La tomografía en seres humanos y la termografía en máquinas industriales pueden ser vistas como manifestaciones paralelas del deseo humano de comprender y preservar sistemas complejos. Ambas técnicas representan un intento de mirar bajo la superficie para detectar problemas ocultos.
Mientras la tomografía busca entender la estructura interna del cuerpo humano, identificando enfermedades, la termografía examina las máquinas, buscando puntos calientes que den señales de roce entre componentes o fallas eléctricas.
En ambos casos, la meta es la prevención y la intervención temprana, ya sea para salvar una vida o para mantener una máquina en óptimas condiciones.
Esta analogía introduce la termografía infrarroja, como una herramienta esencial en el mantenimiento industrial.
¿Qué es la termografía infrarroja?
La termografía infrarroja, a menudo referida como una "imagen de temperatura más allá del rojo", es una técnica que emplea cámaras térmicas para capturar y convertir la radiación o calor que emana de los objetos en una distribución visual de la temperatura. A través de este método, crea termogramas, imágenes que revelan patrones de calor, incluyendo aquellos que serían invisibles al ojo humano.
Utilizando el principio de que infrarrojo significa "más allá del rojo" y la termografía se traduce como "imagen de temperatura", esta tecnología desempeña un papel vital en el mantenimiento predictivo y el monitoreo basado en condición, proporcionando una perspectiva reveladora sobre las variaciones de temperatura dentro del equipo industrial.
Como todos los objetos por encima de la temperatura del cero absoluto (-273.15 grados Celsius) emiten energía infrarroja térmica, los dispositivos de imágenes térmicas tienen la capacidad de detectar y visualizar sin esfuerzo estas longitudes de onda infrarrojas, independientemente de las condiciones de luz.
El infrarrojo en el espectro electromagnético
La radiación infrarroja (IR) es un tipo de radiación electromagnética que se encuentra localizado entre el espectro de luz visible y la radiación de microondas en el espectro electromagnético. Las longitudes de onda de la radiación infrarroja varían de aproximadamente 700 nanómetros (nm) a 1 milímetro (mm).
Dentro de este rango, el infrarrojo se categoriza además en infrarrojo cercano (NIR), infrarrojo medio (MIR) e infrarrojo lejano (FIR), cada uno con propiedades y aplicaciones distintas.
¿Cómo la termografía descubre problemas en la industria?
La termografía infrarroja desempeña un papel vital en aplicaciones industriales, ofreciendo un enfoque proactivo para el mantenimiento de equipos y la resolución de problemas. A continuación, se explica cómo esta tecnología resuelve desafíos en la industria.
Detección de anomalías térmicas: Las anomalías térmicas en máquinas son señales de alerta temprana de posibles fallas. La termografía infrarroja detecta patrones de calor dentro del espectro de onda infrarroja, que de otra manera serían invisibles. Esta habilidad permite la identificación temprana de componentes que están degradándose, ofreciendo una oportunidad para abordar los problemas antes de que ocurra una falla completa.
Mejor percepción visual: A diferencia de las herramientas de prueba convencionales que proporcionan resultados numéricos, las cámaras térmicas capturan imágenes, visualizando el área problemática. Diversas herramientas de mejora permiten una vista detallada de las condiciones reales cuando el equipo está en funcionamiento, sin necesidad de contacto directo. Esta visualización es crucial para comprender el estado en tiempo real de máquinas y componentes, especialmente bajo carga.
Versatilidad en Aplicaciones: La termografía infrarroja se emplea en diversas tareas de mantenimiento de plantas y monitoreo de condiciones, tales como:
- Monitoreo de las condiciones eléctricas y mecánicas en motores.
- Inspección de fricción en rodamientos para detectar anormalidades.
- Evaluación del aislamiento refractario.
- Inspección en instalaciones y tableros eléctricos.
Es necesario destacar que aunque el uso de imágenes infrarrojas es relativamente sencillo, interpretar los datos requiere un cierto nivel de experiencia. También se necesita una comprensión fundamental de la radiometría y los procesos de transferencia de calor para analizar los resultados de manera precisa.
Técnicas para realizar un análisis termográfico
La termografía infrarroja es una técnica no intrusiva y en tiempo real que suele seguir uno de estos tres métodos, ya sea de forma comparativa, de referencia, o de tendencia térmica. La elección del método depende del equipo a analizar y del tipo de datos requeridos.
Termografía Comparativa
En este caso, se puede realizar de dos formas:
- Inspecciones Cuantitativas: Midiendo la temperatura precisa y/o distribución en componentes similares bajo iguales condiciones, los termógrafos altamente capacitados pueden realizar comparaciones para descubrir problemas ocultos.
- Inspecciones Cualitativas: Enfocadas en las diferencias de temperatura en lugar de temperaturas precisas, estas inspecciones son comunes en aplicaciones industriales y mecánicas modernas (aproximadamente el 90%). Combinar mediciones cuantitativas con cualitativas puede ayudar a determinar la gravedad y naturaleza de la condición.
Termografía de Referencia
Esta técnica se emplea para establecer un punto de referencia en un activo, tomando lecturas de temperatura cuando el activo funciona correctamente, y sirve para comparar con imágenes térmicas posteriores, identificando posibles problemas de manera temprana.
Es recomendable tomar mediciones de referencia en todos los activos críticos cuando son nuevos o han sido reparados recientemente.
Termografía de Tendencia Térmica
Esta metodología muestra cómo la temperatura se dispersa en un componente o activo a lo largo del tiempo, y es especialmente útil para equipos mecánicos con comportamientos térmicos complejos o cuando estos comportamientos se desarrollan lentamente.
Ventajas y desventajas de la termografía
La termografía infrarroja es una técnica poderosa en el mantenimiento preventivo, con varias ventajas y desventajas.
Ventajas de la termografía infrarroja
- Técnica no invasiva: Permite examinar componentes o máquinas sin necesidad de contacto físico. La inspección se realiza sin detener la producción ni interrumpir el funcionamiento normal.
- Resultados en tiempo real: Proporciona información instantánea sobre la condición térmica de los equipos.
- Cobertura amplia de la muestra: Capaz de obtener datos en grandes áreas superficiales de una sola vez.
- Imágenes Visuales Claras: Las imágenes son fácilmente interpretables incluso para un observador no especializado. Los datos se pueden cargar en software para un análisis más detallado.
- Movilidad: Las cámaras infrarrojas son portátiles y se pueden utilizar en diversos entornos.
Desventajas de la termografía infrarroja
- Costo Elevado: La tecnología infrarroja y su equipo asociado pueden ser bastante caros. La inversión debe considerarse en términos de tiempo, mano de obra, y ahorros por la detección temprana de fallas.
- Limitaciones en la Detección: No puede detectar temperaturas detrás de materiales no transparentes como vidrio, lo cual puede limitar su aplicación en algunos escenarios.
- Requiere Experiencia: La interpretación de los datos infrarrojos necesita un conocimiento técnico significativo y habilidades especializadas para evaluar correctamente los resultados.
La termografía infrarroja es vital en el mantenimiento industrial, detectando anomalías térmicas en máquinas y ofreciendo visualización detallada en diversas aplicaciones.
Sus ventajas incluyen su naturaleza no invasiva, resultados en tiempo real, movilidad, e imágenes claras. No obstante, presenta desafíos como su alto costo, y la necesidad de habilidades especializadas para interpretar los datos. Su aplicación varía según las técnicas y los requerimientos específicos para cada equipo.