¿Qué es la termografía en NDT?

¿Qué es la termografía, sus tipos, principio, funcionamiento, ventajas y limitaciones?

La termografía es un método NDT para obtener una imagen de la distribución de calor sobre la superficie de un objeto. El método habitual consiste en utilizar una cámara especial compuesta por varios sensores infrarrojos (un detector sensible al infrarrojo) y una lente que transmite radiación infrarroja. Estas cámaras pueden funcionar a velocidades de vídeo normales y medir pequeñas diferencias de temperatura en una pieza.

Las variaciones de temperatura en las piezas se muestran luego como tonos de gris o se pueden convertir en imágenes de pseudo-color. La imagen que muestra estas diferencias se puede descargar y mostrar en una PC desde la cámara. Las variaciones de temperatura son tan pequeñas como 0,1 ° C que se pueden detectar utilizando el método de termografía. Los métodos utilizados son totalmente no destructivos y no invasivos y pueden ser muy rentables.

Termografía en END

Relación del espectro electromagnético con la termografía

La termografía es un tipo de imagen infrarroja. La tecnología térmica detecta la radiación en el rango infrarrojo del espectro electromagnético y produce imágenes de esa radiación. Dado que la radiación infrarroja es emitida por todos los objetos en función de sus temperaturas, de acuerdo con la ley de radiación del cuerpo negro. El espectro electromagnético es la colección de frecuencias. Es la distribución de la radiación electromagnética emitida o absorbida por ese objeto en particular.

El espectro electromagnético se extiende desde debajo de las frecuencias bajas utilizadas para la comunicación por radio hasta la radiación gamma en longitudes de onda de onda corta de alta frecuencia que cubren longitudes de onda desde miles de kilómetros hasta una fracción del tamaño de un átomo.

Spectru electromagnético
Espectro electromagnético
Figura 2. Espectro electromagnético

Principio de termografía

La termografía infrarroja es una técnica de imagen térmica. Las imágenes térmicas son capturadas por una cámara de infrarrojos que detecta la radiación de luz infrarroja (~ 1 – 14 mm). Esta imagen de distribución de radiación se puede convertir en una escala de temperatura y producir una imagen de distribución de temperatura llamada termograma, de acuerdo con la Ley de Stefan Boltzmann. Por tanto, la termografía nos permite ver las variaciones de temperatura, ya que la cantidad de radiación emitida por un objeto aumenta o disminuye según el cambio de temperatura.

Técnicas de termografía

Hay dos tipos básicos de termografía:

  1. Termografía pasiva y 
  2. Termografía activa.
Figura 3. Tipos de termografía

En termografía pasiva , la cámara simplemente apunta a la pieza de prueba y a partir de la imagen térmica se construye un mapa de temperatura. El enfoque pasivo se utiliza cuando el objeto de interés tiene suficiente contraste térmico con respecto al fondo para ser detectado con un sensor de infrarrojos. Las aplicaciones típicas incluyen: vigilancia, seguimiento de personas, evaluación de la humedad en edificios, niveles de líquido en tanques de almacenamiento, problemas de aislamiento, componentes eléctricos, etc.

La termografía activa implica calentar la superficie del objeto rápidamente utilizando una fuente de calor externa y observar cómo la temperatura decae con el tiempo. Los defectos en el material se manifiestan por variaciones en la tasa de caída de la temperatura. La termografía activa para END se basa en la detección y registro por una cámara infrarroja de las radiaciones térmicas emitidas por la superficie del objeto. Para detectar defectos, a veces es necesario desestabilizar el estado térmico del objeto mediante calentamiento o enfriamiento, es decir, termografía activa. La presencia de un defecto interno se revela en la superficie como una perturbación de temperatura por encima de este defecto.

Aplicaciones de la termografía

  • Ensayos no destructivos (NDT) para ejemplos prácticos en inspección de calidad
  • Monitoreo de condiciones para el objeto motriz
  • Inspección de calidad en materiales metálicos o no metálicos como aleaciones o compuestos
  • Inspección de fallas en recipientes a presión y tuberías
  • Investigación de dispositivos electrónicos
  • Evaluación de edificios, como la integridad de la unión de los azulejos de la pared, la inspección de la estructura de la superficie del concreto y la evaluación de la calidad del concreto CFRP
  • Imagen medial
  • Trabajos de investigación en las propiedades térmicas de los materiales