Análisis de termografía y renta de cámaras termográficas en Monterrey

Análisis de termografía infrarroja

Contamos con un laboratorio eléctrico y electrónico completo en la ciudad de Monterrey. En termografía realizamos análisis termográficos y renta de cámaras termográficas en Monterrey y en toda la república mexicana.

Hacemos las pruebas de termografía en el espectro infrarrojo y recomendamos acciones para reparar o mejorar. Complementamos los estudios con medición de temperatura ambiente, humedad relativa y velocidad del viento, para comparar con mayor efectividad los resultados, y generamos reportes profesionales de todo tipo.

Además de termografía hacemos análisis de vibraciones y de calidad de energía, estudios de tierras físicas, y pruebas de relación de transformación y de aislamiento a transformadores, motores, cables, bobinas y más. También hacemos pruebas de aislamiento Megger con equipos profesionales en Monterrey, pruebas a transformadores de relación y pruebas de aceite de ruptura dieléctrica a subestaciones eléctricas. Viajamos a todo México, tanto para rentas como para análisis.

Renta de cámaras termográficas

Rentamos cámaras termográficas profesionales Flir con MSX y Fluke en inventario inmediato, disponibles el mismo día que nos contacte. Estamos en Monterrey, pero viajamos a cualquier lugar de México. Incluimos técnicos ingenieros internacionales para asistir en las mediciones sin costo extra, con experiencia comprobable en lugares de riesgo como plataformas petroleras e industria minera. Contamos con documentación para ingresar a plataformas nacionales e internacionales. Somos miembros de IEEE y de la DEIS.

Usamos cámaras Flir, las mismas que usa el ejército norteamericano.

Nuestro video en YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=nfkcLvNxO28

Otro video relacionado de Flir: https://www.youtube.com/watch?v=LeUUECmVw-s

Qué es la termografía

Una cámara termográfica registra la intensidad de la radiación en la zona infrarroja del espectro electromagnético y la convierte en una imagen visible. Sus aplicaciones varían y tienen un amplio campo de uso.

¿Qué son los infrarrojos?

Nuestros ojos detectan la radiación electromagnética en el espectro de luz visible. Cualquier otro tipo de radiación electromagnética, como la infrarroja, es invisible para el ojo humano.

Los infrarrojos están a medio camino entre el espectro visible y las microondas. La fuente principal de radiación infrarroja es el calor o la radiación térmica. Cualquier objeto con una temperatura superior al cero absoluto (-273,15 °C o 0 Kelvin) emite radiación en la región infrarroja; hasta los objetos más fríos, como los cubitos de hielo. Cuanto más caliente es un objeto, más radiación infrarroja emite.

Estamos expuestos a rayos infrarrojos todos los días: el calor de la luz solar, del fuego o de un radiador son formas de infrarrojos. Aunque no los vemos, los nervios de la piel los perciben como calor.

Una cámara termográfica o cámara térmica muestra en pantalla una imagen de la radiación calorífica que emite un cuerpo. En los últimos años han pasado de ser un producto poco común a ser accesibles, gracias a nuevos métodos de producción que han abaratado el costo de estos equipos.

¿Cómo funciona una cámara termográfica?

Todos los cuerpos por encima del cero absoluto (-273 °C) emiten radiación infrarroja (calor). En general, cuanto mayor es la radiación emitida, mayor es la temperatura del cuerpo. Esta radiación es invisible al ojo humano y se sitúa en el espectro entre la luz visible y las microondas. La longitud de onda de los infrarrojos va de 0,7 a 1000 micras. Dentro de ese margen, las cámaras térmicas trabajan en el infrarrojo térmico, entre 8 y 14 micras, que equivale aproximadamente a -20 y 350 °C, donde están las temperaturas más habituales en la superficie terrestre.

La cámara tiene un sensor térmico llamado microbolómetro que, al recibir la radiación infrarroja, se calienta y cambia su resistencia eléctrica. Ese cambio se mide y se equipara a una temperatura; a cada temperatura se le asigna un color y se forma la imagen coloreada que vemos en pantalla. Estos sensores trabajan a temperatura ambiente y no necesitan refrigeración, por lo que son más económicos que los de uso militar.

Aplicaciones de la cámara termográfica

Detectar radiaciones infrarrojas, imposible a simple vista, es una ventaja en muchas situaciones y ayuda a prevenir fallas. La no uniformidad de temperaturas suele indicar una falla o un punto crítico, por ejemplo la fuga de calor en una tubería o el aumento de riego sanguíneo en una lesión interna de un animal. Algunas aplicaciones:

Industrial

• Calentamiento de componentes eléctricos defectuosos.
• Fricciones en motores o máquinas eléctricas.
• Desequilibrio de cargas.
• Fugas u obstrucciones en conducciones.
• Conexiones mal realizadas.
• Predicción de incendios o daños potenciales.
• Sobrecarga en circuitos eléctricos.
• Niveles en depósitos.
• Puntos críticos en conductos.
• Reacciones químicas peligrosas.

Construcción

• Eficiencia energética.
• Fugas de calor.
• Humedades.
• Aislamientos deficientes.
• Escapes.
• Distribución de temperaturas en sistemas de calefacción.

Medicina y veterinaria

• Detección de lesión por aumento de riego sanguíneo.
• Localización de seres vivos.
• Detección inmediata de temperatura corporal (fiebre por gripe A).
• Análisis médicos no invasivos.
• Detección de nidos o animales invasores en el hogar.

Seguridad y otros

• Detección de seres vivos en situaciones de emergencia (alud, terremotos).
• Detección de focos de posibles incendios.
• Investigación.
• Detección de polizones en pasos fronterizos.
• Perímetros de seguridad.
• Animales invasores en el hogar.
• Observación de fauna salvaje y otras actividades.

Las utilidades del instrumento son variadas; aquí solo mencionamos algunas de las que se usan hoy.

Termografía para mantenimiento predictivo

Si usted es responsable del mantenimiento predictivo de su planta, tiene mucha responsabilidad. Con prever qué componentes están a punto de averiarse, puede decidir cuándo tomar medidas correctivas. Aun con una cámara termográfica, los peores problemas pueden permanecer ocultos hasta que es demasiado tarde.

Las cámaras termográficas hacen visible lo invisible, y los problemas saltan a la vista de inmediato. Por eso muchas empresas combinan sus programas de mantenimiento predictivo con cámaras termográficas, para mantener sus plantas operativas.

Termografía en tableros eléctricos

El sobrecalentamiento puede deberse a:

1. Conexiones flojas o deterioradas por falta de torque adecuado, debido a oxidación, sulfatación o arcos eléctricos.
2. Sobrecargas en conductores por cargas excesivas para el calibre.
3. Circuitos cercanamente abiertos que desarrollan resistencia.
4. Desequilibrio en las cargas trifásicas y desbalances.
5. Calentamiento inductivo (generalmente transformadores y motores).
6. Armónicos.

Análisis de termografía en Monterrey, viajamos a todo México

Reduzca costos por paros imprevistos con herramientas como el análisis por termografía infrarroja.

Para detectar anomalías que muchas veces no se perciben a simple vista, inspeccionamos las instalaciones eléctricas. Durante la inspección capturamos imágenes digitales y térmicas para detectar sobrecalentamiento por tornillería floja, superficies de contacto sucias o no uniformes, soldaduras agrietadas y desbalanceo de fases, entre otras causas.

Recomendamos aplicar el diagnóstico por termografía antes de un mantenimiento preventivo o cuando se sospeche de algún problema por calentamiento. Es aplicable a instalaciones y equipos eléctricos como:

• subestaciones
• transformadores
• tableros
• bancos de capacitores
• filtros de armónicas
• centros de control de motores
• entre otros

Beneficios del análisis por termografía

• No interrumpe el suministro de energía eléctrica.
• Inspección eléctrica sin contacto.
• Personal altamente calificado.
• Predicción de problemas eléctricos.
• Reducción de tiempos muertos por paros imprevistos en producción.

Renta de equipos de análisis

En Monterrey disponemos de medidores, osciloscopios, transductores, módulos, fuentes de alimentación (power supply), analizadores de espectro, analizadores lógicos, generadores de señales, multímetros, analizadores de campo, medidores de antenas, medidores de corriente y cámaras termográficas. Marcas como Fluke, Agilent, Tektronix, Atten, Array, Rigol, Anritsu, Advantest, etc.

También le podemos conseguir partes y sistemas nuevos y usados, fijos o portátiles, de equipo de análisis: medidores de voltaje, osciloscopios, calibradores de procesos, transductores, equipo de medición y prueba, análisis trifásico de calidad de energía y todo lo relacionado con la electrónica. Tenemos contactos en ventas de exceso, sabemos de empresas en quiebra y de subastas donde a veces hay equipo a menos del 10% del precio actual al público. También podemos conseguirle equipos nuevos.

Los equipos de medición y prueba y los transductores especiales que vendemos, usados o nuevos, tienen calibración actual. Tenemos en inventario medidores industriales Fluke usados. Solicite una cotización gratis de lo que necesite.

Definición de la termografía

Las imágenes infrarrojas suelen tener escalas (o tonos de color) que representan las diferencias en la energía emitida por la superficie de un objeto. Como regla general, los patrones más claros son más cálidos y los más oscuros, más frescos o fríos. A diferencia de las imágenes de luz visible (longitudes de onda de 0,4 a 0,7 micrómetros), las imágenes infrarrojas capturan longitudes de onda infrarrojas. Todos los cuerpos emiten cierta cantidad de radiación de cuerpo negro (en forma infrarroja) en función de su temperatura. Generalmente, los objetos con mayor temperatura emiten más radiación infrarroja que los de menor temperatura.

Las imágenes se visualizan en una pantalla y tienden a ser monocromáticas, porque se usa un solo tipo de sensor que percibe una longitud de onda infrarroja particular. Muestran las áreas más calientes de un cuerpo en blanco, las menos calientes en negro y, con matices grises, las temperaturas intermedias.

Otras cámaras infrarrojas se usan exclusivamente para medir temperaturas y procesan las imágenes para mostrarlas coloreadas, porque así son más fáciles de interpretar. Esos colores no corresponden a la radiación infrarroja percibida: la cámara los asigna según el rango de intensidad de la longitud de onda, por eso se llaman falsos colores o pseudocolores.

Los falsos colores tienen varias aplicaciones, como las cartográficas, donde describen las alturas del relieve: azul para las partes más frías, que comúnmente son las más altas; rojo para las más calientes, que son las más bajas; y amarillo y anaranjado para las alturas intermedias. Otras aplicaciones generales de las cámaras infrarrojas son ver en la oscuridad, a través del humo o debajo del suelo.

Hay maneras de intentar evitar la detección por cámaras infrarrojas, pero no son eficientes. La ropa aislante térmica oculta temporalmente, porque se calienta gradualmente a la temperatura del entorno y se vuelve detectable. Envolverse en papel aluminio o vestir prendas mojadas no oculta de las cámaras potentes, solo confunde las lecturas.

Aplicaciones de las cámaras termográficas

Las cámaras se desarrollaron originalmente para uso militar en la guerra de Corea y migraron de forma paulatina a otros campos como la medicina y la arqueología. Más recientemente, los avances ópticos y las interfaces de software sofisticadas han mejorado su versatilidad; por ejemplo, puede conocerse la temperatura corporal al instante y, si es superior a la normal, se dispara una alarma sonora para identificar a la persona.

Las aplicaciones incluyen:

• militares y policiales para detección de objetivos y adquisición de datos;
• seguridad y antiterrorismo;
• mantenimiento predictivo (detección temprana de fallos mecánicos y eléctricos);
• control de procesos;
• detección o análisis de incendios;
• industria automotriz;
• inspección de suelos;
• auditoría de aislantes acústicos;
• inspección de muros;
• medicina y diagnosis;
• análisis no destructivos;
• test de calidad en entornos de producción;
• detección de polución;
• detección de temperatura corporal, por ejemplo, para la detección de gripe A;
• observación de animales en su medio natural durante la noche, para estudios de conducta.

Causas de variaciones térmicas

Las causas de variaciones termales pueden ser reales o aparentes. Las reales intervienen directamente sobre la temperatura absoluta emitida por la superficie. Las aparentes pueden producir confusiones y errores de lectura al variar la información que recibe la cámara; por eso, si es posible, hay que introducir factores de compensación u otras medidas rectificadoras.

Las causas de anomalías más frecuentes son:

1. Incremento de resistividad por malos contactos.
2. Sobrecarga en componentes eléctricos y conductores.
3. Perturbaciones debido a componentes armónicos en el sistema eléctrico.
4. Desequilibrio de fases.

Incremento de resistividad por malos contactos

El calentamiento por efecto Joule debido a un aumento de resistencia puede originarse por deficiencia en las conexiones, pérdida de sección de conductores, etc. Al aumentar la resistividad sube la temperatura en una zona o punto caliente, es decir, una región con temperatura superior a la del resto del termograma. Esta anomalía generalmente presenta un gradiente de temperatura que disminuye en los puntos más alejados de la conexión, como se observa en la figura 1.

Figura 1. Disminución progresiva del gradiente térmico en relación con la distancia al punto caliente.

En las instalaciones eléctricas es frecuente que haya malos contactos entre conductores y componentes eléctricos: interruptores, terminales de conexión, grapas, barras metálicas, contactos internos, fusibles, seccionadores, etc. Estas anomalías simples generan un ciclo cerrado que puede desencadenar un incremento continuo de temperatura hasta destruir los elementos. No se puede predecir el momento exacto, pero la termografía, por su carácter predictivo, busca anticiparse a este suceso.

Las causas más frecuentes de los malos contactos son:

Tornillería deficientemente apretada. Una mala conexión aumenta la resistencia y, con ella, la temperatura. Por ejemplo, en un conductor pequeño conectado a una fase de un interruptor diferencial, el apriete excesivo puede provocar su ruptura parcial y aumentar la resistencia en ese punto. Por el contrario, si el conductor no está bien ajustado, la menor superficie de contacto equivale a una reducción de sección del conductor y genera sobrecalentamiento por aumento resistivo, como se muestra en la figura 2.

Figura 2. Incremento de resistividad debido a tornillería deficientemente ajustada.

Corrosión o suciedad en los contactos. Por factores ambientales, los metales pueden oxidarse, ensuciarse o sufrir cambios bruscos de temperatura que dilatan y contraen la superficie de contacto. Esto altera la conductividad y aumenta la resistencia en las zonas más afectadas. Algunos cuadros eléctricos no tienen protección adecuada o no están en un sitio recomendado. Por eso se recomienda limpiar la zona de contacto cuando se detecta una mala conexión.

Pérdida de sección. En algunos conductores hay deterioros parciales que, en líneas de media y alta tensión, causan problemas serios. El incremento de temperatura favorece más deterioro, que contribuye a mayor pérdida de sección o a la rotura de venas. Es un ciclo cerrado que acaba con la rotura del conductor. Uno de los factores que originan este deterioro en líneas de media y alta tensión es el efecto corona.

Sobrecarga en componentes eléctricos y conductores

Es otro caso de aumento de resistividad, que se trata por separado por su particularidad. Cuando la intensidad que soportan los componentes y conductores supera los valores nominales para los que fueron fabricados, la temperatura de sus superficies es demasiado alta, lo que indica sobrecarga. La mayoría de los componentes de baja tensión especifican en su ficha técnica su temperatura de funcionamiento para una determinada temperatura ambiente.

Desde el punto de vista cuantitativo, con estos parámetros se puede determinar cuándo un componente está en sus límites térmicos de correcto funcionamiento y evaluar la gravedad con el criterio de gradiente térmico, es decir, su variación respecto a un punto de referencia óptimo.

Figura 3. Imagen termográfica de dispositivos de protección sobrecargados.

También se puede determinar una sobrecarga observando las imágenes y su patrón de temperaturas. La experiencia y la base de datos de una empresa que hace estas inspecciones dan una buena referencia del estado del componente sin tantos cálculos matemáticos. Comparar temperaturas entre equipos o componentes de características similares es un método eficiente para detectar sobrecargas, porque permite inspeccionar con mayor rapidez, algo muy importante en la práctica. La figura 3 muestra un ejemplo.

Perturbaciones por componentes armónicos

En muchas situaciones la forma de onda periódica en régimen permanente no es senoidal, ni en tensión ni en intensidad. Estas ondas distorsionadas se representan con una serie de funciones senoidales múltiplo de la onda fundamental, llamadas armónicos. La causa inicial de los armónicos son las intensidades distorsionadas que absorben aparatos de funcionamiento no lineal. También aparecen armónicos en la onda de tensión al añadir receptores no lineales.

Los armónicos los originan los receptores no lineales del sistema eléctrico, que se clasifican en tres familias:

• Máquinas eléctricas con saturación magnética, especialmente las rotativas y los transformadores saturados.
• Convertidores electrónicos de potencia.
• Equipos en los que se produce arco eléctrico, un fenómeno no lineal.

Podemos revisar qué armónicos generan calentamientos por pérdidas mayores, que envejecen antes los aislamientos, principalmente en cables aislados. En general, los equipos sometidos a tensiones o atravesados por intensidades armónicas tienen pérdidas aumentadas, por lo que debe considerarse la disminución de su clase de intensidad nominal.

Un caso frecuente en la inspección termográfica es la temperatura de superficie elevada de los conductores neutros respecto a las fases activas. En sistemas desequilibrados, las intensidades armónicas que circulan por el neutro se suman, y su valor puede llegar al mismo orden de magnitud que las intensidades de fase activa. A veces, aunque el consumo de la línea no esté a pleno rendimiento, el conductor neutro se ve más caliente que las fases; hay que tenerlo en cuenta para no confundirlo con un mal contacto. Estos armónicos en el neutro se llaman triplen.

Desequilibrio de fases

Los desequilibrios de fases causan problemas térmicos que se detectan en una inspección termográfica adecuada. Las tres fases deberían ser simétricas en tensiones e intensidades, con un desfase cercano a 120° eléctricos. Los desequilibrios se dan cuando el valor eficaz de una fase no coincide con el de las otras, y en sistemas trifásicos los causan:

• Cargas monofásicas mal repartidas entre fases.
• Distribución desigual de conductores, aunque con influencia menor.
• Fallos a masa de una fase.

En el ámbito industrial es frecuente incorporar nuevos equipos monofásicos, ampliar alumbrados, etc. A veces estas instalaciones no reparten bien las cargas entre fases y se sobrecarga alguna, con un efecto similar al de los armónicos: aumenta la temperatura en toda la línea de conductores de la fase desequilibrada. Normalmente en el termograma se ve un conductor de una fase más caliente que los de las otras fases.

Igual que con los armónicos, no es posible saber con certeza, solo mirando el termograma, si el origen de la falla es un desequilibrio de fases. Con nuestro analizador de calidad de energía, que permite medir en sitio, o con otros dispositivos de medición que traen algunos cuadros eléctricos, se puede descartar o confirmar esa suposición. También le ofrecemos análisis de calidad de energía para un chequeo completo.