Marcando la diferencia

Conceptos iniciales sobre Termografía Infrarroja


Conceptos básicos sobre termografía
   
 

1. ¿ Qué es la energía infrarroja ?

La energía infrarroja es una parte del espectro

electromagnético de

comportamiento similar a la luz visible.

Este tipo de energia viaja a través del espacio a la

 velocidad de la luz

 y puede serreflejada, refractada,

absorbida, y emitida.

 La longitud de onda de la energía infrarroja esta

entre 0.7 y 1000 µm (micrómetros).

Otras formas comunes de la radiación electromagnetica

son los rayos ultraviloetas o los rayos X.

2. ¿Qué es el espectro electromagnetico?

Se denomina espectro electromagnético a la distribución

 energética del conjunto de las ondas electromagnéticas.

Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético

 o simplemente

espectro a la radiación electromagnética que emite

 (espectro de emisión) o

absorbe (espectro de absorción) una sustancia.

Dicha radiación sirve para

identificar la sustancia de manera análoga a

 una huella dactilar. Los espectros

 se pueden observar mediante espectroscopios que,

 además de permitir

observar el espectro, permiten realizar medidas sobre éste, como la

 longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.

El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor

 longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la

 luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas

de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la

 longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite

máximo sería el tamaño del Universo aunque formalmente el espectro electromagnético

 es infinito y continuo.

Imagen:EM Spectrum Properties es.svg

3. ¿Qué es la radiación infrarroja?

Todo en este planeta contiene energía termica, consecuentemente todo tiene una

 temperatura específica. Esta energia térmica es emitida

 desde la superficie del material del que esta compuesto el objeto. Esta energía es denominada radación infrarroja.

 La cantidad de radiación infrarroja emitida en una cierta longitud de onda desde la superficie de un objeto,

es funcion de la temperatura del objeto. Este es un concepto muy importante, puesto que implica que se puede

medir la temperatura de un objeto midiendo la radiación infrarroja que emite.

4. ¿Cómo esta relacionada la energía infrarroja con el problema de la detección?

Los detectores de las camaras termográficas convierten la energia infrarroja proveniente del espectro infrarrojo,

 al espectro visual con lo que nosotros podemos “ver” la energía infrarroja. Estos mapas visuales correlacionan

 la intensidad de la imagen o el color con la cantidad de radiación infrarroja recibida desde un objeto.

 La cantidad de radiación recibida junto con otros parámetros es usada para cacular la temperatura de

 la superficie del objeto objetivo. Los detectores de las cámaras infrarrojas son extremadamente

sensibles a pequeñas diferencias de temperaturas, con lo que con una persona entrenada y

con experiencia las inspecciones pueden ser extemadamente precisas y valiosas.

5. ¿Que es una anomalía térmica?

Cualquier condición que haga que el gradiente térmico de la superficie se desvie del patrón

normal que debe existir para esa superficie en particular.

6. ¿Qué es la termografía infrarroja?

La termografía infrarroja es la técnica usada para producir una imagen visible de la energia

 infrarroja invisible emitida por los objetos. Cuanto más alta sea la temperatura, mayor la

energía emitida. La típica cámara termográfica prude una imagen en vivo del calor de la radiación.

La cámara provee de una imagen básica de grises la cual es convertida en una imagen de colores

 para hacer la interpretación de la imagen más sencilla. La imagén producida por una cámara

 infrarroja es llamada termográma.

image 1 image 2

En estas imagenes se puede preciar los patrones de temperatura de una cara, los amarillos son

los puntos más calientes, naranjas, rojos y azules son más fríos respectivamente.

Los termográmas de la superficie de la piel pueden ser indicativos

de una enfermedady son usados muchas veces en diagnostcos medicos.

 

7. ¿Qué es la emisividad?

La emisividad es un término usado para describir como de eficiente es un material a la hora de

emitir la energía infrarroja comparado con un emisor perfecto de energís infrarroja.

La emisividad es un factor de eficiencia y depende de las propiedades del amterial del que

 este compuesto el objeto, de las características de la superficie y de la temperatura del objeto.

Determinar la emisividad es crítico a la hora de medir temperatuas con una cámara termográfica.

emisividad

 

Termografia y sus Aplicaciones

La Termografia infrarroja es una técnica que permite ver la temperatura de una superficie

con precisión sin tener que tener ningún contacto con ella. Gracias a la Física podemos

convertir las mediciones de la radiación infrarroja en mediciónes de temperatura,

esto es posible midiendo la radiación emitida en la porción infrarroja del espectro

electromagnético desde la superficie del objeto, convirtiendo estas mediciones en señales eléctricas.

El ser humano no es sensible a la radiación infrarroja emitida por un objeto,

 pero las cámaras termográficas, o de termovisión, son capaces de medir esta energía con

sus sensores infrarrojos, capacitados para “ver” en estas longitudes de onda.

Esto nos permite medir la energía radiante emitida por objetos y, por consiguiente, determinar

 la temperatura de una superficie a distancia, en tiempo real y sin contacto alguno.

La radiación infrarroja es la señal de entrada que la cámara termográfica necesita para

 generar una imagen de un espectro de colores, en el que cada uno de los colores, según

una escala, significa una temperatura distinta, de manera que la temperatura medida

 más elevada aparece en color blanco.
Edificio visto a traves de una camara temografica
Debido a lo general que resulta la termografía infrarroja, el campo de aplicación

de esta tiene una extensión que va más lejos de la simple toma de medidas de temperatura,

y abarca tanto aplicaciones industriales como de investigación y desarrollo.

La localización de defectos en instalaciones eléctricas, el análisis de delaminaciones de

 materiales compuestos, el control de procesos de fabricación, la vigilancia en condiciones

nocturnas o de visibilidad reducida, la detección de pérdidas energéticas en edificación y

hornos, o estudio de dispositivos mecánicos… son algunos ejemplos en los que se pueden

obtener importantes beneficios mediante el uso de la termografía infrarroja.

Algunas de las aplicaciones de la termografía infrarroja más importantes son:

Las cámaras termográficas son una herramienta indispensable en el mantenimiento

 predictivo y preventivo, al detectar anomalías invisibles al ojo humano, con el objetivo de

 prevenir errores y fallos que puedan suponer grandes pérdidas económicas.

Las cámaras infrarrojas se han convertido en sistemas similares a las cámaras de vídeo,

son sencillos de usar y producen imágenes de muy alta resolución en tiempo real.

En todo el mundo son muchas las industrias que han descubierto en la termografía infrarroja

las ventajas que puede traerles en sus programas de mantenimiento preventivo.

En las páginas que siguen, nos centraremos sin embargo en las imágenes por infrarrojos

para que puedan observar que las aplicaciones de la termografía en el mantenimiento

 preventivo no tienen límites.

Cámaras de infrarrojos:
  • Son tan fáciles de usar como una cámara de vídeo
  • Dan una imagen completa de la situación
  • Realizan inspecciones con los sistemas funcionando bajo carga
  • Identifican y localizan el problema
  • Miden temperaturas
  • Almacenan información
  • Dicen exactamente las medidas a tomar
  • Encuentran el problema antes de que éste se produzca
  • Ahorran un tiempo y dinero valiosísimos
Alta tensión
termografía en alta tension termográma de unas conexiones mal fijadas defectos en aislantes conexiones sobrecalentadas inspección termográfica en lineas de alta tensión conexiones de alta tensión defectuosas
Oxidación de los conmutadores de alta tensión Conexiones mal fijadas Defectos en aislantes Conexiones sobrecalentadas Inspección en líneas de alta tensión Conexiones de alta tensión defectuosas
Baja tensión
conexión de alta resistencia termografía de fusibles malas conexiones Corrosión en conexiones fallos en ruptores internos Conexión de cables sueltos
Conexión de alta resistencia Daños en fusibles internos Mala conexión y daños internos Corrosión en conexiones Fallos en ruptores internos Conexiones de cables sueltas
Mecánicas
imagen termografica de un motor termografía de una bomba sobrecalentada termograma de un cojinete imagen termica de un rodillo imagen termica de motor sobrecalentado termografia de motores internos
Sobrecalentamiento de motores Bombas sobrecargadas Cojinetes calientes Rodillos sospechosos Eje de motor sobrecalentado Motores eléctricos
Edificios
imagen termica de una calefacción bajo suelo malos aislantes humedades en muros mediante termografía termográma de una ventana termografía en la inspección de bastidores termografía de un tejado
Calefacción bajo el piso Puntos calientes por malos aislantes Humedades en muros Ventanas de panel sencillo entre ventanas con paneles dobles Inspección de bastidores Goteras en tejados

Otra de las aplicaciones de la termografía infrarroja son las energias renovables, algunos ejemplos:

Energía Eólica
  • Comprobación de huecos y fallos de pegado en la estructura de la concha de la pala.
  • Revisión de las palas en los parque eólicos comprobando que no hayan sufrido daños
  • bajo condiciones climáticas adversas.
  • Vigilancia de Almacenamiento de Material.
Energía Solar
  • Controlar del proceso de fabricación antes y después de la laminación de las células fotovoltaicas.
  • Comprobar el intercambio de líquidos en las células térmicas.
  • Mantenimiento de los huertos solares, verificando que no tienen ninguna célula
  • muerta que disminuya el rendimiento del mismo.

termografía de un panel solar

Los diversos tipos de plantas de energía actuales: como biomasa, carbón, gas, etc…,

e incluso vertederos, presentan un alto peligro de incendio.

Mediante la termografía infrarroja se puede detectar el incendio antes de

que genere uno de magnitudes mayores.

Con la utilización de termografía pulsada y “LockIn”, los defectos ocultos de diferentes

materiales pueden ser detectados de forma completamente no destructiva y sin contacto.
Las técnicas de termografía pulsada y termografía “LockIn” se basan en el

calentamiento

de los componentes que queremos estudiar aplicando un calentamiento externo.

Detección de defectos en todo tipo de materiales compuestos como: CRP (Carbonfibre

 Reinforced Plastics),

GRP (Glassfibre Reinforced Plastics), Honeycombs, CFRC (Carbonfibre Reinforced Ceramics)

GLARE (Glassfibre Reinforced Aluminum Laminate).

  • Identificación de grietas.
  • Visualización de delaminaciones.
  • Identificación de agujeros internos, burbujas y filtraciones de aire.
  • Detección de defectos en soldaduras o en juntas.
  • Visualización de corrosión y oxidación en chapas de metal.

El gran avance de la tecnología por infrarrojos junto con una reducción de los costes

de una forma significativa ha popularizado su utilización en una gran variedad de

 sectores de alta seguridad, saltando del uso militar tradicional a un uso civil diverso.

Entidades públicas y privadas van incorporando la termografía como complemento y

alternativa a técnicas tradicionales para reforzar los estándares de seguridad. Algunas

 de estas aplicaciones son:

Fuerzas de Seguridad

La capacidad de visión en intervenciones de unidades militares y policiales es fundamental en

 el éxito final de las misiones. Las cámaras térmicas ofrecen un potencial adicional de observación

 en condiciones nocturnas y de baja visibilidad, a la vez que ofrecen una menor vulnerabilidad

frente a determinados efectos de camuflaje.

Vigilancia de Costas y Fronteras

La termografçia infrarroja aporta una nueva dimensión en entornos críticos de seguridad extrema

como la vigilancia de costas y fronteras. Para estos entornos donde se demandan capacidades

máximas de observación y detección, disponemos de sistemas optrónicos combinados que

incorporan cámaras térmicas de muy alta sensibilidad y gran alcance.

Lucha contra incendios

Ante un incendio en un entorno industrial, urbano o rural, la detección precoz es la mejor herramienta

para minimizar riesgos y pérdidas. El hecho de que las imágenes térmicas estén directamente

relacionadas con temperatura permite utilizar técnicas de análisis térmico para generar alarmas tempranas.

Entornos de baja visibilidad

Determinados entornos como túneles, galerías, viales de servicio, estaciones remotas de

abastecimiento y comunicaciones… están sujetas de forma temporal o continua a condiciones de baja luminosidad.

Aún así, para preservar su integridad y mantener su servicio es necesario mantener su supervisión

 continua para garantizar su servicio de forma permanente.

La termografía por infrarrojos se esta empezando a utilizar en el diagnóstico médico,

 y representa una útil herramienta para la terapia de seguimiento. Este método proporciona un mapa

térmico de la superficie corporal en tiempo real, y presenta la ventaja añadida de no necesitar contacto físico y

de ser indoloro y no invasivo.

Su aplicación se fundamenta en la fisiología térmica humana y en las bases fisio-patológicas de termorregulación

 cutánea en enfermedades. Éste es un método único por su capacidad para mostrar procesos fisiológicos y metabólicos,

 como por ej. el sentimiento de dolor, más que detalles puramente anatómicos, al revelar el efecto combinado del sistema

nervioso autónomo y el sistema vascular sobre la temperatura. Lascámaras termográficas incorporan

la última tecnología, haciéndolas adecuadas para su uso en numerosas aplicaciones médicas:

  • Detección temprana de cáncer de piel.
  • Técnica complementaria para el diagnóstico de cáncer de mama.
  • Estudio y localización exacta de puntos de dolor, medida de los mismos y ayuda en su diagnóstico.
  • Monitorización evolutiva de la efectividad de anestesia local en extremidades, y consecuente
  • reducción de tiempo y riesgo.
  • Localización rápida de patologías en músculos y huesos, y en sistemas cardiovascular o neurológico.
  • Análisis de la condición funcional de los tejidos blandos lesionados para elegir el tratamiento mejor y más apropiado.
  • Estudio de la implicación de raíces nerviosas en patologías, incluyendo nervios raquídeos.
  • Valoración de gravedad de quemaduras.
  • Evolución de injertos y úlceras.
  • Cirugía de corazón abierto.
  • Pruebas “cold stress”.
  • Documentación objetiva sobre el tratamiento más adecuado en diversas dolencias.
  • Medicina deportiva.

Numerosos veterinarios han descubierto que la termografía infrarroja es un método

 rápido y no invasivo para detectar puntos calientes, ya que esta técnica genera una

imagen de gradientes térmicos en tiempo real. Ya que el calor es uno de los principales

signos que presentan las infecciones y las lesiones, podemos usar la termografía para

 detectar estas zonas en las fases iniciales. También se pueden detectar facilmente

nervios irritados y músculos dañados. Dentro de las aplicaciones màs comunes cabe destacar: patologías

axiales, articulares, fracturas, tendinitis.

Los infrarrojos se usan comúnmente para el diagnostico de caballos,

pero son numerosos los zoólogos que no solo han aprendido con la termografía a diagnosticar

 sino a conocer el comportamiento de todo tipo de animales.

¿Por qué utilizar la Termografía infrarroja en la industria de la construcción?
A raíz de la crisis del petróleo ocurrida en la década de 1970 hemos sido conscientes

de que nuestras reservas energéticas son valiosas y limitadas. También sabemos que

el calentamiento global producido por las emisiones de CO2 está causado por el consumo de energía térmica.

 Las pérdidas energéticas son el resultado de anomalías en la construccion y pueden ser

detectadas por infrarrojos. En consuecuencia, reparando estas anomalías podremos ahorrar energía.
Arquitectos y contratistas se enfrentan a nuevos materiales y a plazos de ejecución cada vez más cortos.

Se exige una planificación, supervisión y documentación más eficiente en lo relativo a la ejecución de sellados y

aislamientos térmicos, y se deben evitar situaciones de insalubridad producidas por enmohecimientos y humedades.

La Termografía puede proporcionar la información necesaria para evitar estas

costosas reparaciones. Además, para las constructoras o aseguradoras las imágenes térmicas de tales

 anomalías constituyen pruebas irrefutables a la hora de llegar a un acuerdo en caso de litigio y planificar

las acciones correspondientes de reparación.

Localización de fugas

La termografía es una herramienta muy útil y fácil de usar para la detección y

comprobación de fugas en tuberías y conducciones. Incluso cuando éstas se encuentren bajo el suelo

 ó paredes. Ejemplos típicos son la detección de fugas en calefacciones de suelo radiante ó

en sistemas de calefaccion comunitaria. Determinar la localización exacta de las fugas evita

 excavaciones innecesarias y ahorra costes.

calefacción por suelo radiante fugas en suelo
Calefacción suelo radiante Fugas en tuberías subterraneas de calefacción comunitaria
Detección de defectos de construcción mediante termografía infrarroja

La termografía es el método más adecuado y más rápido para revelar

 posibles defectos de construcción. Gracias a ella es muy sencillo comprobar si la

ejecución de la obra ha sido correcta. La termografía visualiza instantáneamente pérdidas térmicas,

humedades y fugas de aire que ocurren en los edificios por medio de imágenes a color.

acrstalado mediante visión térmica  
Acristalado individual en paneles dobles  
Inspección de los procedimientos de secado

Una vez localizada la fuga hay que proceder a su reparación y para ello hay que

secar la zona afectada. Una filtración de agua se seca normalmente efectuando

 perforaciones para que circule el aire. Para evitar dañar las tuberías existentes

y crear nuevas fugas utilizamos la cámara termográficas para su localización.

 Asimismo podemos comprobar el progreso y el éxito del secado

Visualización de pérdidas energéticas

Los puentes térmicos no sólo son una pérdida de energía sino que pueden dar lugar a

condensaciones o precipitaciones de humedad. Como consecuencia, en esos puntos pueden enmohecerse,

con el consiguiente riesgo para la salud de los ocupantes. Además, los puentes térmicos también

actuan a veces como puentes acústicos. Un óptimo aislamiento térmico normalmente implica

un buen aislamiento acústico. La termografía infrarroja detecta inmediatamente

las localizaciones con deficiencias.

termograma de ventana sin aislar perdida térmica al exterior
Caja de persiana sin aislar Pérdida térmica hacia el exterior,

emisión acústica hacia el interior

Planes de reurbanización y garantía de calidad

La termografçia de infrarrojos no solo se aplica durante los planes de reurbanización, sino también

 como garantía de calidad y en la inspección de nuevas contrucciones. En el secado de obras,

la imagen térmica permite comprobar el avance del proceso de secado y optimizar así los medios empleados

y la duración de estos. Si este proceso puede acelerarse y ser demostrado, los clientes

 pueden ocupar sus viviendas con antelación.

riesgo sanitario puente térmico
Riesgo sanitario: enmoheci-miento Representación de puente térmico
Restauración de edificios

La termografía también ofrece una valiosa información durante la restauración de

 edificios y monumentos. Los entramados de las contrucciones que se encuentren ocultos

son revelados claramente en la imagen infrarroja y se puede decidir, por ejemplo,

si tiene sentido levantar el revoque. También pueden detectarse con anticipación

 desprendimientos de revoque en las paredes y tomar así las medidas oportunas para su conservación.

termográma detección de una constrcción oculta
Entramado bajo una capa de revoque mineral Construcción oculta en una pared
Detección de fugas de aire

Otra aplicación habitual es la detección de fugas de aire mediante la identificación

de su tasa de intercambio. Para ello se emplea el procedimiento Blower-Door,

en el que se genera una baja presión en el edificio para forzar que el aire exterior, a mayor presión,

 penetre por las zonas que no estén selladas correctamente. Este flujo de aire puede observarse

fácilmente con una cámara de termografía. Una vez identificadas las fugas se pueden reparar

 antes de que los revestimientos hagan costosa y complicada la eliminación de un eventual defecto de construcción.

sala a presión normal sala a baja presión
Sala a presión normal Sala a baja presión
Detección de fugas en tejados de cubierta plana

La evaluación de filtraciones de agua en tejados de cubierta plana es otra aplicación muy común.

El agua retiene el calor durante más tiempo que el resto de materiales del tejado, pudiendose detectar con la cámara

una vez puesto el sol y el tejado ha empezado a enfriarse. Se pueden reducir ampliamente los costes de reparación

 identificando las zonas húmedas con problemas en vez de reemplazar por completo el tejado.

iamgen termografica de un tejado detección por termografía de humedad en el techo
Tejado plano con filtración Humedad en techo
Calefacción, ventilación y aire acondicionado

El ambiente interior tiene un efecto considerable sobre nuestra sensación de bienestar y nuestro rendimiento.

Las bajas laborables por enfermedad en una empresa pueden deberse en parte a causa de un ambiente interior erróneo.

La termografía puede ofrecer información valiosa sobre el estado de las salidas de aire acondicionado,

radiadores o sistemas de ventilación. La información que proporciona la cámara permite

optimizar los ambientes de trabajo y evitar lugares expuestos a corrientes de aire.

calentador de gas imagen termica de un calentador
Calentador de gas construido muy cerca de la pared constituye un riesgo de incendio
Proteger contra incendios es proteger la vida

Gracias a la termografía se pueden detectar sin esfuerzo todo tipo de grietas, fugas

 y ladrillos sueltos en chimeneas y sistemas de escape en instalaciones de calefacción.

Descubra inmediatamente zonas recalentadas que puedan provocar incendios en chimeneas y

detecte riesgos de incendios por excesiva proximidad a zonas de calefacción o salida de gases.

Prevención anticipada de enmohecimientos

Los mohos no sólo afectan a las construcciones que atacan, sino que también suponen riesgos

para la salud y provocan alergias a los ocupantes. Las esporas de los mohos tienen las mejores

 condiciones de crecimiento cuando la humedad del aire ambiente se reúne y llega a precipitarse en

forma de gotas. Tanto las substancias minerales de la pared como los papeles pintados son excelentes

medios de cultivo para los hongos. Gracias a la nueva función que incorporan las cámaras de visualización

de puntos de condensación se muestran en pantalla los puntos amenazados de enmohecimiento mediante

 una alarma de color en la imagen. Las zonas que están o pueden estar afectadas se detectan rápidamente y en el acto.

imagen infrarroja de un dormitorio termografia de una casa
Imágen visual e infrarroja de un dormitorio.La imagen infrarroja nos muestra claramente las zonas

 delicadas en donde el moho puede crearse.

 

 

Una respuesta

  1. Juan

    Megustaria saber que tipo de material o tela bloque el calor Humano para que una camara infrarroja no te detecten o una camar termografica.?

    13 marzo, 2011 en 1:07 AM

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