termografía

Termografía es un término genérico que se refiere a un método de generación de imágenes basado en lecturas de temperatura. La idea detrás de la termografía es que la energía térmica emitida por los componentes puede proporcionar información sobre sus condiciones de funcionamiento. Funciona detectando los niveles de IR emitidos por un cuerpo observado. La termografía y el análisis son algunas de las formas que permiten la inspección no intrusiva de los equipos e instalaciones de la planta.

La termografía y las imágenes IR han sido adiciones estándar al arsenal de herramientas de análisis de una organización. Estos métodos han demostrado ser útiles para las estrategias de mantenimiento preventivo y predictivo . Algunos ejemplos de aplicaciones de termografía incluyen análisis mecánico, seguridad eléctrica, inspección de aislamiento y detección de fugas.

Principios de termografía

En esencia, la termografía consiste en medir la energía térmica en forma de radiación infrarroja. Los instrumentos se utilizan para medir el trabajo térmico tomando la temperatura de la superficie de un componente observado. Los equipos de análisis generalmente pueden medir tres tipos principales de energía radiada: emitida, reflejada y transmitida.

Estos tipos de energía corresponden a las siguientes propiedades de un material:

Emisividad (ε) - la capacidad de los objetos para emitir radiación

Reflectancia (ρ) - la capacidad de los objetos para reflejar la radiación

Transmitancia (τ): la capacidad de los objetos para permitir el paso de la radiación

Diferentes materiales tendrán valores establecidos para cada una de estas tres propiedades, donde se supone que la suma de los valores es 1. Este comportamiento conocido de la radiación y los materiales proviene de la Ley de Radiación Térmica de Kirchoff . En términos simplificados, estos tres valores se unen en la fórmula ε + ρ + τ = 1 .

Si bien todo esto suena puramente teórico y apto solo para el aula, juega un papel útil y práctico en la toma de imágenes térmicas. Al aplicar la fórmula, los materiales con baja emisividad sugerirían porciones más altas de radiación reflejada. Estos materiales requieren más cuidado al tomar sus medidas, ya que sería más difícil obtener lecturas precisas. Ejemplos de materiales con una emisividad relativamente baja son los metales con superficies reflectantes.

Selección de instrumentos y requisitos

Las cámaras termográficas han sido la tecnología de referencia en termografía debido a su alta precisión y nivel de detalle. Sin embargo, hay algunos otros tipos de equipos que pueden realizar la tarea, según sus requisitos. Algunos ejemplos incluyen termómetros portátiles, adhesivos sensibles al calor, pinturas y similares.

El proceso de decisión de seleccionar el instrumento más apropiado se reduce a la aplicación y al tipo de componente a medir. Algunas consideraciones clave para elegir el equipo de medición adecuado incluyen las siguientes:

• ¿Necesita que los controles del dispositivo sean ajustables según el rango de temperatura?
• ¿La resolución espacial es suficiente para representar el área de superficie observada? En otras palabras, ¿hay suficientes píxeles en la pantalla para generar una imagen útil?
• ¿La sensibilidad térmica le permite hacer observaciones precisas?
• ¿Necesita instalaciones de protección adicionales al realizar inspecciones?

Procedimientos Específicos

Espere que el entorno y las condiciones al realizar las inspecciones varíen de un evento a otro. Si bien no puede garantizar replicar la configuración exacta, sus procedimientos deben permitir ajustes para una amplia gama de escenarios.

Por ejemplo, las condiciones ambientales pueden influir en la desviación de las lecturas térmicas. El viento puede causar un efecto de enfriamiento en una superficie que requiere inspección. Para observaciones cualitativas, anotar las características del viento puede ser suficiente para el propósito. Por otro lado, las inspecciones cuantitativas pueden necesitar más puntos de datos para permitir que los factores de corrección calculen la medición de temperatura final.

Otro ejemplo es cuando se miden superficies de componentes desde diferentes distancias y posiciones angulares. Las lecturas de temperatura pueden verse afectadas por los reflejos ambientales de fuentes cercanas. En tales casos, ayudaría obtener algunas lecturas más dentro de la región circundante para descartar cualquier anomalía.

Además, una sección práctica para agregar a sus procedimientos específicos serían los pasos para calibrar sus dispositivos de medición. Asegurarse de que sus dispositivos de medición estén calibrados es el primer paso para obtener datos precisos. Alternativamente, puede agregar esta sección como un apéndice del SOP al que los usuarios pueden referirse convenientemente.

Evaluación de resultados

Los datos recopilados a través de las inspecciones solo pueden ser útiles si tienen sentido. Su SOP debe permitir que el usuario interprete los datos recopilados y evalúe si se requieren acciones adicionales o no.

En un SOP, puede incluir una matriz que enumere los valores de inspección y sus implicaciones correspondientes. Por ejemplo, puede comenzar reuniendo una lista de rangos térmicos normales bajo los cuales operan sus equipos o instalaciones. Esto actuará como su referencia de referencia. Durante las inspecciones, puede calcular la diferencia de temperatura a partir de la línea de base establecida. Una desviación mayor de la línea de base podría indicar que se requiere urgencia para resolver el problema.

De acuerdo con la seguridad y el cumplimiento, es mejor alinear su evaluación con los estándares y las mejores prácticas de la industria. Estos estándares dependerán del tipo de equipo o instalación inspeccionada. Por ejemplo, los equipos eléctricos tienen algunos estándares generalmente aceptados relacionados con los indicadores de temperatura mientras están en funcionamiento. De manera similar, los componentes mecánicos, como cojinetes, bombas y compresores, cuentan con diversa literatura disponible sobre la aplicación de inspecciones termográficas.

Recursos y estándares de inspección termográfica

Dada la importancia de la termografía y sus aplicaciones ilimitadas, no sorprende cómo las organizaciones y los líderes de la industria amplían y refinan continuamente los procedimientos de análisis. Estos son ejemplos de estándares de termografía y recursos disponibles:

Seguridad de equipos eléctricos

Una de las principales aplicaciones de las inspecciones termográficas es la seguridad de los equipos eléctricos. Por ejemplo, la Asociación Nacional de Protección contra Incendios ha incluido pautas para inspecciones térmicas en los siguientes documentos:

- NFPA 79: Norma Eléctrica para Maquinaria Industrial

- NFPA 70B: Práctica recomendada para el mantenimiento de equipos eléctricos

Equipo rotativo

Los equipos rotativos, si bien apuntan a fuerzas de fricción reducidas, todavía tienen el potencial de generar altas temperaturas cuando están en funcionamiento. Las normas de inspección en equipos rotativos tienen como objetivo mitigar el riesgo de funcionamiento defectuoso. Infraspection Institute ofrece estándares sobre los rangos de temperatura máximos permitidos para diversos equipos rotativos, como cojinetes, sellos y elementos rodantes.

Normas de la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM)

La Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales ha publicado varios documentos que ofrecen estándares para el uso de la termografía infrarroja. Las aplicaciones incluyen equipos mecánicos, equipos eléctricos y sistemas relacionados con instalaciones.

- ASTM E1934-99a(2018) Guía estándar para examinar equipos eléctricos y mecánicos con termografía infrarroja

- ASTM C1153-10(2015) Práctica estándar para la ubicación de aislamiento húmedo en sistemas de techado usando imágenes infrarrojas