Termografia pode ser tratada como a ciência que trata da reprodução de imagens a partir da emissão de radiação infravermelha. Câmeras termográficas detectam o espetro eletromagnético e reproduzem a imagem dessa radiação as quais chamamos de Termogramas.
A radiação infravermelho é emitida por qualquer objeto de acordo com a lei da radiação do corpo negro e a termografia torna possível ver e analisar os corpos e ambientes com ou sem luz visível. A radiação emitida por um objeto é proporcional a sua temperatura, entretanto a termografia permite analisar também variações na temperatura. Quando analisados através de uma câmera termográfica, objetos quentes aparecem destacados quando comparados a superfícies ou ambientes com menor temperatura.
Através de imagens térmicas, podemos facilmente localizar sobreaquecimentos em conexões, cabos, barramentos, transformadores, motores e outros equipamentos o que nos dá um seguro indicativo de defeitos e permitindo assim eliminar potenciais problemas que poderiam vir a se tornar mais sérios.
É importante perceber que a reprodução de imagens térmicas mostram, na verdade, a quantidade de energia infravermelha emitida, transmitida e refletida por determinado objeto. Em virtude disso, a determinação exata da temperatura de determinado objeto requer também a avaliação do ambiente (temperatura, umidade do ar) além da análise do material do qual é feito o objeto em questão.
Sabe-se que:
Energia Incidente = Energia Emitida + Energia Transmitida + Energia Refletida na qual a Energia Incidente é a energia que se apresenta na imagem térmica. Energia Emitida é o que se pretende mensurar, pois é proporcional a temperatura, Energia Transmitida é a energia que é devida a uma outra fonte de calor e Energia Refletida é a quantidade de energia que reflete da superfície de uma fonte de calor.
Se o objeto está irradiando em uma temperatura mais alta que os objetos que o cercam, a transferência de calor se dará do quente para o frio seguindo o princípio da segunda lei da Termodinâmica. Portanto, se há uma superfície fria no termograma, este superfície estará absorvendo a radiação emitida pelo objeto quente. A propriedade dos objetos e superfícies absorverem ou emitirem radiação se chama emissividade. Em ambientes externos o resfriamento devido ao vendo deve ser também considerada para se determinar uma leitura mais exata das temperaturas.
Tais propriedades fazem com que a inspeção termográfica em sistemas elétricos e mecânicos se torne uma excelente ferramenta na melhoria da manutenção desses sistemas, desde que a utilização deste sistema seja realizada com os devidos cuidados no que se refere aos parâmetros a serem setados nas câmeras e das técnicas utilizadas para a captação das imagens. Sem os devidos cuidados, o usuário das câmeras podem facilmente cometer erros em suas avaliações.
– Somente em projetos elaborados com base em disposições destas normas podem assegurar uma instalação dita eficiente e confiável. Entretanto, esta eficiência nunca atingirá os 100%, estando, mesmo estas instalações, sujeitas á falhas de proteção. As mais comuns são a destruição de pequenos trechos do revestimento das fachadas, ou de quinas da edificação.
Emissividade é o fator que representa a capacidade de cada material de emitir radiação. Cada material possui uma emissividade diferente e sua determinação precisa não é uma tarefa das mais fáceis, visto muitos objetos que deseja analisar são feitos de diversos tipos de materiais e ligas metálicas e que em muitos casos ainda sofrem com a ação do tempo e agressividade do ambiente (oxidação por exemplo). A emissividade dos materiais podem variar de 0 a 1 sendo que 0 significa que o objeto não emite nenhuma radiação.
Para a tomada de temperatura de um determinado objeto o termovisor deverá estar referido a sua respectiva emissividade. Assim a própria câmera irá corrigir a os dados adquiridos usando a emissividade para calcular a temperatura que mais se aproxima da temperatura real de contato do objeto.
Principais Vantagens da Termografia:
– Possibilita a análise visual de imagens com suas respectivas temperaturas;
– Determinação de problemas iminentes em sistemas elétricos e mecânicos;
– Possibilita a análise de áreas de difícil acesso ou de alto risco;
– É um método de teste não destrutivo, pois não há contado direto com o sistema medido;
– Não é necessário alto nível de iluminação no local para a tomada de imagens.
Criada na década de 60, a Termografia é a ciência de aquisição e análise de informações térmicas a partir de dispositivos de obtenção de imagens térmicas. É a técnica que estende o conceito de visão humano através do espectro infravermelho, que constitui uma faixa de freqüência eletromagnética naturalmente emitida por qualquer corpo, com intensidade que de alguma forma tem relação com a sua temperatura.
São designadas como termogramas as imagens que permitem a visualização da distribuição de temperatura da superfície focalizada. Esta técnica estabelece uma modalidade de manutenção preditiva através da inspeção termográfica em sistemas mecânicos, elétricos e de processos; pode ser executada com a emissão de laudos técnicos, indicando as distorções operacionais, ilustradas com os respectivos termogramas e registros fotográficos. Como procedimento subseqüente, pode-se ainda empregar técnicas de processamento de imagem para aprimoramento da análise. Assim a termografia pode contribuir apontando as ações corretivas atinentes.
Devido à ausência de contato físico de instrumentos de medição com as instalações, a Termografia estabelece um processo de coleta e análise de dados térmicos dotado de total segurança. Este método evita a interferência na produção uma vez que o trabalho é feito com os equipamentos em pleno funcionamento. Acrescenta-se também como vantagem um bom rendimento de inspeção, pois possibilita a cobertura de um numero razoável de dispositivos em um curto período de tempo.
A inspeção por termografia avalia o estado de normalidade do funcionamento do equipamento de acordo com a natureza deste. Assim, alguns equipamentos elétricos e eletrônicos em operação apresentam algum tipo de aquecimento natural, de acordo com seu projeto, características construtivas e carga no instante da inspeção. Alguns equipamentos como colunas de isoladores, pára-raios, buchas de transformadores e as muflas devem ter perfis térmicos em seu estado normal baseados em critérios pré-definidos.
Neste sentido, a aplicação da inspeção termográfica em equipamentos elétricos é capaz de apresentar os seguintes benefícios:
• Manutenção preditiva: permitem prevenir danos que possam causar elevados custos nos reparos.
• Estoques: prevenção de problemas em potencial permite menor investimento na estocagem;
• Consumo de Energia: permite corrigir problemas que causam perda e consumo de energia em excesso; todo sobreaquecimento gera consumo anormal.
• Tempo: inspeção de uma grande quantidade de equipamentos em menor período de tempo;
• Avaliação de cargas nos painéis: simplificação do diagnostico durante o funcionamento do equipamento.
• Apoio à equipe de manutenção: avaliação da qualidade de serviços executados.
• Planejamento: permite um prévio planejamento antes da conclusão do serviço otimizando tempo.
• Vida útil: ao detectar o problema, evita-se a queima ou perda desnecessária de dispositivos.
O equipamento utilizado para realizar a aquisição dos termogramas neste trabalho chama-se Termovisor ele é capaz de produzir uma imagem destacando o perfil térmico de um componente, possibilitando detecção de qualquer aquecimento anormal, fora do padrão térmico do objeto. Para especificar em termos de custo e desempenho um termovisor apropriado para uma determinada aplicação é importante o conhecimento de certas definições técnicas utilizadas na área de termografia.
Todos os objetos emitem radiação devido à agitação térmica de átomos e moléculas dos quais são constituídos. Quanto maior a temperatura do objeto, mais radiação emite. A maior parte da radiação térmica é emitida sob forma da luz infravermelha, invisível a olho nu. Os Termovisores são sensíveis á radiação infravermelha emitida pelos objetos, fornecendo imagens térmicas dos objetos sob inspeção denominadas termogramas. Assim, por meio desses Termovisores, é possível medir a distancia, as temperaturas na superfície dos objetos inspecionados.
Um Termovisor mede a radiação de infravermelho emitida pelos objetos e reproduz imagens correspondentes. O fato de a radiação resultar da temperatura de superfície do objeto possibilita que a câmera calcule e mostre essa temperatura. No entanto, a radiação medida pela câmera não depende apenas da temperatura do objeto, mas também é função da emissividade. Além disto, a energia infravermelha total que deixa a superfície de um objeto é a soma dos componentes transmitidos, irradiados e refletidos da radiação infravermelho.
Os termovisores, câmeras infravermelhas, ou câmeras termográficas, têm por objetivo transformar a radiação infravermelha captada em informação térmica. Operam com leitura de comprimento de onda na casa dos 14µm. Diversos tipos de sistemas foram desenvolvidos, diferindo entre si, na forma de realizar a varredura da cena, no tipo de detector utilizado e na apresentação da informação captada. O resultado desta informação captada pelos termovisores é a apresentação da imagem térmica da distribuição de calor dos objetos estudados. Em geral um termovisor se compõe de uma unidade de câmera e de uma unidade de vídeo (display).