TERMOGRAFÍA
¿Qué es la termografía infrarroja?
La termografía infrarroja es la ciencia que estudia la obtención y análisis de la información térmica proporcionada por dispositivos de adquisición de imagen térmica sin contacto directo.
La termografía mide temperaturas con un gran grado de precisión y además lo hace a distancia, es decir sin riesgos.
Termografía quiere decir “escritura con calor”, la imagen generada se denomina “termograma ó imagen térmica”; Infrarrojo es lo que la hace sin contacto.
Es ciencia ya que es preciso conocer como tomar los termogramas y cómo analizarlos. Esto incluye el funcionamiento del instrumento y la comprensión del calor, la temperatura, la transmisión del calor, etc…
¿Pero, por qué es tan importante la temperatura?
La temperatura es una variable fundamental, para cualquier situación y en todos los procesos.
Sirva como ejemplo la propia temperatura del ser humano, al cual cualquier pequeña variación en la misma le afecta de sobremanera, llegando a sentirnos enfermos, porque lo estamos.
La temperatura nos ayuda a definir en qué condiciones se encuentra un objeto, contrariamente a la energía que es un valor absoluto. Nos dice como se encuentra un objeto en relación a otro.
Deberíamos de pensar acerca de la temperatura como un determinado nivel en una escala, mientras que el calor es algo que realmente se puede contar.
La temperatura no es una forma de energía, aunque temperatura y energía están relacionadas, pero sin ser lo mismo. La temperatura de un objeto aumentará ó disminuirá (normalmente), cuando la energía térmica de un cuerpo aumente ó disminuya, por tanto la temperatura será la consecuencia de más ó menos energía. Pero la temperatura no nos dice cuánta energía almacena un cuerpo, ¡sólo al nivel que se encuentra! (“lo alta que está”).
¿Por qué es tan útil la termografía infrarroja?
La utilidad de la termografía infrarroja viene determinada por tres factores.
1) No necesita contacto directo, ya que los sensores que se utilizan trabajan a distancia.
- Mantiene fuera de peligro al usuario
- No es intrusiva, no afecta de ningún modo al objetivo que se mide
2) Es bimensional
- Permite comparar fácilmente las diferentes zonas del objeto caracterizado
- Se consigue una imagen global del objeto estudiado
- Permite visualizar el campo térmico para su posterior análisis
3) Se realiza en tiempo real
- Permite una visualización muy rápida de objetivos estacionarios
- Permite la captura rápida de objetivos en movimiento
- Permite la captura de procesos térmicos transitorios, incluso muy rápidos
¿Qué aplicaciones tiene la termografía en general?
De entre otras muchas, cabe destacar las siguientes:
- Mantenimiento preventivo
- Investigación y desarrollo
- Medicina y veterinaria
- Control de calidad y monitorización de procesos
- Ensayos no destructivos
¿Qué aplicaciones tiene la termografía en la construcción?
- Mantenimiento de la edificación y mantenimiento eléctrico
- Inspección de plantas de paneles solares, fotovoltáicos y torres eólicas
- Localización de problemas en instalaciones interiores de baja tensión
- Sedimentación en conducciones, y en tanques
- Devanados de motores eléctricos
- Detección de fugas de calor
- Desprendimiento de revestimientos
- Infiltraciones de aire
- Fugas de aire
- Detección de humedades: en paramentos, cubiertas, lucernarios, etc..
- Defectos de aislamiento en edificaciones, en tanques con líquidos
- Aislamientos refractarios
- Monitorizado de procesos
- Serpentines, hornos, recipientes presurizados
- Cojinetes de motores eléctricos
- Rodamientos de las bombas
- Transmisión por correas
- Visualización del nivel de líquido en un tanque de almacenamiento
- Detección de anomalías en intercambiadores de calor, en suelos radiantes, en radiadores de calefacción, placas de convección, etc..
- Ensayos no destructivos
- Ensayo de tensión-deformación
- Control de calidad: soldaduras de todo tipo
- Realización de termografías por técnicos titulados por el ITC (Infrared Training Center), mediante el uso de cámaras termográficas de la firma Flir.
- Determinación del comportamiento térmico de la envolvente.
- Localización de puentes térmicos: exteriores e interiores.
- Detección de humedades, de zonas húmedas y/ó zonas con riesgo de condensaciones superficiales (prevención en la aparición de moho).
- Medición de temperaturas a distancia, sin contacto alguno y con datos puntuales y/ó zonales de gran precisión.
- Medición de niveles desde el exterior, en depósitos opacos.
- La correcta interpretación y análisis de las imágenes termográficas permiten estudiar las pérdidas de calor, así como estudiar propuestas para mejorar la eficiencia energética del edificio.
- Detección de fugas o anomalías en intercambiadores de calor, en suelos radiantes, en radiadores de calefacción, placas de convección, etc..
- Otras muchas en el ámbito de la energía (solar, fotovoltáica, eólica), así como en cuadros y aparellaje eléctrico, especialmente las relacionadas con el mantenimiento preventivo e inspección de todo ello.
Es la medida de la velocidad media de las moléculas y átomos que componen cualquier sustancia.
La temperatura define el estado térmico de un objeto en relación a otros. La temperatura no es una forma de energía, es por decirlo de alguna forma la consecuencia de más ó menos energía.
La temperatura de un cuero expresa con qué facilidad puede ceder calor a otros objetos, y se mide en kelvin (K) ó en grados Celsius (ºC).
Es la energía asociada al movimiento aleatorio de las moléculas y átomos que componen la materia.
Las moléculas de una sustancia siempre están en movimiento, en mayor o en menor medida; las moléculas calientes se mueven más deprisa, y las moléculas más frías se mueven más lentas.
La cantidad de energía calorífica de un objeto, está asociada a la energía cinética total de las moléculas que lo componen.
Todos los cuerpos contienen energía térmica, es decir calor, y ambos se miden en las mismas unidades: julios (J); para la energía se utilizan otras unidades: watios por segundo (Ws), kilowatios-hora (kwh) ó newtons por metro (Nm).
Debe entenderse que el frío como tal no existe, simplemente es la ausencia de calor.Luego, tras lo dicho ¿cúanto frío puede llegar a hacer?, tanto como ausencia de calor pueda haber.
Si imaginamos un punto teórico en el cual las moléculas no se muevan absolutamente nada, eso será el cero absoluto, el cual es el origen lógico de una escala de temperatura absoluta denominada escala kelvin y reconocida a nivel mundial.
El cero absoluto (0K), equivale a -273,15 ºC.
El cero absoluto aún no se ha alcanzado en ningún laboratorio, aunque se está muy cerca de ello, y no hablamos de alcanzar una centésima de ºK ( 0,01ºK), ni siquiera de una milésima ( 0,001ºK), sino de 1 nanokelvin (es decir una milmillonésima de ºK), siendo el cero absoluto teóricamente inalcanzable ya que todos los cuerpos tienen “algo de movimiento en sus moléculas”.
Para entender cómo se transmite el calor, son necesarios unos conceptos básicos del comportamiento del calor, que atiende principalmente a dos reglas.
- Conservación de la energía: la energía total de un sistema cerrado, permanece constante. Así pues, el principio de conservación de la energía nos dice: que la energía ni se crea, ni se destruye, sólo se transforma.
- Dirección (y sentido) del flujo de calor: el calor fluye de forma espontánea de los cuerpos más calientes a los más fríos.
- La temperatura determina la dirección y el sentido del flujo de calor.
- La presencia de una diferencia de temperatura determina la existencia de un flujo de calor.
- Si se mantiene una diferencia de temperatura siempre existirá un flujo de calor asociado.