{"id":9911,"date":"2015-01-29T21:34:17","date_gmt":"2015-01-30T02:34:17","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.utp.edu.co\/metalografia\/?p=9911"},"modified":"2015-07-11T18:06:04","modified_gmt":"2015-07-11T23:06:04","slug":"12-5-1-termografia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.utp.edu.co\/metalografia\/12-5-1-termografia\/","title":{"rendered":"12.5.1 TERMOGRAF\u00cdA"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify\"><strong>12.5.1\u00a0<span style=\"text-decoration: underline\">TERMOGRAF\u00cdA<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">La TIR es una t\u00e9cnica de ensayo no destructivo (END) sin contacto que obtiene la temperatura de la superficie de un cuerpo a trav\u00e9s de la captaci\u00f3n de la radiaci\u00f3n infrarroja que \u00e9sta emite (ver figura 12). El mapa t\u00e9rmico de la superficie obtenido es llamado termograma.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Cuando el flujo de calor en un material es alterado por la presencia de anomal\u00edas o defectos provoca contrastes de temperatura en su superficie. El uso de la TIR como m\u00e9todo no destructivo de inspecci\u00f3n est\u00e1 basado en la obtenci\u00f3n y el an\u00e1lisis de las im\u00e1genes de esos patrones t\u00e9rmicos.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Las principales t\u00e9cnicas de TIR se resumen en este art\u00edculo y se comentan algunas de sus aplicaciones. Tambi\u00e9n se muestran algunos resultados de ensayos de TIR en materiales compuestos y componentes met\u00e1licos aeron\u00e1uticos.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>Aplicaciones<\/strong><\/p>\n<ul style=\"text-align: justify\">\n<li>Detecci\u00f3n de agua en el sandwich de honeycomb<br \/>\n\u2022Detecci\u00f3n de corrosi\u00f3n<br \/>\n\u2022Detecci\u00f3n de de laminaci\u00f3n<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>Ventajas<\/strong><\/p>\n<ul style=\"text-align: justify\">\n<li>Capacidad de captar im\u00e1genes<br \/>\n\u2022No hay contacto directo<br \/>\n\u2022M\u00e9todo r\u00e1pido<br \/>\n\u2022Bueno para detectar agua en el material compuesto<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>Desventajas<\/strong><\/p>\n<ul style=\"text-align: justify\">\n<li>Necesita ser suministrado de agua caliente, l\u00e1mparas, mantas t\u00e9rmicas, etc.<\/li>\n<li>El tratamiento superficial o la pintura pueden influir en el resultado.<\/li>\n<li>No se puede repetir en un corto per\u00edodo de tiempo.<\/li>\n<li>Tiene limitada la profundidad de inspecci\u00f3n.<\/li>\n<li>Tiene limitada la profundidad de inspecci\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify\">\n<p style=\"text-align: justify\"><a href=\"http:\/\/blog.utp.edu.co\/metalografia\/files\/2015\/01\/termografia-para-id-end.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-11951\" src=\"http:\/\/blog.utp.edu.co\/metalografia\/files\/2015\/01\/termografia-para-id-end.jpg\" alt=\"termografia--para-id-end\" width=\"550\" height=\"793\" srcset=\"https:\/\/blog.utp.edu.co\/metalografia\/files\/2015\/01\/termografia-para-id-end.jpg 550w, https:\/\/blog.utp.edu.co\/metalografia\/files\/2015\/01\/termografia-para-id-end-208x300.jpg 208w\" sizes=\"auto, (max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 Figura 12. Muestras termogr\u00e1ficas en variables campos<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">La TIR es una t\u00e9cnica de ensayo no destructivo (END) sin contacto que obtiene la temperatura de la superficie de un cuerpo a trav\u00e9s de la captaci\u00f3n de la radiaci\u00f3n infrarroja que \u00e9sta emite. El mapa t\u00e9rmico de la superficie obtenido es llamado termograma.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Cuando el flujo de calor en un material es alterado por la presencia de anomal\u00edas o defectos provoca contrastes de temperatura en su superficie. El uso de la TIR como m\u00e9todo no destructivo de inspecci\u00f3n est\u00e1 basado en la obtenci\u00f3n y el an\u00e1lisis de las im\u00e1genes de esos patrones t\u00e9rmicos.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>T\u00e9cnicas de TIR<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Las principales ventajas de las t\u00e9cnicas de TIR son las siguientes: es un m\u00e9todo de inspecci\u00f3n r\u00e1pido y sin contacto que sirve para localizar defectos por debajo de la superficie, la interpretaci\u00f3n de termogramas es muy sencilla (im\u00e1genes) y la radiaci\u00f3n infrarroja no es nociva (al contrario que los rayos-x). Adem\u00e1s puede ser aplicado a un amplio rango de materiales (tanto met\u00e1licos como compuestos) y \u00e1reas relativamente amplias pueden ser inspeccionadas en un \u00fanico ensayo.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">No obstante, su principal desventaja es que es efectivo \u00fanicamente en la detecci\u00f3n de defectos poco profundos. Tambi\u00e9n resulta complicado producir un calentamiento uniforme al aplicar las t\u00e9cnicas activas y pueden existir variaciones de emisividad en diferentes partes del cuerpo estudiado.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>Termograf\u00eda pasiva<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">La TIR pasiva se refiere a aquellos casos en los que no se usa ninguna estimulaci\u00f3n de calentamiento o enfriamiento externo para provocar un flujo de calor en el cuerpo inspeccionado. El objeto estudiado produce un patr\u00f3n de temperaturas t\u00edpico por el hecho de estar involucrado en un proceso (industrial) que produce calor. Unos pocos grados de diferencia respecto a la temperatura normal de trabajo (referencia) del objeto muestra un comportamiento inusual. La TIR es capaz de capturar esta informaci\u00f3n de temperatura en tiempo real desde una distancia segura sin ninguna interacci\u00f3n con el objeto.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">La TIR pasiva se usa, por ejemplo, para la monitorizaci\u00f3n del producto en procesos de fabricaci\u00f3n, monitorizaci\u00f3n de procesos de soldadura o comprobaci\u00f3n de la eficiencia de los discos de freno de autom\u00f3viles. Tambi\u00e9n puede ser usada en mantenimiento predictivo, como en rodamientos, turbinas y compresores, instalaciones el\u00e9ctricas, tuber\u00edas enterradas o fugas de gas. Existen otras muchas aplicaciones no industriales como son las de tipo medicinal en detecci\u00f3n de c\u00e1ncer de pecho o desordenes vasculares, detecci\u00f3n de fuegos, detecci\u00f3n de objetivos (militar) o localizaci\u00f3n de p\u00e9rdidas de calor y humedades en edificios.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><strong>Termograf\u00eda activa<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">En termograf\u00eda activa se usa una estimulaci\u00f3n externa para provocar un flujo de calor interno en el objeto estudiado. Un defecto interno afectar\u00eda al flujo calor\u00edfico produciendo un contraste t\u00e9rmico en la superficie. Las t\u00e9cnicas de TIR activas principales son: TIR pulsada, step heating y TIR lock-in.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">La TIR pulsada (Pulsed Thermography) consiste en aplicar un pulso corto de calor sobre el objeto (de 3 msg. a 2 s. dependiendo del material) y grabar el enfriamiento del esp\u00e9cimen. El frente t\u00e9rmico aplicado se propaga en el material y cuando encuentra un defecto el ratio de difusi\u00f3n es reducido produciendo un contraste de la temperatura sobre ese punto. De esta manera, el contraste de defectos m\u00e1s profundos aparecer\u00e1 m\u00e1s tarde y con menor diferencia de temperaturas (ver figura \u00a0La TIR pulsada es usada, por ejemplo, en la inspecci\u00f3n de componentes estructurales de aviones, control de calidad de soldadura por puntos, \u00e1labes de turbina, detecci\u00f3n de desencolados, de laminaciones, grietas o corrosi\u00f3n.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\"><a href=\"http:\/\/blog.utp.edu.co\/metalografia\/files\/2015\/01\/jhkjh.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-11981\" src=\"http:\/\/blog.utp.edu.co\/metalografia\/files\/2015\/01\/jhkjh.png\" alt=\"jhkjh\" width=\"518\" height=\"174\" srcset=\"https:\/\/blog.utp.edu.co\/metalografia\/files\/2015\/01\/jhkjh.png 518w, https:\/\/blog.utp.edu.co\/metalografia\/files\/2015\/01\/jhkjh-300x101.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 518px) 100vw, 518px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 Figura 13. Configuraci\u00f3n t\u00edpica de TIR<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.interempresas.net\/MetalMecanica\/Articulos\/11149-Termografia-infrarroja-ensayo-no-destructivo-deteccion-defectos-componentes-aerospaciales.html\">http:\/\/www.interempresas.net\/MetalMecanica\/Articulos\/11149-Termografia-infrarroja-ensayo-no-destructivo-deteccion-defectos-componentes-aerospaciales.html<\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">En la t\u00e9cnica de Step Heating o termograf\u00eda de pulso largo, el objeto es calentado continuamente a baja potencia y se monitoriza el incremento de temperatura de la superficie. Aplicaciones del step heating son, por ejemplo, la evaluaci\u00f3n de espesores de recubrimientos y de uniones de recubrimiento a substrato en estructuras compuestas y tambi\u00e9n la detecci\u00f3n de corrosi\u00f3n oculta en el fuselaje de aviones.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">La TIR lock-in est\u00e1 basada en la generaci\u00f3n de ondas de calor dentro del esp\u00e9cimen inspeccionado (por ejemplo, depositando peri\u00f3dicamente calor en el cuerpo por medio de una l\u00e1mpara modulada) y monitorizando de forma sincronizada el campo de temperaturas oscilante obtenido mediante una computadora o un amplificador lock-in. Por transformaci\u00f3n de Fourier se obtienen las im\u00e1genes de fase y amplitud de la temperatura. Las im\u00e1genes fase est\u00e1n menos afectadas por inhomogeneidades del calentamiento y de la emisividad, y son m\u00e1s sensibles en profundidad que otras t\u00e9cnicas de TIR. Sin embargo, requiere como m\u00ednimo la observaci\u00f3n de un ciclo de modulaci\u00f3n y cada ensayo es realizado para una frecuencia estudiando una profundidad cada vez, lo que aumenta el tiempo de inspecci\u00f3n.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">La TIR lock-in es usada, por ejemplo, en inspecciones de componentes estructurales, detecci\u00f3n de remaches sueltos, investigaci\u00f3n de estructuras de absorci\u00f3n de radar y detecci\u00f3n de grietas, desencolados, etc. Si en lugar de realizar un calentamiento mediante l\u00e1mparas de luz modulada se usa una vibraci\u00f3n mec\u00e1nica inducida externamente como excitaci\u00f3n se hablar\u00eda de vibro-termograf\u00eda.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Una alternativa es la utilizaci\u00f3n de un transductor piezoel\u00e9ctrico como fuente de estimulaci\u00f3n, que ser\u00eda el caso de la denominada TIR lock-in ultras\u00f3nica. Estas dos \u00faltimas t\u00e9cnicas est\u00e1n dirigidas a la detecci\u00f3n r\u00e1pida de grietas en materiales met\u00e1licos, laminados y cer\u00e1micos, corrosi\u00f3n en planchas met\u00e1licas remachadas o de laminaciones en laminados. Otra variaci\u00f3n es la TIR lock-in termoinductiva que excita corrientes de Eddy en materiales conductores mediante una bobina de inducci\u00f3n y la resistencia de los materiales genera un calentamiento local. La mayor densidad de corriente en las grietas provoca una temperatura mayor que es detectada por la c\u00e1mara termogr\u00e1fica. Esta t\u00e9cnica ha sido probada en detecci\u00f3n de grietas longitudinales en barras y tochos de acero aparecidas durante su moldeado en caliente y en \u00e1labes de compresores.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">La TIR de fase pulsada (Phase Pulsed Thermography) es una mezcla entre la TIR lock-in y TIR pulsada. La aplicaci\u00f3n del ensayo es la misma que en termograf\u00eda pulsada pero la adquisici\u00f3n de datos es tratada mediante transformada de Fourier para obtener la amplitud y la fase de la imagen a diferentes frecuencias con un \u00fanico ensayo, con la consecuente rapidez de ensayo. De igual manera, se puede conseguir una variaci\u00f3n de la termograf\u00eda lock-in ultras\u00f3nica utilizando un pulso ultras\u00f3nico en vez de una excitaci\u00f3n continua. Esta t\u00e9cnica es denominada Ultrasound Burst Phase Thermography.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">El siguiente caso, mostrado, es el de la localizaci\u00f3n de dos grietas en un componente de una aeronave de aluminio con su recubrimiento de pintura original. Al principio del enfriamiento)se pueden apreciar las grietas entre las indicaciones t\u00e9rmicas producidas por la textura de la pintura en esa zona. Posteriormente se aprecia la respuesta t\u00edpica de las grietas ante ensayos de este tipo se produce un salto de temperatura entre ambos lados de la grieta, ya que la grieta act\u00faa como barrera al flujo de calor.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">A continuaci\u00f3n se muestra un ejemplo simple de la capacidad de un adecuado tratamiento de los datos de temperatura capturados en un ensayo de TIR para mejorar la visualizaci\u00f3n de los defectos, e incluso permitir localizar defectos invisibles en los termogramas originales.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify\">Figura 20. Termogramas en diferentes tiempos de enfriamiento de dos grietas en una pieza de aluminio.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>12.5.1\u00a0TERMOGRAF\u00cdA La TIR es una t\u00e9cnica de ensayo no destructivo (END) sin contacto que obtiene la temperatura de la superficie de un cuerpo a trav\u00e9s de la captaci\u00f3n de la radiaci\u00f3n infrarroja que \u00e9sta emite (ver figura 12). 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