Termografa

Infrarroja
Desarrollo

Historia y
Definiciones
Teora del Infrarrojo
Calor y Temperatura
Radiacin Infrarroja
Equipos Termogrficos
Ventajas de la Inspeccin Termogrfica.
Diferentes campos de aplicacin
Justificacin de la tcnica.
 Historia

William Herschel, Estudi y profundiz sobre la naturaleza del calor,

los rayos infrarrojos-prisma y la temperatura ms alla del rojo del
espectro visible.
1950s Primeros desarrollos de la tecnologa infrarroja (militar)

1960s Primeros sistemas comercialmente disponibles (AGA)

1970s Se incrementa el uso industrial

1980s El Departamento de defensa de USA establece grandes contratos clasificados para

el desarrollo de tecnologa de sensores sin enfriamiento.

1992 El Gobierno de USA desclasific el uso de la tecnologa infrarroja para productos

comerciales, pero mantiene el control de la tecnologa .
TERMOGRAFIA, Que es?
Es una tcnica que permite visualizar los patrones de calor y
medir la temperaturas, sin necesidad de contacto fsico con
el objeto a estudiar, mediante la captacin de la radiacin
infrarroja del espectro electromagntico, utilizando cmaras
termogrficas o de termovisin, que pueden convertir la
energa radiada en informacin sobre patrones de calor o
de la temperatura del objeto.
Fotografa y Termograma
TERMOGRAFIA, Para que se utiliza?

El anlisis por termografa es una tcnica de mantenimiento

predictivo cada vez ms usada en las industrias, la cual
permite, a distancia y sin ningn contacto con los objetos,
medir y visualizar los patrones de calor y la temperaturas de
superficie con mucha precisin.

La fsica permite convertir las mediciones de la radiacin

infrarroja en medicin de temperatura y pueden ser aplicadas
en cualquier situacin donde un problema o condicin pueda
ser visualizado por medio de una diferencia de temperatura.
El comportamiento trmico y la temperatura de toda
maquinaria, es un factor crtico en el mantenimiento industrial.
La medicin de temperatura por NO contacto usando sensores
infrarrojos ha llegado a ser una alternativa creciente sobre
otros mtodos convencionales.

La Termografa o imgenes trmicas infrarrojas se utilizan como

un mtodo eficaz de ensayo no destructivo y forma parte
importante del mantenimiento predictivo.
Teora del infrarrojo

Calor y Temperatura: Los trminos de temperatura y calor,

aunque relacionados entre s, se refieren a conceptos
diferentes:

La Temperatura, es una propiedad de los cuerpos (actividad

molecular).

El calor, es energa en trnsito, que fluye desde un cuerpo de

mayor temperatura hacia otro de menor temperatura.
Calor y Temperatura
Calor (Q)
Es la transferencia de energa trmica entre dos cuerpos que estn a
diferente temperatura.
Es la energa asociada al movimiento de las partculas o molculas de un
cuerpo (energa cintica).
El calor se mide en Joules, (1 joule = 0,239 caloras)
Una calora es la cantidad de calor (energa) que hay que suministrar a un
gramo de agua para elevar su temperatura en 1C.

Temperatura (T)
La temperatura es una medida relativa que compara un cuerpo con otro.
La Temperatura se basa en la sensacin de Fro y Caliente.
La Temperatura se mide en grados Celsius , Fahrenheit, Kelvin o Rankin.
Temperatura
Es una medicin de la vibracin molecular en un objeto relativa a la
vibracin molecular en otros objetos
Las molculas vibran ms rpido en objetos ms calientes y ms lento en
objetos ms fros.

Celsius y Fahrenheit, son las

escalas ms utilizadas, usan el
congelamiento y ebullicin del agua
como puntos de referencia.

Kelvin y Rankin, son escalas de

temperatura absoluta, usan el cero
absoluto como su punto de referencia.

Fahrenheit = (Celsius x 1.8) + 32

Celsius = (Fahrenheit - 32)/1.8
Estados de la Materia

Triple punto del agua: es la Temperatura (0,01C) a la cual el agua se

encuentra en tres estados de la materia, solido, lquido y gaseoso
TRANSMISIN DE CALOR

El flujo de energa entre dos cuerpos a diferentes temperaturas

se llama transmisin de calor, y se produce de tres formas:
Conduccin: En los slidos, tiene lugar cuando se ponen en
contacto dos cuerpos que estn a diferentes temperaturas.
Conveccin: Es la forma en que se transmiten las diferencias de
temperatura en los gases y lquidos.
Radiacin: trmica o radiacin infrarroja, es emitida en forma
de ondas por todos los cuerpos (slidos, lquidos y gases) que
estn sobre el cero absoluto (-273.145 C 0Kelvin).
Radiacin Infrarroja

La radiacin infrarroja es parte del espectro electromagntico

con longitudes de onda mayores que la luz visible y menores a
las microondas.

La radiacin infrarroja es calor radiado que no puede ser visto

por nuestros ojos, pero que puede ser sentido por nuestra piel.
Todos los objetos, cualquiera que sea su temperatura emiten
radiacin infrarroja.
La intensidad de la radiacin infrarroja depende de la
temperatura y de una propiedad de la superficie de los cuerpos,
llamada emisividad.
Equipos de medicin de Termogrficos

Cmaras Termogrfica: La cmara infrarroja es un instrumento

electrnico, que nos permite sensar la temperatura de un
objeto, sin necesidad de contacto, y tambin permite obtener
un testigo o escena, en el rango infrarrojo del espectro
electromagntico a travs de una imagen trmica o
termogrma.
Las cmaras infrarrojas son clasificadas segn el rango o
respuesta espectral en que trabajan y el tipo de detector que
utilizan.
En la actualidad, existen equipos que aslan en lo posible, la
energa emitida por un objeto de la energa reflectada y de la
energa transmitida.
En un principio, los pirmetros o cmaras termogrficas, lean la
suma de las energas mencionadas anteriormente y, asuman
que ese total de energa medida, era funcin de la temperatura
real del objeto.
Elementos bsicos de una camara Termogrfica

- Lentes - Filtro
- Detector - Circuito de procesado de la imagen
- Interfaz de usuario (pantalla, salida de vdeo, memoria, etc)
Excepcin termogrfica: Corresponde a un punto, zona o
componente en el que se han detectado temperaturas, por
sobre o bajo la temperatura normal de funcionamiento, y
por lo tanto representan anormalidad.

Factores que afectan un anlisis Termogrfico:

Transparencia del objeto a medir

La atmsfera
El viento
El sol
Variacin de la carga en circuitos elctricos
Ventajas de la Inspeccin Termogrfica

Ventajas al implementar
Mantenimiento Predictivo
Termogrfico a su planta.
Panorama general

La inspeccin termogrfica provee muchos beneficios en los

programas de mantenimiento.

Paros de servicio inesperados, grandes costos de no

produccin y daos de equipos, se reducen por la deteccin
de fallas incipientes, mucho antes que se transformen en
fallas que causan interrupciones en la produccin.

Con mayor produccin y el mejoramiento en seguridad, la

eficiencia de planta se eleva.
Termografa Infrarroja Resumen

La Termografa infrarroja permite ver el espectro infrarrojo

de las ondas electromagnticas.
Los equipos miden la energa radiada por un cuerpo, que es
normalmente, invisible para el ojo humano y la presenta en una
imagen.
En el espectro electromagntico, la radiacin infrarroja est en
el rango de 0.7 a 100m, fuera del campo visible para el ojo
humano (0.4 a 0.7 m)
La tcnica de inspeccin termogrfica permite ver puntos
calientes generados por condiciones anormales de
funcionamiento, que se transformaran en fallas con
consecuencias no deseadas y costosas.
Beneficios y caractersticas

Las inspecciones termogrficas se realizan durante la

operacin normal de equipos e instalaciones.
Inspeccin sin contacto, no invasiva e instantneas.
Durante la inspeccin se obtienen Imgenes digitales de
los puntos inspeccionados, como pruebas para generar
el reporte final.
Puede verse el patrn de calor y medirse la temperatura
de cualquier objeto mediante el termograma.
Hay un testigo (prueba) de la inspeccin y anlisis.
Campo Elctrico

Las fallas se detectan en el

mismo momento de la
inspeccin.
Suciedad o falta de torque
entre contactos, circuitos
sobrecargados o abiertos,
prdidas por induccin, etc.
En todos los casos se
visualiza la falla antes que
salga de servicio el equipo o
sistema y ocurran daos
costosos.
Inspecciones Elctricas

En el termograma se observa
donde esta la falla y la causa
de la misma.
La temperatura en cada
componente puede
compararse fcilmente e
identificar el problema.
Campo Mecnico

Los problemas en equipos

rotativos puede visualizarse
en pleno proceso.
Problemas de lubricacin,
desgaste y desalineacin,
pueden detectarse, sin ser
la tcnica por excelencia en
este campo.
Inspecciones Mecnicas

Anormalidades mecnicas
producen disipacin de
calor por encima de valores
de operacin, la inspeccin
los encuentra rpidamente.
Rodamientos, motores,
trampas de vapor, vlvulas,
chimeneas, calderas, etc.
Rodamientos

Inspecciones en equipos
rotativos de muy bajas
revoluciones, la
termografa es de gran
utilidad.
Desalineacin, lubricacin
y problemas de desgaste
se detectan antes que
causen paros de servicio.
Vlvulas y Tuberas

Prdidas en vlvulas, con

flujos a temperaturas
diferentes a la ambiente, se
detectan con la tcnica.

Tambin es puede detectar

incrustaciones en tuberas.
Inspeccin de Refractario y Aislaciones

Revestimientos refractario de
chimeneas y calderas se
inspeccionan en operacin.

Fallas en el refractario se ven

como zonas ms calientes
sobre la superficie y con una
distribucin caracterstica.
Inspecciones en techos
En los techos de losa se
pueden encontrar fisuras, la
inspeccin termogrfica
permite ver debajo de la
superficie e identificar
donde se filtra el agua,
donde esta la fisura.
Con la contribucin de la
energa radiada por el sol
durante el da, la zonas
donde est la humedad se ve
ms calientes que las partes
secas, durante una
inspeccin nocturna.
Prdidas de Energa en ambientes controlados

Deficiencia en aislacin trmica

en aberturas y juntas pueden
detectarse fcilmente con
inspecciones en el momento
oportuno de operacin.
Otras Aplicaciones

Tambin aplicaciones en
veterinaria y medicina.
Diagnstico en maquinaria,
automviles, nivel de
tanques, estado de
caeras, ETC.
Otras Aplicaciones ms...

En cualquier lugar donde

exista un gradiente de
temperatura, la tcnica de
inspeccin de Termografa
infrarroja tiene aplicacin.
El anlisis mediante Termografa Infrarroja, debe
complementarse con otras tcnicas y sistemas de prueba
conocidos, como pueden ser el anlisis de aceites
lubricantes, el anlisis de vibraciones, ultrasonido y el
anlisis predictivo en motores elctricos.
Es el costo de una Inspeccin Infrarroja es justificable?

Durante una inspeccin se pueden encontrar en promedio de 8

a 20 problemas, de los cuales un tercio de ellos son de
severidad crtica, por lo cual acciones correctivas deben ser
tomadas en un plazo no mayor a 30 das.
Sobrepasado dicho plazo, la severidad de la falla (producto de
las dilataciones trmicas excesivas o las prdidas de eficiencia
de los equipos) pueden acarrear problemas mayores al
elemento y a otros componentes.
Aun sin considerar el gasto extra en energa elctrica.
Caso similar ocurrir en la eventualidad de un incendio, en que
las compaas de seguros pueden no hacer validas las plizas,
si el incendio comenz por un recalentamiento en un equipo
que deba contar con los resguardos y protecciones
adecuadas.
Los costos asociados a las fallas producidas por problemas de
aumento de temperatura en maquinaria, que ocasionar
paros NO programados con la correspondiente baja en la
productividad debida a los tiempos muertos .
Son estas algunas de las razones que hacen que el uso de la
Termografa sea una herramienta de gran utilidad dentro de
las plantas industriales y por lo tanto sea justificable el costo
de la misma.
Preguntas y Respuestas?
Fin de la presentacin

Gracias por su
atencin