Termografa en supervisin de procesos e instalacionesComponentes que se suelen inspeccionar Aislamiento refractario Depsitos y recipientes Sistemas/colectores de vapor Tuberas y vlvulas Calefactores/Hornos Equipos de fabricacin Industria del plstico (Moldeo) Pulpa y papel (ruedas, equipo de manipulacin, etc) Fundicin de metal Calderas y reactores Investigacin y desarrollo Razones comunes de la existencia de puntos crticos o desviaciones de temperatura Estructuras daadas debido a tuberas desgastadas, etc. Flujo de calor/gradientes de temperatura anormales Fuga de gas o de vapor Industria petroqumica - Fabricacin de papel - Moldeo por inyeccin de plsticos - Procesamiento de alimentos - Fabricacin de vidrio Industria petroqumica El proceso de refinera petroqumica supone un consumo muy elevado de energa y requiere una supervisin tcnica cuidadosa para determinar la seguridad y la eficiencia trmica de cada proceso. El examen de estos procesos trmicos con equipo de infrarrojos capaz de realizar medidas de temperaturas altas puede proporcionar un diagnstico rpido y preciso de los problemas y ahorrar a las refineras costes elevados debido a los daos. Las refineras pueden lograr un mayor nivel de productividad y un aumento del rendimiento mediante la utilizacin de cmaras de infrarrojos para realizar la verificacin del nivel de los depsitos, el diagnstico de la aleta del condensador, el mantenimiento de los hornos, la gestin de la prdida refractaria, y el mantenimiento elctrico y mecnico. Control de procesos Inspeccin de hornos: las cmaras de infrarrojos facilitan la inspeccin de los tubos calefactores de los hornos para detectar la formacin de escamas de carbn. Este fenmeno, tambin conocido como "coquizacin" se puede revelar fcilmente con un equipo de infrarrojos para alta temperatura adecuado, ya que las reas con formacin de coque se muestran ms calientes que otras reas de la superficie del tubo. Esto muestra que el coque impide que el producto absorba el calor del tubo de manera uniforme. Otros inconvenientes de la coquizacin son mayores ndices de encendido del horno y menor vida til del tubo. Esto supone un incentivo mayor para que el personal de mantenimiento realice exploraciones por infrarrojos habituales como media de proteccin ante la coquizacin. Inspeccin del tubo del condensador: en ocasiones los tubos del condensador de una refinera se pueden obstruir, lo que puede reducir de forma importante el rendimiento y afectar negativamente al funcionamiento eficiente de la refinera. Las imgenes infrarrojas de estos tubos pueden revelar secciones obstruidas del tubo, sirviendo as de aviso al personal de mantenimiento antes de que puedan dar lugar a consecuencias ms graves. Mantenimiento preventivo Conductos de presin a alta temperatura: las plantas petroqumicas hacen amplio uso de los conductos de presin a alta temperatura. En ocasiones, las fugas y los accidentes que provocan puede tener lugar tras un determinado periodo de tiempo debido a la corrosin de los soportes, los agrietamientos debidos a defectos o tensin de la soldadura, y el deterioro del material. Para garantizar el funcionamiento seguro de las tuberas, es necesario conocer la integridad de sus paredes, lo que permite reemplazar nicamente las tuberas con daos importantes. Dado que la termografa por infrarrojos no implica contacto, es rpida, no provoca daos y se puede utilizar fcilmente, constituye un instrumento idneo para observar la discontinuidad en los patrones de flujo trmico debidos a defectos de las paredes en tuberas de presin a alta temperatura. Validacin de termopares: el equipo de infrarrojos tambin puede proporcionar un mecanismo sin contacto idneo para validar las medidas de temperatura de un termopar. Los termopares se instalan en varios puntos de un horno con el fin de proporcionar temperaturas de tubo muy precisas; sin embargo, cuando se produce la coquizacin en torno al termopar, proporciona datos imprecisos o se separa. Una exploracin por infrarrojos puede impedirlo gracias a una validacin rpida de la precisin de la lectura de temperatura del tubo de un horno que proporciona un termopar. Esto garantiza un rendimiento adecuado del producto. Fabricacin de papel La fabricacin de papel constituye un sector competitivo en el que la reduccin de los costes operativos y el aumento de los beneficios suponen un reto constante. El proceso de fabricacin del papel que se basa en la eliminacin del agua mediante el drenaje, la presin mecnica y la aplicacin de calor implica diferentes etapas que pueden proporcionar una huella trmica. Utilizar equipo de infrarrojos para supervisar cada una de estas etapas as como evitar fallos elctricos y mecnicos mediante un mantenimiento predictivo tradicional con este equipo son elementos que pueden lograr un producto de mayor calidad y una reduccin en costes que se consigue al evitar los fallos. Control de procesos Etapa de secado: la termografa por infrarrojos proporciona un excelente mtodo para supervisar una de las etapas ms difciles del proceso de fabricacin del papel, el secado. La veta fra hacia el extremo del cilindro de papel se debe al enfriamiento por evaporacin. Esto se corresponde con variaciones de humedad resultado de un secado poco uniforme. Los cambios realizados en el proceso de secado para solucionar este problema se pueden supervisar de forma inmediata en todos los pasos de produccin. Vetas hmedas en el papel: para mantener el tejido de la seccin de prensa limpio se utilizan duchas a alta presin. En ocasiones, el patrn del flujo de las duchas se transfiere a la red de papel; estos patrones se pueden identificar mediante la termografa por infrarrojos. Esta condicin puede provocar problemas en la seccin de secadora, como la oxidacin de los cilindros de retorno, que conlleva el desgaste prematuro del tejido de la secadora. Adems, el papel que contiene vetas hmedas puede afectar negativamente a la calidad y el rendimiento del papel en un proceso de conversin e impresin posterior. As, las cmaras de infrarrojos pueden jugar un papel esencial en la identificacin y eliminacin de la causa de dichos patrones antes de que se produzcan daos importantes. Mantenimiento preventivo Fugas de vapor: las fugas de vapor en las bobinas del sistema de ventilacin de cavidades de la seccin de secadora se pueden identificar durante una inspeccin por infrarrojos de la mquina de papel. Estas fugas pueden provocar que la mquina sufra frecuentes roturas de papel, lo que afecta negativamente a la produccin. Gracias a una nica exploracin por infrarrojos no slo se evitan posibles problemas sino que la fbrica de papel gana miles de euros gracias al aumento de produccin. Sistemas elctricos: las fbricas de papel, al igual que otras plantas, pueden sufrir tiempos de inactividad inesperados debidos a fallos de componentes elctricos, como las barras colectoras, los enlaces de lnea, los desconectadores, los transformadores, los disyuntores de circuito y los cuadros de distribucin. Estos fallos se pueden identificar fcilmente con antelacin mediante equipo de infrarrojos y se pueden corregir antes de que la produccin se vea detenida por una avera. Sistemas mecnicos: se puede llevar a cabo una inspeccin por infrarrojos con regularidad en los sistemas mecnicos como bobinados del motor, cojinetes de rodillos y cajas de cambios, y programar tareas de mantenimiento si se observan "puntos calientes" anmalos. Moldeo por inyeccin de plsticos La fabricacin de plsticos constituye una excelente aplicacin para las cmaras de infrarrojos, tanto en la supervisin del proceso de fabricacin como en el mantenimiento predictivo tradicional. La propia naturaleza del proceso de fabricacin es trmica. La imagen trmica que se obtiene de una pieza plstica recin formada a medida que sale del molde se puede utilizar para diagnosticar problemas de calidad y para reducir los desechos, a la vez que ayuda a aumentar la productividad y la rentabilidad. El sector del plstico, duramente golpeado por la competencia internacional, est especialmente centrado en buscar cualquier mtodo concebible que permita aumentar la rentabilidad. Las cmaras de infrarrojos ayudan a conseguir un mayor nivel de productividad en el proceso de fabricacin. Noyos y cavidades: la supervisin del perfil trmino de los noyos y las cavidades puede predecir problemas del proceso. Se puede utilizar una imagen infrarroja de un noyo para determinar si est funcionando con un exceso de temperatura. Una diferencia de temperatura considerable entre los noyos (por encima de 11 C (20 F) suele indicar que el sistema est inestable. Lneas de enfriamiento: una transferencia inadecuada de calor en el lugar inadecuado y en el momento inadecuado puede provocar inyectadas cortas, deformaciones, ensanchamientos, piezas atascadas, cizallamiento, degradacin del material y fragilidad. En ocasiones, el cambio de moldes provoca una conexin inadecuada de las lneas de enfriamiento. Se puede utilizar la comparacin de las imgenes trmicas de las piezas plsticas a medida que salen del molde para determinar si las lneas de enfriamiento estn correctamente conectadas y transfieren la cantidad adecuada de calor. Bandas calefactoras: la boca de alimentacin no puede superar una temperatura determinada ya que, de lo contrario, se producir obstrucciones. La temperatura de las bandas calefactoras situadas cerca de la boca de alimentacin se puede supervisar fcilmente con una cmara de infrarrojos. Secadoras: los sistemas de secado, utilizados para eliminar la humedad de las tolvas, se deben supervisar para garantizar una temperatura correcta. El anlisis trmico por infrarrojos es un mtodo rpido para garantizar que el proceso de secado funciona correctamente. Sistemas elctricos: las exploraciones trmicas de conexiones y motores elctricos pueden evitar fallos prematuros y costosos tiempos de inactividad. Procesamiento de alimentos El procesamiento de alimentos es una aplicacin natural de la termografa. Las carnes precocinadas son cada da ms populares entre los atareados consumidores. Los cereales, la bollera y los aperitivos precisan protocolos de coccin precisos. En estas aplicaciones de alimentos y en muchas otras, es necesario cocer u hornear grandes volmenes de alimentos con total precisin. Los contrapuestos lmites de seguridad, calidad y economa Los ingenieros de proceso se enfrentan constantemente a los lmites contrapuestos que imponen la seguridad, la calidad del producto y la economa. La seguridad requiere que todos los componentes de un alimento se mantengan por encima de una temperatura de umbral durante un perodo especfico de tiempo para matar las bacterias potencialmente peligrosas. Sin embargo, si la temperatura se eleva demasiado o el perodo de tiempo se prolonga ms all de lo debido, el producto queda seco y recocido, lo que origina una calidad inaceptable del producto. La economa en la produccin indica que la lnea debe moverse rpidamente para conseguir los volmenes previstos y que el horno debe funcionar a una temperatura mnima para reducir el consumo de combustible. Las medidas de ahorro diarias en la produccin se ven suavizadas por la constatacin de que un nico incumplimiento en temas de seguridad puede tener consecuencias econmicas y morales desastrosas para toda la empresa. De la misma manera, un pequeo fallo en la calidad del producto puede dar al traste con aos de logros en un mercado competitivo. Factores que afectan a las temperaturas de los productos La termografa proporciona la capacidad de medir de forma segura y econmica para lograr un producto de alta calidad. Adems, permite supervisar constantemente las temperaturas del propio producto. Los sofisticados controles del horno y la correa son de gran valor, pero los elementos bsicos son las temperaturas del producto. Estas temperaturas pueden variar de forma importante debido a parmetros tales como: 1. Temperatura del horno 2. Velocidad de la correa 3. Volumen de producto 4. Composicin del producto 5. Condiciones de inicio 6. Separacin o ubicacin del producto Distribucin de las temperaturas del producto A medida que salen del horno, los productos suelen tener un rango o una distribucin de temperaturas en su superficie y volumen. Esta distribucin de temperaturas se ve afectada por los diversos factores ya indicados. Los que miden la "temperatura" (en singular) de un producto con un nico termmetro pueden llevarse la sorpresa de comprobar las variaciones de temperatura evidentes en una imagen trmica. Una imagen trmica equivale a una matriz de miles de sondas de temperatura situadas sobre la superficie del producto con los datos resultantes organizados en forma de imagen. La distribucin de las temperaturas, en lugar de una temperatura nica del producto, se evidencia a travs de observaciones comunes, como las galletas con bordes quemados y centros semilquidos. Dado que las cuestiones sobre seguridad, calidad y economa afectan a todos los componentes del producto, resulta de gran valor poder medir las temperaturas por todo el producto. Despus de medir las distribuciones de temperatura, se puede gestionar y optimizar el proceso. Si la distribucin de las temperaturas es demasiado ancha, quiz se pueda reducir ligeramente la velocidad de la correa para permitir que todos los componentes alcancen la temperatura deseada. Por el contrario, si la distribucin es estrecha, se puede aumentar la velocidad de la correa sin llegar a perder la seguridad y la calidad del producto. Figure 1. shows a series of thermal images of chocolate chip cookies after they were removed from a common kitchen oven. The upper left image in Figure 1 shows the cookies on a tray. The color bar to the right indicates the temperature (degrees Farenheit) of the image colors. The upper right image shows the product image extracted from the background tray. The lower left image shows a 3D representation of only the cookie temperatures. The lower right graph shows the temperature distributions of only the cookies and not the background. (The analysis and processing were provided by Cardiowave, Inc.) Las figuras 2 y 3 muestran imgenes trmicas de tiras de bacon en dos momentos diferentes tras retirar las tiras de un horno microondas. Las variaciones de temperatura son evidentes, as como los efectos del enfriamiento entre las figuras 2 y 3.

Ventajas de la termografa en las aplicaciones de procesamiento de alimentos La tecnologa de la termografa, en su forma ms bsica, proporciona medidas adecuadas de temperaturas en superficie. Esto se adecua perfectamente a la medida de productos como patatas fritas o bacon gracias a su fino perfil. Las imgenes calibradas de una cmara de infrarrojos radiomtrica funcionan perfectamente sin necesidad de un procesamiento posterior. En productos con grosores importantes, las temperaturas de la superficie se pueden utilizar como entrada en un modelo matemtico que describe las propiedades trmicas del producto. Con un modelo de este tipo, las propiedades trmicas volumtricas y los anlisis estadsticos se pueden ampliar a muchos otros productos. Con una potencia suficiente para las fases posteriores al procesamiento, estas medidas se pueden realizar en tiempo real. Fabricacin de vidrio La supervisin de las temperaturas en momentos crticos de la produccin es imperativa para un completo conocimiento y un control eficaz del proceso de fabricacin de vidrio. Dado que la propia naturaleza del proceso de fabricacin de vidrio es trmica, la calidad del vidrio fabricado depender de la obtencin de lecturas precisas de temperatura de los diferentes elementos, como el molde de vidrio, la "gota", la correa de transporte del acero y el horno. Utilizar equipo de infrarrojos sencillos para supervisar estas temperaturas as como evitar fallos elctricos y mecnicos mediante un mantenimiento predictivo tradicional con este equipo son elementos que pueden lograr un producto de mayor calidad y una reduccin en costes que se consigue al evitar los fallos. Control de procesos Gob Temperature Temperatura de la gota: el vidrio se transporta desde el horno hasta el molde por un canal. Al final de este canal, un mbolo empuja el vidrio en bolas denominadas "gotas" hacia bandejas que conducen a la mquina de moldeo. Es de vital importancia supervisar la temperatura de las "gotas" ya que esto permite controlar el peso del vidrio, su viscosidad y la formacin del contenedor en el molde. As, la calidad del producto final se puede garantizar mediante una prctica inspeccin sin contacto por infrarrojos de las gotas a medida que salen del mbolo. Belt Temperature - Glass containers are transported on a steel conveyor belt from the mold machine to the annealing lehr. In order to prevent the belt from cooling the bottoms of the containers unevenly, thereby causing breakage, the belt is heated with gas flames before reaching the bottling machines. It is critical for manufacturers to measure the belt temperature at regular intervals in order to prevent breakage and guarantee a high enough return to maintain profitability in a competitive industry. An infrared camera is ideal for such an application. Mantenimiento preventivo Molde de vidrio: los fabricantes de contenedores de vidrio deben controlar atentamente la temperatura del molde de vidrio ya que afecta a la calidad de los contenedores. Si el molde no se enfra de manera adecuada, el contenedor no conservar su forma tras abandonar el molde; si el molde est demasiado fro, el contenedor no se moldear correctamente. As, los fabricantes de contenedores se pueden beneficiar del uso de equipo de infrarrojos para obtener las temperaturas del molde peridicamente, con el fin de confirmar que el enfriamiento se lleva a cabo a la temperatura adecuada. Supervisin de hornos: la fusin de las materias primas en vidrio requiere una supervisin y un control constantes. Los hornos de vidrio pueden producir entre 50 y 600 toneladas de vidrio al da en funcin de su tamao. La mayora de los hornos se calientan con gas natural a travs de orificios laterales y la temperatura del material fundido se sita en torno a 1.200 C. El vidrio fundido sale del horno a travs de los alimentadores a las mquinas de moldeo conectadas a cada horno. El estado y la seguridad de la estructura refractaria de horno y refinador son extremadamente importantes. Se puede utilizar fcilmente una cmara de infrarrojos para altas temperaturas con el fin de realizar comprobaciones que permitan reducir la posibilidad de roturas del vidrio o de fallos refractarios.