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El uso de cámaras termográficas en instalaciones

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El uso de cámaras termográficas en instalaciones

Artículo de fondo y conocimiento facilitado por FLIR Systems AB

Introducción

Desde que en 1965 lo que más tarde se convertiría en FLIR Systems vendiera la primera cámara termográfica comercial para inspecciones de cables de alimentación de alta tensión, el uso de cámaras termográficas para el mantenimiento predictivo en instalaciones ha sido un importante segmento del mercado para FLIR.

Desde entonces, la tecnología termográfica ha evolucionado. Las cámaras termográficas se han convertido en sistemas compactos con el aspecto de una cámara de vídeo o de fotos digital. Son fáciles de usar y producen imágenes nítidas de alta resolución en tiempo real.

La tecnología termográfica se ha convertido en una de las herramientas de diagnóstico más valiosas para el mantenimiento predictivo. Al detectar anomalías que suelen ser invisibles a simple vista, la termografía permite realizar correcciones antes de que se produzcan costosos fallos en el sistema.

Las cámaras termográficas son una herramienta única que sirve para determinar cuándo y dónde se necesita mantenimiento, puesto que las instalaciones eléctricas y mecánicas suelen calentarse antes de fallar. Al descubrir estos puntos calientes con una cámara termográfica, se puede llevar a cabo una medida preventiva. De este modo, es posible evitar costosas averías o, aún peor, incendios.

Una cámara termográfica es un fiable instrumento a distancia capaz de analizar y visualizar la distribución de temperatura de superficies completas de equipamiento eléctrico y maquinaria con rapidez y precisión. Los programas de termografía han permitido a clientes de todo el mundo lograr sustanciales ahorros en los costes.

Evolución

Las cámaras termográficas han sufrido una gran evolución durante los últimos 50 años. FLIR Systems siempre ha sido un pionero en termografía que comercializa las cámaras termográficas más avanzadas.

Numerosas industrias de todo el mundo han descubierto las ventajas de incorporar cámaras infrarrojas en sus programas de mantenimiento predictivo.

Este documento es una guía exhaustiva para estas inspecciones de mantenimiento en cualquier instalación. Al realizar este tipo de inspección, hay muchos detalles que se deben considerar. Además de conocer cómo funciona la cámara termográfica y cómo tomar imágenes, es importante conocer la física de la instalación eléctrica o mecánica que se inspecciona y cómo se construye. Todo ello se debe tener en cuenta para comprender, interpretar y evaluar las termografías correctamente.

Sin embargo, resulta imposible tratar todos los principios, conceptos y usos de los sistemas para el análisis de aplicaciones de mantenimiento predictivo sólo en esta guía. Por ello, cooperamos con el Centro de Formación de Infrarrojos (ITC) para organizar cursos de formación frecuentes diseñados específicamente para aplicaciones de mantenimiento predictivo.

¿Qué son los infrarrojos?

Sir Frederick William HerschelNuestros ojos son detectores diseñados para detectar la radiación electromagnética en el espectro de luz visible. Cualquier otro tipo de radiación electromagnética, como la infrarroja, es invisible para el ojo humano.

El astrónomo Sir Frederick William Herschel descubrió la existencia de la radiación infrarroja en 1800. Su curiosidad por la diferencia térmica entre los distintos colores de la luz le llevó a dirigir la luz solar a través de un prisma de cristal para crear un espectro y, a continuación, midió la temperatura de cada color. Descubrió que dichas temperaturas crecían en progresión desde la parte del violeta hacia la del rojo.

Tras revelar este patrón, Herschel midió la temperatura del punto inmediatamente más allá de la porción roja del espectro, en una región sin luz solar visible. Y, para su sorpresa, halló que esa región era la que mostraba la temperatura más alta.

Qué son los infrarrojosLos infrarrojos están a medio camino entre el espectro visible y las microondas del espectro electromagnético. La fuente principal de radiación de infrarrojos es el calor o la radiación térmica. Cualquier objeto con una temperatura superior al cero absoluto (-273,15 °C o 0 °K) emite radiación en la región infrarroja. Hasta los objetos más fríos que podamos imaginar, como los cubitos de hielo, emiten rayos infrarrojos.

Todos los días estamos expuestos a rayos infrarrojos. El calor de la luz solar, del fuego o de un radiador son formas de infrarrojos. Aunque nuestros ojos no los vean, los nervios de nuestra piel los perciben como calor. Cuanto más caliente es un objeto, más radiación de infrarrojos emite.

La cámara termográfica

La cámara termográficaLa energía de infrarrojos (A) que irradia un objeto se enfoca con el sistema óptico (B) sobre un detector de infrarrojos (C). El detector envía los datos al sensor electrónico (D) para procesar la imagen. Y el sensor traduce los datos en una imagen (E), compatible con el visor y visualizable en un monitor de vídeo estándar o una pantalla LCD.

La termografía de infrarrojos es el arte de transformar una imagen de infrarrojos en una imagen radiométrica que permita leer los valores de temperatura. Por tanto, cada píxel de la imagen radiométrica es, de hecho, una medición de temperatura. Para ello, se incorporan complejos algoritmos a la cámara de infrarrojos. Esto hace de la cámara termográfica una herramienta perfecta para el mantenimiento predictivo.

Ventajas de la termografía

Mayor rapidez y máxima eficacia al menor coste. Para alcanzar estos objetivos, las instalaciones necesitan operar sin interrupciones 24 horas al día, 365 días al año.

Con solo poder prever qué componentes están a punto de averiarse, podría precisar en qué momento adoptar las debidas medidas correctivas. Por desgracia, los peores problemas permanecen ocultos hasta que es demasiado tarde.

Las cámaras termográficas son la herramienta perfecta para predecir fallos ya que consiguen hacer visible lo invisible. En una termografía, los problemas saltan a la vista de inmediato.

Con el fin de mantener sus instalaciones operativas en todo momento, muchas empresas han combinado sus programas de mantenimiento predictivo con las herramientas de diagnóstico más valiosas para el mantenimiento predictivo del mercado: las cámaras termográficas.

Tanto si tiene que supervisar equipos de alta tensión, cuadros eléctricos de baja tensión, motores, bombas, equipos de alta temperatura, como buscar pérdidas de aislamiento… una cámara termográfica es justo la herramienta que necesita para VERLO todo.

Pero ¿qué pasa si no realiza inspecciones térmicas regulares? ¿De verdad es tan malo que se estropee una conexión de baja tensión?

Al margen de las pérdidas en la producción, hay un peligro mayor.

Los incendios

Un pequeño problema eléctrico puede tener gravísimas repercusiones. El rendimiento del sistema eléctrico baja y se gasta más energía en generar calor. Si no se comprueba, este calor puede acumularse hasta el punto de empezar a fundir las conexiones. No solo eso, las chispas que saltan pueden provocar un incendio.

Los efectos de un fuego suelen infravalorarse. Además de la destrucción de bienes y equipos, puede generar inmensos costes en concepto de tiempos de producción, daños por agua e incluso pérdidas humanas, imposibles de evaluar.

Alrededor del 35% de los fuegos industriales tiene su origen en problemas eléctricos que causan pérdidas por valor de 300.000.000.000 de euros al año.

Muchos de estos problemas podrían evitarse con el uso de una cámara termográfica. Puede ayudar a detectar anomalías que normalmente serían invisibles a simple vista y a solucionar problemas antes de que se detenga la producción o se produzca un incendio. Esta es solo una de las razones por las que las cámaras termográficas permiten rentabilizar la inversión en muy poco tiempo.

Ventajas de las cámaras termográficas

¿Por qué elegir una cámara termográfica? Hay otras tecnologías disponibles que permiten medir temperaturas a distancia, como por ejemplo, los termómetros de infrarrojos.

Termómetros de infrarrojos y cámaras termográficas

Termómetros de infrarrojos y cámaras termográficasLos termómetros de infrarrojos (IR) son fiables y muy útiles para lecturas de la temperatura de un solo punto, sin embargo, al analizar componentes o zonas de mayor tamaño, es fácil no percibir componentes esenciales que puedan fallar próximamente y necesiten ser reparados.

Una cámara termográfica puede analizar motores, componentes o paneles completos de una vez, por lo que detecta todos los riesgos de recalentamiento, por pequeños que sean.

Encontrar los problemas con mayor facilidad y rapidez y con extrema precisión

Comparación termómetro  y cámara termográfica
Comparación termómetro y cámara termográfica

Con un termómetro de IR puntual es fácil no detectar problemas críticos. Las cámaras termográficas escanean todos los componentes para ofrecerle información de diagnóstico instantánea del problema en su totalidad.

Con un termómetro de infrarrojos, es posible medir la temperatura de un solo punto. Las cámaras termográficas pueden medir temperaturas en toda la imagen. Por ejemplo, la cámara FLIR i3 tiene una resolución de imagen de 60 x 60 píxeles. Esto equivale a usar 3.600 termómetros de IR al mismo tiempo. La cámara FLIR P660, modelo superior, tiene una resolución de imagen de 640 x 480 píxeles, lo que equivale a 307.200 píxeles o a usar 307.200 termómetros de infrarrojos al mismo tiempo.