Termografia

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Autor: Bruno Perez

Treinamento Termográfico
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Todo corpo seja ele inanimado ou animado, que esteja acima de 0º
Kelvin (-273º C), emite uma energia de sua superfície.Esta energia se dá
devido à movimentação dos átomos e moléculas da superfície dos
objetos.A energia emitida se propaga através de ondas eletromagnéticas
pelo ar ou por qualquer outro meio condução.
A quantidade de energia esta relacionada diretamente com sua
temperatura
Ambiente: T = 0 ºK ou T = -273 ºC
Energia Infravermelha
A
A
A
A

Quanto menor for a temperatura menor será a
movimentação dos átomos, logo a proporção de energia
infravermelha emitida para o ambiente será menor.
Quanto maior for a temperatura maior será a movimentação
dos átomos, logo a proporção de energia infravermelha
emitida para o ambiente será maior.
A diferença entre um corpo frio e um quente está no grau
que ambos os corpos emitem e absorvem energia.Se o
corpo emite mais energia que absorve é considerado um
corpo quente e se um corpo absorve mais energia que
emite é considerado um corpo frio.

Os gráficos na Fig. 1-2 mostram que o comprimento de onda e a intensidade da
radiação variam com a temperatura.
Conforme a temperatura se eleva, um pico é formado a comprimentos de onda
crescentemente mais curtos.

O infravermelho é uma forma de radiação eletromagnética assim como as ondas de
rádio, microondas, raios ultravioletas, luz visível, raios-X, e raios gamma. A banda
do comprimento de onda dos raios infravermelhos está entre 0,78 e 1000mm. O raio
infravermelho é também referido como um raio de calor, e seu íntimo
relacionamento com calor é bem conhecido.
A radiação visível que conseguimos perceber corresponde a uma estreita
faixa do espectro eletromagnético. Para cada "cor" do espectro, está
associado um número chamado COMPRIMENTO DE ONDA. Para o
espectro eletromagnético este número varia desde alguns poucos décimos
de bilionésimos de metro, para os RAIOS GAMA e RAIOS-X, até várias
dezenas de quilômetros para ONDAS DE RÁDIO. Isto mostra o quão
pequena é a faixa que conseguimos ver. Na figura acima, 1 nm equivale a 1
bilionésimo do metro, isto é, 1 nm = 0,000 000 001 m ou ainda 0,000
001mm.

Uma câmera infravermelha de termografia é um dispositivo que detecta
energia infravermelha (calor), converte em sinal eletrônico produzindo
imagens em padrão Tv/vídeo e executando cálculos de temperatura. O calor
detectado por uma câmera termográfica pode ser quantificado ou medido
de forma muito precisa, não apenas monitorar o comportamento térmico,
mas também identificar e avaliar a gravidade dos problemas de
aquecimentos. Inovações recentes tais como, tecnologia de detectores,
imagem visual integrada, funcionalidade automática e desenvolvimento de
software, oferecem soluções mais produtivas para inspeções termográficas.

Se procurarmos uma definição para este termo vamos encontrar a seguinte
definição: “Sistema físico capaz de produzir a radiação de corpo negro
(denominação associada ao fluxo emitido por um corpo que, sob equilíbrio
termodinâmico, seria capaz de absorver completamente a radiação de
qualquer comprimento de onda)”. ”Representa o sistema físico que, sob
equilíbrio termodinâmico, possui a máxima capacidade de emitir e de
absorver radiação”.
Um corpo negro é uma superfície teórica, que absorve e re-irradia toda
energia IR que recebe, ou seja,
Existe uma Lei intimamente relacionada ao corpo negro: a Lei de
Kirchhoff, que define reflexão, absorção e radiação.
,
Onde:
a: absorção
(@ e: emissividade)
r: reflexão
t: transmissão

Em medição com um termômetro de radiação, os dados de temperatura são
afetados pela atmosfera (ambiente circundante) em adição à emissividade.
Como mostrado na figura a seguir, os raios infravermelhos além daqueles
do objeto medido serão incidentes sobre o termômetro de infravermelho.
Assim, funções como correção para reflexão ambiental serão necessárias
para evitar a sua influência. E quando forem requeridos dados de
temperatura precisos, medidas devem ser tomadas para o ambiente
incluindo o caminho de propagação, luz difusa externa e assim por diante.
Emissividade é o índice de energia radiada de um objeto para o exterior, e é
uma constante inerente ao objeto. A emissividade varia com a condição da
superfície do objeto e também com a variação da temperatura e
comprimento de onda. Em outras palavras, uma variação ou alteração em
emissividade causará uma alteração nas indicações da câmera IR.

A termografia é aplicada nos seguintes áreas:
•Manutenção Preditiva dos Sistemas Elétricos de empresas geradoras;
•Monitoramento de sistemas mecânicos como rolamentos e mancais,
vazamentos de vapor;
•Análise de isolamento térmico e refratário (na Engenharia Civil);
•Monitoramento de Processo produtivo do vidro e do papel;
•Acompanhamento de performance de placas e circuitos eletrônicos;
•Pesquisas científicas de trocas térmicas;
•Medicina;
•Indústria Automotiva;
•Siderurgia
Área Elétrica
Hoje em dia, não existe vida civilizada sem eletricidade. Na
nossa sociedade industrial contemporânea, a dependência da
eletricidade é vital. Um século ou dois atrás ainda havia
processos industriais artesanais, como as moendas de cana
movidas a mulas e a fabricação de tijolos por mão de obra
escrava.

Mas, nos dias de hoje, sem eletricidade não há indústria na concepção
moderna do termo. E nesses casos, falta de
eletricidade é sinônimo de lucro cessante, prejuízos
e por aí em diante.Um simples parafuso pode parar
uma fábrica gigantesca, se quebrar em um conector
na entrada de alta tensão.
O prejuízo é sempre muito grande. E sem a TERMOGRAFIA muitas vezes
é impossível detectar uma falha a tempo.
Todos os equipamentos elétricos sob carga devem apresentar algum tipo de
aquecimento. A carga é um fator gerador de calor normal em qualquer
instalação elétrica, tanto em Baixa Tensão (220, 380
e 440 V), Média Tensão (13,8 kV a 34,5 kV), Alta
Tensão (69 kV a 230 kV) e Extra Alta Tensão
(500kV a 750 kV). Apenas os equipamentos tipo
colunas de isoladores, pára-raios, buchas de
transformadores e, ainda que mais raramente, as
muflas, devem ter perfis térmicos "frios" como sinônimo de normalidade.
Qualquer equipamento elétrico em uso está sempre sujeito a
vibrações, dilatações e contrações, aumentos e diminuições de
carga, invernos rigorosos e verões escaldantes. É uma rotina
normal do dia- a- dia da indústria.
Mas a conseqüência fatal é, no mínimo, o desgaste e/ou afrouxamento de
algumas conexões e.ou contatos em algum lugar dos milhares de pontos de
uma instalação elétrica.
Todos os outros equipamentos devem aquecer, mais ou menos, de acordo
com seu projeto, características construtivas e carga no instante da
inspeção.
Como deve ser o aquecimento em função desses parâmetros: carga,
dimensionamento, qualidade de mão de obra, material empregado,
montagem, é algo que o próprio inspetor deve avaliar no momento da
inspeção. Alguns tipos de aquecimento serão normais outros não. Algumas
vezes uma temperatura alta não significa um defeito e, em outros casos,
apenas 1 (um) grau centígrado condena um equipamento.

SUBESTAÇÕES EXPOSTAS AO TEMPO
Barramentos
Muflas
Transformadores: Primário e secundário
Disjuntores
TC's
TP's
Cadeias de Isoladores
Isoladores de pedestal
Cruzetas
Chaves fusíveis
Chaves a óleo
Autotransformadores
Cabos Isolados
Conexões e Conectores prensados e de impacto
Cubículos de medição e proteção
Pára-raios
Seccionadoras
Etc...
SUBESTAÇÕES ABRIGADAS
Barramentos
Muflas
Transformadores: Primário e secundário
Disjuntores
TC's
TP's
Isoladores de pedestal
Chaves fusíveis
Cabos Isolados
Conexões e Conectores prensados
Cubículos de medição e proteção
Pára-raios
Seccionadoras
Bases e fusíveis HH
Chapas isolantes separadoras entre cubículos
Etc...

PAINÉIS GERAIS DE BAIXA TENSÃO
Entradas
Cablagem
Conexões
Disjuntores Gerais
Chaves seccionadoras
Chaves Fusíveis
TC's de medição
Barramentos
Bases NH e Diazed
Fusíveis NH e Diazed
Réguas de bornes
Pára-raios de BT
Disjuntores de caixa moldada
Etc...
MOTORES
Caixas de ligação
Conexões
Cablagem
Carcaças
RETIFICADORES
Barramentos
Tiristores e pontes
Reguladores
Bases e Fusíveis NH
Bases e Fusíveis
Diazed
Etc...

Área Mecânica
Todo equipamento mecânico sujeito a atrito, por exemplo:
mancais ou transmissões, ou sujeito a trocas térmicas, tipo
revestimentos refratários internos ou externos,pode ser
inspecionado para verificação de pontos de fuga de calor
pela Termografia, sem nenhum tipo de
contato físico com o equipamento.
Inclusive equipamentos de grande porte como
chaminés muito altas em plantas petroquímicas.
Uma pergunta cuja resposta sempre causa apreensão
no meio industrial, principalmente para a área de
produção é: Quanto custa uma parada forçada por causa da falha de um
equipamento crítico para a produção? Por exemplo, uma queda de um
refratário em um forno de cimento ou uma caldeira? Ou ainda uma injetora
crítica? Ou uma esteira?
Para minimizar esses custos, a Termografia é uma maneira excelente de
localizar problemas antes que eles custem muito caro para a industria.
PRODUÇÃO
Se a qualidade ou quantidade do seu processo produtivo depende de calor,
a inspeção por Termografia é a ferramenta certa para o aumento da sua
qualidade final e produção. O mesmo se dá para a
redução do índice de rejeição ou retrabalho,
conforme o caso. A qualidade final de seu produto
pode ser afetada por falhas na distribuição de calor
nas peças, sejam elas quais forem.
Resumidamente, encontram-se listados abaixo os
principais BENEFÍCIOS do uso da Termografia na
área industrial:
Localizar problemas em potencial e/ou que
seguramente evoluirão para falhas nos sistemas
elétricos e térmicos ANTES da parada para
manutenção programada. Reduzir a duração das
paradas e dos reparos de emergência.
Reduzir o número de homens-hora gastos em manutenções preditiva por
localizar com exatidão as áreas que necessitam de Intervenção, diminuindo
ou até eliminando atuações em áreas desnecessárias.

Minimizar os tempos e custos de parada programada por permitir que as
peças de reposição necessárias estejam disponíveis antes da parada,
adquiridas sem pressa e muitas vezes por um preço menor que durante as
paradas de emergência;
Aumento da vida útil dos equipamentos;
Aumento da confiabilidade do fornecimento de energia
dentro da fábrica e dos geradores próprios quando for o
caso;
Avaliar e verificar a eficiência das providências tomadas;
Aumentar a eficiência dos programas de manutenção preditiva e
preventiva;
Prevenir acidentes, lesões pessoais e danos ao patrimônio da empresa;
Evitar incêndios devido a falhas em equipamentos sujeitos a esse tipo de
risco;
Reduzir significativamente a perda de equipamentos.
Itens que podem ser inspecionados pela Termografia
Caldeiras,
Refratários,
Fornos de cimento,
Rolamentos,
Trocadores de calor Isolamento em câmaras frigoríficas,
Fugas em compressores e caldeiras,
Mancais: alinhamento e lubrificação,
Cilindros de esteiras de transporte,
Vasos Separadores,
Corrosão em tubulações,
Linhas de vapor Válvulas de alívio,
Etc.

Injeção de plásticos
Circulação de água gelada em moldes
Filmes plásticos
Perfis em peças injetadas
Perfis em peças extrusadas
Trocas térmicas
Etc...
· Detectar problemas em potencial e/ou que seguramente evoluirão
para falhas nos sistemas elétricos ANTES de uma parada forçada do
equipamento ou da fábrica toda;
· Redução da duração das paradas e dos reparos de emergência;
· Redução do número de homens-hora gastos em manutenções para
localizar com exatidão as áreas que necessitam de intervenções;
· Minimizar os tempos e custos de parada programada para permitir
que as peças de reposição necessárias estejam disponíveis antes da
parada, adquiridas sem pressa e muitas vezes por um preço menor
que durante uma parada de emergência;
· Aumento significativo da vida útil dos equipamentos;
· Aumento da confiabilidade do fornecimento de energia dentro da
fábrica e dos geradores próprios;
· Aumento da eficiência dos programas de manutenção preditiva e
preventiva;
· Prevenção de acidentes, lesões pessoais e danos ao patrimônio da
empresa.

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