Termografía: qué es y dónde usarla en la industria
El principio de la medición por infrarrojo, lo que la cámara realmente ve, los errores de emisividad y reflexión, las aplicaciones más allá del tablero eléctrico, y la diferencia entre la inspección puntual y el monitoreo fijo.
La termografía es medir la temperatura de una superficie a distancia, a partir de la radiación infrarroja que emite el cuerpo. Todo cuerpo por encima del cero absoluto irradia; cuanto más caliente, más irradia. La cámara capta esa radiación y la transforma en una imagen en la que cada píxel es una temperatura.
Como casi todo problema industrial se convierte en calor antes de convertirse en una parada, la termografía es una de las técnicas más rentables del mantenimiento. Este artículo explica el principio, lo que la cámara ve y lo que no ve, dónde aplicarla en la planta y cuándo la inspección puntual no alcanza. Para el caso específico de los tableros, con los criterios numéricos de decisión, vea termografía en tableros eléctricos.
Cómo funciona la cámara
El sensor de la mayoría de las cámaras industriales es un microbolómetro no refrigerado, sensible al infrarrojo de onda larga, de aproximadamente 8 a 14 micrómetros: la banda en la que los cuerpos cercanos a la temperatura ambiente más irradian, y en la que la atmósfera es razonablemente transparente.
Tres números describen una cámara:
- Resolución del detector (320 por 240, 640 por 480 píxeles). Define cuántos píxeles caen sobre el objetivo. Un terminal pequeño visto de lejos no tiene una temperatura confiable: la lectura se vuelve un promedio con lo que está detrás.
- Campo de visión y distancia al objetivo. Hay una distancia máxima para cada tamaño de objetivo. Medir de lejos subestima un punto caliente pequeño.
- Sensibilidad térmica (NETD). La menor diferencia de temperatura que la cámara distingue. Las actuales llegan a pocas decenas de milikelvin, más que suficiente para mantenimiento.
Lo que la cámara realmente mide
Mide temperatura aparente, no temperatura verdadera. Entre la superficie y el detector intervienen tres efectos:
- Emisividad. Cuánto irradia la superficie comparada con un cuerpo negro ideal. El metal pulido y el cobre y el aluminio desnudos tienen emisividad baja: reflejan mucho y parecen más fríos de lo que están. La pintura mate, el caucho, el plástico y el óxido son fáciles de medir. Truco de campo: pegar cinta aislante mate en el punto y medir sobre ella.
- Temperatura aparente reflejada. Lo que el objetivo refleja del ambiente entra en la cuenta, y es tan importante que tiene su propio método normalizado de medición y compensación. Una lámpara, el sol y el propio cuerpo del inspector se convierten en falsos puntos calientes.
- Atmósfera y obstáculos. La distancia, la humedad, el polvo y el vapor atenúan. Y el vidrio común es opaco al infrarrojo de onda larga: solo se mide a través de una ventana de inspección infrarroja específica.
De ahí la regla que vale más que cualquier tabla: compare el punto sospechoso con un vecino igual, del mismo material, en la misma imagen y bajo la misma carga. La diferencia entre ellos es confiable aunque el valor absoluto no lo sea. Y el límite: la termografía es de superficie, no ve el interior de un componente cerrado ni a través de una puerta de acero.
Dónde usarla en la industria
Tableros eléctricos, CCM y barras. La aplicación clásica: conexión floja u oxidada, fase desbalanceada, interruptor con contactos gastados, cable subdimensionado. El calor crece con el cuadrado de la corriente, así que la inspección solo vale bajo carga, con la corriente de cada fase registrada junto a la imagen.
Motores, cojinetes, reductores y correas. Una carcasa más caliente que el patrón de la propia máquina indica sobrecarga, ventilación obstruida o un problema en el bobinado; en el cojinete, la fricción y la lubricación deficiente aparecen como calor antes que como ruido. En máquinas rotativas la termografía trabaja junto con la vibración: el calor cuenta la historia de la fricción, la vibración cuenta la mecánica.
Aislamiento térmico, hornos y refractario. Un punto caliente en la carcasa de un horno, una caldera o una estufa revela refractario fisurado o aislamiento saturado de humedad. Aquí la termografía mide pérdida de energía.
Vapor: trampas, válvulas y líneas. Una trampa de vapor trabada abierta tira vapor; trabada cerrada, inunda la línea. La imagen resuelve la duda sin tocar nada.
Transformadores, inversores y sistemas fotovoltaicos. Un patrón asimétrico entre fases, bobinas o módulos; una celda o un string calentado indica un diodo, una conexión o un módulo con defecto.
Quién la hace, y en qué condiciones
Para el monitoreo de condición de máquinas, la ISO 18434-1 establece los procedimientos generales de termografía, y la buena práctica separa las responsabilidades del usuario final de las del termógrafo. La calificación del personal está tratada en la serie ISO 18436.
Condiciones que distorsionan una inspección: carga demasiado baja, sol directo sobre el objetivo, superficie mojada, viento fuerte en inspecciones al aire libre (que enfría el punto caliente y lo esconde) y distancia excesiva. Registre carga, hora, distancia, emisividad y temperatura ambiente con cada imagen; de lo contrario, la comparación con la inspección siguiente no cierra.
La seguridad no es un detalle: la inspección de tableros se hace con el equipo energizado, y abrir la puerta es exponerse a partes vivas. Quien abre debe ser un profesional habilitado, con análisis de riesgo y EPP adecuado, según las normas de seguridad eléctrica de su país.
Inspección puntual o monitoreo fijo
La inspección puntual, hecha por un termógrafo una o dos veces al año, encuentra lo que ya está caliente ese día. Es barata, cubre toda la planta y es el comienzo correcto para casi todos. Lo que no ve es la evolución: un terminal 2 grados por encima de sus vecinos en marzo y 8 grados en junio está contando una historia, y es esa historia la que permite programar la reparación.
El monitoreo fijo resuelve esto donde vale la pena: una cámara apuntada al tablero, a la barra o al cojinete registra el patrón a intervalos regulares, y la plataforma compara cada imagen con el historial del mismo punto. Un punto caliente nuevo se convierte en alerta; un punto estable queda registrado. Se justifica en activos cuya parada no planificada cuesta caro, en tableros inspeccionados con frecuencia, donde abrir el tablero es riesgoso (en ese caso, junto con una ventana de inspección infrarroja) y en equipos de difícil acceso. No se justifica en el resto de la planta, bien atendida por la ruta anual con cámara portátil.
Qué hacer ahora
- Liste los activos por la consecuencia de una parada y marque cuáles tienen un modo de falla que se manifiesta como calor.
- Haga la primera inspección con la planta en una carga representativa, registrando carga, distancia y emisividad.
- Clasifique los hallazgos y programe la reparación según la gravedad.
- Elija dos o tres puntos críticos para monitoreo fijo y mantenga el resto en ruta. Compare siempre con la imagen anterior del mismo punto: el delta que crece es la prioridad.
Si quiere saber qué necesita su planta, hable con uno de nuestros ingenieros.
Fuentes: ISO 18434-1, Condition monitoring and diagnostics of machines — Thermography — Part 1: General procedures; ISO 18436-7 (calificación de personal en termografía para monitoreo de condición); NFPA 70B (inspección bajo carga); literatura técnica sobre microbolómetros no refrigerados en la banda de 8 a 14 micrómetros.