LA DISTANCIA Y LA VELOCIDAD DEL VIENTO INCIDEN EN LA TERMOGRAFIA

Alfonso Gallegos Estudiante de la Escuela de Ingeniera de Mantenimiento Facultad de Ingeniera Mecnica Escuela Superior Politcnica de ChimborazoPanamericana Sur km. 1 1/2, Riobamba Ecuador//www.espoch.edu.ec/ //amgo123@hotmail.es/

RESUMENEl presente documento tiene como objetivo principal el anlisis de la influencia de la distancia y la velocidad del viento al momento de realizar termografa aplicado en un trasformador trifsico ubicado en las cercanas de la Escuela de Ingeniera de Mantenimiento de la Escuela Superior Politcnica de Chimborazo, tomando en cuenta que ste est expuesto a los factores de estudio mencionados, y que a ms de estos, tambin a las propiedades propias de los cuerpos y ndices del medio en el cual se tomarn los termogramas, que de la misma forma inciden de manera proporcional.Con este documento se busca determinar si la distancia terica es la distancia apropiada para la toma de termogramas y las horas del da propicias para la aplicacin de esta tcnica predictiva. Y as desarrollar parmetros para la correcta realizacin de la mencionada tcnica.Palabras clave: Emisividad, velocidad del viento, cmara termogrfica humedad relativa, temperatura del medio ambiente, temperatura, modos de falla, distancia, termogramas. ABSTRACT This paper's main objective is the analysis of the influence of distance and wind speed at the time of thermography applied in a three phase transformer located near the School of Engineering Maintenance of the Polytechnic School of Chimborazo, taking note that this is exposed to study the factors mentioned, and more than these, also to the specific rates of the bodies and the environment in which the thermograms, which affect the same way be taken proportionally properties.This paper seeks to determine whether the theoretical distance is the proper distance for taking thermograms hour and conducive to the implementation of this predictive technique. And develop parameters for the successful implementation of the technique mentioned.Keywords: Emissivity, wind speed, relative humidity imager, environmental temperature, temperature, failure modes, distance, thermograms.

INTRODUCCINPartiendo de que La Revolucin Industrial trajo la introduccin de las mquinas en los procesos productivos, con la finalidad de manufacturar con mayor rapidez, eficiencia y economa; esta tambin trajo consigo una serie de consecuencias que sufran dichas mquinas que aparecan despus de un tiempo prudencial de produccin, conocindolas ahora como fallos funcionales. El hombre intentando preveer esta dificultosa situacin comenz a realizar actividades que le permitieran a las mquinas continuar funcionando, a partir de la realizacin de acciones como, cambio de partes, limpieza entre otras, actividades que ahora se las conocen como tareas de mantenimiento. Pero con el pasar de los aos evolucion la tecnologa, las necesidades y el ambiente en general; por tal motivo nace la necesidad de contar con equipos que brinden mejores caractersticas de funcionamiento, a fin de lograr una mayor produccin. As que de aqu se determina que el mantenimiento juega un papel de vital importancia para que las mquinas sigan prestando las funciones para las cuales fueron diseadas, contando hoy en da con el Mantenimiento Correctivo y el Mantenimiento Preventivo, del segundo nace el Mantenimiento Predictivo del que surgen tcnicas que nos brindarn la facilidad de detectar los modos de fallo que se puedan presentar en una mquina.Como es de conocimiento genrico el mantenimiento no alarga la vida til de los equipos, el mantenimiento nos ayuda que una mquina pueda alcanzar su vida til estimada. Como parte del estudio se eligi al transformador para la aplicacin de la tcnica debido a la altura a la cual este est dispuesto, y por la incidencia directa de los factores de estudio en el mismo. Ser necesario el clculo de la distancia real de la toma de los termogramas.Y gracias a las facilidades de anlisis que nos presta el software SatIrReport se lograr determinar de manera ms rpida y eficaz los fallos que se producen al realizar termografa con los factores de estudio antes mencionados.CLCULO DE LA DISTANCIA REAL DE TOMA DE TERMOGRAMAS

B

Esquema representativo de la disposicin del transformador y los fusibles.Como resultado de la extraccin de tringulos necesarios para el clculo tenemos los siguientes:

=4,7m ~ 5m =2,7m ~ 3m=13,4m ~ 13m=10m ~ 10m

Donde:a= Distancia de la mano de la persona con la cmara termogrfica en escalera hasta el transformador.a1= Distancia de la mano de la persona con la cmara termogrfica en escalera hasta los fusibles.a2= Distancia de la mano de la persona con la cmara termogrfica en el suelo hasta el transformador.a3= Distancia de la mano de la persona con la cmara termogrfica en el suelo hasta los fusibles.

COMPORTAMIENTO CLIMTICO DEL VIERNES 2015-02-06Como es de conocimiento local, el clima en la Ciudad de Riobamba posee caractersticas peculiares de comportamiento errtico, hacindolo susceptible a fallas en las predicciones, a continuacin se detallar el comportamiento climatolgico del da Viernes 2015-01-06 en base a las variables medidas con el anemmetro y el sensor de humedad y temperatura.

HoraHumedad RelativaTemperatura Ambiente (C)Velocidad del Viento (m/s)

11H0048%20,11,6(Cerca)

11H1045%20,92,5(Lejos)

13H0025%35,12,6(Lejos)

15H0039%22,62,1(Lejos)

La velocidad del viento tuvo un crecimiento de las 11H00 hasta las 13h00 de 1,6 m/s a 2,6 m/s, posterior a esta a las 15h00 decreci hasta 2,1 m/s perdiendo 0,4 puntos de velocidad.

La humedad relativa se comport de manera decreciente a partir de las 11H00 hasta las 13H00 de 48% a 25%, posterior a este tuvo un incremento hasta el 39% a las 15H00.

En cuanto a la temperatura ambiental esta se mantuvo casi constante de las 11H00 a las 11H10 teniendo un ligero incremento de 20,1C a 20,9C, despus se registr un crecimiento en la temperatura a las 13H00 de 35,1C, concluyendo con un decremento a las 15H00 de 22,6C en la temperatura del Medio Ambiente.

COMPORTAMIENTO CLIMTICO DE LA CIUDAD DE RIOBAMBA SEGN The timeNOW

Segn la pgina de internet The timeNOW nos indica que la velocidad del viento ser de 3 km/h proveniente del sur, con una humedad relativa del 82%, a una temperatura de 12C, estos datos representan a la media de comportamiento climtico presente el da viernes 2015-01-06, dato que se encuentra fuera de los rangos de medida tomados equipos de medicin.

EQUIPOS ANALIZADOS EN EL ESTUDIOTransformador TrifsicoEl transformador trifsico ubicado en las cercanas a la Escuela de Ingeniera de Mantenimiento es un transformador reductor de 50 Kw y 13.8 Kv en el primario y 220v de fase a fase y 127v de fase a neutro en el secundario.Este presenta una conexin delta-estrella, la cual es la conexin ms utilizada en el medio. El aceite que este posee este transformador es de origen nafteno de bajo punto de fluidez y con un tratamiento de hidrogeno. Este aceite sirve como aislante, y tiene una alta resistencia a la oxidacin, tambin poseen altas propiedades refrigerantes debido a tu baja viscosidad.Si este tipo de transformadores se los expone a una temperatura no mayor a 40C la temperatura mxima en sus arrollamientos ser de 65C.

FusiblesLos fusibles son dispositivos de proteccin contra altas corrientes o cortocircuitos, estos bsicamente aslan al transformador de la carga y viceversa, su principio de funcionamiento es bsicamente servir de sacrificio al momento de un malfuncionamiento elctrico, es decir estos recin la corriente de cortocircuito se queman y abren el circuito o desconectndolo.Los fusibles dispuestos debajo del transformador son fusibles (aM) se usan principalmente para el arranque de motores, puesto que estos absorben las intensidades del arranque de los mismos.

TOMA DE TERMOGRAMAS Termogramas Tabla de datos

NombreFusibles

Min Temp7,8 C

Max Temp25,9 C

Emissivity0,95

C1:Min Temp13,3 C

C1:Max Temp21,9 C

C2:Min Temp11,6 C

C2:Max Temp23,2 C

C3:Min Temp12,4 C

C3:Max Temp21,7 C

C4:Min Temp22,1 C

C4:Max Temp25,9 C

Relative Humidity48%

Ambient Temp20,1 C

Distance3m

Time11H00

NombreTransformador

Min Temp4,0 C

Emissivity0,95

Max Temp27,1 C

Distance5m

Ambient Temp20,1 C

Relative Humidity48%

Time11H00

C1:Min Temp8,6 C

C1:Max Temp26,6 C

C2:Min Temp8,0 C

C2:Max Temp26,8 C

C3:Min Temp8,9 C

C3:Max Temp27,1 C

NombreFusibles

Max Temp24,8 C

Ambient Temp20,9 C

Emissivity0,95

Distance10m

Relative Humidity45%

Min Temp1,0 C

Time11H10

C1:Min Temp2,7 C

C1:Max Temp23,9 C

C2:Min Temp2,7 C

C2:Max Temp24,3 C

C3:Min Temp2,3 C

C3:Max Temp24,0 C

NombreTransformador

Ambient Temp20,9 C

Emissivity20,9 C

Distance13m

Time11H10

Relative Humidity45%

Max Temp26,6 C

Min Temp0,1 C

C1:Min Temp2,0 C

C1:Max Temp25,6 C

C2:Min Temp1,9 C

C2:Max Temp25,6 C

C3:Min Temp1,7 C

C3:Max Temp25,5 C

NombreFusibles

Max Temp21,9 C

Ambient Temp35,1 C

Emissivity0,95

Distance10m

Relative Humidity25%

Min Temp-0,7 C

C1:Min Temp1,7 C

C1:Max Temp18,5 C

C2:Min Temp1,1 C

C2:Max Temp19,4 C

C3:Min Temp1,1 C

C3:Max Temp19,0 C

Time13H00

NombreTransformador

Max Temp30,7 C

Ambient Temp35,1 C

Emissivity35,1 C

Distance13m

Time13H00

Relative Humidity13H00

Min Temp-28,1 C

C1:Min Temp-26,2 C

C1:Max Temp29,9 C

C2:Min Temp-26,2 C

C2:Max Temp30,2 C

C3:Min Temp-26,6 C

C3:Max Temp30,2 C

NombreFusibles

Min Temp-20,5 C

Emissivity0,95

Max Temp31,0 C

Distance10m

Ambient Temp22,6 C

Relative Humidity39%

Time15H00

C2:Min Temp-3,9 C

C2:Max Temp30,6 C

C1:Min Temp1,0 C

C1:Max Temp30,4 C

C3:Min Temp-9,3 C

C3:Max Temp28,2 C

NombreTransformador

Ambient Temp22,6 C

Emissivity0,95

Distance13m

Relative Humidity39%

Max Temp39,6 C

Min Temp-12,9 C

C1:Min Temp-12,8 C

C1:Max Temp32,9 C

C2:Min Temp-7,8 C

C2:Max Temp33,1 C

C3:Min Temp-5,9 C

C3:Max Temp32,4 C

GRFICAS DE LA TEMPERATURA EN FUNCIN DE LOS PIXELES DEL TERMOGRAMATermogramas Grficas

ANLISIS DE LOS DATOS OBTENIDOS En referencia a la distanciaComo es de conocimiento especfico la distancia ptima para la toma de un termograma debe ser de 1m, en el caso de estudio se cuenta con distancias de: 5m, 3m, 13m, 10m, datos que se ingresaron en la correccin de parmetros de termografa en el software SatIrReport dicha correccin vari de manera drstica los valores pertenecientes al Spam trmico en un rango de 30C en los lmites inferiores, denotando un error evidente, es decir la influencia de la distancia es crucial al momento de realizar termografa, pero a ms de la distancia ideal de 1m a posicin perpendicular, tambin es admisible realizar termografa a una distancia de hasta de 3m de forma perpendicular.Realizando un termograma a una distancia menor el pixelaje de la cmara beneficiara el anlisis puesto que una parte del cuerpo estar contenido en la termografa, en cambio al tomar un termograma a distancias lejanas todo el cuerpo en cuestin puede caber en un pequeo porcentajes de pixeles dificultando as el anlisis. En referencia a la influencia del vientoEl viento es un refrigerante usado en varios tipos de transformadores, usualmente en los transformadores de potencial se lo usa como refrigerante de refuerzo, dependiendo de la velocidad de este y la temperatura del ambiente puede incidir en un rango de 20C al Spam trmico del termograma, convirtindolo tambin en un error al momento de aplicar la tcnica predictiva.Se debe tomar los termogramas cuando no exista influencia el viento, es decir idealmente a 0m/s, pero en caso de tener que realizarlas a campo abierto realizarlas cuando la velocidad del viento se encuentre por debajo del 1.0m/s para que la incidencia de este sea la mnima.En referencia a la humedad relativa y la temperatura medioambientalLa humedad relativa y la temperatura medioambiental son parmetros casi inversamente proporcionales y van de la mano, para que la temperatura medioambiental sea la ideal deber estar por debajo de los 30C preferencialmente, puesto que en conjunto con la influencia del viento y la exposicin a la radiacin solar, cualquier medida o tcnica similar a la termografa nos arrojara valores errados. Las condiciones del da ideales para realizar termografa, en caso de ser a campo abierto, debe ser con el da parcialmente nublado.CONCLUSIONESLos principales parmetros para una correcta aplicacin de la tcnica predictiva son: El enfoque es el primer paso y el ms importante, puesto que mientras mejor enfocada este nuestra cmara ser ms fcil identificar los puntos calientes, detalles u anomalas que pueda presentar un termograma, y saber con facilidad a que regin o parte del cuerpo de estudio pertenece. Tomar el termograma a un rango de entre 1m a 3m. Realizar la captura del termograma preferentemente a un ngulo de 90 del cuerpo, puede ser admisible hasta 75 del mismo. En caso de realizar termografa en campo abierto, realizarlo cuando la temperatura medioambiental este por debajo de los 30C, con una incidencia del viento menor al 1.0 m/s, y que el da se encuentre parcialmente nublado.

Los transformadores son equipos que trabajan a regmenes casi extremos de trabajo, debido a la exposicin de todos los factores antes mencionados, la aplicacin de la termografa en estos beneficiara excesivamente a una compaa puesto que se pueda detectar a tiempo los modos de fallo ms comunes en este, evitando as que se transformen en fallos funcionales, entre los ms variados tenemos, falta de refrigeracin del aceite dielctrico, bajo aislamiento en los bushings que salen del transformador en las lneas cercanas a estas, sobrecalentamiento en los arrollamientos.El transformador ubicado en las cercanas a la Escuela de Ingeniera de Mantenimiento, usado como objeto de estudio se encuentra an en condiciones de normal funcionamiento, noto una elevacin de temperatura en el tercer fusible que puede ser un mal ajuste del conductor al fusible o una falla propia del fusible, se determina esto debido a que la temperatura de los conductores antes y despus de los fusibles es constante y equitativamente la misma, por tal motivo se descarta la sobrecarga o la mala eleccin del calibre del conductor.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS1. CARRILLO Y ZURITA (2003) Estudio estadstico de la incidencia del internet en los colegios particulares urbanos de la provincia del Guayas2. JOSE O. VALDERRAMA (2010) Preparacin de un artculo para ser publicado en la Revista Internacional de Formacin Universitaria3. CASTRO Y CONSTANZO (2000) Utilizacin de la termografa en la deteccin de fallas en las redes elctricas desde el aire4. HERNADEZ E. (2015) Mantenimiento Predictivo; Termografa