Mantenimiento industrial. Termografía

Introducción

Las tecnologías para Mantenimiento Predictivo se
constituyen en las herramientas esenciales para el desarrollo de
la gestión del Ingeniero de Mantenimiento en toda
organización productiva.

Por intermedio de ellas se abren otras ventanas de
información del desempeño de los equipos, que
complementan a la información que perciben nuestros
sentidos y a las herramientas administrativas que se vienen
aplicando en la actualidad.

La forma en que estas herramientas se apliquen, pueden
hacer la diferencia entre una Organización Productiva y
otra que no lo es, y esa diferencia hoy cuando existe una
globalización de mercados puede ser nuestro éxito o
nuestro fracaso.

Cualquier Organización por pequeña que sea
debe tener como horizonte fundamental la productividad, sea que
se acojan al uso de las herramientas administrativas actuales que
se plantean en Mantenimiento Preventivo, en el Mantenimiento
Productivo Total o el la productividad total. Es la aptitud de
eliminar la necesidad de mantenimiento en nuestras instalaciones
y mejorar la rentabilidad de nuestros procesos.

La Termografía Infrarroja juega un rol cada vez
más importante en las actividades de Mantenimiento. Esta
técnica de producir imágenes a partir de la
radiación térmica invisible que emiten los objetos,
es un medio que permite identificar, sin contacto alguno,
componentes eléctricos y mecánicos más
calientes que su operación normal indicando áreas
de fallas inminentes o áreas con excesiva pérdida
de calor, que usualmente son síntomas de
fallas.

El uso de Termografía Infrarroja, permite la
reducción de los tiempos de parada al minimizar la
probabilidad de fallas imprevistas o no programadas en equipos e
instalaciones.

Los beneficios de la reducción de costos a partir
de esta tecnología, incluyen ahorros de energía,
protección de equipos costosos, velocidad de
inspección, diagnóstico y chequeo
post-reparación, además de incrementar el tiempo de
producción maximizando la disponibilidad de
equipos.

Termografía

Es una técnica que permite medir temperaturas
exactas a distancia y sin necesidad de contacto físico con
el objeto a estudiar. Mediante la captación de la
radiación infrarroja del espectro electromagnético,
utilizando cámaras termográficas o de
termovisión, se puede convertir la energía radiada
en información sobre temperatura, expresada en grados
centígrados (°C) y Fahrenheit (°F).

La Termografía es la manera
más segura, confiable y rápida de 
detectar  cualquier tipo  de  fallo a
través la  temperatura del objeto o sistema. Todos
los objetos eléctricos, electrónicos o
mecánicos sufren alteraciones en su temperatura debido
principalmente a malos funcionamientos, falsos contactos, altas
fricciones, rozamientos etc.Esta pérdida de calor no puede
ser apreciada a simple vista por el ojo humano. Pero los equipos
termográficos, pueden captarlo perfectamente.Lo mejor de
esta técnica es que lo representa de una manera visual,
rápida, sin el contacto físico que puede resultar
peligroso y sin interferir con las labores habituales de su
empresa.

Temperatura

La temperatura es una magnitud
referida a las nociones comunes de caliente o frío. Por lo
general, un objeto más "caliente" tendrá una
temperatura mayor, y si fuere frío tendrá una
temperatura menor. Físicamente es una magnitud escalar
relacionada con la energía interna de un sistema
termodinámico, definida por el principio cero de la
termodinámica. Más específicamente,
está relacionada directamente con la parte de la
energía interna conocida como "energía sensible",
que es la energía asociada a los movimientos de las
partículas del sistema, sea en un sentido traslacional,
rotacional, o en forma de vibraciones. A medida que es mayor la
energía sensible de un sistema, se observa que está
más "caliente"; es decir, que su temperatura es
mayor.

En el caso de un sólido, los movimientos en
cuestión resultan ser las vibraciones de las
partículas en sus sitios dentro del sólido. En el
caso de un gas ideal monoatómico se trata de los
movimientos traslacionales de sus partículas (para los
gases multiatómicos los movimientos rotacional y
vibracional deben tomarse en cuenta también).

Dicho lo anterior, se puede definir la temperatura como
la cuantificación de la actividad molecular de la
materia.

Radiación infrarroja

La radiación infrarroja,
radiación térmica o radiación
IR es un tipo de radiación electromagnética
de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la
de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que
la luz visible y mayor que las microondas. Su rango de longitudes
de onda va desde unos 0,7 hasta los 300 micrómetros.1 La
radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo cuya
temperatura sea mayor que 0 Kelvin, es decir, -273,15 grados
Celsius (cero absoluto).

El descubridor de los rayos infrarrojos fue Sir
Frederick William Herschel nacido en Hanover, Alemania
1738.

Él fue muy conocido tanto como
músico y como astrónomo. En el año 1757
emigró hacia Inglaterra donde con su hija Carolina
construyeron un Telescopio Su más famoso descubrimiento
fue el del planeta Urano en el año 1781. En el año
de 1800, Señor William Herschel hizo otro descubrimiento
muy importante.

Se interesó en verificar cuanto
calor pasaba por filtros de diferentes colores al ser observados
al sol. Se dio cuenta que esos filtros de diferentes colores
dejaban pasar diferente nivel de calor. Continuando con ese
experimento Herschel hizo pasar luz del sol por un prisma de
vidrio y con esto se formó un espectro (el "arco iris" que
se forma cuando se divide a la luz en sus colores). Haciendo
controles de temperatura en los distintos colores de ese espectro
verificó que más allá de rojo fuera de las
radiaciones visibles la temperatura era más elevada.
Él encontró que esta radiación invisible por
encima del rojo se comporta de la misma manera desde el punto de
vista de la reflexión, refracción, absorción
y transmisión que la luz visible.

Era la primera vez que alguien demostraba
que había otra forma de iluminación o
radiación que era invisible al ojo humano. Esta
radiación inicialmente la denominó Rayos
caloríficos y luego Infrarrojos (infra: quiere decir
abajo) Es decir por debajo del nivel de energía del
rojo.

Características de la
radiación infrarroja

El nombre de infrarrojo significa por debajo del rojo
pues su comienzo se encuentra adyacente al color rojo del
espectro visible.

Los infrarrojos se pueden categorizar en:

• infrarrojo cercano (0,78-1,1
  &µm)

• infrarrojo medio (1,1-15 &µm)

• infrarrojo lejano (15-100 &µm)

La materia, por su caracterización
energética emite radiación. En general, la longitud
de onda donde un cuerpo emite el máximo de
radiación es inversamente proporcional a la temperatura de
éste (Ley de Wien). De esta forma la mayoría de los
objetos a temperaturas cotidianas tienen su máximo de
emisión en el infrarrojo. Los seres vivos, en especial los
mamíferos, emiten una gran proporción de
radiación en la parte del espectro infrarrojo.

Espectro electromagnético

Se denomina espectro electromagnético a la
distribución energética del conjunto de las ondas
electromagnéticas.

El espectro electromagnético se extiende desde la
radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma
y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y
los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas
de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree
que el límite para la longitud de onda más
pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el
límite máximo sería el tamaño del
Universo aunque formalmente el espectro electromagnético
es infinito y continuo.

En el anexo 1 se puede observar la distribución
de las ondas dentro del espectro electromagnético y la
sección del espectro electromagnético
correspondiente  a  los  rayos 
infrarrojos  (IR),  los  rayos  de  luz.
Visible por el ojo humano y los rayos ultravioleta
(UV).

Rayos infrarrojos (IR)

La energía infrarroja es irradiada por todo ser
viviente y objeto inanimado en una cantidad proporcional a su
temperatura, sin embargo, es invisible al ojo humano.

La energía infrarroja (que quiere decir debajo de
rojo, o fuera del espectro visible en su extremo rojo) es una
radiación con un rango de longitud de onda aproximadamente
entre 0.75 y 100 Mm.

A todas las temperaturas superiores al cero absoluto
cada objeto emite energía de su superficie a diferentes
longitudes de onda e intensidades. La longitud de onda emitida y
la intensidad de emisión, dependen de la temperatura y la
emisividad de la superficie.

Emisividad

La capacidad que tienen los cuerpos de emitir,
eficientemente la radiación absorbida en ellos, se define
como emisividad. La emisividad es una propiedad de la superficie
de los cuerpos y parte del principio del cuerpo negro.

Se establece que los cuerpos negros tienen un factor de
emisividad igual a la unidad. Los cuerpos reales, en cambio,
poseen un factor de emisividad inferior a la unidad, puesto que
su eficiencia de emisión de radiación es menor a la
ideal del cuerpo negro. La intensidad de esa energía
emitida depende de la emisividad y la temperatura del
objeto.

Cámaras
termográficas

Las cámaras termográficas poseen una
matriz de sensores, que  captan  las señales
infrarrojas que  emite el objeto que se desea analizar, a
cada una le asignan un color. La composición de todos los
colores da como resultado una imagen, donde cada uno representa
una zona con una imagen determinada y cada color representa un
rango de temperatura expresada en grados centígrados
(ºC) o Fahrenheit (ºF).

Las cámaras de imágenes infrarrojas son
similares en sus lentes, típicamente hechos de germanio o
cuarzo, enfocan la radiación sobre un detector sensible a
longitudes de onda infrarroja. El detector responde produciendo
pequeñas señales eléctricas que cuando se
amplifican, producen una imagen electrónica
correspondiente a la localización e intensidad de la
radiación infrarroja total que éste ve.

Las cámaras infrarrojas poseen una serie de
características, pero entre las más importantes se
podrían destacar que deben tener:

• Apertura de termómetro a
  diferentes escalas.

• Escala de medición de
  temperatura en ?C y ?F

• Control de emisividad y tablas de
  emisividad para diferentes materiales

• Lentes de 35 y 50 mm o dependiente del
  campo de aplicación en que se use

• Baterías recargables con
  duración de carga por lo menos 8 hrs.

Los sistemas infrarrojos permiten manejar las
imágenes termográficas obtenidas de una rutina de
inspección, en un sistema de información, grabando
directamente a un disquete o tarjeta para un posterior
análisis de tendencias.

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 y puede ser usada en todas aquellas
aplicaciones en las que detectar diferencias de temperatura nos
pueda dar alguna información.

Generalmente, cuando se habla de equipos emisores de
infrarrojo, se distinguen cuatro tipos en función de la
longitud de onda que utilicen:

• Emisores de infrarrojo de onda corta.

• Emisores de infrarrojo de onda media
  rápida

• Emisores de infrarrojo de onda media

• Emisores de infrarrojo de onda larga

De cara a la aplicación de una u otra longitud de
onda dentro de la radiación infrarroja, la elección
se debe básicamente al espesor del material que se vaya a
irradiar. Si se trata de un material con un espesor de pocos
milímetros, lo más aconsejable es utilizar emisores
de infrarrojo de onda corta, mientras que si el material presenta
un espesor mayor la mejor opción es pasar a los emisores
de infrarrojo de onda media o incluso larga. Otro aspecto que se
tiene en cuenta a la hora de usar emisores de infrarrojo es la
inercia térmica. Los emisores de onda corta
prácticamente no tienen inercia térmica, es decir,
en el momento en que se conectan a la corriente eléctrica
ya están en sus condiciones óptimas de trabajo. Por
otro lado, los emisores de onda media y sobre todo los de onda
larga tienen mucha inercia térmica y pueden llegar a
tardar hasta 4 minutos para poder ser usados de forma
eficaz.

En el anexo 2 se muestran algunas cámaras
termográficas usadas en las diferentes
aplicaciones.

Factores que
inciden en un análisis
termográfico

Carga: El efecto del calentamiento cuando se
presenta una falla, incrementa en términos generales con
el valor de la carga elevada al cuadrado. Se ha demostrado que el
exceso de temperatura en un componente, aumenta linealmente con
el efecto desarrollado. Esto es para inspecciones
eléctricas.

Ejemplo.

Se encontró un sobre-calentamiento de 10°C
(Falla pronunciada) en una conexión cuando el circuito se
encontraba cargado a un 40 %, al incrementarse la corriente de
carga a un 60 %, la temperatura del componente aumentaría
así:

[60/40]2 = 2.25 veces

2.25*10°C = 22.5°C

lo cual sería una Falla Severa.

Atenuación Atmosférica: La
atmósfera no es completamente transparente a la
radiación infrarroja, información que puede ser
atenuada al pasar a través de ella y la cual
también puede emitir radiación. Para ello existen
unos factores de corrección que dependerán de una
serie de parámetros, tales como la distancia al objeto,
humedad relativa ( H2O ), temperatura del aire en grados
Centígrados, Fahrenheit o Kelvin dependiendo del tipo de
equipo.

Emisividad: Como no todos los cuerpos cuando
aumentan su temperatura pueden radiar energía de la misma
forma, esta dependerá del tipo de material. Muchos
elementos tienen buena capacidad de reflexión como son las
superficies de material brillante, y se pueden reflejar brillos
que seguramente se mostrarían como puntos calientes. Un
cuerpo con diferentes emisividades puede lucir como si estuviese
sobre-calentado en varios puntos, a este efecto debe
tenérsele cuidado porque mientras la emisividad sea menor
la reflectividad aumenta, a menudo es muy obvio donde el objeto a
sido pulido o limpiado últimamente, estos brillos
también pueden ser producidos por el sol, bombillos u
otros elementos calientes que se encuentren en los alrededores, a
estos engañosos puntos se les mira desde diferentes
ángulos y alturas con el equipo para certificar si son
producidos por algún reflejo.

Velocidad Del Viento: El efecto refrigerante
producido por la velocidad del viento, es uno de los factores a
tener en cuenta en un análisis
termográfico.

Un sobrecalentamiento medido con una velocidad del
viento de 5 m/s será aproximadamente dos veces tan alta
como a 1 m/s. No es recomendable realizar inspecciones
termográficas a más de 8 m/s de velocidad del
viento.

.Campos magnéticos: Las corrientes
eléctricas pesadas causan fuertes campos
magnéticos, los cuales pueden causar una distorsión
considerable en la imagen térmica.

Lluvia: La lluvia tiene un efecto enfriante
superficialmente en un equipo. Las mediciones
termográficas se pueden realizar con resultados
satisfactorios durante una caída de lluvia ligera, las
lluvias pesadas disminuyen la calidad de la imagen
considerablemente y las mediciones no son posibles.

Aplicaciones de
la Termografía

La medida de temperatura es fundamental en
multitud de procesos. Algunos de los Campos de aplicación
son:

Predicción y
prevención

• Eléctrico: 
  Producción,  distribución, transporte,
  cuadros.

• Mecánico: Motores,
  Tuberías, etc.

• Edificios y estructuras: Aislamientos,
  Filtraciones, exfoliación.

Control de calidad

• Electrónica: Diseño,
  verificación, Diagnóstico, etc.

• Montajes mecánicos: Mal
  funcionamiento, fallos, análisis.

Control y
procesos                                         

• Industria del
  automóvil.

• Metalurgia.

• Industrias del
  Plásticos.

• Petroquímicas.

Ensayos no destructivos

• Cavidades e inclusiones en
  sólidos.

• Delaminación.

• Detección de
  corrosión

• Mezclas y aleaciones.

Visión
nocturna                                               

• Seguridad.

• Búsqueda y rescate.

Veterinaria

• Fracturas.

• Lesiones musculares.

Investigación y
desarrollo

• Estudio de flujos de calor.

• Estudios biológicos.

• Evaluación de nuevos
  productos.

Electromedicina

• Dermatología.

• Sistema circulatorio.

• Oncología.

• Medicina deportiva.

En el presente trabajo se enfocará las
aplicaciones en las áreas de instalaciones
eléctricas y mecánicas.

Aplicaciones en instalaciones
eléctricas

Las aplicaciones eléctricas representan el
principal uso de las facilidades y utilidades que ofrecen los
equipos de Termografía Infrarroja.

En los sistemas eléctricos una inspección
infrarroja permite identificar los problemas causados por las
relaciones corriente/resistencia, las fallas son causadas
usualmente por conexiones sueltas o deterioradas, corto
circuitos, sobrecargas, cargas desbalanceadas, componentes que se
han instalado inapropiadamente o falla del componente en
sí. A continuación se describen las causas
más comunes de falla:

Alta Resistencia Eléctrica. Es la causa
más común de exceso de temperatura en equipos
eléctricos y líneas de potencia. De acuerdo con la
ley de Ohm, la potencia disipada del elemento (y el calentamiento
resultante ) es igual al cuadrado de la corriente multiplicado
por la resistencia ( P=I2R ). Cuando la corriente de línea
se mantiene constante y la resistencia es mayor que la nominal,
se disipa una potencia adicional y ocurre un incremento anormal
de temperatura, significando costos y peligro. Cuando se tiene un
punto con alta resistencia, el calor generado se transfiere al
conductor adyacente y al aire. Una imagen termográfica de
este punto mostrara el área caliente en la conexión
y una disminución gradual de la temperatura a medida que
aumenta la distancia desde la conexión.

Corto Circuito. Cuando ocurre un corto en una
línea de potencia, la duración es usualmente breve,
con resultados inmediatos y desastrosos. Sin embargo, un corto
circuito dentro de un componente de operación se puede
detectar y diagnosticar usando la Termografía Infrarroja
ya que la sección en corto causara excesivo flujo de
corriente generando calentamiento.

Circuito Abierto. Un elemento operando en
condiciones de temperatura inferior a la normal, puede ser una
indicación de que el circuito se encuentra abierto. Este
tipo de falla es común en capacitores de circuitos
integrados, resistores, fuentes de suministro de potencia,
etc.

Corrientes Inductivas. Las corrientes inductivas
pueden causar excesivo calentamiento dentro del elemento o
componente ferroso que están dentro del campo
magnético de un equipo de gran capacidad como por ejemplo
un generador principal.

Tierras Energizadas. Las tierras energizadas son
un fenómeno común en las instalaciones de una
planta. Cuando esto ocurre, usualmente se genera alta
temperatura, por lo que no es difícil identificarla
termográficamente.

Las siguientes clases de equipos deben incluirse dentro
de un programa de monitoreo y mantenimiento basado en la
condición:

Subestaciones Eléctricas. Transformadores
de potencia y monitoreo, seccionadores, interruptores, trampas de
onda, barrajes, aisladores, banco de baterías, tableros de
control de los equipos, etc.

Líneas de Transmisión. Puntos de
conexión entre los aisladores y la línea,
conexiones de tierra de las estructuras, etc.

Redes de Distribución. Puntos de
conexión entre los aisladores y la línea,
conexiones de tierra de las estructuras, transformadores de
potencia, cortacircuitos, pararrayos, empalmes primarios y
secundarios ( puentes ), etc.

Plantas de Manufactura. Centro de control de
motores, subestación eléctrica, motores
eléctricos, etc.

Equipos de Comunicaciones. Centros de control,
subestación eléctrica, etc.

Criterios de análisis para sistemas
eléctricos.

Para evaluar la severidad de una falla, se usa el
Criterio Delta de Temperatura. En este criterio, se determina la
diferencia de temperaturas entre el punto que presenta la falla y
un punto de referencia. Esta referencia presenta
típicamente la temperatura ambiente o es un equipo que
esta trabajando a las mismas condiciones del equipo comparado. En
el criterio Delta de Temperatura existen normas o
estándares usados por Termógrafos para evaluar y/o
clasificar la diferencia de temperatura resultante:

• 1. Los criterios establecidos por la
  Internacional Electric Testing Association Inc. – NETA
  MTS-1989 -, los cuales proporciona rangos muy estrictos para
  la clasificación de temperaturas.

• 2. Las normas establecidas por las Fuerzas
  Militares de los Estados Unidos para equipos
  eléctricos – MIL-STD-2194(SH) -, basados
  contrariamente a la anterior, en rangos muy amplios de
  temperaturas.

Los criterios proporcionados por el Infraspection
Institute, en los que la clasificación de fallas ha
resultado ser la más confiable para el uso de muchos de
los termógrafos

Los criterios para determinar la criticidad de la falla
según la experiencia están dados en las siguientes
tablas. Aunque estos parámetros son generalmente ajustados
de acuerdo a las necesidades de las empresas.

Alto Voltaje.

Equipos de distribución y transmisión
(Voltaje mayor de 480 V).

Bajo Voltaje.

Equipos distribución y control (Voltaje menor o
igual a 480 V).

Observación: La decisión final para
determinar las prioridades y ordenes de mantenimiento
deberá ser determinadas por el grado de exceso de
temperatura y por la criticidad del equipo/proceso
involucrado.

Pasos para realizar una Inspección
Termográfica a una Instalación
Eléctrica

1. Seleccionar e identificar la instalación a
inspeccionar: Se debe tener un programa anual de inspecciones
termográficas donde se incluye todo el sistema
eléctrico y donde se establezca el número de
inspecciones por instalación de esta manera podrá
programarse y planificarse el itinerario de inspección con
antelación.

2. Movilización a sitio y acceso a la
instalación: En este paso se debe tomar en cuenta aspectos
de seguridad tales como, utilización de cascos de
seguridad dieléctricos, botas
antiofídicas.

3. Preparación y conexión del equipo: Se
refiere a la puesta a punto del equipo, se deben verificar los
valores de emisividad utilizados, calibración del equipo y
muy importante el ajuste entre conexiones de la cámara y
el sistema de suministro de carga en caso que sea
necesario.

4. Verificar que la instalación está en
operación: El inspector antes de comenzar cualquier
actividad dentro de la instalación debe preguntarse
¿La unidad esta en operación? ya que este tipo de
inspección sólo se puede realizar con la
subestación en operación.

– Porcentaje de carga de trabajo en el
momento.

– Carga máxima de operación de la
estación.

Estos datos son de vital importancia para la
evaluación y análisis de los resultados de la
inspección.

5. Realizar barrido general de la instalación: Al
comienzo de la inspección, se debe realizar un barrido por
los diferentes componentes de la estación, haciendo
énfasis en grapas de su unión, bushing,
seccionadores, salidas de transformadores y por último se
debe tomar un termograma global de todo el conjunto de equipos
que conforman la instalación, si se detecta algún
punto caliente se realizar medición de temperatura en la
zona afectada para determinar algún grado de
sobrecalentamiento se deben realizar medidas comparativas con
elementos de igual función, esto permitirá
determinar el grado de sobrecalentamiento presente y
permitirá fácilmente indicar cuál es la
acción

6. Tomar termograma y fotografía a color: El
termograma es el que permitirá indicarle al mantenedor la
existencia de falla y su magnitud, la fotografía a color
permitirá y facilitará la ubicación
geográfica de la falla, esto ayudará al personal a
detectar rápidamente el lugar donde ésta se
encuentra con toda facilidad, eliminando tiempo perdido en la
localización de fallas.

7. Emitir reporte: Se debe plasmar en un reporte todos
los resultados obtenidos identificando claramente cuáles
son los puntos con problemas y dando claramente la
localización exacta, además demarcar en la
fotografía a color con un círculo las zonas
afectadas. En caso de tratarse de una reparación inmediata
se deberá introducir recomendación con orden de
prioridad esta acción al sistema de mantenimiento para
realizar un seguimiento continuo a dicha acción y asegurar
de esta manera su corrección.

8. Archivar Esta información es útil para
estudios estadísticos, análisis y comportamiento
del índice de fallas por lo que se recomienda archivar
copia de todos los reportes emitidos.

Aplicaciones en instalaciones
mecánicas.

La Termografía Infrarroja tiene varias
aplicaciones importantes que han surgido del monitoreo de la
condición por temperatura y del análisis de
problemas durante la operación de un sistema
mecánico.

En algunas instalaciones mecánicas tales como
sistemas de aislamiento térmico y/o revestimiento
refractario, lo mas importante es identificar y cuantificar la
extensión de una falla en el revestimiento; desde este
punto de vista, se puede prever la condición de los
equipos tales como calderas, hornos o calentadores de proceso,
vasijas en unidades de ruptura catalítica, reactores y
líneas de proceso, mientras se monitora
periódicamente por Termografía
Infrarroja.

En otras instalaciones mecánicas tales como los
sistemas de intercambio de calor, es mas importante evaluar que
circunstancias o elementos pueden llegar a causar una perdida de
eficiencia en la función básica del sistema; la
Termografía Infrarroja puede suministrar el patrón
térmico exterior de un intercambiador de calor, que
facilita el análisis de un problema de este
tipo.

En los equipos rotativos tales como motores
eléctricos, turbinas, reductores de velocidad, bombas
centrifugas o reciprocantes, compresores centrífugos o
reciprocantes, ventiladores, etc, la Termografía
Infrarroja puede ayudar a identificar el sitio de una falla
cuando el exceso de calor de la misma se exterioriza. El exceso
de calor se puede originar por varias circunstancias, por
ejemplo:

Por la fricción que ocurre en el interior de un
rodamiento o cojinete cuando este se encuentra defectuoso, cuando
presenta desgaste natural

• 1. cuando soporta una carga con
  desalineamiento, cuando se encuentra con lubricación
  inadecuada, o cuando es maltratado.

• 2. Se puede generar exceso de calor por
  fricción sobre las pistas de una polea cuando existe
  tensionamiento inadecuado o desigual en las correas, cuando
  existe desalineamiento en este tipo de acoplamientos, cuando
  existen diferencias importantes entre la potencia
  suministrada y la requerida entre el motor y el equipo
  conducido.

• 3. Se puede generar exceso de calor al interior
  de un acople mecánico directo entre el equipo motor y
  el equipo conducido, cuando existe
  desalineamiento.

• 4. También se puede generar exceso de
  calor al interior de las válvulas de admisión y
  descarga de un equipo reciprocante, cuando existe
  recirculación del flujo a través de las
  mismas.

Se puede evaluar la condición de los sistemas de
transporte de fluidos en operación; estos se encuentran
compuestos en su mayoría por elementos como
tuberías, válvulas de bloqueo, válvulas de
regulación de flujo, válvulas tipo cheque,
válvulas de seguridad y en algunos sistemas por trampas de
vapor. Una inspección infrarroja ayuda a identificar los
sitios de discontinuidades o distribuciones anormales de
temperaturas que indiquen fallas como taponamientos en el fluido
trasegado, compuertas en mal estado, áreas de sello
deficientes en los diferentes tipos de válvulas, y en
general, permite establecer el estado mecánico de cada uno
de los elementos, mientras exista un gradiente de temperatura en
el fluido que de un contraste térmico adecuado con los
alrededores y además el aislamiento exterior en caso de
haberlo, lo permita.

En tanques y ductos aislados, donde se almacenan o
transportan productos que deban mantenerse a temperaturas
diferentes a la ambiental, la Termografía Infrarroja
permite la localización de puntos de intercambio de calor
y constatar las condiciones generales del aislamiento
térmico, lo que se refleja directamente en la eficiencia
del proceso. Para determinar los niveles en tanques de
almacenamiento o transferencia, es suficiente la
observación de la diferencia de temperaturas establecida
arriba y abajo del nivel del líquido. El nivel será
fácilmente visible si el tanque estuviese calentado por el
sol o si el producto almacenado tiene una temperatura diferente a
la del medio ambiente.

Una inspección termográfica de un sistema
cualquiera no asegura una operación mas apropiada de dicho
sistema. Se requiere de otras pruebas y de un mantenimiento
apropiado para asegurar un desempeño adecuado de dicho
sistema.

En general, del tipo de instalación
mecánica depende el uso o la aplicación mas
practica que se le de a la Termografía Infrarroja; cada
clase de instalación tiene sus propios tipos de fallas mas
comunes, y en la búsqueda de su solución, se crean
los procedimientos de inspección termográfica y los
criterios de análisis.

Pasos para realizar una
Inspección Termográfica

1. Selección de la instalación a
inspeccionar: Se debe tener un programa anual de inspecciones
termográficas por instalaciones donde deben estar
claramente identificado el alcance y tipos de equipos que
serán inspeccionados.

2. Preparación y conexión del equipo: Se
refiere a la puesta a punto del equipo, se debe verificar el
correcto ajuste entre conexiones de la cámara, el sistema
suministro de carga y el sistema de grabación de
imágenes térmicas.

3. Identificación de parámetros
operacionales: En muy importante conocer las
características operacionales de los equipos a
inspeccionar en cuanto a valores de temperatura y presión
de operación así como también
características internas de diseño del equipo. Esto
redundará en una evaluación clara y precisa de los
resultados obtenidos durante la inspección.

4. Calibración del equipo: Es fundamental conocer
la influencia de la emisividad en la inspección
termográfica, cuando se selecciona el valor correcto se
puede estar 100% seguro de los resultados obtenidos. Este valor
es función del material a inspeccionar y debe ser
introducido al equipo, para ello el equipo trae incorporado una
tabla con diferentes materiales y su valor

de emisividad por lo que la única limitante es
conocer que tipo de material se

inspecciona.

5. Verificar que el equipo está en
operación: el inspector antes de comenzar cualquier
actividad dentro de la instalación, ya que este tipo de
inspección sólo puede ser realizada con el equipo
en operación.

Deberá tomarse la siguiente
información:

– Rango de temperaturas normales de operación del
equipo.

– Tipo de fluido manejado.

– Rango de presiones normales de
operación.

Estos datos son de vital importancia para la
evaluación y análisis de los

resultados de la inspección.

6. Aplicación del ensayo: Se refiere al comienzo
de la inspección, se debe realizar un barrido por toda la
superficie del equipo a inspeccionar haciendo énfasis en
las zonas inferiores o criticas de los equipos,

7. Análisis de resultados: Verificar el resultado
de los análisis y tomar la termografia.

8. Emitir el reporte: Se debe plasmar en un reporte
todos los resultados obtenidos, identificando claramente
cuáles son los daños y problemas detectados, dar
claramente la localización de los mismos y recomendaciones
que amerite el caso, además deberán demarcarse en
una fotografía a color la extensión de los
daños.

9. Archivar: Esta información es muy útil
para estudios estadísticos, análisis y

comportamiento del índice de fallas por lo que el
uso y manejo de esta información como herramienta
fundamental para la aplicación del mantenimiento
predictivo es de suma importancia por lo que es recomendable
archivar copia de todos los reportes emitidos.

Normativa
asociada a Termografía

Normas ISO referentes a los trabajos y
certificaciones en termografía infrarroja.

ISO 18434-1:2008 Condición de
vigilancia y diagnóstico de máquinas –
Termografía – Parte 1: Procedimientos generales

Esta proporciona una introducción a la
aplicación de termografía infrarroja (IRT) a
condición de la maquinaria de vigilancia y
diagnóstico, donde la "maquinaria" máquina incluye
auxiliares tales como válvulas, el fluido eléctrico
y máquinas, aparatos y maquinaria relacionados con el
intercambiador de calor equipo. Además, IR solicitudes
relativas a la evaluación del desempeño de las
máquinas se dirigen.

ntroduce la terminología de IRT en lo que
respecta a la condición de supervisión y
diagnóstico de máquinas, se describen los tipos de
procedimientos IRT y sus méritos; se dan orientaciones
sobre el establecimiento de criterios de evaluación de la
gravedad de las anomalías señaladas por IRT; esboza
los métodos y requisitos para llevar a cabo IRT de
máquinas, incluidas las recomendaciones sobre seguridad;
proporciona información sobre la interpretación de
los datos y criterios de evaluación y requisitos de
presentación de informes; establece procedimientos para
determinar la compensación de temperatura aparente
refleja, emisividad, y atenuar los medios de comunicación.
Y también abarca los procedimientos de ensayo para
determinar la compensación de temperatura aparente
refleja, emisividad, y atenuar los medios de comunicación
cuando se mide la temperatura de la superficie de un objetivo
cuantitativo con una cámara IRT.

ISO 18436-1:2004 Condición de vigilancia y
diagnóstico de máquinas – Requisitos de
formación y certificación del personal – Parte 1:
Requisitos para organismos de certificación y el proceso
de certificación

Esta define los requisitos para los organismos que
operan sistemas de certificación para el personal que
realice la maquinaria condición de vigilancia, identificar
las fallas de máquinas, y recomendar medidas correctivas.
Los procedimientos para la certificación de la
condición de supervisión y diagnóstico de
personal se especifican.

ISO / FDIS 18436-7:2008 Condición de
vigilancia y diagnóstico de máquinas – Requisitos
para la calificación y evaluación de personal –
Parte 7: Comportamiento térmico

Se especifican los requisitos para la
calificación y evaluación de personal que realizan
las máquinas condición de supervisión y
diagnóstico mediante termografía infrarroja. Un
certificado o declaración de conformidad con la norma ISO
18436-7:2008 proporcionará el reconocimiento de las
calificaciones y competencias de las personas para realizar las
mediciones térmicas y análisis de condición
para las máquinas portátiles de vigilancia usando
los equipos de imágenes térmicas. Este
procedimiento no podrá aplicarse a equipos especializados
u otras situaciones concretas. ISO 18436-7:2008 especifica un
período de tres categorías de clasificación
programa.

ISO 9712:2005 Prueba no destructiva –
Calificación y certificación del
personal.

ISO 9712:2005 especifica la calificación y
certificación del personal que participa en ensayos no
destructivos (END). Se aplica a la competencia en uno o varios de
los siguientes métodos: las pruebas de emisiones
acústicas; pruebas de corrientes de Foucault; infrarrojos
termográficos pruebas; pruebas de fugas (pruebas de
presión hidráulica excluidos); pruebas de
partículas magnéticas; penetrantes ensayos, pruebas
radiográficas; cepa pruebas; pruebas de ultrasonidos;
Pruebas visuales (visual directo sin ayuda visual y pruebas de
ensayos llevados a cabo durante la aplicación de otro
método END se excluyen).

ISO / DIS 18436-8 Condición de vigilancia
y diagnóstico de máquinas – Requisitos de
formación y certificación del personal – Parte 8:
Comportamiento térmico.

ISO 18436-8 recomienda que los candidatos han probado
percepción de colores con los criterios de la prueba del
test de Ishihara, donde se podrá exigir a los empleadores
para determinar si el incumplimiento de los requisitos de esta
prueba afectará a la capacidad del candidato para llevar a
cabo análisis sobre IRT datos usando paletas de colores.
No superar el Test de Ishihara podrá exigir al candidato a
utilizar una paleta monocroma.

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.