Cruz Norro, Javier Díaz Reyes, Felipe
Déniz Quintana, Fabián Pulido Alonso, AntonioEscuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales / Universidad de Las Palmas de Gran Canaria / Edificio de Ingenierías. Campus de Tafira /35017 Las Palmas de Gran Canaria, España.+34 928 451 967/ jcnorro@die.ulpgc.es
ABSTRACT
En la presente ponencia hemos analizado el procedimiento de uso de la termografía en su aplicación en los cuadros de distribución eléctricos, detallando, por un lado, un análisis y evaluación de riesgos, estableciendo un catálogo de medidas preventivas encaminado en la eliminación de los mismos. Por otro lado se propondrán unas orientaciones de las características fundamentales deseables que deberían tener las cámaras termográficas orientadas a un uso de mantenimiento preventivo de cuadros de distribución eléctricos.
Palabras clave
Seguridad en instalaciones eléctricas, termografía.
LA TÉCNICA DE LA TERMOGRAFÍA
La termografía es una técnica por la que se mide la energía radiante emitida por los objetos con la finalidad de determinar la temperatura de la superficie y sin contacto físico. Esto se consigue mediante sensores de infrarrojos contenidos en un sofisticado dispositivo denominado cámara termográfica.
A pesar de que esta técnica es sobradamente conocida desde hace décadas, su uso se ha generalizado en estos últimos años debido, fundamentalmente, a la aparición de equipos asequibles orientados a la medición industrial.
Aunque la aplicación de la termografía es amplia para numerosos sectores de la industria, resulta particularmente interesante en el mantenimiento preventivo de instalaciones eléctricas ya que permitehacer las labores de inspección de una manera rápida, fiable y “aparentemente” segura.
Figura 1. Cámara termográfica
CÁMARAS TERMOGRÁFICAS: PROCEDIMIENTO DE USO
Los equipos empleados en el análisis de instalaciones eléctricas suelen ser de alta gama, con numerosas prestaciones avanzadas. Su apariencia coincide con la mostrada en la figura 1. Los elementos externos fundamentales son la lente deinfrarrojos, cuya distancia focal condicionará el campo de visión de la cámara y por tanto el grado de cercanía necesario que debemos adoptar a nuestro objetivo de análisis y la pantalla de visualización de cristal líquido LCD a color, que nos permite obtener las imágenes en tiempo real y acceder a las funciones y menús de la máquina.
Desde un punto de vista ergonómico, generalmente están dotados de una empuñadura bien resuelta y con numerosos botones selectores y punteros de accionamiento más o menos accesibles. Las pantallas de visualización tienen dimensiones que oscilan entre las 2,5 y las 5 pulgadas, permitiendo, sobre todos éstas últimas, calidades de imágenes muy elevadas.
Como se ha descrito anteriormente, estos equipos nos permiten captar la energía que emiten los objetos en el espectro infrarrojo. Desde un punto de vista práctico esto se traduce a una visualización de una imagen coloreada con una paleta de colores en función del nivel térmico. Las zonas del mismo color representan isotermas o conjunto de puntos con la misma temperatura. Por tanto, mediante esta técnica, se puede medir la temperatura de un cierto objetivo de manera remota y sin contacto.
Figura 2. Termografía radiométrica
El uso básico de estos equipos es bastante intuitivo, lo que permite su uso incluso a personal con baja cualificación técnica. La secuencia de operaciones para adquirir la imagen o escanear el objetivo son: retirar la tapa de protección de la lente, apuntar a dicho objetivo, enfocar y visualizar en la pantalla la zona deseada, seleccionar el intervalo de temperaturas a registrar y accionar el botón de grabar la imagen.
Algunos modelos de cámaras termográficas, proporcionan imágenes radiométricas, esto es, formadas por una trama de miles de puntos con datos de temperatura calibrados (figura 2). Esto facilita la realización de análisis de la imagen, tanto en la misma pantalla de la cámara como, posteriormente, en el tratamiento de la imagen con un programa adecuado.
Últimamente se empiezan a comercializar equipos que disponen de un objetivo suplementario que, en simultáneo con la imagen térmica, hacen una captura en luz visible. Internamente realizan un tratamiento digital para fusionar las dos imágenes en una o crear combinaciones de una imagen en la otra. Esto mejora considerablemente la identificación de los objetos que aparecen en la imagen a analizar.
EL EMPLEO DE LA TERMOGRAFÍA EN EL MANTENIMIENTO DE CUADROS ELÉCTRICOS: EVALUACIÓN DE RIESGOS
Resulta especialmente interesante la aplicación de la técnica termográfica al mantenimiento de cuadros eléctricos, ya que permite, sin la intervención de otros equipos, la identificación de numerosas situaciones que suelen ser el origen de posteriores averías y que se manifiestan por aumentos de temperatura. Entre ellas destacamos:
- Detección de “puntos calientes”, debido a aumentos localizados de resistencias eléctricas, ya sea por la presencia de corrosión en terminales, por falta de apriete en la conexiones o por las propias vibraciones mecánicas del sistema. Se localizan fácilmente como punto singular de temperatura elevada.
- Desequilibrios de fase, producidos por regímenes de carga no simétricos que originandistintas temperaturas en los conductores del circuito.
- Sobrecargas: Son reconocibles por los valores de temperaturas excepcionales que adopta un circuito y que puede superar, en algunos casos, los rangos de temperatura de funcionamiento de los aislamientos.
El uso de la termografía para la detección de todas las situaciones anteriores permite, sin duda, una mejora en las tareas de mantenimiento preventivo de estas instalaciones, tanto por el excepcional rendimiento de las operaciones como por la exactitud de los resultados.
Desde el punto de vista de la seguridad, el uso de la termografía para el mantenimiento de cuadros eléctricos, está condicionado por una serie de factores:
- Estos sistemas deben ser analizados con los circuitos a carga nominal, en las condiciones de régimen permanente. Resulta inútil el análisis termográfico con los circuitos eléctricos en vacíoo a regímenes de carga poco usuales. Por tanto es imposible utilizar la supresión de tensión
Figura 3. Imagen termográficacomo medida preventiva para eliminar los riesgos inherentes de las instalaciones eléctricas.
- Para que los sensores del equipo puedan captar de una manera óptima la energía radiante emitida, los elementos que se encuentran en el interior del cuadro deben estar al aire. Por tanto deben ser previamente desprovistos de sus envolventes y protecciones, existiendo un evidente riesgo de contacto directo.
- Aunque depende de la óptica que posea la cámara termográfica, para los equipos más usuales, con distancias focales en el entorno de los 25 mm, el operador de la misma debe situarse relativamente cerca del cuadro, para poder captar con precisión los elementos que puedan presentar temperaturas anómalas, por lo que pueden verse comprometidas las distancias de seguridad de separación a partes vivas en tensión.
- Exceptuando aquellas máquinas más avanzadas que dispongan de objetivos para la visión en el espectro de luz visible, la imagen que se muestra en la pantalla de cristal líquido es, en algunos casos, confusa y de difícil interpretación. En estas situaciones, si se quiere identificar por ejemplo un terminal en un embarrado que se encuentra a mayor temperatura, el operador del equipo se ve forzado a utilizar algún sistema de señalización, que en muchos casos será el propio dedo de su mano, para poder reconocerlo con precisión. La solución más económica para estos casos, es dotar al equipo con un accesorio, consistente un puntero láser señalizador.
A la luz de lo expuesto, debemos considerar el empleo de la termografía para el mantenimiento de cuadros eléctricos como una tarea que se realiza en tensión y por tanto adoptar las medidas preventivas específicas de estas situaciones y que se resumen en las siguientes:
1.- Realización de las tareas por personal cualificado, utilizando procedimientos de trabajo previamente ensayados, estando presente, al menos, dos trabajadores con formación en primeros auxilios.
2.- Utilizar equipos de trabajo y materiales que aseguren la protección del trabajador frente al riesgo eléctrico, especialmente herramientas aislantes y equipos de protección individual específicos para baja tensión (guantes, pantallas faciales, casco, etc.), debidamente homologados y certificados.
3.- Que los lugares donde se realicen los trabajos sean estables y sólidos y con una iluminación que permita realizar el trabajo en condiciones de visibilidad adecuadas.
4.- Evitar vestir objetos conductores, tales como pulseras, relojes, cadenas o cierres decremallera metálicos que puedan contactar accidentalmente con elementos en tensión. 5.- Señalizar y delimitar la zona de trabajo para evitar la interferencia con loselementos en tensión de otros trabajadores o con personas ajenas.6.- Adoptar medidas de precauciones adicionales para los trabajos al aire libre, en particular los relacionados con las posibles condiciones ambientales desfavorables.
CONCLUSIONES
La termografía aplicada al análisis del estado de cuadros de distribución eléctricos, se está convirtiendo en un método de trabajo común para muchas empresas de mantenimiento de instalaciones, ya que proporciona resultados muy exactos con elevados rendimientos de personal. Esto redunda, sin duda, en instalaciones eléctricas más seguras y fiables.
Aunque las ventajas de estas herramientas son numerosas, destacamos, sin embargo, la presencia de algunos factores de riesgo que hacen necesario la adopción de medidas preventivas encaminadas a eliminarlos o disminuirlos.
Entre las medidas técnicas destacamos la recomendación de emplear equipos termográficos que permita la visión en el espectro visible, o en su defecto, que dispongan de elemento señalizador.
Entre las medidas organizativas, destacamos la formación, cualificando al personal a utilizar un equipo de uso muy intuitivo en un entorno sumamente peligroso.
Por último categorizar este tipo de tareas como específicas de trabajos en tensión, por lo que se hace necesaria la adopción de sus técnicas y sus procedimientos específicos.
REFERENCIAS
- 1. Real Decreto 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales.
- 2. A.A. Rahman Ali; S. Rojas; A. Ruiz Celma (1999) Mantenimiento de instalaciones eléctricas y energéticas por termografía infrarroja. Montajes e Instalaciones.
- 3. INSATEC (2005) Aplicaciones de la termografía. http://www.energuia.com/es.