado o seraacuten instaladas en una faacutebrica oen una sub-estacioacuten afuera

Todos los materiales tienen un Talon de Aquiles Los poliacutemeros no son adecuados para una aplicacioacutende horno De la misma manera muchos cristales como la familia de Fluacuteor son solubles en agua(tambieacuten llamado hidroacutescopicas) hasta cuando son cubiertos con alguacuten material Como estos no puedenmantener una taza de transmisioacuten estable cuando son expuestos a la humedad estos cristales no sonadecuados para la mayoriacutea de aplicaciones industriales Cuidadosamente se debe considerar el ambientede operacioacuten antes de elegir el material del lente de la ventana infrarroja

La adecuacioacuten del uso de Cristales Oacutepticos Tradicionalmente los Cristales de Fluor (Fluoruro de calcio CaF2) y (Fluoruro de bario BaF2) eran losmateriales usados comuacutenmente en materiales oacutepticos de ventanas infrarrojas Sin embargo cuando elFluoruro de bario fue clasificado como un carcinoacutegenoCaF2 se convirtioacute en el preferido

Como se muestra en la Tabla 2 ambos B aF2 y CaF2son hidroscopicos Ha sido una praacutectica estaacutendar elprolongar la vida de estos materiales cubrieacutendolos o

revistieacutendolos con alguacuten material para reducir eldeterioro inevitable debido a la absorcioacuten de lahumedad Aunque cubriendo el cristal reduce su degra-dacioacuten no existe un material que pueda sellarlo comple-tamente El deterioro es tambieacuten acelerado cuando lostermoacutegrafos rozan la carcasa de los lentes con el materialcual cubre el cristal exponiendo la superficie del cristalMas alta la humedad mas raacutepido deteriora la trans-misioacuten del cristal (La estabilidad de la transmisioacuten seexplora con mas profundidad en el Capitulo 3)

Todos los fabricantes de cristales para ventanasdeterminan el requisito de espesor para el diaacutemetro deuna ventana calculando el modulo de ruptura El espesor de la ventana se mantiene constante mientrasel diaacutemetro aumenta la expresioacuten matemaacutetica se muestra en la Figura 1

Modulo de Ruptura

Donde Th = espesor pulgadas DIA = diaacutemetro no soportado pulgadas P = diferencia de presioacuten psi MR = Modulo de ruptura psi

La presioacuten a 1 atm = 147 psi = 101324 kPa

Figura 1

Th =

MR

11(P)(DIA)983218



Material Simbolo QuimicoLongitud de onda

(micro)Reflexion

(Dos superficies)Dureza Knoop

Solubleen H

20

Fluoruro de calcio CaF2

013 - 10 5 158 Si

Zafiro Al20

3015 - 55 14 2000 No

Polimero IR NA 015 - 22 21 NA No

Germanio Ge 18 - 23 53 780 No

Seleniuro de Zinc ZnSe 05 - 22 29 120 No

Fluoruro de bario BaF2

015 - 125 7 82 Si

Tabla 2 Materiales comunes usados en la fabricacioacuten de ventanas IR

Taza de transmisioacuten para materiales diferentes de transmisioacuten IR(material tiacutepico grosor tiacutepico)

Longitud de onda (Micras)

Visible Onda (Media corta)Onda larga




Materiales polimeacutericos de lentesEn los varios antildeos cuales han pasado se ha visto un movimiento hacia el uso de poliacutemeros transmisivoscomo material de lentes debido a su estabilidad y resiliencia inherente Estos materiales no sonafectados por estreacutes mecaacutenico y no sufren de ninguacuten tipo de efecto en la transmitancia Son estables noreaccionan al a humedad agua del mar ni a una amplia lista de aacutecidos y aacutelcalis ndash baacutesicamente son masque adecuados para manejar los rigores del ambiente industrial

Los poliacutemeros son tambieacuten extremadamente resilientes Al ser maleable estos pueden absorber elimpacto en vez de hacerse pedazos Cuando son reforzados con parril las especiales el oacuteptico puederesistir una carga sostenida Como resultado la uacutenica onda larga compatible con un oacuteptico de unaventana IR capaz de pasar las pruebas de impactos estaacutendar (como se exploraraacute en el Capitulo 7) es unpoliacutemero oacuteptico reforzado

Un poliacutemero oacuteptico reforzado puede sostener un espesor consistente a pesar del diaacutemetro de la ventanaporque las ceacutelulas del material de reforzamiento permanecen en un d iaacutemetro consistente Un espesorconsistente en el oacuteptico produce una taza de transmisioacuten consistente ndash sin importar el tamantildeo dela ventana

Las uacutenicas aplicaciones donde el uso de poliacutemeros oacutepticos no es adecuado es donde se espera quela temperatura ambiental (no la temperatura del objetivo) exceda 200degC (392degF) Aun asiacute como otrosmateriales polimeacutericos usados en paneles eleacutectricos las ventanas de poliacutemero deben pasar las pruebasestrictas de inflamabilidad e impacto prescritos por UL Las clasificaciones dentro de UL94 toman enconsideracioacuten bull Tamantildeo y espesor de la pieza bull Distancia de piezas vivas (live) no aisladas

bull Encendido de cable caliente bull Encendido de Arco eleacutectrico de corriente alta bull Taza de rastreo de Arco de voltaje alto

No es necesario usar una foacutermula para entender elconcepto Si tratas de romper un palo notaras q ue es masfaacutecil romper un palo mas largo que tratar de romper unaparte mas pequentildea del mismo palo Lo mismo se aplica alos cristales Mas grande es el cristal mas fraacutegil seraacute al|menos que se aumente su espesor Sin embargo se debenotar que aumentando el espesor de materiales va a reducirla transmitancia de ese material y tambieacuten afectara las lec-turas de temperaturas (Ver el Capitulo 3 para mas detalles)

El grafico debajo muestra el espesor miacutenimo requeridopara que un cristal de Fluoruro de calcio pueda resistir unapresioacuten especificada

Como muestra La Tabla 4 si CaF2 puede resistir 147 psi (1 atmosfera) de presioacuten el espesor miacutenimorequerido para una ventana de dos pulgadas de diaacutemetro es 28 mm un cristal de tres pulgadas dediaacutemetro debe ser 42 mm de espeso y un cristal de cuatro pulgadas de diaacutemetro debe ser 56 mmde espeso Vale la pena notar que un panel eleacutectrico resistente a Arcos eleacutectricos esta tiacutepicamenteconfigurado para que los conductos de plenum abran justo a 25 psi para desviar las fuerzas a la direc-cioacuten opuesta de los paneles donde las personas trabajan A 25 psi (la fuerza miacutenima cual una ventanaoacuteptica siente durante un incidente de un arco eleacutectrico) la ventana de cristal de dos pulgadas requiereun espesor miacutenimo de de 37 mm un cristal de tres pulgadas debe tener un espesor miacutenimo de por lomenos 55mm y un cristal de cuatro pulgadas requiere de un espesor miacutenimo de 73 mm para mantenersu integridad El Fluoruro de calcio cual es menos espeso se quebrariacutea Desafortunadamente no existenventanas de cristal IR con estos espesores Esto indica que cualquier reclamo de un fabricante de cristalespara la resistencia de un arco eleacutectrico solo se aplicariacutea a la integridad de la carcasa de la ventana con lacubierta cerrada y no se aplica (y no se puede) a la integridad del cristal fraacutegil

Tabla 4 Caacutelculos del Modulo de Ruptura para el Fluoruro de calcio en varios diaacutemetros

Modulo de Ruptura(psi) para cristales usados

comuacutenmente en Ventanas IR

BaF2 3900 CaF2 5300 ZnSe 8000 Ge 10500 Zafiro 65000

Tabla 3

Resumen

1 Los diferentes materiales van a reaccionar diferente a la humedad quiacutemicos y el estreacutesmecaacutenico

2 Los Termoacutegrafos deben considerar todos los factores ambientales y condiciones de operacioacutenpara obtener medidas precisas

3 Los oacutepticos de ventanas IR estaacuten disponibles con gran variedad de taza de transmisioacuten4 Los oacutepticos de ventanas IR estaacuten disponibles con gran variedad de resistencia mecaacutenica5 Una ventana IR debe funcionar durante la vida completa del panel donde estaacute instalada Se

debe asegurar que la garantiacutea se aplique no solo a la habilidad del trabajo de la carcasa perotambieacuten se debe aplicar a la estabilidad y durabilidad del oacuteptico en el ambiente propuestoPor ejemplo IRISS Inc ofrece una Garantiacutea de por vida incondicional para todas sus ventanasde grado industrial

6 Consulte con los fabricantes de ventanas IR o suplidores de lentes para recomendaciones sobresu uso adecuado en diferentes aplicaciones

7 Considere tener un distribuidor cual ofrece ventanas IR con gran variedad de materiales en vezde un distribuidor cual ofrece un producto geneacuterico cual reclama que ldquoun solo productofunciona para todordquo

Capitulo 2 CONTrsquoD Capitulo 2 CONTrsquoD


Espeso miacutenimo seguro de Presioacuten lsquoVrsquo de CaF2

Presioacuten (psi)

E s p e s o r ( m m )




La importancia de la Emisividad en la Termografiacutea Eleacutectrica

Una faacutebrica tiacutepica estaacute llena de equipos cuales requieren de inspeccioacuten perioacutedica con tecnologiacuteainfrarroja El reto como lo sabraacute cualquier termoacutegrafo es obtener una indicacioacuten exacta de la salud delequipo Compensando correctamente por todos los valores de Emisividad cuales uno encuentra en lafabrica es posiblemente el factor mas cr itico en cuanto a realizando inspecciones exactas y significativasHasta pequentildeos errores en la compensacioacuten de Emisividad pueden causar errores significativos encaacutelculos de temperatura y cambios de temperatura (∆T) Los gabinetes eleacutectricos son buenos ejemplosya que pueden contener materiales con la Emisividad entre 007 a 095

La ciencia de Termografiacutea Infrarroja

El espectro electromagneacutetico es un continuo d e rayos coacutesmicos rayos gama rayos X luz ultravioletaluz visible radiacioacuten infrarroja microondas y ondas de radio (en orden del aumento de la longitud dela onda y disminucioacuten de poder) La luz infrarroja ocupa esa porcioacuten del espectro entre 075 microm (micras)y 1000 microm en longitud de onda empezando un poco mas allaacute de lo que el ojo humano puede ver

Todos los objetos sobre cero absoluto emiten radiacioacuten infrarroja Cuando se calienta un objeto laintensidad de la radiacioacuten emitida aumenta exponencialmente (Ley de Stephan-Boltzmann) y el pico dela radiacioacuten cambia a ondas de longitudes mas cortas (Ley de Planck) eventualmente movieacutendose alespectro visible Por esta misma razoacuten es que un quemador tiene una iluminacioacuten roja (ldquoincandescenterdquo)despueacutes de llegar a los 500degC (923 degF)

Los reproductores de imaacutegenes radiomeacutetricas de hoy son capaces de ldquoverrdquo y calcular la radiacioacuten emitida deun objeto Existen solo tres tipos de esta radiacioacuten puede reflejarse desde otras fuentes puede ser trans-mitida a traveacutes del objeto desde una fuente cual estaacute detraacutes o la radiacioacuten puede ser emitida por el objeto

La Ley de Kirchhoff Una extensioacuten de la Ley de Kirchhoff nos dice que la suma de la radiacioacuten dejando la superficie de un objetoes igual a uno expresado como Vatios Emitidos + Vatios Transmitidos + Vatios reflejados = 1 (ε+τ+ρ = 1)

Entonces las energiacuteas emitidas reflejadas y transmitidas son las uacutenicas fuentes infrarrojas posibles cualessalen de un objeto cual es el objetivo

Un emisor perfecto se conoce como un cuerpo negro (blackbody) Un cuerpo negro emite 100 de laenergiacutea cual absorbe Por definicioacuten como no existe reflexioacuten ni transmisioacuten un cuerpo negro tiene 1como el valor de Emisividad Para objetos reales (conocidos como cuerpos reales o ldquoreal bodiesrdquo) laEmisividad se expresa como la razoacuten de la energiacutea radiante emitida por ese objeto dividida por la energiacuteaque un cuerpo negro emite a la misma temperatura Las figuras 3 y 4 muestran claramente la diferenciaentre la temperatura aparente y la temperatura actual Es el mismo sarteacuten un lado es aluminio y el otro

es recubierto de tefloacuten El recubierto de tefloacuten tiene un valor de Emisividad mucho m as alto

Pregunta de sorpresa iquestCual lado es el recubierto de tefloacuten

Figura 3 Figura 4

Figura 2

La Ley de Kirchhoff

ε + τ + ρ = 1

Reflected

Transmitted

Emitted


Figura 1





La imagen en la Figura 6 un termograma del interior de una parte de un panel eleacutectrico parece ensentildearuna variacioacuten en temperatura iquestPuede identificar los fallos En realidad este panel eleacutectrico es nuevo ynunca ha sido energizado La diferencia en el sombreado se debe a problemas de reflexioacuten La imagendigital (Figura 7) muestra que el termoacutegrafo ha colocado un pedazo de cinta eleacutectrica en una parte de labarra colectora La cinta en el termograma muestra la temperatura real de la barra Moraleja de la historiaUna imagen puede valer mil palabras pero un termograma no tiene ni el valor del papel en cual seimprime al menos que la emisividad haya sido estandarizada (o se haya determinado)

Respuesta a la pregunta de sorpresaEl lado de tefloacuten es Fig 3 Fig 4 es el lado del acero inoxidable cual aparenta estar mas frio porquerefleja las temperaturas frescas en el fondo

Grafico 1

Figura 6 Figura 7

Grafico 1 muestra como lastemperaturas calculadas puedenser adversamente afectadascuando la Emisividad del sistemade imaacutegenes esta ajustadodemasiado alto En este ejemplo laemisividad del objetivo es 050 elgrafico muestra la temperaturaaparente cuando la emisividad delsistema de imaacutegenes es reducidadesde 10 a 05 Cuando se com-pensa por la emisividad correcta-mente la temperatura actual semuestra como 122deg mas alta

Magnitud de ErrorUnos de los conceptosmas incomprendidos en la

Termografiacutea es el grado en cual la configuracioacuten de emisividad (y errores en la compensacioacuten de latransmisioacuten de la ventana) afectan la temperatura y la exactitud en los cambios de la temperatura (∆T)Como muestra la ley de Stefan-Boltzmann (Figura 5) la energiacutea infrarroja radiada y emitida por lasuperficie de un objetivo es exponencialmente relacionado a la temperatura absoluta de la superficie

Therefore as the temperature increases radiantenergy increases proportionally by the absolutetemperature to the 4th power Incorrect camerasettings such as emissivity and infrared windowtransmission rates will result in errant temperaturevalues Furthermore because the relationship isexponential this error will worsen as the componentincreases in temperature Consider the effect on ΔTcomparisons which are by their nature a comparisonbetween different temperatures The resultingcalculations are apt to be radically understated whichcould easily lead thermographers to misdiagnose theseverity of a fault

Estandarizacioacuten de EmisividadPara algunos componentes puede ser difiacutecil determinar el valor correcto de la emisividad En el casode un componente con brillo como una barra colectora (bus bar) la emisividad real puede ser tan bajaque la medida de temperatura seriacutea impraacutectica Es ampliamente recomendado que los termoacutegrafosentiendan la superficie de los objetivos primarios Despueacutes de su identificacioacuten estas superficies debenser tratadas con una cubierta de alta emisividad para que todos los objetos tengan una emisividad cualha sido estandarizada Los termoacutegrafos pueden aplicar cinta eleacutectrica pintura de alta temperatura oetiquetas adhesivas de alta emisividad (como las etiquetas adhesivas IR-ID de IRISS) Cuando todos losobjetivos tienen una emisividad estaacutendar los problemas de reflexioacuten son disminuidos y los errores demedidas de la energiacutea ambiental reflejada tambieacuten son notablemente reducidos Los objetivos de altaemisividad de varias formas tambieacuten pueden proveer un buen punto de referencia para el termoacutegrafoy el teacutecnico de reparos

Ley de Stefan-Boltzmann

Donde W = Poder radiante total en Wattsm2

ε = Emisividad (sin unidad) σ = Constante de Stefan-Boltzmann (156X10-8Wm2K 4) T4 = Temperatura absoluta en Kelvin

Figura 5

W = εσΤ4

Resumen1 La emisividad es unas de las variables mas importantes cuales los termoacutegrafos deben de entender2 Cuando posible se debe saber la emisividad del objetivo y compensar por ella usando el valor

de emisividad en la caacutemara3 Los valores incorrectos de emisividad pueden tener un efecto significativo en la exactitud de

informacioacuten cuantitativa y cualitativa (termogramas y caacutelculos de temperatura)4 Usando un valor de emisividad mas alto de la emisividad real del objetivo resultaraacute en falloseleacutectricos mostraacutendose con temperaturas mas bajas que las temperaturas reales

5 Los errores de emisividad no son lineales pero exponencial por naturaleza (Ley de Stephan-Boltzmann) La naturaleza exponencial del error tambieacuten indica que ∆T (cambio entemperatura) puede ser extremadamente afectado por este error

6 Cuando se instalan ventabas IR es importante estandarizar la emisividad de los objetivosmientras el equipo esteacute abierto (y no energizado)

7 Algunos tratamientos comunes para las superficies cuales son objetivos son pintura de parrillacinta eleacutectrica y las etiquetas adhesivas IR-ID de IRISS






Conozca la transmitancia de su Ventana Infrarroja

Los profesionales de mantenimiento pueden usar caacutemaras infrarrojas para tomar imaacutegenes cualitativas(solo imagen) y cuantitativas (medida de temperatura) Para asegurar que las imaacutegenes cuantitativassean precisas es importante entender las otras variables en el ambiente externo cuales pueden producirerrores en las medidas

En adicioacuten a la reflexioacuten y emisividad la distancia humedad y el aacutengulo de la caacutemara pueden todos serimportantes para las medidas precisas de temperatura Pero cuando los termoacutegrafos usan ventanas IRla compensacioacuten incorrecta de la transmisioacuten de ventanas puede faacutecilmente afectar la temperaturaaparente y los caacutelculos aparentes de ∆T por 30 o mas

Las ventanas de inspeccioacuten infrarroja se han convertido en un meacutetodo estaacutendar de la industria parafacilitar inspecciones eleacutectricas infrarrojas mientras aumentando la seguridad y la eficiencia del procesode inspeccioacuten Mientras los oacutepticos de las ventanas se puede fabricar usando una gran variedad demateriales estos normalmente se clasifican en dos categoriacuteas cristal o poliacutemero Es muy impor tanteque el termoacutegrafo tenga conocimiento de la taza de transmisioacuten de la ventana Sin embargo algunasventanas con apariencias similares pueden ser fabricadas con materiales diferentes causando a que dosventanas cuales son aparentemente similares tengan una taza de transmisioacuten d iferente Hasta el materialdel cristal del mismo fabricante puede ser de un espesor diferente Esta diferencia hace que el cristal masespeso tenga una taza de transmisioacuten mas baja que lentes menos espesos del mismo material Estasfuentes potenciales de variacioacuten subrayan la importancia del porque entender las caracteriacutesticas de laventana de inspeccioacuten cual se usa

El Grafico 1 muestra el cambio de las tazas de transmisioacuten de diferentes materiales a traveacutes del espectrode IR Se debe notar que algunos materiales no seraacuten adecuados para el uso con camera LW (como lo esZafiro AL2O3) ndash estos materiales tienden a ser mas caros por esta razoacuten

Grafico 1

Taza de transmission de materials

Longitud de onda en micras

Dada la variabilidad de transmisioacuten a traveacutes de diferentes longitudes de ondas uno necesita definir lataza de transmisioacuten a una longitud de onda especiacutefica Nuestra investigacioacuten muestra que esta longitudde onda ldquoPdMrdquo esta cerca de 9microm en la banda LW y cerca de 4microm en la banda MW (SW)

Para las medidas de temperaturas precisas es irrelevante si la coeficiencia de la transmitancia de laventana es 90 50 u otro valor entre estos Lo que si es importante es que el termoacutegrafo conozcaprecisamente la taza de transmisioacuten Entonces cuando el termoacutegrafo digita el coeficiente correctoen la caacutemara o software el caacutelculo final de la temperatura seraacute preciso y fiable Sin embargo si eltermoacutegrafo no estaacute consciente de la taza de transmisioacuten real o no ajusta por ella los errores puedenser significativos

La ley de Kirchhoff y las Ventanas InfrarrojasComo fue discutido en el Capitulo 3 la ley de Kirchhoff nos muestra que la radiacioacuten total recibida poruna caacutemara en realidad esta compuesta por el total de la radiacioacuten emitida reflejada y transmitida desdeun objeto Con esto en mente la ventana ideal es aquella que nos permite una transmisioacuten de 100oacutesea cero perdida en la reflexioacuten y la emisioacuten Para maximizar la transmitancia y minimizar los valoresde reflexioacuten y emisioacuten los fabricantes seleccionan cuidadosamente los materiales de oacutepticos yrecubrimientos de ventanas por su eficiencia en bandas de ondas generales Desafortunadamentecomo muestra el Grafico 1 con los materiales disponibles en el presente 99 es la taza de transmisioacutenmas alta (ZnSe recubierto en la porcioacuten LW del espectro)

El Grafico 2 m uestra como las temperaturas calculadas pueden ser afectadas adversamente cuando eltermoacutegrafo compensa por la transmisioacuten impropiamente En este ejemplo la taza de transmisioacuten de laventana es 050 El grafico muestra la temperatura aparente cuando las preferencias del reproductor deimaacutegenes (imager) se reducen desde 10 a 050 Cuando se compensa por la transmisioacuten la temperaturaactual se muestra por 118deg mas alta muy similar a los efectos de la compensacioacuten de emisividad cual sediscutioacute en el Capitulo 3

Grafico 2






Todos los oacutepticos de ventanas van a filtrar oldquoatenuarrdquola cantidad de radiacioacuten infrarrojacual llega al reproductor de imaacutegenes Nuestrainvestigacioacuten muestra que para las ventanasde fluoruro de calcio la atenuacioacuten reduce latemperatura por lo menos un 5 por cadamiliacutemetro del espesor de la ventana (temperaturasentre 60deg-120degC) En adicioacuten inclinandola caacutemara por 30deg en cualquiera de los ladosde 90deg (perpendicular) reduce aun mas latemperatura por un 2-3

Compensar por la TransmisioacutenUn meacutetodo simple de chequear la tasa detransmisioacuten es el ldquoCoffee Cup Testrdquo(veacutease Tabla 3)Despueacutes de determinar la tasa de transmisioacutenadecuada de una ventana se debe anotar el valor yajustar la taza de transmisioacuten de la caacutemara (opreferencia de emisividad) como corresponda cadavez que se use esa ventana para una inspeccioacuten

La mayoriacutea de caacutemaras infrarrojas no tienen lahabilidad de compensar por las peacuterdidas detransmisioacuten directamente desde una ventana IRPara hacer un ajuste raacutepido en el camposimplemente multiplica el coeficiente de latransmisioacuten por la emisividad del objetivo parallegar a un ldquovalor de emisividad calculadordquo y ajustala emisividad de la caacutemara a este valor Por ejemplouna ventana IR con una taza de transmitancia de05 y un objetivo con emisividad de 095 (cintaeleacutectrica) requiere una preferencia de emisividaden la caacutemara de 049 (090 x 055 = 0495) paracompensar adecuadamente por la transmisioacuten yla emisividad

DegradacioacutenCuando se haya determinado el coeficiente de la transmisioacuten en una aplicacioacuten es importante entender que loscoeficientes de algunos materiales pueden cambiar con el tiempo Los cristales en particular son susceptibles alestreacutes mecaacutenico producido por ruidos de altas frecuencias y vibracioacuten Algunos cristales tales como esos en lafamilia de Fluoruro son hidroscopios significando que van a absorber la humedad o solventes industriales (apesar de que estaacuten revestidos con materiales para atrasar el proceso de degradacioacuten) Estos estreses mecaacutenicos ylas caracteriacutesticas de absorcioacuten de cristales reducen la taza de transmisioacuten de la ventana con el tiempo

Un estudio reciente en el tema de la degradacioacuten de transmisioacuten (ldquoTransmission Stability and Infrared Windowsrdquopor Joe DeMonte) explica como esta degradacioacuten puede afectar la precisioacuten de los datos La investigacioacutencompara una ventana infrarroja de Fluoruro de Calcio con una ventana de poliacutemero Se muestra que ambasventanas tienen una taza de transmisioacuten de 50 cuando nuevas Despueacutes de dos antildeos en un ambiente noagresivo la taza de transmisioacuten de la ventana de Fluoruro de Calcio redujo notablemente

Para el experimento se uso una abrazadera de cables cual fue calentada a una temperatura estableEl objetivo era un perno cubierto con un pedazo de cinta eleacutectrica cual tiene una emisividad de 095Figura 1 muestra el objetivo visto sin una ventana infrarroja La temperatura se mostro como 1158degFEn preparacioacuten para ver a traveacutes de la ventana infrarroja se ajusto la taza de transmisioacuten a 50 enacuerdo con la taza definida hace dos antildeos (como se menciono arriba) Cuando la ventana de poliacutemerofue puesta delante de la caacutemara (vea Figura 2) la temperatura registrada fue 1159degF Cuando el objetivofue analizado a traveacutes de una ventana de cristal de Fluoruro d e Calcio la temperatura aparienta delobjetivo de 1158degF se registro a solo 824degF (como se muestra en Figura 3) debido a la degradacioacuten enla taza de transmisioacuten de la ventana El resultado de este estudio claramente sentildeala la importancia decompensar por le taza de transmisioacuten real del oacuteptico de la ventana infrarroja En este caso el error de lamedida resultante sobrepasa los 28 (Para mas informacioacuten este libro blanco cual fue publicado en laedicioacuten de Abril del 2009 puede descargarse enhttpwwwirisscomPDFnew_white_papersTransmission_Stability_and_Infrared_Windows_030309pdf

Recalibracioacuten de la Transmitancia de la VentanaEl ldquoCofee Cup Testrdquo o cualquier otro meacutetodo de verificacioacuten se deben ejecutar antes de la instalacioacuten ndashy nuevamente antes de cualquier medida o inspeccioacuten importante si se usa un oacuteptico cual se degradacon el tiempo Aun mas debido a que cristal es uacutenico la transmitancia debe ser verificada en cada cristalya que cada uno tiene una transmitancia diferente cuando esta nuevo (Para mas informacioacuten veacuteaseUptime Magazine Noviembre 2007 ldquoOpening the Windowsrdquo Dougher ty Newberry amp Schewehttpwwwuptimemagazinecomdiginov_07indexhtm) Del mismo modo la taza de degradacioacutende cada cristal seraacute uacutenico tambieacuten

Sin embargo si se usa un poliacutemero disentildeado la prueba de una sola ventana cuando nueva debe sersuficiente porque todas las ventanas seraacuten virtualmente ideacutenticas en transmitancia y el material noseraacute degradado con el tiempo

Mantenimiento de ventanas IRDurante los cortes de equipos debido al mantenimiento las empresas deben chequear las juntasy tornillos para asegurar la integridad de los sellos y tambieacuten las ventanas deben ser limpiadasexhaustivamente con un agente de limpieza compatible Si se usan ventanas IR de cr istal esto tambieacutenes buena oportunidad para chequear la transmitancia

Prueba de Taza de Cafeacute

Una manera simple de chequear la tasa detransmisioacuten de una ventana IR es hacer elldquoCoffee Cup Testrdquo o ldquoPrueba de la taza de cafeacuterdquoNota que esta prueba se debe completar en lainstalacioacuten inicial ndash y tambieacuten durante el man-tenimiento regular de ventanas cuales usanmateriales cuales se degradan con el tiempo

1 Busca una taza con agua caacutelida y colocaun objetivo con la emisividad conocida en lasuperficie (cinta eleacutectrica etiqueta adhesivade emisividad)

2 Ajusta la transmisioacuten de la caacutemara (sidisponible) a 10

3 Mide la temperatura del objetivo sin laventana

4 Coloca la ventana delante de la caacutemara ynuevamente completa el ejercicio

5 Usando o la caacutemara o el software de reportede la caacutemara cambia el coeficiente de latransmisioacuten en la imagen hasta que latemperatura ajustada sea igual a latemperatura original de la imagen

6 Anota la nueva tasa de transmisioacuten en laetiqueta adhesiva de la ventana y tambieacutenen la plantilla de reporte para uso en elfuturo

Figura 1 Figura 2 Figura 3






Campo Visual (Field of View o FOV) a traveacutes de una Ventana Infrarroja

Dos preguntas hechas frecuentemente por profesionales de mantenimiento a punto de instalar ventanasde inspeccioacuten infrarroja en equipos eleacutectricos son ldquoiquestCuaacutentas ventanas voy a necesitar por panelrdquo y ldquoiquestCualdiaacutemetro es el mejorrdquo La respuesta es ldquotodo depende en el campo visualrdquo Dependeraacute de la caacutemaraaccesorios del lente (si se usan) y la ventana IR

Medida del Campo Visual (Measurement Field of View o MFOV)Primero examinemos la caacutemara y la especificacioacuten del lente Principalmente nos concentramos en elMFOV tambieacuten conocido como ldquoSpot Size Ratiordquo

Cada caacutemara define su FOV a traveacutes del eje horizontal y el vertical El Campo Visual Instantaacuteneo (Instanta-neous Field of View o IFOV ) es el objetivo mas pequentildeo cual puede ldquoverrdquo la caacutemara Aunque una caacutemaraIR puede detectar varios puntos calientes muchos puntos seraacuten muy pequentildeos para obtener una me-dida precisa con una caacutemara IR radiomeacutetrica (una cual muestra la temperatura en la imagen) El MFOV oSpot Size Ratio es el objetivo mas pequentildeo cual se puede medir con precisioacuten

El mejor IFOV se produce con la mejor resolucioacuten de la caacutemara Por ejemplo una muy destacada esaquella cual usa una formacioacuten de pixeles de 640 x 480 Tiene un MFOV de 5001 mientras una caacutemara de320 x 240 tiene un MFOV de 2001 En estos ejemplos un objetivo con una pulgada de diaacutemetro sepuede medir a una distancia de 500 pulgadas (417 pies) por la caacutemara con alta resolucioacuten mientras quela de baja resolucioacuten puede medir a una distancia maacutexima de 200 pulgadas (167 pies)

Un lente telescoacutepico (tiacutepicamente a 12deg o 7deg adjuntado a un lente estaacutendar de 24deg) tambieacuten mejoraraacute elFOV por un factor de 2X o 3x respectivamente Por lo tanto un lente de 7deg usado en la caacutemara de altaresolucioacuten permitiraacute la medida de un objetivo de una pulgada a una distancia maacutexima de 125 pies(1rdquo500 x 3 = 1500rdquo 12rdquo)

Piense en la resolucioacuten como la calidad de su vista Digamos que se visita el estadio para ver a un equipoaquellos con la peor vista se deben sentar mas cerca al campo para ver el numero de la camiseta de su

jugador favorito (temperatura) Si se observa el juego de los asientos mas altos y baratos la buena vista

ayudaraacute pero es posible que este muy lejos y no se fijaraacute en el detalle del numero de la camiseta iexclQuebueno que trajo esos binoculares (el accesorio de lentes de 7deg)

Campo Visual de Ventana (Window Field of View o WFOV) Tiacutepicamente las caacutemaras IR tienen un FOV estaacutendar de aproximadamente 24deg (horizontal) y 20deg(vertical)Asiacute que se recomienda hacer los caacutelculos basados en lentes estaacutendar (ya que un lente de gran angularquizaacutes no este disponible) Se debe notar que el caacutelculo asume que el FOV empieza en la cubierta delpanel y se extiende a distancia (d) de la cubierta del panel hasta los componentes cuales son los objeti-vos La longitud a ese FOV es una distancia (D) D se calcula multiplicando la distancia (d) por el tangentede la mitad del aacutengulo del lente y duplicando el resultado

Los caacutelculos estaacutendar asumen que el FOV empieza en un solo punto o una veacutertice del aacutengulo de visioacutenNo considera el tamantildeo d e la ventana en el caacutelculo Asiacute que para un D calculado de 28rdquo se deben agregardos o cuatro pulgadas mas cuando se usa una ventana de dos o cuatro pulgadas (obteniendo un D deaproximadamente 4568rdquo)

Resumen1 Se debe saber la caracteriacutestica del oacuteptico de la ventana infrarroja ya que pertenece a la longitud

de onda de su caacutemara (MW contra LW)2 Se debe probar la transmitancia de la ventana IR y documentar el resultado3 Se debe compensar por la atenuacioacuten de la transmisioacuten para asegurar caacutelculos precisos de

temperatura4 Se debe repetir la prueba de transmisioacuten en cada ventana si el material se conoce como uno

cual se degrada con el tiempo (como con la mayoriacutea de oacutepticos de cristal)5 Se deben incluir las ventanas en el mantenimiento general del equipo donde estaacuten instaladas

Capitulo 4 CONTrsquoD Capitulo 5





La ilustracioacuten en la Figura 1 muestra el are dentro de un gabinete cual puede ser visto a traveacutes de unaventana IR usando una caacutemara con un lente FOV de 82deg Un compartimiento tiacutepico de paneles eleacutectricostiene 20 pulgadas de profundidadentonces

D = 2d x (tangente of 41deg)

D = 220 x 087 = 348 pulgadas

Los caacutelculos en la Figura 1 indican que con un lente FOV de 82deg un termoacutegrafo puede ver 348 pulgadashorizontalmente dentro del panel Sin embargo este calculo asume que el termoacutegrafo sujeta la caacutemarafijamente y perpendicular al planode la ventana Mas probable eltermoacutegrafo puede cambiar elaacutengulo de visioacuten hasta unos 30degdesde el perpendicular en todaslas direcciones Esto efectivamenteaumenta el FOV por un factor de tres

Caacutemara inclinada para FOVestaacutendar de 2X

D = (220) x 087 x 2D = 696 pulgadas


D = (220) x 087 x 3D = 1044 pulgadas

Figura 1 Calculo de FOV estaacutendarcon aacutengulo de visioacuten fijo

Visible Area Surface

Panel CoverIR Window

41deg

d

D


Prueba practica del FOVAlgunos termoacutegrafos lo encuentran mas faacutecil permitir que la caacutemara les muestre ldquolo que puede verrdquo envez de completar varios caacutelculos El siguiente procedimiento es un meacutetodo raacutepido para calcular que sepuede ver a distancias especiacuteficas con su propia caacutemara lentes y ventanas infrarrojas

1 Coloque un pedazo de papelgrande en una superficie planaDibuje una liacutenea hacia abajo enla longitud del papel Haga cru-ces con esta liacutenea en incremen-tos de 6 pulgadas y escriba ladistancia desde 0 a 36 pulgadas

2 Coloque la caacutemara del lente enla liacutenea de 0 pulgadas

3 Coloque dos fuentes de calor(dedos taza de cafeacute caacutelida etc) auna distancia tiacutepica Por ejemplosi esta monitoreando objetivoscuales estaacuten a 18 pulgadas delpanel eleacutectrico pues coloque susfuentes de calor en la liacutenea de 18pulgadas

4 Mueva una fuente de calor desde el centro del FOV a la izquierda hasta que aparezca dentro de laesquina del lado izquierdo (LH) del reproductor de imaacutegenes Marque el papel en este punto Repita elmismo procedimiento para el lado derecho (Veacutease Figura 3)

5 Mida la distancia entre los puntos LH y RH El resultados es el FOV maacuteximo cual se puede lograr usandoesa combinacioacuten del lente y la caacutemara a la distancia definida (asumiendo que la posicioacuten de la caacutemara noha cambiado) Tome nota del FOV y la distancia de la caacutemara

6 Para calcular el WFOV para los diferentes tamantildeos de ventanas usadas con la combinacioacuten de caacutemaray lente arriba puede sustraer el diaacutemetro del lente de la caacutemara del FOV (notado en el paso 5) despueacutesagregue el diaacutemetro de la ventana IR cual tiene intencioacuten de usar El total es el WFOV Maacuteximo Horizontalde la caacutemara a una distancia definida Anote esta medida

EjemploUn FOV de un lente de 24deg a 18 pulgadas se mide usando el proceso mencionado = 8 pulgadas Eldiaacutemetro del lente de la caacutemara = 175 pulgadas entonces el FOV de la caacutemara = 625 pulgadasbull Usando una ventana infrarroja de 2 pulgadas resulta en un FOV de aproximadamente 825 pulgadasbull Usando una ventana infrarroja de 3 pulgadas resulta en un FOV de aproximadamente 925 pulgadasbull Usando una ventana infrarroja de 4 pulgadas resulta en un FOV de aproximadamente 1025

pulgadas

7 Repita el ejercicio con su caacutemara volteada a 90deg en su lado Este resultado seraacute el WFOV Maacuteximo Verti-cal Recuerde que su caacutemara captura mas en el plano horizontal que el vertical

FOV

Figure 3


D = Visible Area

d = cabinet depth or target distance

Figura 2 Calculo de FOV estaacutendar(variando en el aacutengulo de visioacuten)




8 Anote los resultados en una tabla similar como en la Figura 4 (Note que estas figuras fueron obtenidasusando una caacutemara IR FLIR P65 Esta matriz FOV fue calculada usando la teacutecnica mencionada arriba ydespueacutes multiplicada por un factor de 3 para obtener el WFOV total a traveacutes de cada ventana IR de IRISSpermitiendo aproximadamente un aacutengulo de incidencia de 30deg

Consejo La mayoriacutea de termoacutegrafos tomaraacutenla medida del FOV a distancias diferentescuales se basan en varias aplicaciones cualesellos monitorean Tambieacuten se puede probarmoviendo un objetivo lo mas cercano posiblea la caacutemara hasta que esta ya no pueda enfocarel objetivo Esto le muestra la ldquodistancia miacutenimade enfoque de la caacutemarardquo oacutesea lo mas cercanoque puede estar al objeto y permanecerenfocado Es muy uacutetil saber la distancia miacutenima

de enfoque de su caacutemara ya que algunas caacutemara pueden estar a 24 pulgadas de distancia cual limita su usoen la Termografiacutea eleacutectrica Nota Aunque el meacutetodo mencionado arriba no es 100 preciso este producemuy buenos resultados Prueacutebalo tu mismo ndash iexclEs un meacutetodo simple cual verdaderamente funciona

Regla GeneralBasado en pruebas infinitas del WFOV con gran variedad de caacutemaras la mayoriacutea de caacutemaras han generadoun WFOV horizontal de aproximadamente dos a tres (2X a 3X) veces la distancia al objetivo y un WFOVvertical de 15 a 2X la distancia del objetivo Esto es basado en caacutemaras con lentes de 24deg estaacutendar o similaresusando un aacutengulo de incidencia maacuteximo de 30deg

Por lo tanto basado en esta regla general una ventana localizada a 20 pulgadas (51 cm) de distancia de losobjetivos permitiraacute que el termoacutegrafo obtenga informacioacuten de puntos cuales fueron separados por 40 a 60pulgadas (1m a 15m) de lado a lado y separado por 30 a 40 pulgadas (075 a 1m) desde arriba hacia abajo

Nota que es poco praacutectico usar un multiplicador en exceso de 3X por la dificultad cual se produce cuandoemparejando la imagen termal con sus posiciones en el panel Las obstrucciones en el panel tambieacuten lohacen poco praacutectico Como se habiacutea mencionado observando a un aacutengulo muy empinado puede afectarotras variables como la emisividad Por esta razoacuten IRISS Inc

Instalacioacuten correcta de Ventanas Infrarrojas

La instalacioacuten correcta de la ventana infrarroja es criacutetico para el uso de largo plazo y tambieacuten para elrendimiento de largo plazo del panel y carcasa del equipo Aunque una ventana no es tan fuerte comoel acero cual reemplaza la instalacioacuten de una ventana IR no es mas diferente que otras modificacionescomunes en paneles eleacutectricos y otras aplicaciones eleacutectricas Si una compantildeiacutea tiene poliacuteticas paramodificaciones como el remplazo o instalacioacuten de un amperiacutemetro o un dispositivo similar instalandoun panel de visualizacioacuten o modificando un gabinete para agregar un conducto entonces es loacutegicoincluir ventanas infrarrojas en las mismas poliacuteticas Por ejemplo uno quisiera referirse a poliacuteticasexistentes cuando pre-planeando disentildeoaprobacioacuten de instalacioacuten ejecutando buenas praacutecticas einspecciones despueacutes de instalaciones por parte de la empresa o una autoridad externa

Antes de ComenzarConfirm the following prior to planning any modifications to an electrical equipment enclosure bull Proteccioacuten de Ingreso (IP) Asegure que la clasicacioacuten NEMA o IP de la ventana o cualquier otro

componente este clasificado para por lo menos el mismo nivel de proteccioacuten de la caja eleacutectricaNunca instale una ventana infrarroja o cualquier otro componente con una clasificacioacuten menos queel equipo donde seraacute instalada

bull Pruebas y Certicaciones Asegure que las ventanas IR han sido probadas y aprobadas por institutosde certificaciones basados en la misma industria Los certificados oficiales de pruebas juntos con sudocumentacioacuten pueden ser obtenidos faacutecilmente por los fabricantes

bull Clasicacioacuten a prueba de explosioacuten (si se aplica) Las cajas eleacutectricas localizadas en aacutereasintriacutensicamente seguras nunca se deben modificar en el lugar del trabajo al menos que el disentildeo seaaprobado y que la inspeccioacuten despueacutes de la instalacioacuten y la re-certificacioacuten se deben llevar a cabopor una autoridad con jurisdiccioacuten antes del inicio

Identifica todos los ObjetivosInicia el proceso con la identificacioacuten de objetivos especiacuteficos en cada parte de los equipos En adicioacuten alos fusores e interruptores la mayoriacutea de inspecciones infrarrojas se enfocan en conexiones atornilladasdentro del equipo ya que estas aacutereas son consideradas como las mas deacutebiles Estas aacutereas incluyen bull Conexiones ce cables

bull Conexiones de la barra colectora (Bus bar) bull Aislador o conexioacuten del cortacircuitos

Ejecute una inspeccioacuten raacutepida del interior del panel eleacutectrico para identificar estos objetivos Una vezidentificados haga cualquier esfuerzo para estandarizar su emisividad mientras el equipo no esteacuteenergizado Los meacutetodos incluyen el uso d e cinta eleacutectrica pintura de alta temperatura o etiquetasadhesivas IR-ID de IRISS Despueacutes que se haya completado la estandarizacioacuten de la emisividad esimportante fotografiar cada objetivo ya que estas fotos se usaraacuten como plantillas de reportes yreferencias en el futuro

En muchos modelos de paneles eleacutectricos se recomienda la instalacioacuten de las ventanas de visualizacioacutenen la parte frontal y de atraacutes para mejor acceso al interruptor principal y las conexiones de busPreguacutentele al fabricante por dibujos y recomendaciones en cuanto a la localizacioacuten de inspeccionescriticas para su equipo Esta informacioacuten junto con la experiencia y el conocimiento del ingeniero demantenimiento del sitio se mostraraacute ser muy uacutetil cuando se calcule las cantidades de ventanas y sulugar de instalacioacuten

Resumen1 Todas las caacutemaras tienen un campo visual (FOV) definido en grados a traveacutes del eje horizontal

vertical Se debe notar que el FOV puede variar dependiendo del lente utilizado2 El Campo Visual Instantaacuteneo (Instantaneous Field of View o IFOV) El detalle mas pequentildeo cual

puede ser resuelto3 Medida del Campo Visual (Measurement Field of View o MFOV) El detalle maacutes pequentildeo cual

puede ser medido precisamente4 Campo Visual de Ventana (Window Field of View o WFOV) El aacuterea mas grande cual se puede

ver a traveacutes de una ventana infrarroja permitiendo un aacutengulo de incidencia maacuteximo de 30degperpendicular

5 La regla general para el WFOV usando una caacutemara y lente estaacutendar es aproximadamente 2 a 3veces la distancia desde la ventana al objetivo

6 Las obstrucciones como los divisores de fases o cables dentro del gabinete pueden reducir elcampo visual real



Distancia deObjetivo IR

VP50 FOV VP75 FOV VP100 FOV

8 pugadas Hor= 132Ver= 99

Hor= 162Ver= 129

Hor= 192Ver= 159


Hor= 210Ver= 165

Hor= 240Ver= 195


Hor= 280Ver= 2175

Hor= 310Ver= 2175


Hor= 345Ver= 270

Hor= 375Ver= 300

Figura 4




InstalacioacutenAntes de levantar ese taladro es imperativo considerar lo siguiente para asegurar una instalacioacuten exitosauacutetil y segura bull Obstaacuteculos internos Obtenga el permiso del administrador de seguridad antes de retirar las

cubiertas internas Lexan TM (perspex) En algunos casos es posible que no pueda retirar lascubiertas Si este es el caso modifique las cubiertas y agregue perforaciones (sin eliminar el requisitode IP2X para algunos paneles eleacutectricos) o investigue sobre proteccioacuten personalizada cual permite latransmisioacuten infrarroja (como la serie CAP de IRISS)

bull Encaminamiento de Cable Interno Trabaje usando dibujos en paneles eleacutectricos nuevos paraconfirmar el encaminamiento del cable interno Asegure quelos contratistas no encaminen estos cables delante de lasventanas infrarrojas

bull Autorizacioacuten Dieleacutectrica (distancia de componentes

energizados) Donde la ventana IR tenga parrillas u orificiosde inspeccioacuten esta debe cumplir con IP2X (13 mm 05rdquo) Lasautorizaciones dieleacutectricas seguras se deben mantener paracada ventana IEEE C37202 Tabla 1 especifica la distancia seguramiacutenima de componentes energizados (en contra de laclasificacioacuten del maacuteximo voltaje)

PPEComplete una Evaluacioacuten de Riesgos (id entifique todos lospeligros presentes durante la instalacioacuten) y una Declaracioacutende Meacutetodo (explique con detalles como se ejecutara la in-stalacioacuten) Asegure que el equipo de instalacioacuten tenga losniveles correctos de PPE para completar la tarea seguramenteespeciacuteficamente si la instalacioacuten involucra trabajo energizadodonde se necesita un Permiso d e Trabajo de componentesenergizados como lo requiere NFPA 70ECSA Z462 Todos losprocedimientos de trabajo las evaluaciones y los permisosdeben ser sentildealados en la Evaluacion de Riesgos y Declaracioacutende Meacutetodo

Instrucciones de InstalacioacutenAsegure que cumpla con las Instrucciones de Instalacioacuten como en Figura 1 Estas instrucciones sonproporcionadas por el fabricante y proporcionan toda la informacioacuten necesaria para una instalacioacutencorrecta

HerramientasAntes de empezar cualquier instalacioacuten chequee yasegure tener todas las herramientas requeridas

Tradicionalmente las instalaciones de ventanas IR sellevan a cabo durante el paro de las plantas enton-ces debe asegurar que tenga todos los cortadorestaladros brocas tratamiento de metal etc todospreparados (y con repuestos) iexclTambieacuten recuerde queno tendraacute la oportunidad de salir a una ferreteriacutea acomprar perforadoras a las dos de la mantildeana La listacompleta de las herramientas requeridas tambieacuten esproporcionada por el fabricante

EtiquetasColocando la etiqueta con informacioacuten es un paso final muy importante Una etiqueta adhesiva debeidentificar la ventana y como se usa Otra etiqueta debe tener la siguiente informacioacuten cual seraacute criacutetica enla inspeccioacuten infrarroja bull Cada ventana de inspeccioacuten debe tener un nuacutemero uacutenico Esto seraacute inestimable especialmente si hay

varias ventanas en un panel eleacutectrico bull Tome nota del tipo de ventana (MW o LW) y la longitud de onda efectiva (como se detalla en el

Capitulo 2) bull Tome nota de la taza de transmisioacuten de la ventana y tambieacuten el valor de compensacioacuten para MW y LW

bull Tome nota de todos los datos de los objetivos en la etiqueta de ID El meacutetodo mas comuacuten dedocumentar la localizacioacuten del objeto es el meacutetodo de la cara del reloj por ejemplo las conexiones dela barra colectora a las 4 Se debe tomar en cuenta que pueden haber varios objetivos bajo inspeccioacutenpor la ventana IR

bull Algunas caacutemaras no tienen la habilidad de ajustar la transmisioacuten externa de oacutepticos por lo tanto lostermoacutegrafos pueden usar las preferencias de emisividad en la caacutemara para compensar por las peacuterdidasde emisividad y transmisioacuten Multiplica la emisividad del objetivo por la taza de transmisioacuten de laventana (Como se detalla en el Capitulo 4)

Liacutenea de BaseDespueacutes de completar la instalacioacuten de la ventana el termoacutegrafo debe conducir una inspeccioacuten de puntode referencia (benchmark) para establecer la liacutenea de base La informacioacuten para cada punto de inspec-cioacuten debe ser documentada en una hoja de caacutelculo o base de datos para el anaacutelisis de tendencias (trendanalysis) de varias inspecciones Existen programas o software cuales pueden asistir con el manejo de labase de datos y las tendencias de datos infrarrojos

Figure 1

Figura 2



MaximumVoltage (kV)

MinimumClearance

In cm476 55 14

825 65 17

150 80 20

270 120 30

380 150 36

Table 1 from IEEE C37202





iquestQueacute puedo ver con un Panel de Visualizacioacuten InfrarrojoUna ventana infrarroja le permite chequear la condicioacuten de conductores eleacutectricos y las partes de

un circuito Asiacute como las inspecciones tradicionales termograacuteficas la caacutemara hace muy buen trabajo

detectando y presentando claramente hasta pequentildeos cambios en la temperatura Por lo tanto

cuando hay un fallo eleacutectrico cual sube la temperatura la caacutemara presentara una imagen clara de los

componentes defectuosos Pero si todo estaacute a un equilibrio teacutermico es difiacutecil que la caacutemara presente una

imagen uacutetil

Las figuras 3 4 y 5 son imaacutegenes capturadas a traveacutes de una ventana IR ndash no hay fallos aparentes

Las figuras 6 7 y 8 son imaacutegenes capturadas a traveacutes de una ventana IR ndash es evidente la subida de

temperaturas debido al desequilibrio de la carga y malas conexiones


Resumen1 Haga su tarea primero chequee todas las certificaciones y clasificaciones aplicables2 Obtenga toda la informacioacuten posible mientras el equipo no esteacute energizado a) Tome fotos digitales de alta calidad b) Estandarice la emisividad del objetivo c) Tome medidas detalladas d) Tome nota de obstaacuteculos internos e) Conduzca cualquier mantenimiento pendiente3 Complete una Evaluacioacuten de Riesgos detallada y Declaracioacuten de Meacutetodos antes de empezar las

instalaciones energizadas

4 Si posible complete un programa de enarenacioacuten cual se concentra en la instalacioacuten de ventanas infrarrojas5 Recuerde etiquetar las ventanas correctamente ya que esta informacioacuten se usara para

inspecciones en el futuro6 Ejecute una inspeccioacuten infrarroja completa al final de la instalacioacuten de la ventana para crear un

punto de referencia o liacutenea de base para inspecciones en el futuro






IEEE C37202 Seccioacuten a36Se espera que los paneles de visualizacioacuten instalados en equipos de voltaje medio y alto (600 volteos a 38kvpara recubierta de metal y 72kv para equipo de estacioacuten) resistan impactos y cargas especificados por IEEEC37202 Seccioacuten a36 El estaacutendar especiacuteficamente dice que el panel de visualizacioacuten debe resistir el impacto yla carga en ambos lados (dentropor fuera) y el panel de visualizacioacuten no puede ldquoromper hacerse pedazos odesalojarserdquo

A diferencia de UL no se les da exencioacuten a los cristales o vidrios bajo el estaacutendar IEEE y el uacutenico cristal capaz depasar la prueba en este estaacutendar es zafiro (cual no es transmisivo en la porcioacuten 8μ a 14μm (LW) del espectrodonde tiacutepicamente funcionan las caacutemaras PdM)

Registro de Lloyd (Lloydrsquos Register Type Approval)

El registro de Lloyd proporciona certificados de aprobaciones independientes y de compantildeiacuteas externascertificando la conformidad con estaacutendares especiacuteficos o especificaciones Tambieacuten verifica la calidad de lossistemas de produccioacuten del fabricante a traveacutes de una combinacioacuten de revisiones de disentildeos y pruebas Creceinternacionalmente el conocimiento de aprobaciones de terceros o compantildeiacuteas externas asiacute como el Registrode Lloyd

Proteccioacuten de Entradas (Ingress)Clasificacioacuten ambientalNEMA44X y IP65 son ambas clasificaciones equivalentes Certifican carcasas para uso interior y exterior paraproteccioacuten del acceso de aeacutereas peligrosas tambieacuten para el ingreso de objetos extrantildeos (polvo traiacutedo por elviento) resistencia al ingreso de agua por lluviaaguanieve salpicada de agua agua direccionada poruna manguera o dantildeo causado por la formacioacuten dehielo 4X tambieacuten debe resistir la corrosioacuten Las clasifica-ciones NEMA pueden automaacuteticamente certificarsecuando el fabricante tiene suficiente informacioacuten (comopruebas de IP de terceros) para apoyar las definiciones

Tiacutepicamente solo las ventanas cuales se clasifican comoigual a o mas de la carcasa original deben ser usadas

Resistencia de Arcos EleacutectricosComo definido por IEEE C37207 las pruebas deresistencia de arcos solo se aplican a sistemas depaneles electroacutenicos Los paneles electroacutenicos resist-entes a Arcos eleacutectricos son probados con cualquiernuacutemero de accesorios instalados (con las cubiertas cerradas) y el sistema debe contenerse controlar y moverlos gases calentados durante una explosioacuten de arcos en la direccioacuten opuesta a donde los trabajadoresmanejan el equipo Debido a la gran variedad en los gabinetes de configuracioacuten geometriacutea y disentildeo losresultados de una prueba no se aplican para otro gabinete ndash particularmente si ese gabinete no tienecaracteriacutesticas de resistencia a los arcos eleacutectricos

Los componentes (como las ventanas IR) nunca pueden llevar una clasificacioacuten de arcos porque naturalmenteno tienen caracteriacutesticas para la resistencia de arcos Las caracteriacutesticas cuales permiten que un panel elec-troacutenico proteja a una persona de los efectos de una explosioacuten de arcos son una serie compleja de refuerzosestructurales plenos y puertas de ventilacioacuten cuales cambian la direccioacuten de la explosioacuten Se debe notar quelas tres marcas mas conocidas de ventanas IR han sido exitosas en cuanto a pruebas de arcos eleacutectricos Por lotanto esto no significa que estas ventanas sean ldquoresistentes a arcosrdquo Como se habiacutea mencionado es el panelelectroacutenico que se ha mostrado ser resistente a arcos cuando los componentes estaacuten en lugar

Certificaciones y Estaacutendares

ldquoiquestCuales estaacutendares y certificaciones son pertinentes a las ventanas infrarrojasrdquo Esta es unas de las

preguntas mas comunes hecha por ingenieros y profesionales de seguridad cuando empiezan a

investigar ventanas infrarrojas Tratando de entender todos los estaacutendares de UL cU L IEEE CSA y otros

puede ser una tarea complicada E n este capiacutetulo se trata de clarificar aquellos estaacutendares pertinentes

UL50VLa clasificacioacuten UL50V para Ventanas de visualizacioacuten infrarroja es el uacutenico estaacutendar que se relaciona

especiacuteficamente a ventanas infrarrojas Sirve mas como una clasificacioacuten para las caracteriacutesticas del

rendimiento de la construccioacuten y no como un estaacutendar real Especiacuteficamente dice

Las ventanas de visualizacioacuten infrarrojas (infrared viewports) son aperturas fijas cuales

consisten de uno o mas aberturas o un material solido de transmisioacuten infrarroja rodeado por

un bisel o montura cuales permiten el paso de la radiacioacuten infrarroja

La clasificacioacuten UL50V es realmente una mezcla de dos categoriacuteas de productos claramente diferentes la

ldquoventana infrarrojardquo (tambieacuten conocida como un panel de visualizacioacuten IR o ldquosightglassrdquo) y el ldquopuerto

infrarrojordquo Mientras ambos le permiten al termoacutegrafo realizar inspecciones infrarrojas de objetivos

localizados dentro de una carcasa o detraacutes de una barrera son muy diferentes mecaacutenicamente

Especiacuteficamente las ventanas IR proporcionan una barrera para separar al termoacutegrafo del ambiente cual

rodea al objetivo A lo contrario un puerto IR es esencialmente un agujero Cuando destapado este

efectivamente elimina la barrera entre el termoacutegrafo y el objetivo Esta distincioacuten se hace impor tante

cuando considerando las implicaciones de Equipos de Proteccioacuten Personal (PPE) de NFPA 70ECSA Z462

(vea Capitulo 8)

UL508La UL508 cubre equipos de control industrial y paneles de control bajo 1500 volteos Los equipos

incluidos en estos requisitos se fabrican para el uso bajo una temperatura ambiental de 0-40degC (32-104degF)

al menos que se indique su uso en otras condiciones

UL 508ALa UL508 cubre paneles de control industriales para uso general con un voltaje de operacioacuten de 600 o

menos Este equipo se fabrica para instalaciones ordinarias en acuerdo con el National Electrical Code

(ANSINFPA 70) donde la temperatura ambiental no excede 40degC (104degF)

UL 746CLa UL 756C define los estaacutendares de impacto e inflamabilidad para materiales polimeacutericos cuales se usan

en equipos eleacutectricos hasta 1500 volteos Cualquier plaacutestico o poliacutemero cual forma parte de una ventana

infrarroja debe pasar pruebas de inflamabilidad a la temperatura ambiental y debe permanecer intacto

durante una prueba de impacto ejecutada en 0degC (32degF) Es importante notar que de los cristales oacutepticos

capaces de transmitir en la porcioacuten de la longitud de onda larga del espectro infrarrojo (8μ a 14μm) no

hay cristales basados en fluoruro capaz de pasar las pruebas de impacto requeridas en 746C Por lo tanto

porque son clasificadas como ldquovidriordquo bajo el estaacutendar no requieren la prueba de impacto mientras que

su espesor sea mas de 14 mm

Chapter 7 Capitulo 7 CONTrsquoD


Standard ReinforcedPolymer

FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A

UL 746C Not Possible

IEEE C37202 (a36) Not Possible

Lloydrsquos Type Approval

Ing re ss Prot ec ti on IP6 5 NE MA 4X IP6 5 NE MA 4X

ldquoPassedrdquo50kVA 63kVAArc Resistance Tests

Arc Rated Arc Rated No ComponentLevel ldquoRatingrdquo

Tabla 1




Recursos AdicionalesPara mas informacioacuten en los estaacutendares de este capiacutetulo por favor refieacuterase a los siguientes papelesblancos y paacuteginas de internet

bull Para mas informacioacuten sobre los estaacutendares y como se relacionan al disentildeo de las ventanas infrarrojasvea ldquoSafer by Designrdquo at httpwwwirisscomPDFnew_white_papersIRISS_Safer_by_Design_ppdf

bull Para mas informacioacuten sobre los estaacutendares de resistencia de arcos vea ldquoThe Myth of Arc Resistant Windowsrdquo at

httpwwwirisscomPDFnew_white_papersIRISS_IR_Win_Arc_Ratings_Dec08_ppdf

bull Para mas informacioacuten sobre UL 50V veahttpulstandardsinfonetulcomtocstocsaspdoc=oampfn=o0050vtoc

bull Para mas informacioacuten sobre UL 508 veahttpulstandardsinfonetulcomscopesscopesaspfn=0508html

bull Para mas informacioacuten sobre UL 508A vea httpulstandardsinfonetulcomscopes0508ahtml

bull Para mas informacioacuten sobre UL 746C veahttpulstandardsinfonetulcomscopesscopesnewaspfn=0746Chtml

bull Para mas informacioacuten sobre IEEE C37202 seccioacuten a36 veahttpstandardsieeeorgreadingieeeinterpC3720Serieshtml

bull Para mas informacioacuten sobre el Registro de Lloyd veahttpwwwlrorgIndustriesMarineServicesCertificationType+approvalhtm

bull Para mas informacioacuten sobre Proteccioacuten de Entradas veahttpwwwengineeringtoolboxcomip-ingress-protection-d_452html

bull Para mas informacioacuten sobre Clasificaciones NEMA vea httpwwwnemaorgprodbeenclosures

bull Para mas informacioacuten sobre IEEE C37207 veahttpstandardsieeeorgreadingieeestd_publicnew_descswitchgearC37207-2001html

Resumen1 El uacutenico estaacutendar cual se aplica especiacuteficamente a ventanas infrarrojas es el UL50V ndash se

considera mas como una clasificacioacuten que un estaacutendar2 Todos los otros estaacutendares mencionados pueden tener alguna influencia en alguacuten aspecto o

uso de una ventana3 UL508 and 508A son clasificaciones para componentes usados en paneles eleacutectricos4 UL746C es un estaacutendar cual requiere de pruebas de inflamabilidad e impacto para materiales

polimeacutericos usados en equipos eleacutectricos Los cr istales compatibles con ondas largas no soncapaces de pasar las pruebas de impacto requeridas por este estaacutendar

5 IEEE C37202 Seccion a36 es el requisito de impacto y carga para todos los paneles de

visualizacioacuten instalados en paneles eleacutectricos de medio y alto voltaje Los paneles fabricados decristales o vidrio no cumpliraacuten con estos requisitos ndash por esta razoacuten todos los paneles deinspeccioacuten cuales son instalados en paneles eleacutectricos son fabricados de Lexan o PlexiglaacutesDesafortunadamente esos materiales no son transmisivos en cuanto a IR De las ventanascompatibles con ondas largas solo un oacuteptico de poliacutemero reforzado cumple con los requisitosde este estaacutendar

6 El Registro de Lloyd es una verificacioacuten de estaacutendares por terceros o compantildeiacuteas externas yverifican la calidad y el disentildeo

7 El estaacutendar de La proteccioacuten de Entradas (Ingress) certifica que una carcasa puede sellarsecontra ciertos niveles de contaminantes en el ambiente IP65 y NEMA 4 son estaacutendaresequivalentes indicando proteccioacuten contra el polvo y la entrada de agua

8 La resistencia al arco es un estaacutendar cual se aplica uacutenicamente a paneles eleacutectricos y no a loscomponentes Las tres marcas mas conocidas de ventanas IR han sido exitosas en cuanto apruebas de arcos eleacutectricos con sus ventanas siendo parte del ensamblaje d el panel eleacutectricoPero la Clasificacioacuten de Arcos se aplica al panel eleacutectrico completo no a los componentesindividuales



InfraredWindowsandArc Ratings

ndash Dispelling themyth of

ldquoArc-Resistant IRWindowsrdquo

byMartin Robinson amp TimRohrer IRISS inc

Abstract

IRWindowsandPPE

ndashRelevant OuttakesfromNFPA70E2009


NFPAanditsImplicationson

Thermographic Inspections


Safer By Design

TheHistoryof IRISSInfraredInspectionWindows

Martin Robinson LevelIII Thermographer

ROI CaseStudy 1

ndash Paper MillSavesBudget Dollars

with IRWindow Program

byMartin Robinson

Overview

T r an s mi s si o n St a bi l it y amp I R W i nd o ws P a ge 1

copy 2009 Joe DeMonte

Transmission Stability and Infrared Windows

The Effects of Transmissivity on Data Accuracy

by Joe DeMonte

ASNTPdM Level III Thermographer

Abstract

As the saying goes ldquogarbage in garbage outrdquo This truism is every bit as applicable in

thermography as it is in computer data-mining The difference is that the inaccurate data which

leads a thermographer to a false-negative conclusion could result in a multi-million dollar

catastrophic failure of a companyrsquos electrical distribution system In fact the implications to

personnel safety plant assets and production downtime make the results of transmissivity errors

more like toxic waste than mere ldquogarbagerdquo

When using infrared (IR) windows or sightglasses it is imperative to understand the accurate

transmission rate of the optic used in the infrared window As this paper will explore failure to

accurately compensate for actual transmission attenuation can lead to significant errors in data

The magnitude of the error is based on the exponential effect that target surface temperature

has on radiated infrared energy In short temperature differences (T) will appear to be

minimized if the effects of transmission attenuation are not considered or if not accurately

compensated for Such errors in T may thereby lead thermographers to underestimate the

magnitude of many serious electrical faults

IR Window Transmittance Temperature DependenceRobertP MaddingInfrared Training Center FLIR Systems Inc

ABSTRACT

Whilefluoride-typeIRwindows areinexpensiveandhavegoodtransmittanceinthemid-waveIR band(3to5micrometers) theirtransmittancedrops rapidly inthelongwaveIRband(8 to12micrometers) Wecancharacterizethegraybody approximationof suchawindowby measuringits IRbandpass transmittancewithourIRcameraButas theIRwindow clearlyisnotldquograyrdquobut aspectraltransmitterthetransmittance

measuredforonetarget temperatureat onewindowtemperaturecanbedifferentforothertarget andwindowtemperatures Does this poseaserious problemforthecondition-monitoringthermographerThis paper addresses theissueby modelingtheeffect of thenon-grayness of fluoride-typeIRwindows in thenominal8to12micrometerwavebandandgives quantitativeresults Wewillshow themagnitudeof this effect andhowtodealwithit If youuselow-cost IRwindowsyouneed toknow theresults of this study

Keywords IRwindow emissivity IRwindowtransmittance conditionmonitoring INTRODUCTION

IRwindows arebeing usedmoreandmoretoenhancesafety andincreasetheIRaccessibility toimportanttargets forconditionmonitoring Weusedtoremovethecabinet covers fromthe rear of 4160volt switchgear toviewtheconnections with ourIRcameras This was a cumbersome time-consuming andsomewhatdangerous jobtoremoveup to8bolts andlift aheavy steelcoveraway fromliveequipment Onefalsemoveandanarc flashwas ther esult Anotherareawewereunable to observe was motor connection boxes Thesearebut twoexamples of numerous cases where withIRwindows wecannow look intotheseareas muchmoresafely andconveniently

Figure1gives anexampleof viewingmotorconnections throughan IRwindow This windowhas atransmittanceofabout50 Targetemissivityisabout 095IfyourIR cameradoesnrsquothaveIRwindow

transmittancecompensation thebest approximationis tofindtheproduct of the IRwindow transmittancetimes thetarget emissivity This is quiteaccurate providedthetarget reflectedapparent temperature IRwindowtemperature andIR window reflectedapparent temperatureareallequal




El Arco Eleacutectrico NFPA y OSHA Implicaciones en Ventanas Infrarrojas

Un incidente de arco eleacutectrico se reporta cada 18 minutos en los Estados Unidos De estosaproximadamente 20 personas al diacutea reciben quemaduras causadas por el arco y entre 5 a 10trabajadores sufriraacuten quemaduras de tercer grado en mas de mitad del cuerpo Lamentablemente enpromedio mas de un empleado al dia no regresa a su hogar ndash la viacutectima de un arco electrico

iquestQue es un Arco Electrico y Cuales son los R iesgosUn arco eleacutectrico es un corto circuito en el aire cual crea una explosioacuten igual a dos o tres barras dedinamita Como la mayoriacutea de incidentes se inician con alguacuten tipo de interaccioacuten humana lasexplosiones ocurren a varios pies del trabajador

Causas comunes son 1) dejando caer herramientas o paneles 2) contacto accidental con partesenergizadas o 3) modificando la condicioacuten del equipo Un arco normalmente empieza como un cortocircuito phase-to-ground o fase a tierra Este ldquobolted faultrdquo es uno conectado por un objeto (por ejemplouna herramienta como una llave) con un potencial limitado de cargar corriente Por lo tanto cuando elarco inicial vapora al conductor de cobre este produce una pequentildea nube hiacuteper conductiva de plasmade cobre y gases ionizados La nube conductiva entonces forma un puente cambiando el corto circuitode fase a fase o phase-to-phase Es el ldquounbolted faultrdquo cual crece en intensidad produciendo un flashcegador junto con temperaturas extremadamente altas La explosioacuten se alimenta por si sola y el calorconvierte todo el material alrededor a plasma El conductor de cobre expande 67000 veces su tamantildeoinicial en una fraccioacuten de un segundo Es esta expansioacuten raacutepida cual crea la ola de presioacuten cual destruyepaneles eleacutectricos y dispara metralla hacia todo en su camino

iquestCoacutemo se comparan los Peligros Eleacutectricos con otros Peligros de Environmental Health andSafety (EHS)En el presente muchaspreocupaciones de seguridadse publican y se entiendendebido a campantildeas agresivasdel departamento de EHS Por

lo tanto la seguridad eleacutectricase le encarga al DepartamentoEleacutectrico ya que es un temamuy especializado

Iroacutenicamente aunque laslesiones eleacutectricas son menos frecuentes que los problemas tiacutepicos del EHS estas tienen mayoresconsecuencias Las versiones modernas de la Piramida de Seguridad de WH Heinrich (Figura 1) muestraque por cada 1 0000 incidentes de ldquonear-missrdquo ocurren 10 lesiones cuales pueden dejar invalido altrabajador y una muerte Por comparacioacuten 85 ldquonear-missrdquo incidentes de arcos eleacutectricos produciraacuten seislesiones cuales pueden dejar invalido al trabajador y una muerte Usando la misma escala en Figura 110000 incidentes de arcos eleacutectricos resultaran en 706 lesiones cuales pueden dejar invaacutelido altrabajador (comparado con solo 10 en el modelo EHS) y 118 muertes (comparado a 1)

Similarmente el National Safety Council estima una muerte por cada treinta choques eleacutectricos Estohace que la electrocucioacuten sea la cuarta causa mas comuacuten de muertes en el lugar de trabajo (como diceNFPA 70E 2009 K2) Claramente los peligros eleacutectricos deben ser el enfoque de campantildeas de alerta ypeligro para mejor proteccioacuten a los trabajadores

NFPA 70BEl National Fire Protection Association (NFPA) desarrolloacute el estaacutendar NFPA 70B para Mantenimiento deEquipo Electrico Los estaacutendares han sido eficientes en el salvamento de vidas protegiendo las plantas yreduciendo el periodo de inactividad de la maquinaria Entre sus recomendaciones NFPA 70B aclara quelas Termografiacutea debe llevar gran parte en el monitoreo de fallos en componentes eleacutectricos energizadosEl estaacutendar tambieacuten menciona el anaacutelisis de transformadores paneles eleacutectricos y equipos cualesdistribuyen energiacutea por lo menos una vez al antildeo ndash en algunos casos trimestral Estas inspecciones debende ocurrir con las conexiones y los conductores expuestos y bajo carga maacutexima Desafortunadamenteabriendo los equipos eleacutectricos no solo consume mucho tiempo pero tambieacuten es peligroso

NFPA 70E OSHA 1910 y CSA Z462En el 1976 NFPA formo un comiteacute para crear el estaacutendar NFPA 70E El objetivo era solucionar problemas

en cuanto a la seguridad en el lugar de trabajo y para proporcionarle a la OSHA con un documento cualpuede usar de referencia cuando entrega una multa o citacioacuten (el NEC y 70B originalmente no tenia

referencia a esto) Desde su primera edicioacuten en 1979 el NFPA 70E ha sidoel documento mas referido en cuanto a seguridad eleacutectricaEn el 2009 Canadaacute promulgoacute el CSA Z462 ndash un estaacutendar de seguridadeleacutectrica armonizada por NFPA 70E Sin embargo todos los paiacutesesindustrializados han implementado alguacuten tipo de estaacutendar de seguridadeleacutectrica muchos cuales son armonizados o influenciados por NFPA 70ELa idea clave del NFPA 70ECSA Z462 y el mensaje claro de OSHA 1910 esque el personal no debe ser expuesto a conductores o partes de circuitosenergizados Se pueden hacer excepciones en ciertas circunstanciasdonde se requiere trabajo en componentes energizados (comoactividades de diagnostico) En estos casos se requiere que el personalutilice Personal Protective Equipment (PPE)

La edicioacuten mas reciente considera inspecciones termograacuteficas ejecutadasen paneles eleacutectricos ldquoMetal Cladrdquo de 1kV a 38kV fuera del liacutemite deacercamiento restringido como tres (en una escala de 4) en HazardRiskCategory (HRC) Esto significa que escaneando un panel abierto es igual aabrir una cubierta con bisagras en el mismo panel Esta tarea requiere de

un PPE extensivo ndash incluyendo un ldquoflash suitrdquo (traje contra arcos eleacutectricos)con un miacutenimo de 25calcm2 (Figura 2)

NFPA 70E se conoce muy bien por su tabla HazardRisk (HRC) para la seleccioacuten de PPE Esta dictaclaramente en 1307(A) que PPE tiene ldquola intencioacuten de proteger a personas contra arcos eleacutectricos yriesgos de electrocucioacutenrdquo Continuacutea diciendo las personas de las plantas pueden sostener quemadurascurables a pesar del uso de PPE adecuado Aun mas explica que PPE no protege contra los efectos deuna raacutefaga de arco

En 1309 el estaacutendar explica que los caacutelculos en la tabla HRC hacen cierta hipoacutetesis en cuanto al tiempode aclaramiento y la corriente de falla disponible Por esta razoacuten se sugiere que las compantildeiacuteas ejecutenun Arc Flash Analysis (AFA) Pero hasta con un AFA las compantildeiacuteas deben ser vigilantes Un estudio por unproveedor de servicios multinacionales encontroacute que mas de 20 de interruptores no estaban al 100(disparo lento) mientras que mas de 10 no dispararon Una razoacuten la mayoriacutea de compantildeiacuteas no estaacutensiguiendo la recomendacioacuten de los fabricantes de probar los interruptores en intervalos fijos Porque laduracioacuten y la corriente disponible determinan la energiacutea del incidente del arco eleacutectrico cualquier tipode retraso en cerrando puede crear una explosioacuten cual sobrepasa la capacidad de proteccioacuten decualquier PPE

Figura 2

Figura 1






iquestCuando el personal debe utilizar PPENFPA70ECSA Z462 indica que el personal debe usar niveleselevados de PPE cuando son expuestos a conductores eleacutec-tricos energizados o partes de circuitos Aunque los panelesesteacuten cerrados se debe usar PPE si existe la posibilidad dealguacuten tipo de peligro eleacutectrico como un cambio de estado(change-of state)

El uso de una ventana IR mantiene el sello de IP65NEMA 4Xen el panel de carcasa Por lo tanto hasta cuando abierto laventana mantiene los teacuterminos de NFPA de una condicioacutenldquocerradardquo y ldquoprotegidardquo Adicionalmente escaneando a traveacutesde una ventana IR es una tarea no invasiva cual no creaninguacuten tipo de peligro eleacutectrico (cambio de estado) Mientras el termoacutegrafo tenga la confianza de que elequipo haya sido instalado y mantenido adecuadamente y que el equipo no esteacute en riesgo de cambiarestado Entonces el HRC para el uso de una ventana IR seria el mismo nivel que ldquoleyendo un medidor depanel mientras se opera el interruptor de un medidor rdquo cual el NFPA clasifica con HRC 0

Recursos AdicionalesPara mas informacioacuten sobre los estaacutendares en este capitulo por favor refieacuterase a los siguientes librosblancos y paginas web bull Para mas informacioacuten sobre como NFPA 70E NFPA 70B y OSHA inuyen la termograa eleacutectrica

veacutease las ldquoImplicaciones de Estaacutendares en Termografiacutea Eleacutectricardquo un l ibro blanco enhttpwwwirisscomPDFnew_white_papersIRISS_NFPA_W_P_Dec08_ppdf

bull Para mas informacioacuten sobre NFPA 70B veahttpwwwnfpaorgaboutthecodesAboutTheCodesaspDocNum=70B

bull Para mas informacioacuten sobre NFPA 70E veahttpwwwnfpaorgaboutthecodesAboutTheCodesaspDocNum=70E

bull Para mas informacioacuten sobre OSHA 1910 veahttpwwwoshagovSLTCelectricalstandardshtml

bull Para mas informacioacuten sobre CSA Z462 veahttpwwwcsacaproductsoccupationalZ462Defaultasplanguage=English

Beneficios del Programa de Ventanas Infrarrojas

Las compantildeiacuteas aplican un programa de ventanas infrarrojas por muchas razones pero la mayoriacutea secategorizan de la siguiente manerabull Conformidad con estaacutendaresbull Seguridadbull Administracioacuten de riesgosbull Administracioacuten de Datosbull Ahorros y Eciencia

Conformidad con EstaacutendaresDespueacutes de llevar a cabo estudios de arcos eleacutectricos muchas compantildeiacuteas se sorprenden al encontrar

que muchas aplicaciones y sus caacutelculos de energiacutea de incidente sobrepasan los niveles de PPE Otrasaplicaciones pueden estar muy cerca a las paredes y no permiten que los trabajadores puedan escanearfuera del liacutemite de acercamiento restringido (Restricted Approach Boundary) Como se consideraimposible ejecutar una inspeccioacuten en estas aplicaciones una ventana IR es la uacutenica solucioacuten Lasinspecciones de paneles cerrados usando una ventana IR estan en conformidad con OSHA NFPA ymandatos de CSA todos sin requerirniveles elevados de PPE

A lo contrario de lo que normalmentese cree el voltaje no esnecesariamente el que mejor predicala energiacutea de un arco eleacutectrico Sinembargo las tres influencias masnotables de la energiacutea del incidenteson la corriente disponible el tiempode aclaracioacuten de la falla y la distanciadel personal al arco Es muy comuacutenencontrar que algunas aplicacionesde 480V tienen caacutelculos de energiacutea deincidente cuales sobrepasan losniveles de PPE Las aplicaciones conmenos voltaje pueden cargar mascorriente y pueden demorarse masantes de causar una interrupcioacuten

La etiqueta de precaucioacuten en laFigura 1 se encontroacute en un paneleleacutectrico de 480V Fiacutejese cuidadosamente y notaraacute que el Flash Hazard Boundary es mas de 31 pies yadvierte ldquoExtremely Dangerous no PPE Class Foundrdquo porque los 1088 Calcm2 excede el 40 Calcm2 delPPE que teniacutean presente

El NFPA 70E de Seguridad (Articulo 100 Arc Flash Hazard FPN No1) dice ldquoBajo condiciones normales deoperacioacuten los equipos energizados y sellados que han sido instalados y mantenidos adecuadamentetienen muy poca probabilidad d e producir un arco eleacutectricordquo A lo contrario solo con eliminar la cubier tade un panel eleacutectrico de 600V MCC o 1000+V se clasifica por NFPACSA como un HRC de nivel cuatro (enescala de 1 a 4)

El mensaje esta claro es mas seguro mantener los equipos eleacutectricos cerrados cuando posible Lostrabajos no invasivos como usando una ventana IR deben de ser recomendados como una forma dereducir peligro e incrementar la seguridad del personal Sin embargo se estima que el uso de ventanas IRreducen el riesgo de causar un arco eleacutectrico a menos de 01

Figure 3

Resumen1 Trabajando con equipos eleacutectricos energizados es unas de las actividades mas peligrosas en el

lugar de trabajo2 Los estaacutendares de mantenimiento preventivo como NFPA 70B requieren de inspecciones

infrar rojas anuales de conductores energizados conductoras bajo carga maacutexima y partesde circuitos

3 OSHA 1920 NFPA 70E y CSA Z462 todos requieren que el personal no esteacute expuesto aconductores energizados o partes de circuitos al menos que sea absolutamente necesario

4 Si el personal debe tener acceso al equipo energizado se requiere el uso de PPE adecuadopara el nivel de peligro presente

5 Las ventanas infrarrojas permiten inspecciones con los paneles de los gabinetes cerrados deeste modo no exponen al personal a componentes energizados con niveles altos de peligroPor lo tanto el nivel de HRC requerido cuando se ejecuta una inspeccioacuten IR a traveacutes de unaventana sellada seriacutea HRC 0 ndash lo mismo a usando un medidor o ejecutando otras funcionesadministrativas alrededor de paneles eleacutectricos energizados pero sellados



Figura 1




Gestioacuten de RiesgosOSHA NFPA 70E CSA Z462 y ANSI Z10 estaacuten todos basados enel principio de la Jerarquiacutea de Control ndash NFPA 70E Appendice Fhace referencia a este (Figura 2) Esencialmente el principioalienta a los ingenieros a que disentildeen procesos y equipos cualeseliminan las posibilidades de accidentes en vez de depender encontroles o PPE para proteger al trabajador despueacutes de unaccidente Un solo control no es necesariamente masimportante que otro pero se le pone una prioridad a laprevencioacuten de accidentes en vez de la respuesta a estos

Considere este ejemplo Todos preferimos evitar la posibilidadde un accidente Los sistemas de frenos antibloqueo estaacuten disentildeados para mejorar el frenado y el controlminimizando el chance de un accidente Pero cuando ocurre un accidente dependemos de las bolsas deaire y cinturones de seguridad para nuestra proteccioacuten La educacioacuten para los conductores son controles

administrativos con la intencioacuten de entrenar alconductor Finalmente como el riesgo es alto en unacarrera de autos hasta los ellos usan PPE Pero comomencionado la preferencia desde el principio essiempre evitar un accidente

En la Termografiacutea la ventana IR se pone en laldquocategoriacutea de eliminacioacutenrdquo ya que virtualmenteelimina todos los causantes de arcos eleacutectricosdurante una inspeccioacuten El proceso de trabajo degabinetes cerrados mantiene los conductoresenergizados en una ldquocondicioacuten cerrada y protegidardquono hay cambio de estado en los conductores yentonces no aumenta el nivel de peligro

La gestioacuten de riesgos va mas allaacute de la seguridad dela persona la Jerarquiacutea de Control tambieacuten se puede aplicar a equipos existentes de la fabrica o plantaLas plantas deliberadamente programan tareas peligrosas fuera del tiempo d e trabajo ndash reduciendo elpeligro y riesgo de una interrupcioacuten de poder y tiempo fuera de servicio Desafortunadamente lamayoriacutea de las pruebas de diagnostico requieren que los equipos esteacuten energizados y bajo cargamaacutexima Por lo tanto una ventana IR permite que los termoacutegrafos obtengan datos significativos sin elriesgo de apagar las plantas

Administracioacuten de DatosAsi tambieacuten como las otras tecnologiacuteas de Mantenimientos Predictivos (PdM) los beneficios de la

Termografiacutea aumentan con la cantidad y calidad de los datos coleccionados Pero hay algunos retos encuanto a la coleccioacuten y las tendencias de los d atos Estos incluyen consistencia enbull Punto de medidabull Angulo de coleccioacuten

bull Distancia del objetivobull Temperaturas reejadasbull Calibracioacuten de la caacutemara

bull Cargas altas en aplicaciones eleacutectricas

Estas inconsistencias normalmente se causan por falta de un proceso de trabajo sistemaacutetico o porlos haacutebitos de termoacutegrafos diferentes Por lo tanto las ventanas IR ayudan a disminuir o eliminarinconsistencias potenciales

Las ventanas aseguran que las medidas siempre se tomen desde el mismo aacutengulo punto y distanciaAdemaacutes los termoacutegrafos deben elegir las aeacutereas exactas del objetivo y marcarlas con cinta pegante oetiquetas de alta emisividad La informacioacuten de cada objetivo se debe documentar en una etiqueta allado de la ventana (Se habla del tema completamente en los capiacutetulos 3 y 6)

El enfoque sistematizado y consistente lleva a un anaacutelisis de tendencias de d atos mas preciso Unenfoque sistemaacutetico de la coleccioacuten de datos tambieacuten puede mejorar el planeamiento de sucesioacuten de laempresa o permite mejor flexibilidad si se decide adoptar un programa de Termografiacutea

Ahorros y EficienciaLe tiempo que se requiere para desinstalar paneles atornillados y obtener imaacutegenes del interior delgabinete y volver a instalar el panel es aproximadamente una hora para dos trabajadores Obtenerlas imaacutegenes por una ventana infrarroja lo puede hacer una sola persona en cinco o seis minutos Laseficiencias reconocidas por el Reliability Depar tment en cuanto a el uso de ventanas IR es tan significanteque ellos tiacutepicamente pagan por el primer o segundo ciclo de inspeccioacuten (veacutease Capitulo 10)

Jerarquiacutea de Control

1 Eliminar el peligro2 Controles de Ingenieriacutea3 Aplicar protecciones4 Controles de Administracioacuten5 Uso de PPE

Figura 2

Figura 3

ResumenHay muchas ventajas cuando se usan ventanas infrarrojas1 Conformidad con estaacutendares el equipo mantenido dentro de una condicioacuten sellada y protegida

no crearaacute un peligro eleacutectrico durante la inspeccioacuten Esto significa que no se requieren niveleselevados de PPE cuando se usa una ventana IR

2 Seguridad ndash la inspeccioacuten no intrusiva no eleva el peligro de electrocucioacuten o causar unarco eleacutectrico

3 Administracioacuten de Riesgos ndash la Jerarquiacutea de Control requiere que los gerentes y los ingenieroseliminen peligro o riesgos donde sea posible (en vez de depender de los controles deingenieriacutea o PPE para proteger al personal despueacutes que ocurre un accidente) El uso de unaventana de inspeccioacuten IR elimina los peligros durante una inspeccioacuten donde los paneles esteacutenabiertos y aumenta la seguridad al convertir el trabajo a no intrusivo

4 Administracioacuten de Datos ndash las ventanas IR permiten un enfoque sistemaacutetico a la coleccioacuten dedatos durante las inspecciones ndash el mismo objetivo la misma ubicacioacuten el mismo aacutengulo y lamisma distancia La consistencia en la coleccioacuten de datos produce un anaacutelisis mas preciso de sustendencias en cualquier proceso de Mantenimiento Predictivo (PdM)

5 Ahorros y Eficiencia ndash en estudios de tiempo el uso de ventanas infrarrojas han mostrado podereliminar hasta un 90 del tiempo requerido para una inspeccioacuten Al finalhellipel tiempo es dinero






El Costo-Beneficio de Ventanas Infrarrojas

Los estudios han mostrado que las inspecciones tradicionales de panel abierto consumen mucho tiempoy tambieacuten usan ineficientemente muchos recursos de alto valor (electricistas y termoacutegrafos) Los panelesatornillados estaacuten disentildeados para hacer mas difiacutecil el acceso a conductores energizados Se hace aun masdifiacutecil tambieacuten cuando se usan los equipos PPE gruesos

Los estudios de tiempos y movimientos indican que un equipo de dos electricistas se demoran unos 30minutos para desinstalar un panel atornillado Despueacutes de un promedio de seis minutos para escanear elinterior los electricistas despueacutes requieren de los mismos 30 minutos para reinstalar el panel Con unequipo tiacutepico de inspeccioacuten de tres personas esto se traduce a 33 horas de trabajo (Suponiendo que la

facilidad proporciona dos electricistas para abrirle los paneles al termoacutegrafo contratado las horas detrabajo se reducen a 22 pero esto no toma en cuenta la tarifa diaria del termoacutegrafo) Ademaacutes del manejodel panel y la inspeccioacuten el tiempo aumenta al vestirse y desvestirse con PPE En promedio se demoraunos treinta minutos vestirse completamente con PPE de Categoriacutea 3 o 4 Para un equipo de treshombres esto agrega 15 horas cada vez que el equipo inicia el trabajo o toma un descansoDependiendo del ambiente de trabajo esto significa que se pueden gastar miles de doacutelares en ldquocambiosde ropardquo

Cuando las compantildeiacuteas analizan bien estos nuacutemeros es evidente que las inspecciones de paneles abiertoscuestan mucho dinero Por ejemplo el termoacutegrafo (empleado de la compantildeiacutea o por contrato)desperdicia 60 minutos de 66 esperando a que los electricistas abran y cierren los paneles Esto equivalea mas de 55 horas en un diacutea de trabajo de solo 6 horas Mientras tanto dos electricistas combinados sedemoran 12 minutos de cada 66 esperando a que el termoacutegrafo termine el escaneo Las ventanasinfrarrojas permiten que los termoacutegrafos ejecuten la inspeccioacuten mientras eliminando el tiempo deespera no productivo

El uso de ventanas IR mejora notablemente la eficiencia del personal de PdM Se reducen losrequerimientos del PPE a nivel de ldquoejecutar tareas administrativasrdquo alrededor de equipos eleacutectricos (Cadafacilidad puede variar en sus requisitos ndash por favor siga las recomendaciones de su lugar de trabajo) Eltiempo de vestir en PPE es virtualmente eliminado El termoacutegrafo no requiere de soporte de otros y eltiempo de escaneo en promedio es cinco o seis minutos por ventana Ya que se eliminan mas de 90 delas horas de trabajo un Retorno de Inversioacuten (ROI) se cumple despueacutes de uno o dos ciclos de inspeccioacuten

Estudio De CasoUn molido de papel estadounidense utilizo un equipo de inspeccioacuten de dos personas ya que eltermoacutegrafo califico para asistir al electricista El estudio cual se llevo a cabo antes de instalar las ventanasrevelo que el equipo se demoro 331 horas de trabajo para completar inspecciones en 65 aplicaciones(mayormente paneles eleacutectricos y transformadores) Despueacutes de instalar 197 ventanas IR el termoacutegrafopudo inspeccionar las 65 aplicaciones mas cinco cuales previamente no se pudieron inspeccionardebido a condiciones de altos niveles de incidencia en solo 16 horas de trabajo La inversioacuten total en lasventanas fue de $42 050 La instalacioacuten fue subcontratada a un costo de $18910 Esta inversioacuten uacutenica de$60960 se pago por siacute misma en solo dos ciclos de inspeccioacuten El ROI total despueacutes de cinco ciclos fue$135915

Las ventanas infrarrojas son otro caso donde la buena seguridad produce el buen sentido de losnegocios Los peligros de dantildeos catastroacuteficos y el periodo de inactividad se reducen juntos con lospeligros y riesgos al personal Finalmente las ventanas infrarrojas permiten que el personal trabaje conmejor eficiencia En resumen las ventanas IR permiten que las compantildeiacuteas ahorren tiempo ahorrendinero y permanezcan seguras

Recursos AdicionalesPara mas informacioacuten sobre los estudios d e tiempo mencionados en este capiacutetulo por favor refieacuterase alsiguiente libro blanco ldquoROI Case Study 1 ndash Paper Mill Saves Budget D ollars with IR Window Programrdquo enhttpwwwirisscomPDFnew_white_papersROI_IR_Windows_In_Paper_Mill_wpdf

Resumen1 Los estudios de tiempo indican que las inspecciones tradicionales de paneles abiertos

consumen mucho tiempo El costo de las horas de trabajo faacutecilmente superan los $600 porpanel

2 Vestirse y desvestirse con PPE es otra tarea costosa cual acompantildea a las inspeccionestradicionales Los costos pueden superar los miles de doacutelares por cada ciclo de inspeccioacuten

3 El uso de ventanas virtualmente elimina todo el tiempo de espera y de PPE Esto significa quese ahorra mas de un 90 del tiempo tiacutepicamente requerido para ejecutar inspecciones

termograacuteficas tradicionales4 Por el ahorro de horas de trabajo cuales ofrecen las ventanas IR la mayoriacutea de programas

de ventanas ofrecen un ROI desde el primer o segundo ciclo de inspeccioacuten



Operacioacuten h Total h Tarifa ($h) Total

Desinstalar Cubierta 05 10 $12500 $12500

Inspeccioacuten infrarroja 01 01 $15000 $1500

Reinstalar Cubierta 05 10 $12500 $12500

Tiempo de esperadel Termoacutegrafo 10 10 $15000 $15000

Tiempo de esperadel electricista 01 02 $12500 $2500

Costos de horas de trabajo de la inspeccioacuten de un panel energizado $ 43500

Tabla 1



Llamar a IRISSTel EEUU gratis (877) 704-7477Internacional +1 (941) 907-9128

wwwirisscom




Prologo ii

1 iquestQueacute es una ventana infrarroja 1

2 Materiales de lentes de ventanas infrarrojas 3

3 La importancia de emisividad en Termografiacutea Eleacutectrica 7

4 Sepa la transmisioacuten de su Ventana Infrarroja 11

5 Campo Visual (FOV) a traveacutes de una ventana infrarroja 16

6 Instalacioacuten correcta de una ventana infrarroja

20

7 Certificaciones y estaacutendares 25

8 Arcos eleacutectricos NFPA amp OSHA Implicaciones en inspecciones infrarrojas 29

9 Beneficios del programa de ventanas infrarrojas 32

10 Anaacutelisis del costo-beneficio de ventanas infrarrojas 35

ldquoEl conocimiento llega con ojos siempre abiertos y manos

trabajadoras y no existe conocimiento que no sea poderrdquo

- Ralph Waldo Emerson 1803-1882

A nuestros valiosos clientesMi meta es que este libro llegue a clarificar puntos claves cuales forman una gran parte de las preguntassobre ventanas infrarrojas su uso y limitaciones

El uso de ventanas infrarrojas (IR) en aplicaciones industriales ha crecido exponencialmente en los

uacuteltimos cinco antildeos Mucha de la aceptacioacuten reciente ha coincidido con el aumento en el nivel deconciencia de seguridad eleacutectrica y la reduccioacuten de riesgos Organizaciones tales como la OSHA NFPACSA IEEE ANSI y NETA han sido la vanguardia de este movimiento

El uso de ventanas IR para facilitar inspecciones mas seguras y eficientes de equipos eleacutectricosenergizados ha superado la industria infrarroja en general Hoy en diacutea todos los fabricantes de paneleseleacutectricos regularmente instalan ventanas infrarrojas durante el proceso de fabricacioacuten Esto ha sido unimpulso cual ha causado a que muchas empresas modernicen sus equipos

Mientras el uso y la aplicacioacuten de ventanas infrarrojas se continuacutea aceptando la diversidad deaplicaciones continuara creando un gran variedad de preguntas Pero la mayoriacutea de estas se relacionan avarios conceptos principales Yo presento estas recomendaciones y los d etalles teacutecnicos no solo como unfabricante cual entiende los problemas cientiacuteficos y de ingenieriacutea de ventanas infrarrojas pero tambieacutenofrezco mi conocimiento praacutectico como un Termoacutegrafo de nivel III con maacutes de 15 antildeos de experienciaindustrial Es mi perspectiva del consumidor final que hace que IRISS sea uacutenica en la industria ytambieacuten es nuestro enfoque en esta perspectiva cual se refleja en nuestros disentildeos y desarrollos Estaguiacutea nuestra compantildeiacutea y nuestros productos son todos basados en experiencia praacutectica en el mundoreal cual ha sido pulida con aportaciones de nuestros clientes trabajadores y con horas infinitas endisentildeos de programas exitosos de ventanas infrarrojas para compantildeiacuteas mundialmente

Estoy orgulloso al ver que IRISS esta permitiendo que la Termografiacutea sea mas segura y precisa Por sunaturaleza los productos d e IRISS son ldquoMas seguros por disentildeordquo

Martin RobinsonTermoacutegrafo Nivel II IPresidente amp Ingeniero JefeIRISS Inc

Lista de capiacutetulos Prologo

i | irisscom irisscom | ii










































Modulo de Ruptura



Figura 1

Th =

MR

11(P)(DIA)983218




(micro)Reflexion


Solubleen H

20


013 - 10 5 158 Si

Zafiro Al20

3015 - 55 14 2000 No





015 - 125 7 82 Si




















Tabla 3

Resumen










Presioacuten (psi)
















Figura 3 Figura 4

Figura 2

La Ley de Kirchhoff

ε + τ + ρ = 1

Reflected

Transmitted

Emitted


Figura 1







Grafico 1

Figura 6 Figura 7









Figura 5

W = εσΤ4

















Grafico 1







Grafico 2



















































D = 220 x 087 = 348 pulgadas



D = (220) x 087 x 2D = 696 pulgadas


D = (220) x 087 x 3D = 1044 pulgadas




41deg

d

D










pulgadas


FOV

Figure 3


D = Visible Area


































Hor= 162Ver= 129

Hor= 192Ver= 159


Hor= 210Ver= 165

Hor= 240Ver= 195


Hor= 280Ver= 2175

Hor= 310Ver= 2175


Hor= 345Ver= 270

Hor= 375Ver= 300

Figura 4



















Figure 1

Figura 2



MaximumVoltage (kV)

MinimumClearance

In cm476 55 14

825 65 17

150 80 20

270 120 30

380 150 36











imagen uacutetil










































(vea Capitulo 8)


















FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A







Tabla 1
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom










































Modulo de Ruptura



Figura 1

Th =

MR

11(P)(DIA)983218




(micro)Reflexion


Solubleen H

20


013 - 10 5 158 Si

Zafiro Al20

3015 - 55 14 2000 No





015 - 125 7 82 Si




















Tabla 3

Resumen










Presioacuten (psi)
















Figura 3 Figura 4

Figura 2

La Ley de Kirchhoff

ε + τ + ρ = 1

Reflected

Transmitted

Emitted


Figura 1







Grafico 1

Figura 6 Figura 7









Figura 5

W = εσΤ4

















Grafico 1







Grafico 2



















































D = 220 x 087 = 348 pulgadas



D = (220) x 087 x 2D = 696 pulgadas


D = (220) x 087 x 3D = 1044 pulgadas




41deg

d

D










pulgadas


FOV

Figure 3


D = Visible Area


































Hor= 162Ver= 129

Hor= 192Ver= 159


Hor= 210Ver= 165

Hor= 240Ver= 195


Hor= 280Ver= 2175

Hor= 310Ver= 2175


Hor= 345Ver= 270

Hor= 375Ver= 300

Figura 4



















Figure 1

Figura 2



MaximumVoltage (kV)

MinimumClearance

In cm476 55 14

825 65 17

150 80 20

270 120 30

380 150 36











imagen uacutetil










































(vea Capitulo 8)


















FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A







Tabla 1
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom
















Tabla 3

Resumen










Presioacuten (psi)
















Figura 3 Figura 4

Figura 2

La Ley de Kirchhoff

ε + τ + ρ = 1

Reflected

Transmitted

Emitted


Figura 1







Grafico 1

Figura 6 Figura 7









Figura 5

W = εσΤ4

















Grafico 1







Grafico 2



















































D = 220 x 087 = 348 pulgadas



D = (220) x 087 x 2D = 696 pulgadas


D = (220) x 087 x 3D = 1044 pulgadas




41deg

d

D










pulgadas


FOV

Figure 3


D = Visible Area


































Hor= 162Ver= 129

Hor= 192Ver= 159


Hor= 210Ver= 165

Hor= 240Ver= 195


Hor= 280Ver= 2175

Hor= 310Ver= 2175


Hor= 345Ver= 270

Hor= 375Ver= 300

Figura 4



















Figure 1

Figura 2



MaximumVoltage (kV)

MinimumClearance

In cm476 55 14

825 65 17

150 80 20

270 120 30

380 150 36











imagen uacutetil










































(vea Capitulo 8)


















FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A







Tabla 1
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom















Figura 3 Figura 4

Figura 2

La Ley de Kirchhoff

ε + τ + ρ = 1

Reflected

Transmitted

Emitted


Figura 1







Grafico 1

Figura 6 Figura 7









Figura 5

W = εσΤ4

















Grafico 1







Grafico 2



















































D = 220 x 087 = 348 pulgadas



D = (220) x 087 x 2D = 696 pulgadas


D = (220) x 087 x 3D = 1044 pulgadas




41deg

d

D










pulgadas


FOV

Figure 3


D = Visible Area


































Hor= 162Ver= 129

Hor= 192Ver= 159


Hor= 210Ver= 165

Hor= 240Ver= 195


Hor= 280Ver= 2175

Hor= 310Ver= 2175


Hor= 345Ver= 270

Hor= 375Ver= 300

Figura 4



















Figure 1

Figura 2



MaximumVoltage (kV)

MinimumClearance

In cm476 55 14

825 65 17

150 80 20

270 120 30

380 150 36











imagen uacutetil










































(vea Capitulo 8)


















FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A







Tabla 1
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom






Grafico 1

Figura 6 Figura 7









Figura 5

W = εσΤ4

















Grafico 1







Grafico 2



















































D = 220 x 087 = 348 pulgadas



D = (220) x 087 x 2D = 696 pulgadas


D = (220) x 087 x 3D = 1044 pulgadas




41deg

d

D










pulgadas


FOV

Figure 3


D = Visible Area


































Hor= 162Ver= 129

Hor= 192Ver= 159


Hor= 210Ver= 165

Hor= 240Ver= 195


Hor= 280Ver= 2175

Hor= 310Ver= 2175


Hor= 345Ver= 270

Hor= 375Ver= 300

Figura 4



















Figure 1

Figura 2



MaximumVoltage (kV)

MinimumClearance

In cm476 55 14

825 65 17

150 80 20

270 120 30

380 150 36











imagen uacutetil










































(vea Capitulo 8)


















FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A







Tabla 1
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom









Grafico 1







Grafico 2



















































D = 220 x 087 = 348 pulgadas



D = (220) x 087 x 2D = 696 pulgadas


D = (220) x 087 x 3D = 1044 pulgadas




41deg

d

D










pulgadas


FOV

Figure 3


D = Visible Area


































Hor= 162Ver= 129

Hor= 192Ver= 159


Hor= 210Ver= 165

Hor= 240Ver= 195


Hor= 280Ver= 2175

Hor= 310Ver= 2175


Hor= 345Ver= 270

Hor= 375Ver= 300

Figura 4



















Figure 1

Figura 2



MaximumVoltage (kV)

MinimumClearance

In cm476 55 14

825 65 17

150 80 20

270 120 30

380 150 36











imagen uacutetil










































(vea Capitulo 8)


















FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A







Tabla 1
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom

















































D = 220 x 087 = 348 pulgadas



D = (220) x 087 x 2D = 696 pulgadas


D = (220) x 087 x 3D = 1044 pulgadas




41deg

d

D










pulgadas


FOV

Figure 3


D = Visible Area


































Hor= 162Ver= 129

Hor= 192Ver= 159


Hor= 210Ver= 165

Hor= 240Ver= 195


Hor= 280Ver= 2175

Hor= 310Ver= 2175


Hor= 345Ver= 270

Hor= 375Ver= 300

Figura 4



















Figure 1

Figura 2



MaximumVoltage (kV)

MinimumClearance

In cm476 55 14

825 65 17

150 80 20

270 120 30

380 150 36











imagen uacutetil










































(vea Capitulo 8)


















FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A







Tabla 1
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom
































Hor= 162Ver= 129

Hor= 192Ver= 159


Hor= 210Ver= 165

Hor= 240Ver= 195


Hor= 280Ver= 2175

Hor= 310Ver= 2175


Hor= 345Ver= 270

Hor= 375Ver= 300

Figura 4



















Figure 1

Figura 2



MaximumVoltage (kV)

MinimumClearance

In cm476 55 14

825 65 17

150 80 20

270 120 30

380 150 36











imagen uacutetil










































(vea Capitulo 8)


















FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A







Tabla 1
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom



















Figure 1

Figura 2



MaximumVoltage (kV)

MinimumClearance

In cm476 55 14

825 65 17

150 80 20

270 120 30

380 150 36











imagen uacutetil










































(vea Capitulo 8)


















FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A







Tabla 1
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom










imagen uacutetil










































(vea Capitulo 8)


















FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A







Tabla 1
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom































(vea Capitulo 8)


















FluorideCrystals

UL 50V

UL 508 508A







Tabla 1
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom
































Abstract

IRWindowsandPPE






Safer By Design



ROI CaseStudy 1



byMartin Robinson

Overview





by Joe DeMonte


Abstract
















ABSTRACT


























Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom




















Figura 2

Figura 1






















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom




















Figure 3









Figura 1



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom



















Figura 2

Figura 3




































Tabla 1




wwwirisscom




























Tabla 1




wwwirisscom




wwwirisscom

10 cosas de termografia

Documents