Termografía Infrarroja

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La termografia Infrarroja es una ciencia de rayos infrarrojos: parte del espectro electromagnético Nuestros ojos son detectores capaces de percibir la luz visible (o radiación visible). Existen otras formas de luz (o radiación) que no podemos ver. El ojo humano sólo ve una parte muy pequeña del espectro electromagnético. Nuestros ojos no ven la luz ultravioleta, que se encuentra en un extremo del espectro, ni el infrarrojo que se encuentra en el otro extremo del mismo. La radiación infrarroja está comprendida entre las fracciones visible y de microondas del espectro electromagnético. La principal fuente de radiación infrarroja es el calor o radiación térmica. Todo objeto que tenga una temperatura superior al cero absoluto (-273,15 grados Celsius o 0 grados Kelvin) emite radiación en la región del infrarrojo. Incluso aquellos objetos que consideramos muy fríos, como por ejemplo unos cubos de hielo, emiten radiación infrarroja. Estamos expuestos a la radiación infrarroja todos los días. Es radiación infrarroja el calor que percibimos de la luz solar, de un fuego o de un radiador. Aunque nuestros ojos no la vean, las terminaciones nerviosas que se encuentran en nuestra piel la perciben como calor. Cuanto más caliente esté un objeto, más radiación infrarroja emite. Rayos Infrarrojos y Termografía La termografía infrarroja es el uso de una cámara de imágenes infrarrojas y medición para «ver» o «medir» la energía térmica que emite un objeto. La energía térmica o infrarroja es luz no visible, ya que su longitud de onda es muy larga para que la detecte el ojo humano. Dicho de otra manera, es la parte del espectro electromagnético que percibimos como calor. A diferencia de la luz visible, en el mundo infrarrojo todo aquello con una temperatura sobre cero absoluto emite calor; incluso, los objetos muy fríos, tales como cubos de hielo, emiten luz infrarroja. Visualizando los rayos infrarrojos Cuanto más alta sea la temperatura del objeto mayor será la radiación IR emitida. Los rayos infrarrojos nos permiten ver lo que los ojos no.

cámaras de termografía

infrarroja producen imágenes de luz infrarroja visible o radiación de «calor» y proporcionan mediciones precisas de temperatura sin contacto. Casi cualquier cosa se calienta antes de que falle, lo que convierte a las cámaras infrarrojas en herramientas muy rentables y valiosas para el diagnóstico de diversas tareas; y como la industria se esfuerza por mejorar la eficacia de fabricación, el manejo de energía, el mejoramiento de la calidad del producto y el aumento de la seguridad del trabajador, emergen día con día nuevos usos para ellas.

La Termografía Infrarroja es una técnica que permite, a distancia y sin ningún contacto, medir y visualizar temperaturas de superficie con precisión.

Sabes cómo nos ve una serpiente? Imágenes de calor. « EIGzabaldu

La Física permite convertir las mediciones de la radiación infrarroja en medición de temperatura, esto se logra midiendo la radiación emitida en la porción infrarroja del espectro electromagnético desde la superficie del objeto, convirtiendo estas mediciones en señales eléctricas.

Los ojos humanos no son sensibles a la radiación infrarroja emitida por un objeto, pero las cámara termográficas, o de termovisión, son capaces de medir la energía con 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 la superficie a distancia, en tiempo real y sin contacto. 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 determinada, significa una temperatura distinta, de manera que la temperatura medida más elevada aparece en color blanco. La Termografía en el Mantenimiento Industrial Preventivo La gran mayoría de los problemas y averías en el entorno industrial - ya sea de tipo mecánico, eléctrico y de fabricación - están precedidos por cambios de temperatura que pueden ser detectados mediante la monitorización de temperatura con sistema de Termovisión por Infrarrojos.La implementación de programas de inspecciones termográficas en instalaciones, maquinaria, cuadros eléctricos, etc es posible minimizar el riesgo de un falla de equipos y sus consecuencias, a la vez que también ofrece una herramienta para el control de calidad de las reparaciones efectuadas. El análisis mediante Termográfia infrarroja debe complementarse con otras técnicas y sistemas de ensayo conocidos, como pueden ser el análisis de aceites lubricantes, el análisis de vibraciones, los ultrasonidos pasivos y el análisis predictivo en motores eléctricos. Pueden añadirse los ensayos no destructivos clásicos: ensayos radiográfico, el ultrasonido activo, partículas magnéticas, etc.

La termografía es un procedimiento de imágenes que hace visible la radiación de calor (luz infrarroja) de un objeto o un cuerpo que es invisible al ojo humano. La termografía es un procedimiento de medición sin contacto, lo que permite registrar procedimientos extremadamente rápidos (explosiones, incendios, etc.) y el transcurso de movimientos. Con la ayuda de la termografía se pueden registrar y esquematizar mediciones de temperatura sobre áreas. Con la termografía se describe la percepción de la emisión de calor de objetos, máquinas, edificios, etc. Gracias a la termografía se puede hacer una idea exacta sobre posibles pérdidas térmicas o determinar fuentes de calor. Un factor esencial para el termograma es el grado de emisión del objeto a investigar. Para la garantía de calidad se está usando cada vez más la termografía en la verificación adecuada del aislamiento en el ramo de la construcción (termografía de construcción). Esto le permite comprobar fallos de construcción de manera eficaz y sin causar daños. Nuestras cámaras termográficas son idóneas para todo ello.

Imagen realizada en una vivienda para comprobar en aislamiento de la misma con las camaras termograficas.	Imagen de una vivienda comprobando el aislamiento que tiene con las camaras termograficas.
Las cámaras termográficas nos dan un termograma, una representación en una paleta de colores de las diferencias de radiación de los objetos. Como la radiación infrarroja es un parámetro directamente relacionado con la temperatura, una inspección termográfica permite observar las diferencias de temperatura de los materiales. Esta característica nos permite aplicarla en varios ámbitos, por ejemplo en una edificación, ya que las pérdidas de calor y el aislamiento son elementos clave para la eficiencia y el confort de un edificio. Este tipo de cámaras termográficas pueden interesar a constructores, arquitectos, consultores, promotores, a la administración, ... en definitiva para un sector muy amplio. En una vivienda con las camaras termograficas se pueden comprobar las zonas frías debido a las fugas de calor e infiltraciones de aire que se producen a través de las uniones entre techos y paredes, donde se rompe la continuidad del aislamiento. También se pueden aplicar las cámaras termográficas para la detección de humedades y daños provocados por el agua, como por ejemplo la comprobación de humedad en un techo, que esta provocando el levantamiento del yeso, y que con posterioridad se detecta la existencia de una pequeña fuga en una conducción situada en la cubierta de la estancia en cuestión. Las propiedades térmicas del agua permiten detectar las humedades mediante termografía, sobretodo bajo unas condiciones ambientales determinadas. En definitiva las camaras termograficas se pueden aplicar en diferentes ámbitos (comprobación del estado de cubiertas y revestimientos, cálculo de transmisión térmica de superficies, inspecciones de los procesos de secado de materiales como el hormigón o el mortero, funcionamiento del sistema de calefacción y refrigeración, suelos radiantes ..., evaluación del riesgo eléctrico doméstico) y en todas aquellas aplicaciones en las que detectar diferencias de temperatura nos pueda dar alguna información. Las cámaras termográficas de la serie PCE-TC 3 son optimas para el análisis de edificios, como por ejemplo la comprobación del aislamiento de una vivienda.
Comprobación del aislamiento de una vivienda con las camaras termograficas.	Comprobación del aislamiento de la parte frontal de una vivienda con las camaras termograficas.
Comprobación de la temperatura del cuerpo humano con las camaras termograficas.	Comprobación de la temperatura del cuerpo humano con las camaras termograficas.
Otro campo interesante donde se pueden usar las camaras termograficas es en la detección de personas infectadas con SARS. Los pacientes con fiebre son así aislados de la multitud y son examinados para ver si tienen el germen. Una serie de estados en Asia, Europa y Norteamérica utilizan actualmente camaras termograficas. En especial las camaras termograficas compactas de la serie PCE-TC 3 que son ideales para detectar a pacientes con fiebre. Este tipo de camaras termograficas pueden medir con mucha exactitud la temperatura en el rango de la temperatura corporal. El alto grado de exactitud es posible gracias a la calibración por un emisor de luz negra. También en el campo de la medicina se realizan experimentos con camaras termograficas. Con ello se espera poder localizar inflamaciones y otras anomalías que aumenten la temperatura local de la zona del cuerpo a investigar y hacerlas claramente visibles al paciente. Además las camaras termograficas también se pueden utilizar en el campo de la medicina forense para la detección y en el peritaje de accidentes de trafico, en conclusión es un campo muy amplio donde se pueden utilizar estas camaras termograficas.
Otro campo en el que las camaras termograficas también son muy útiles a la hora de la investigación es en los campos de la biología (zoología, entomología, aracnología, ictiología ...). En la imagen que nos encontramos a la izquierda de la pantalla, vemos la imagen de una araña sobre la palma de la mano de una persona realizada con una de las camaras termograficas, en donde se puede apreciar la diferencia de temperatura que hay entre los dos. Los colores en tonos azules, lilas y morados nos indican que la temperatura es baja, mientras que los colores en rojos, amarillos, verdes nos indican una temperatura más elevada, como se puede apreciar en esta imagen.

Algunas cámaras termográficas cuenta con un software de análisis y valoración. A modo de ejemplo puede ver a continuación en la imagen inferior una toma termográfica de la parte frontal de una casa para la comprobación del aislamiento de la vivienda (foto real elaborada con el software de análisis).

Las cámaras termográficas son ideales para detectar zonas de entrada de frío en edificios.

Las cámaras termográficas se entregan con el software de valoración correspondiente.

Las camaras termograficas que utilizan el software de valoración correspondiente se entregan junto con el envío.

El origen de esta tecnología en un principio fue de uso fue militar pero con el avance de esta tecnología dio paso a un uso mas amplio de las camaras termograficas, dentro de las posibles aplicaciones de las camaras termograficas se encuentran el uso militar, el mantenimiento predictivo, el control de procesos, la detección y análisis de incendios, la inspección de suelos, la auditoría de aislantes, la inspección de muros, la medicina, etc.

Uso de las camaras termograficas en el sector industrial.
Gran cantidad de averías en el sector industrial bien eléctrico, mecánico o de fabricación pueden ser percibidos con anterioridad por cambios en la temperatura los cuales pueden ser detectados gracias a los análisis realizados con las camaras termograficas bien de instalación fija para un control continuo o bien portátiles para comprobaciones puntuales. La utilización de las camaras termograficas en el mantenimiento de instalaciones, cuadros eléctricos, maquinaria, etc. hace posible la detección de futuras averías y sus posibles consecuencias.

Los datos a tener en cuenta al adquirir una cámara termográfica que mas se adecue a nuestras necesidades son : el número de pixeles, la sensibilidad espectral, la vida útil del sensor, el campo de visión, el rango dinámico, la potencia de entrada, la masa y el volumen.

En la parte superior de la celda se puede ver una simulación con las camaras termograficas de como vemos con nuestros ojos objetos con lo que llamamos luz visible, y a continuación de como se ve con las cámaras termográficas, ya que nuestros ojos no aprecian este tipo de luz. Con la luz infrarroja podemos obtener información que a simple vista no podemos apreciar, nos informa sobre la temperatura de un objeto tanto si son muy fríos, como por ejemplo un cubito de hielo, como los que irradian algo de calor. Cuando un objeto esta caliente el infrarrojo es más brillante, luminoso, por lo contrario cuando el objeto esta frío el infrarrojo es menos brillante, por eso las imágenes infrarrojas muestran colores diferentes para representar las diferentes temperaturas. Lo podrán ver reflejado en la escala que aparece junto a la simulación. En el siguiente

enlace

puede encontrar mas información acerca de la unidades de medida de temperatura mas utilizadas del sistema internacional.

Inicio del Infrarrojo:
El astrónomo ingles sir Guillermo Herschel descubrió la radiación de "calor oscuro" en 1800. En 1880 el término "infrarrojo" fue acuñado. Samuel Langley inventó el bolómetro el cual mide las variaciones de la resistencia durante el calentamiento. En 1901 un bolómetro podía detectar una vaca a 400 metros. Después de la Segunda Guerra Mundial, muchos países invierten cantidades enormes de dinero en infrarrojo para el uso militar. En 2002 ZyTemp diseña el termómetro infrarrojo más compacto, la batería de mayor vida (uso continuo de 70 horas) y el termómetro infrarrojo más accesible por la tecnología SoC de su propiedad y la tecnología base MEMS así como el sensor termal más avanzado.

Qué es la Radiación Infrarroja:
Es exactamente igual que cualquier rayo de luz, es una radiación electromagnética de baja frecuencia y una longitud de onda larga. Cada cuerpo que habita el universo tiene una temperatura. Personas, rocas, estrellas y materiales, todos emitimos una radiación gracias al calor que generamos. Esa luz calorífica es la radiación infrarroja, se ubica en un sitio del espectro electromagnético que el ser humano no puede ver a simple vista.
Todos los cuerpos a una Temperatura superior del cero absoluto, (-273º C.) emiten Energía Infrarroja.

Por qué no podemos ver el Infrarrojo:
El ojo humano esta diseñado para la luz del sol, solo 2 especies de animales se han identificado para poder detectar infrarrojo, la serpiente y el escarabajo. Pero usted si puede detectar el infrarrojo por su piel, usted puede sentir el calor del Infrarrojo. Por ejemplo, cuando su coche es calentado excesivamente por el sol, usted arranca el coche y prende el aire acondicionado, se refresca el aire pero usted todavía siente por unos segundos el aire caliente, ese es Infrarrojo venido del interior del coche, detectado por su piel (sensor). Podemos utilizar la tecnología Infrarroja para aprender que la temperatura de la radiación en su coche puede alcanzar los 80º C.

Cómo es que Funciona:
El sensor recibe la minúscula Energía Infrarroja (generalmente 0.0001 volt) del blanco u objeto a medir, la amplifica con una precisión de amper y la convierte en salida del voltaje. El CPU entonces digitaliza la señal a 16bit por medio de un convertidor análogo a Digital. La unidad aritmética después soluciona la ecuación de la temperatura por las leyes estimadas Nobel-Prized y compensa la temperatura ambiente y efecto de la emisividad, usted consigue la temperatura del blanco en segundos o fracciones de segundo de oprimir el gatillo de su termómetro.

¿Puede el Infrarrojo medir la temperatura del aire?:
Si y No.
No, porque el aire no emite energía infrarroja y la emisividad sería demasiado baja para detectar.
Si, porque usted puede detectar a través de cualquier cosa que tenga la misma temperatura del aire como la hoja de un árbol, la hierba bajo la sombra esto al aire libre y en interiores su escritorio, un pedazo de papel, la rejilla de salida del aire acondicionado etc. estos objetos tienen la misma temperatura que el aire.
La manera de “Medir el aire” es seleccionar un objeto que tenga la misma temperatura que el aire.

¿Puedo medir la temperatura del cuerpo de una hormiga?
Usted puede apuntar el termómetro a una hormiga en su escritorio, pero lo qué usted consigue es una temperatura promedio de la hormiga y de una parte del escritorio porque el campo visual del termómetro infrarrojo es mucho más grande que la hormiga. Pero, si usted puede cubrir el campo visual (FOV) con un termómetro que tenga una resolución óptica adecuada entonces SÍ, usted puede medir la temperatura del cuerpo de la hormiga. Los termómetros tienen un campo de visión mínimo pero entre más nos alejamos del objeto a medir, este campo de visión se va ampliando tanto como nos alejemos, vea el siguiente ejemplo:

Importante: La distancia o el tamaño del objetivo no afectan la exactitud de la medición.

¿Puede el infrarrojo medir en completa oscuridad?
Sí, es impresionante el avance de la tecnología infrarroja en gran parte es porqué DOD y los militares están muy interesados en el infrarrojo de hecho, la tecnología infrarroja más reciente es desarrollada con recursos de los militares.

¿Puede el Infrarrojo medir un objeto al través de una pared?
No en la vida real, eso solo lo podemos ver en algunas películas de cine, el infrarrojo mide superficialmente.

¿Puede medir a través de algo?
Si, el infrarrojo puede penetrar la película de plástico delgado PE (por ejemplo: una bolsa de basura en completa oscuridad), silicio, Gemanium. Usted puede ocultar algo caliente detrás de una película de PE (su mano), y el infrarrojo puede detectar la presencia del objeto.

¿Puedo medir la temperatura de un pez dentro de una pecera?
No, el agua y el cristal son transparentes para la luz visible solamente, pero para infrarrojo, es totalmente "opaco", así que usted solamente medirá la temperatura del cristal. ¿Y la temperatura de un animal doméstico? si dirigimos el termómetro al cuerpo de un perro, usted consigue la temperatura de la piel, Lo qué usted puede ver es lo que usted puede medir.

¿Qué más puedo medir con el infrarrojo?
Usted puede medir la temperatura de casi cualquier cosa, incluyendo el universo, para probar la teoría de la gran explosión, (en 1965) el remanente de la radiación de la gran explosión fue descubierta por los astrónomos de radio Arno Penzias y Roberto Wilson. Esta radiación, que enarbola el 3 K (-270º C) se puede encontrar en todas las direcciones en espacio. Tal temperatura es una evidencia de la gran explosión (el origen de este universo) en la vida diaria, usted puede medir prácticamente todo lo que usted pueda mirar en este momento a su alrededor.

¿Qué es la Emisividad?
La emisividad es la relación de radiación infrarroja emitida por un objeto, su capacidad para emitir dicha energía puede ser medida y de esta manera ajustar el valor en los termómetros infrarrojos. La comprensión de la emisividad de un objeto, o su característico "resplandor" o "brillo" es un componente crítico en el manejo apropiado de medición infrarroja. Hay muchas variables que afectan la emisividad de un objeto específico, tal como la longitud de onda, el campo de visión, la forma geométrica y la temperatura. Las superficies donde tenemos que hacer ajuste de emisividad para medir correctamente la temperatura son las que tengan mucha reflexión, acabado espejo o brillen considerablemente. Usted puede consultar las tablas de valores de emisividad de materiales metálicos y no metálicos para tomar como base en sus mediciones de rutina

Norma>

ISO 18434-2 - Monitoreo de condición y diagnóstico de sistemas de máquinas. Termografía. Parte 2: Interpretación de imágenes y diagnóstico. estándares como ISO 18434 y ASTM E1934 para detectar diferencias en las temperaturas del equipo y detectar la presencia de varios modos de falla del equipo potencialmente críticos.

ASTM E 1934- Guía estándar para examinar equipos eléctricos y mecánicos con termografía infrarroja.

ISO 18436-7- Monitoreo de condición y diagnóstico de máquinas - Requisitos para la calificación, evaluación y certificacion del personal.