Termografía en el mantenimiento predictivo

La termografía es una técnica que se utiliza para detectar la radiación (calor) procedente de un objeto, convertirla en temperatura y mostrar una imagen de la distribución de la temperatura.

El equipo utilizado en la inspección termográfica de sistemas eléctricos para medir la temperatura y la distribución del calor es la cámara termográfica. 

La técnica de termografía se utiliza ampliamente en la estrategia de mantenimiento preventivo y mantenimiento predictivo y el monitoreo de la condición. 

Además de detectar las anomalías térmicas de la maquinaria y los equipos, permite hacerlo de forma no intrusiva, es decir, sin ninguna interferencia.  Forma parte de las técnicas no invasivas denominadas NDT (Non-Destructive Testing).

Cómo aplicar el equipo de termografía

Su aplicación se define en función de las necesidades específicas del entorno y de lo que se pretende con ella. Por ejemplo, en equipos y sistemas eléctricos, como motores, generadores y transformadores, conectores y disyuntores. entre otros otros. 

Para el diagnóstico de averías, se parte de la base de que la potencia de dichas máquinas no sale. Es decir, que no se está convirtiendo en pérdida, disipándose a través de Joule.  Por eso, cuanto mayor sea el aumento de la temperatura, mayor será la radiación infrarroja emitida por ella. 

Sin embargo, hay tres tipos más comunes de termómetros infrarrojos que se utilizan en el análisis:

• Termómetros infrarrojos puntuales: conocidos como pirómetros, se asemejan a un radar portátil y se utilizan para detectar y medir la temperatura en un punto concreto de una superficie. Son ideales para medir la radiación térmica en activos de difícil acceso o que funcionan en condiciones extremas.
• Seguridad en el mantenimiento: conoce algunas tecnologías.

• Sistemas de escáner de infrarrojos: son sistemas de termómetros de infrarrojos que escanean zonas más amplias. Suelen utilizarse en fábricas con cintas transportadoras o en procesos en una planta de fabricación. 
• Cámaras térmicas de infrarrojos: mucho más avanzadas que el método tradicional, esta se utiliza para medir la temperatura en múltiples puntos de una gran superficie y crear imágenes termográficas bidimensionales.

Estos mismos contribuyen a controlar el envejecimiento de la máquina y al diagnóstico de fallos y, por ende, evitar tomar acciones correctivas.   

La termografía también puede ser cualitativa o cualitativa/cuantitativa:

• Cualitativo: cuando lo que importa es el perfil y no los valores térmicos presentados. Esto es lo que clasifica a la termografía infrarroja como una técnica que proporciona informes instantáneos.

• Cuantitativo: es el método que define el nivel de gravedad de una anomalía. Conviene señalar que siempre hay que aplicar el segundo, porque el primer análisis debe ser siempre cualitativo.

Función de la termografía

El objetivo principal de la termografía infrarroja es confirmar que lo que se mide funciona con normalidad. Pero también es detectar anomalías térmicas que indiquen ineficacia, fallos y defectos en las instalaciones eléctricas La inspección mediante radiación infrarroja es una gran ventaja en la industria para la gestión de activos.

Principio de la termografía

Su aplicación se basa en los principios dinámicos y estáticos de las piezas giratorias y fijas. Este principio se explica por las leyes de la mecánica de fluidos y la transferencia de calor.

Todos los objetos por encima del cero absoluto emiten una energía térmica infrarroja. Por lo tanto, las cámaras térmicas pueden detectar y mostrar fácilmente las longitudes de onda infrarrojas, sin importar la luz ambiental.

Un termómetro de infrarrojos, en su forma más básica, consiste en una lente que enfoca la radiación térmica infrarroja hacia un detector. Este último, transforma la energía radiante en una señal codificada por colores.

Existen termómetros infrarrojos sin contacto, los cuales están diseñados para medir la temperatura a distancia, evitando así la necesidad de acercarse al objeto a medir.

La información que estos arrojan puede visualizarse como espectro infrarrojo, tal como se muestra en la imagen a continuación:

Aplicación en la industria

La termografía infrarroja se utiliza habitualmente en una gran variedad de industrias y aplicaciones, entre ellas:

• Control del estado de las máquinas.
• Diagnóstico de edificios, como inspecciones de humedad, tejado y pérdida de energía.
• Imágenes de las fuerzas del orden y de la seguridad.
• Imágenes químicas.
• Control del sistema eléctrico.
• Control del sistema de fluidos.

Específicamente, para el mantenimiento de plantas y la supervisión de su estado, la termografía infrarroja se utiliza en aplicaciones como:

• Supervisión del estado eléctrico y mecánico de un motor eléctrico.
• Inspección de rodamientos (sistemas rotativos).
• Complemento del análisis de vibraciones.
• Control del aislamiento refractario.
• Localización de los niveles de gas y líquido.

¿Qué es el termograma?

Las imágenes de la distribución de la temperatura detectada se denominan termogramas y permiten ver objetos productores de calor invisibles a simple vista. 

En otras palabras, los termogramas son imágenes que han sido convertidas por cámaras termográficas. Estos traducen la radiación infrarroja emitida por las diferentes partes del cuerpo en señales eléctricas.

Estas se convierten en una imagen visible en un tubo de rayos catódicos. La imagen proporcionada por estos termogramas tiene la capacidad para cubrir un rango de temperatura de -20°C a 1.500°C.

Aunque las cámaras de infrarrojos son fáciles de usar, la interpretación de los datos que producen puede ser un poco más difícil de desglosar.

Es importante contar con conocimiento práctico del funcionamiento de los generadores de imágenes infrarrojas y con conocimientos básicos de radiometría y procesos de transferencia de calor.

Importancia del Análisis Termográfico

El análisis termográfico es muy importante para emplear técnicas de mantenimiento predictivo y, así, prevenir fallas en diversos entornos. No requiere la interrupción de ningún tipo de proceso y no es necesario desmontar nada para realizar este trabajo. 

Actualmente, el monitoreo de la temperatura -dentro del método predictivo- de un activo se puede realizar mediante sensores IoT. Estos, además de medir, recogen datos todos los días de la semana, tales como vibración y horas trabajadas.

El sensor acoplado a la superficie del activo permite medir hasta 90 grados centígrados. Así, identifica automáticamente la desviación de la tendencia y fallos como: lubricación, bajo nivel de aceite, refrigeración y alta presión (para bombas y compresores).

Otros beneficios importantes de la Termografía:

Como ves, la termografía es una técnica bastante rica, pues ayuda a monitorear a los activos de manera precisa y eficiente. Además tiene otras ventajas como:

• Reducción de las intervenciones de distintos tipos de mantenimiento correctivo.
• Disminución del consumo de energía eléctrica.
• Maximiza la vida útil de los activos e instalaciones.
• Aumento de productividad de la industria.
• Aumento de la eficacia de los programas de mantenimiento predictivo.
• Reducción del stock de piezas de recambio.

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