La importancia de la termografía en las instalaciones eléctricas

15.10.24 06:28 PM Por kinenergy.internacional

La termografía es una técnica de diagnóstico que emplea imágenes térmicas para detectar la radiación infrarroja emitida por los objetos, permitiendo visualizar la distribución de temperatura en componentes eléctricos y mecánicos. Esta tecnología es fundamental para identificar anomalías como sobrecalentamientos, conexiones defectuosas y otros problemas que pueden generar fallos graves.

   

En nuestro artículo anterior, "Termografía: un aliado en el ahorro de energía", exploramos cómo esta tecnología es fundamental para identificar áreas de pérdida energética y optimizar la eficiencia de diversos sistemas. El día de hoy profundizaremos en otro aspecto crucial de la termografía: su aplicación en el mantenimiento preventivo y predictivo de equipos eléctricos.

   

Según estándares establecidos por organizaciones como ANSI (American National Standards Institute) y NETA (InterNational Electrical Testing Association), la termografía es esencial para el diagnóstico temprano de posibles fallos, contribuyendo así a la prevención de interrupciones operativas y a una gestión más eficiente de los sistemas.

Radiación infrarroja: características y aplicaciones

La radiación infrarroja es un tipo de radiación electromagnética que se encuentra entre las microondas y la luz visible en el espectro electromagnético. Sus longitudes de onda son más largas que las de la luz visible, ubicándose generalmente en el rango de los 700 nanómetros (nm) hasta 1 milímetro (mm).


Algunas características son:


1. Longitud de onda: la radiación infrarroja se clasifica en tres categorías principales, según su longitud de onda:

  • Infrarrojo cercano (NIR): de 700 nm a 1,400 nm. 
  • Infrarrojo medio (MIR): de 1,400 nm a 3,000 nm. 
  • Infrarrojo lejano (FIR): de 3,000 nm a 1 mm.


2. Emisión de calor: todo objeto que tenga una temperatura superior al cero absoluto (-273.15 °C) emite radiación infrarroja. A medida que aumenta la temperatura del objeto, también lo hace la cantidad de radiación infrarroja que emite.


3. Interacción con materiales: dependiendo del tipo de material, la radiación infrarroja puede ser absorbida, reflejada o transmitida, lo que la hace altamente versátil en diversas aplicaciones tecnológicas y científicas.

Aplicaciones de la radiación infrarroja

  • Termografía: es utilizada para medir temperaturas y detectar puntos calientes en objetos; es una herramienta crucial para el mantenimiento preventivo y la gestión energética. 
  • Comunicación: se emplea en sistemas de comunicación de corto alcance, como los controles remotos y algunas tecnologías inalámbricas. 
  • Astronomía: en este campo, la radiación infrarroja permite observar objetos celestes que no son visibles en el espectro de luz visible como el polvo cósmico o estrellas frías, proporcionando una visión más amplia del universo. 
  • Medicina: la radiación infrarroja es utilizada en tratamientos de terapia de calor y en ciertos diagnósticos médicos, mejorando la eficacia en procedimientos no invasivos.

Cámara termográfica: funcionamiento y aplicaciones

1. Detección de radiación infrarroja:

  • Emisión de radiación: todos los objetos emiten radiación infrarroja en función de su temperatura. A mayor temperatura, mayor será la cantidad de radiación emitida. 
  • Sensor térmico: la cámara cuenta con un sensor especializado, como los microbolómetros, que convierte la radiación infrarroja en señales eléctricas.

 

2. Conversión de señales:

  • Procesamiento de datos: las señales eléctricas captadas por el sensor son procesadas para transformar las variaciones en radiación infrarroja en información sobre la temperatura del objeto. 
  • Escala de colores: la cámara asigna diferentes colores a los niveles de temperatura. Las áreas más calientes suelen representarse en rojo o amarillo, mientras que las más frías aparecen en azul o verde.

 

3. Visualización:

  • Pantalla: las imágenes térmicas se muestran en una pantalla, permitiendo visualizar claramente las diferencias de temperatura. 
  • Análisis adicional: muchas cámaras termográficas permiten grabar videos, capturar imágenes y realizar análisis detallados mediante software especializado.

 

4. Calibración y ajustes:

  • Calibración: para asegurar resultados precisos, es crucial que la cámara esté correctamente calibrada. Esto incluye ajustar la configuración según el tipo de superficie y las condiciones ambientales. 
  • Compensación automática: algunas cámaras cuentan con funciones que ajustan automáticamente las mediciones de temperatura en función de la distancia y el ángulo de visión.

Aplicaciones de las cámaras termográficas

Las cámaras termográficas se utilizan en una amplia gama de industrias, como la inspección de instalaciones eléctricas, la evaluación de la eficiencia energética en edificios, la medicina, la seguridad y otros campos. Su capacidad para detectar variaciones de temperatura sin necesidad de contacto físico las convierte en herramientas valiosas para diagnóstico, mantenimiento y prevención de fallas.

¿Para qué nos sirve un estudio termográfico?

Un estudio termográfico tiene diversas aplicaciones, especialmente en la detección de fallos y el mantenimiento preventivo de equipos. A continuación, se detallan sus principales finalidades:

  • Detección de fallos: permite identificar puntos calientes en equipos eléctricos y mecánicos que podrían indicar sobrecargas, conexiones sueltas o componentes desgastados. 
  • Mantenimiento predictivo: ayuda a anticipar y prevenir fallos, lo que permite a las empresas realizar el mantenimiento necesario antes de que ocurran problemas graves. Esto reduce tiempos de inactividad y costos operativos. 
  • Inspección de edificios: detecta fugas de aire, problemas de aislamiento, humedad y fallos en sistemas de calefacción y refrigeración, lo que contribuye a mejorar la eficiencia energética. 
  • Evaluación de eficiencia energética: identifica áreas donde se está perdiendo energía, permitiendo a las empresas optimizar sus sistemas y reducir costos. 
  • Seguridad: en aplicaciones de seguridad, las cámaras termográficas pueden detectar intrusiones o anomalías en sistemas de vigilancia, especialmente en condiciones de poca luz. 
  • Diagnóstico médico: aunque la termografía no es un método diagnóstico autónomo, puede utilizarse para evaluar problemas de salud como inflamaciones o dificultades circulatorias. Sin embargo, siempre debe complementarse con otras técnicas. 
  • Control de calidad: en procesos industriales, se utiliza para verificar la integridad de productos, asegurando que cumplan con los estándares antes de ser distribuidos al consumidor.

¿Cómo se realiza un estudio termográfico?

Para llevar a cabo un estudio termográfico, se aplican diversos estándares que aseguran la calidad de la práctica y la interpretación de los resultados. Los principales estándares utilizados son:

  • ANSI/NETA ATS: establece los criterios para pruebas y mantenimiento de equipos eléctricos, incluyendo el uso de termografía. 
  • ASTM E1934: proporciona directrices para la práctica de la termografía infrarroja en distintas industrias. 
  • ISO 18434: especifica métodos para la inspección termográfica en el mantenimiento predictivo. 
  • ISO 9001: aunque es un estándar de gestión de calidad, puede aplicarse para garantizar que los procesos de termografía cumplan con altos estándares. 
  • ASNT SNT-TC-1A: define los requisitos para la capacitación y certificación del personal en técnicas no destructivas, incluida la termografía.

Proceso de un estudio termográfico bajo el estándar ANSI/NETA ATS

  • Planificación: se definen los objetivos del estudio, los equipos a inspeccionar y el cronograma. Además, se asegura que los recursos y equipos necesarios estén disponibles. 
  • Preparación del equipo: se verifica que la cámara termográfica esté calibrada y funcione correctamente. 
  • Condiciones adecuadas: la inspección se realiza cuando los equipos están en operación, ya que las diferencias de temperatura son más evidentes bajo carga. 
  • Inspección: se capturan imágenes térmicas de los componentes, enfocándose en áreas críticas como conexiones eléctricas, paneles de distribución y motores. Se toman imágenes desde diferentes ángulos para obtener un análisis completo. 
  • Análisis de imágenes: las imágenes capturadas se analizan con software especializado para identificar puntos calientes y compararlas con valores de referencia. 
  • Informe: se prepara un informe detallado que incluye imágenes, análisis y recomendaciones de acciones correctivas necesarias. 
  • Seguimiento: se programan inspecciones regulares para monitorear posibles cambios en las condiciones y verificar la efectividad de las acciones correctivas.

Importancia de la norma ANSI/NETA ATS 2021

Para hacer comparaciones precisas en estudios termográficos, la norma ANSI/NETA ATS 2021 incluye la tabla 100.18, que establece parámetros para identificar si una terminal o zapata de conexión está experimentando un calentamiento anormal.

 

La diferencia de temperatura (ΔT) se utiliza para comparar componentes similares bajo condiciones de carga equivalentes, lo que permite detectar anomalías.

 

También se puede comparar la temperatura del componente con la del aire ambiente, una técnica fundamental en termografía.

En un estudio termográfico de equipos eléctricos, se pueden identificar varios problemas y condiciones que podrían indicar fallos o ineficiencias. Algunos de los aspectos clave que se pueden detectar incluyen:

  1. Puntos calientes: áreas con temperaturas significativamente más altas que el promedio, que pueden indicar sobrecarga, mala conexión o desgaste. 
  2. Conexiones sueltas: conexiones eléctricas que no tienen el correcto par de apriete pueden generar calor adicional, lo que se puede visualizar como un aumento de temperatura. 
  3. Desgaste de componentes: equipos que muestran un incremento de temperatura por el deterioro de partes, como rodamientos o aisladores. 
  4. Problemas en motores: sobrecalentamiento en bobinas o devanados que puede señalar fallos inminentes. 
  5. Calentamiento en tableros eléctrico: problemas en interruptores, fusibles o transformadores que puedan indicar fallos inminentes o condiciones anómalas. 
  6. Desbalance de fases: diferencias significativas en temperatura entre las fases de un sistema eléctrico, lo que puede indicar un desbalance en la carga. 
  7. Problemas en sistemas de enfriamiento: equipos que dependen de la refrigeración pueden mostrar temperaturas elevadas si el sistema de enfriamiento está fallando.

 

La identificación temprana de estos problemas a través de la termografía puede prevenir fallos mayores, mejorar la seguridad y aumentar la eficiencia operativa de los equipos eléctricos.

¿Quién puede realizar el estudio termográfico?

Un estudio termográfico de equipos eléctricos debe ser realizado por profesionales capacitados, con las certificaciones y experiencia necesarias para garantizar la precisión y seguridad en el análisis. A continuación, se detallan los perfiles de quienes pueden llevar a cabo estos estudios:

  • Técnicos especializados en termografía: profesionales certificados en el uso de la termografía infrarroja y capacitados en las aplicaciones específicas de esta técnica. 
  • Ingenieros eléctricos: con su conocimiento en sistemas eléctricos, pueden interpretar correctamente los resultados del estudio termográfico y proporcionar recomendaciones técnicas adecuadas. 
  • Personal de mantenimiento: técnicos de mantenimiento industrial que, además de su capacitación en el uso de cámaras térmicas, son capaces de identificar problemas eléctricos potenciales. 
  • Inspectores de calidad: profesionales encargados de verificar que los equipos operen dentro de los estándares establecidos, a menudo realizan estudios termográficos como parte de sus inspecciones de calidad. 
  • Empresas de mantenimiento y servicios eléctricos: compañías que ofrecen servicios de inspección eléctrica, con personal capacitado y especializado en el uso de termografía para el mantenimiento predictivo y correctivo. 
  • Consultores en mantenimiento predictivo: expertos en estrategias de mantenimiento que usan la termografía para evaluar el estado de los equipos y prevenir fallas.

La importancia de las certificaciones

Es esencial que quienes realicen el estudio cuenten con certificaciones que avalen su competencia en el ámbito de la termografía. Y algunas de las certificaciones más reconocidas son:

  • Certificación Level I, II y III del Infrared Training Center (ITC): Estas certificaciones abarcan desde los fundamentos hasta aplicaciones avanzadas en termografía. El Level I está dirigido a principiantes, mientras que los niveles II y III son para profesionales con más experiencia que desean profundizar en análisis más complejos. 
  • Certificación de la American Society for Nondestructive Testing (ASNT): A través de su programa SNT-TC-1A, ASNT ofrece formación y certificación en técnicas no destructivas, incluida la termografía.

 

En KINENERGY, contamos con un equipo de expertos certificados en termografía, preparados para ofrecer soluciones precisas y seguras en la evaluación y mantenimiento de sistemas eléctricos. Nuestro conocimiento especializado nos permite detectar problemas antes de que se conviertan en fallas costosas, asegurando la eficiencia y seguridad de sus operaciones.

 

Si necesitas asesoría o servicios de termografía, no dudes en contactarnos. Escríbenos tus datos para ser contactado. ¡Estamos aquí para ayudarte! 

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Alfredo Carpio

Supervisor Eléctrico

Alfredo cuenta con más de 3 años de experiencia en diseño y supervisión de proyectos de instalaciones eléctricas de baja y media tensión implementados en México. Alfredo es egresado de Ingeniería Eléctrica en la ESIME unidad Zacatenco del Instituto Politécnico Nacional.

Referencias: 


Infrared Training Center (ITC): https://www.infraredtraining.com/es-mx/ 

FLIR: https://www.flir.com.mx/  

ANSI/NETA – ATS 2021 STANDARD FOR ACCEPTANCE TESTING SPECIFICATIONS for Electrical Power Equipment and Systems. 

ASTM E1934 Standard Guide for Examining Electrical and Mechanical Equipment with Infrared Thermography.

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