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Cómo decidir qué cámara termográfica
es la adecuada para mi aplicación

Antes de adquirir una cámara termográfica es importante elegir muy bien para evitar una subutilización del equipo o, lo que es peor, constatar a posteriori que no cumple con las especificaciones requeridas para la utilización que se le dará.

Muchas veces los clientes nos solicitan cotizar un equipo termográfico que vieron promocionándose en algún medio, o porque algún colega les recomendó o simplemente debido a que escucharon hablar de él. Generalmente, nuestra respuesta incluye una serie de preguntas: ¿cuál es el rango de temperatura a medir?, ¿a qué distancia se medirá?, ¿de qué tamaño es el objeto más pequeño a medir?, etc. Preguntas que no siempre son bien recibidas.

De igual modo, sabemos que muchas veces no se dispone de todo el capital para comprar el equipo con las mejores prestaciones y que quizás no se necesiten prestaciones tan altas. Entonces, es fundamental tener muy claro qué necesitamos hacer con el equipo que se desea adquirir, cuáles son nuestras aplicaciones y hasta dónde queremos llegar. El objetivo de este artículo es justamente entregar una breve guía para definir el equipo que más se ajusta a las propias necesidades.


Recomendaciones

Una cámara termográfica es un equipo complejo, constituida por una tecnología que permite diagnosticar una falla antes que esta suceda, es decir, es una tecnología ideal para una empresa que desea trabajar con Mantenimiento Predictivo (o, al menos, Preventivo). Por lo tanto, optar por una cámara que se adapte a sus requerimientos específicos, se hace vital para especificarla y para ello, se deben analizar diversas variables.

Figura 1.

Sin lugar a dudas, un primer filtro a la hora de elegir nuestra cámara termográfica es el rango de temperatura a diagnosticar (o medir), y para esto, es necesario clarificar los alcances del equipo. Por ejemplo, si queremos usarlo solo para el mantenimiento eléctrico y mecánico en una planta, bastaría con un rango de temperatura bajo los 250°C, el que prácticamente cualquier cámara del mercado permite trabajar. Ahora bien, si necesitamos además diagnosticar ciertos procesos de nuestra planta (como, por ejemplo, calderas, trampas de vapor, o un compresor), entonces los rangos de temperatura pueden dispararse.

Aparte de la temperatura, las cámaras cuentan con una especificación que debe ser quizás una de las más importantes y se relaciona con un concepto llamado IFOV (del inglés “Instant Field of View”, o “Campo de Visión Instantáneo”), el que define la distancia máxima a la que podemos “visualizar” o “medir” un determinado objeto (con cierto tamaño). La relación que existe entre este IFOVv y el IFOVm es aproximadamente 3:1, es decir, un objeto que puedo visualizar a una cierta distancia, para poder medirlo debo acercarme 3 veces (o crecer 3 veces en tamaño). Este IFOV depende de dos propiedades técnicas de las cámaras:

1. Resolución del sensor de la cámara: Una cámara de resolución de 640x480 (307.200 pixeles) posee 4 veces mejor resolución que una cámara de 320x240 (76.800 pixeles). En realidad, esto que llamamos pixeles es el símil en fotografía (imagen óptica) a lo que realmente es y que se llama micro-bolómetros (pequeños sensores de radiación IR).

Para entenderlo mejor, tomemos el ejemplo de la Figura 1. Con este modelo de cámara cuyo IFOVv (1065:1) significa que podremos visualizar un objeto menor a 1 cm2 (0,94 cms2 ) a una distancia de 10 m. Es decir, a la misma distancia podemos medir un objeto menor a 3 cms2 o también medir el mismo objeto de 0,94cms2 a una distancia aproximada de 3,3 m (recordar la relación de 3IFOVm = IFOVv). Por ende, una cámara de 640x480 se puede usar en aplicaciones a larga distancia. Un ejemplo es visualizar el conector o buje de un transformador que está empostado.


Figura 2.

2. Otra característica de la cámara que hace variar este IFOV: Es la posibilidad de la cámara para usar lentes opcionales en su aplicación. Hay cámaras que no pueden modificar el campo de visión porque no permiten agregar un lente distinto del que ya viene incorporado.

Un lente puede aumentar el IFOV, que es justamente lo que hace un lente teleobjetivo, permitir a la misma distancia visualizar o medir un objeto más pequeño (o a mayor distancia, poder observar o medir el objeto del mismo tamaño que estaba utilizando con el lente normal). También un lente puede reducir el IFOV, lo que significa ampliar el ángulo de visión. Por ejemplo, cuando no hay suficiente espacio para que la cámara capte un área sería imposible de captar con el lente normal. En la Figura 2, tenemos 1 m de distancia o un campo de visión de 1,2 mts x 0,9 mts y un IFOVv = 0,2 x 0,2 cms).


3. Otra característica relevante de una cámara es su “sensibilidad térmica”: Esta se define con la nomenclatura NETD (“Noise Equivalent Temperature Difference” o ruido equivalente a la diferencia de temperatura). En palabras sencillas, NETD es la mínima diferencia de temperatura que podemos ver en una imagen (visualizar como diferencia de color). Mientras menor es este valor, más sensible es la cámara y se mide en mK (mili Kelvin).

Este parámetro junto a la resolución del sensor de la cámara, entregan la calidad de la imagen termográfica, es decir, mientras menor mK y mayor resolución, mejor calidad de imagen tendremos. En la Figura 3, al revisar las imágenes térmicas de la persona, en la primera imagen vemos muchos detalles de temperatura del rostro, y a medida que perdemos resolución y sensibilidad térmica, vemos con mucho menos claridad. Por ello, esta característica es fundamental a la hora de buscar la causa raíz del problema a determinar.


Otras características a considerar

Si bien los aspectos mencionados son los principales al especificar una cámara termográfica, existen otras características secundarias que pueden apoyar los alcances y diagnósticos a desarrollar con el equipo, especialmente aquellos que van en dirección de un “análisis cualitativo”.

Figura 3. La imagen superior fue tomada con una cámara con resolución 640 x 480; la del medio, con una de resolución 320 x 240; y la inferior, con un equipo de resolución 120 x 90.

Si se llevará un “análisis cuantitativo”, es decir, basándose básicamente en los patrones térmicos que entregue el equipo para determinar si existe un hallazgo (posible problema), quizás no necesitemos lentes opcionales, ni tampoco una buena resolución o sensibilidad térmica, sino que basta con que cubra los rangos de temperatura especificadas para el proceso a analizar. En cambio, si se utilizará la cámara para un “análisis cualitativo”, es decir, medición de temperaturas y asignación de un criterio de severidad para una falla y determinar la causa-raíz del problema, es fundamental contar con mejores características técnicas.

Una de ellas es la posibilidad de intercambiar lentes opcionales (aunque no siempre se requiere y dependerá de la aplicación). En las imágenes de la Figura 4, se observa como varía la temperatura en función del IFOV. Si bien la primera imagen permite identificar el problema, la segunda ya posibilita medir temperatura con mejor exactitud y determinar la severidad de la falla. En la última imagen es posible determinar la causa-raíz del problema. En estas imágenes, además del intercambio de lentes, existe una buena resolución y sensibilidad térmica que permiten un mayor nivel de detalles para el análisis.

Otras características a tener en cuenta (y que van en la dirección del “Análisis Cuantitativo”) están relacionadas, por ejemplo, con:

Determinar el porcentaje de carga con el que opera el sistema eléctrico (recordar el efecto Joule). Entonces, una conectividad inalámbrica entre la cámara termográfica y un amperímetro de tenaza es muy útil al determinar la severidad de la falla.

Asignar un correcto valor de emisividad del elemento medido.

Verificar la velocidad del viento que puede generar un enfriamiento convectivo sobre los equipos inspeccionados en terreno.

Asignar la imagen termográfica capturada a los activos para realizar un seguimiento en el tiempo.



Artículo realizado por Marcelo Vergara, Termógrafo Nivel II ASNT/IRT de Intronica Ltda.
www.intronica.com
Enero 2021
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