LA CÁMARA TERMOGRÁFICA COMO TECNOLOGIA APLICADA EN LA TERMOGRAFÍA

Vista previa del material en texto

MARCO REFERENCIAL
LA CÁMARA TERMOGRÁFICA COMO TECNOLOGIA APLICADA EN LA TERMOGRAFÍA 
La termografía es una técnica que no necesita contacto físico con el paramento a estudiar. Permite calcular temperaturas a distancia con exactitud. Este tipo de instrumentación permite captar la radiación infrarroja del espectro electromagnético, utilizando cámaras termográficas de precisión o de termovisión. (DEL BARRIO TAJADURA, 2017)
En 1965 se comercializó la primera cámara termográfica en el mundo, era la primera vez que se disponía de una cámara capaz de detectar variaciones de temperatura para un uso que no fuera el militar. Aunque esta tecnología inicialmente no estaba al alcance de todos, fue el hecho de comercializarse que permitió descubrir nuevas aplicaciones de esta técnica. Las cámaras termográficas hoy en día se aplican en campos tan diversos como la sanidad, la industria, la seguridad, agricultura, medio ambiente, etc. Más recientemente también se ha empezado a aplicar en el mundo de la construcción. (IDÒIA TORRENT , 2015)
Es un equipo que mide la radiación térmica de los cuerpos y la convierte en una imagen visible de varios colores los cuales están establecidos por su temperatura. Generalmente, estas cámaras manejan longitudes de onda entre 8 μm y 15 μm. (OLARTE, BOTERO, & CAÑÓN ZAVALETA, 2011). Las cámaras trabajan usualmente en dos bandas: de 2 a 5.6µm y de 8 a 14µm, las cuales se eligen porque la absorción atmosférica en estas longitudes de onda es menor. Las cámaras termográficas actuales están compuestas de una matriz de sensores, denominado FPA (focal plane array). (FLORES LARSEN & HONGN, 2012). En un ejemplo para tener una referencia estándar, aunque depende del fabricante (IDÒIA TORRENT , 2015), tomamos la cámara termográfica que la marca FLUKE oferta, la cual tiene una banda espectral infrarroja de 7,5 a 14 µm. (FLUKE, 2018)
La cámara termográfica es un instrumento capaz de convertir una distribución especial de radiación térmica, cambiar una señal de onda infrarroja del espectro electromagnético invisible para el ojo humano, en señales eléctricas computarizadas, "píxeles", generando una imagen visible. En las medidas realizadas con la cámara intervienen dos parámetros, la emisividad y la temperatura. Para poder realizar medidas cuantitativas es necesario conocer previamente una de las dos, sabiendo uno de estos dos valores en podremos conocer al otro. (IDÒIA TORRENT , 2015). Las medidas cualitativas y cuantitativas son:
Medidas Cualitativas: Son imágenes que poseen diversos colores por medio de los cuales se pueden identificar los puntos más calientes y verificar la uniformidad de la temperatura de un equipo.
Medidas Cuantitativas: Son valores exactos de temperatura de los puntos calientes que sirven para determinar la gravedad de un problema existente para realizar la acción correctiva pertinente que le permita al equipo volver a su estado normal de operación. (OLARTE, BOTERO, & CAÑÓN ZAVALETA, 2011)
Hay que dejar claro que el aparato es menos fiable a la hora de realizar medidas de emisividad ya que el error de este valor puede llegar a ser de hasta el 30%, mientras que cuando se realizan medidas de temperatura el error máximo que podemos tener está alrededor del 5%. (IDÒIA TORRENT , 2015). Una cámara de termografía infrarroja proporciona imágenes que representan en diferentes colores la distribución superficial de temperaturas del objeto de estudio utilizando la transmisión de calor por radiación; por tanto, no necesitan estar en contacto. La matriz de sensores de la cámara capta la radiación proveniente de tres fuentes diferentes: la radiación emitida por el objeto –por un ejemplo las llamas-, que por su parte es transmitida por la atmósfera ocupada entre éstas y el aparato; la radiación que llega a el objeto y es reflejada por este –es despreciable en el caso del fuego si se considera que éste tiene nula capacidad reflectora-, y la radiación emitida por la misma atmósfera que rodea el objeto. Con el fin de distinguir las diferentes aportaciones y captar únicamente la radiación emitida por el fuego sin interferencias atmosféricas, se acostumbra a trabajar en rangos espectrales donde la atmósfera tiene transmisividad cercanas a la unidad. Esto ocurre entre 3 micras y 5 micras y entre 8 micras y 12 micras del espectro electromagnético. La utilización de esta tecnología requiere unos ajustes previos muy cuidadosos si se quiere trabajar con alta precisión. De entrada, se ha seleccionar adecuadamente la posición relativa del frente de fuego y el aparato. Cabe señalar que la información que se obtiene es diferente si se filma un fuego que se acerca o que se acerca a el objetivo y asimismo la información obtenida también es diferente si se filma en dirección perpendicular al avance del fuego. Además, hay que tomar buena nota de la temperatura atmosférica y de la humedad relativa, así como de la emisividad el objeto que se ha de medir, esta última no siempre sencilla de estimar. (PASTOR , 2009)
MARCO TEORICO 
LA CÁMARA TERMOGRÁFICA COMO TECNOLOGIA APLICADA EN LA TERMOGRAFÍA 
Con el paso y avance de la tecnología se modifican los procesos y las metodologías en la práctica de la termografía, con la implementación de la cámara termográfica se presentaron mejoras en los cálculos de los estudios tales fueron precisión en las mediciones de las temperaturas y evitar tanto contacto con la superficie a analizar la medición, pues se presenta mayor comodidad, incluso acuerdo a la calidad de la cámara se presenta una ventaja al tener distancias donde el acceso es un poco limitado o se presenta un mayor esfuerzo. Acuerdo a (DEL BARRIO TAJADURA, 2017), la técnica de la termografía se puede realizar mediante el uso de dispositivos electrónicos como cámaras de precisión o de termovisión.
Si nos remontamos un poco a los antecedentes de la incursión de la cámara termográfica en ámbitos fuera del área militar y aplicado a otros ámbitos, cómo pueden ser el área de la salud, construcción, investigación, entre otras, tenemos que desde el año 1965 según, (IDÒIA TORRENT , 2015), a pesar que se comercializó de forma tal que su precio era algo exorbitante y por ello no se podía adquirir con mayor facilidad, lo que inicialmente pudo haber mostrado una barrera o una limitante en el desarrollo de los campos aplicativos e investigativos de la termografía, sin embargo, de forma contraria el simple hecho de comercializar este dispositivo, mostró nuevas aplicaciones abriendo una brecha para que la termografía tome mayor rango de aplicación, donde en todo ámbito que se aplique logra tener un impacto significativo, por ello se puede decir que desde la incursión de este dispositivo sirvió para catapultar el ámbito de la termografía y se vayan logrando mayores avances con estos estudios. Apuntando al ámbito interesado en este estudio que es el campo de la ingeniería, el desarrollo de esta técnica, ha brindado un gran usufructo, y mayores comodidades al momento de realizar un estudio, tomando por instancia: en anterioridad se tomaba mayor complejidad al momento de detectar un punto caliente de falla en alguna estructura y se requería para este mayor esfuerzo y trabajo para detectarlo, con la utilización de esta herramienta, es cuestión de minutos realizar la inspección de la estructura y se logra una mayor precisión en la toma de temperatura del punto caliente así como el lugar donde se encuentra, cabe recalcar que todo sería si se realiza con la técnica adecuada y el buen uso de la cámara termográfica.
Se debe tomar importancia en saber cómo funciona esta cámara, cuál es su principio básico para su operación y uso. La cámara termográfica es denominada como un instrumento según, (IDÒIA TORRENT , 2015), o como un equipo según, (OLARTE, BOTERO, & CAÑÓN ZAVALETA, 2011). 
Lo cierto es que es un dispositivo electrónico que logra captar las radiaciones infrarrojas que emite un cuerpo tomándolas y convirtiendo esta señal de ondas infrarrojas en pixeles para así formar la imagen con varios colores acuerdo a una paleta o gama de coloresque indican una temperatura por cada color. 
La banda del espectral infrarroja que determina estos colores es imperceptible para el ojo del ser humano (IDÒIA TORRENT , 2015), debido a eso no podemos visualizar los colores de la temperatura de los cuerpos. La banda de espectro infrarrojo que las cámaras termográficas pueden sensar son acuerdo al fabricante, sin embargo (PASTOR , 2009) determina la banda espectral infrarroja entre 3 micras y 5 micras y entre 8 micras y 12 micras del espectro electromagnético. Según (OLARTE, BOTERO, & CAÑÓN ZAVALETA, 2011) generalmente, estas cámaras manejan longitudes de onda entre 8 μm y 15 μm. Y acuerdo a (FLORES LARSEN & HONGN, 2012) las cámaras trabajan usualmente en dos bandas: de 2 a 5.6µm y de 8 a 14µm, las cuales se eligen porque la absorción atmosférica en estas longitudes de onda es menor.
Si bien no hay una idea estándar se puede tomar el ejemplo de una cámara termográfica en el mercado actual la cuál es muy cotizada, se puede tomar el ejemplo de la cámara termográfica FLUKE, la cual tiene una banda espectral infrarroja de 7,5 a 14 µm (FLUKE, 2018).
Acuerdo al procesamiento de la imagen la cámara termográfica hace un análisis con dos tipos de medidas de la imagen, donde se tienen las medidas cuantitativas y las medidas cualitativas, donde según (IDÒIA TORRENT , 2015) para poder realizar alguna de estas medidas tiene mucho que ver al emisividad y la temperatura, donde se puede recomendar revisar en la tabla de emisividad de los materiales para estar trabajando acuerdo al material con el que estamos disponiendo, no debe pasar un error del 30% la emisividad así mismo la temperatura del material o la temperatura de la superficie donde se realizará la toma de medidas puede tener un máximo de 5% de error. Describiendo un poco más a fondo este tipo de medidas según (OLARTE, BOTERO, & CAÑÓN ZAVALETA, 2011): Las medidas cualitativas son aquellas medidas donde las imágenes tienen una temperatura no uniforme pero donde se pueden identificar los puntos más calientes dentro de esta. Y las medidas cuantitativas son valores más uniformes y donde la temperatura donde está el punto caliente es única, sirve mucho para detectar la gravedad del problema a resolver para poner un sistema operativo de nuevo.
(PASTOR , 2009) describe la operación de la cámara termográfica, en un proceso por el cual la matriz de sensores que contiene la cámara recibe la radiación de tres fuentes distintivas, tales son, la radiación que el mismo objeto refleja por su propia temperatura, la radiación que el objeto llega a recibir y puede reflejar desde la temperatura del ambiente en el que se encuentre, y finalmente la radiación que emite el ambiente o la atmósfera hacia el objeto. Recalcitrantemente se debe mantener muy en cuenta la temperatura del ambiente, que normalmente puede cambiar acuerdo a aspectos climatológicos y otros, así mismo como la distancia de una fuente de calor respecto a el objeto al cual se le tomaría la foto termográfica.
Bibliografía
DEL BARRIO TAJADURA, R. (MAYO de 2017). USO DE DRONES EN LA INSPECCIÓN PARA LA REHABILITACIÓN DEL PATRIMONIO IGLESIA DE LA MERCED. Obtenido de REPOSITORIO INSTITUCIONAL DE LA UNIVERSIDAD DE BURGOS: http://riubu.ubu.es/handle/10259/4804
FLORES LARSEN, S., & HONGN, M. (2012). TERMOGRAFÍA INFRARROJA EN LA EDIFICACIÓN: APLICACIONES CUALITATIVAS. Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente, 08.25-08.32. Obtenido de https://ri.conicet.gov.ar/handle/11336/14563
FLUKE. (2018). FLUKE. Obtenido de fluke.com: https://www.fluke.com/es-es/producto/termografia/camaras-termograficas/serie-professional/fluke-ti32-eur
IDÒIA TORRENT , R. (junio de 2015). LA TERMOGRAFIA APLICADA EN L’ESTUDI DEL PATRIMONI ARQUITECTÒNIC. Obtenido de DUGIDocs: https://dugi-doc.udg.edu/handle/10256/11493
OLARTE, W., BOTERO, M., & CAÑÓN ZAVALETA, B. (2011). APLICACIÓN DE LA TERMOGRAFÍA EN EL MANTENIEMIENTO PREDICTIVO. Scientia et Technica Año XVI, 253-256.
PASTOR , E. (2009). LA TECNOLOGIA APLICADA A L’ESTUDI DEL COMPORTAMENT DELS INCENDIS FORESTALS. LA TECNOLOGIA AVUI, 13-20.