Termografía acústica vs infrarroja

El contraste en la termografía, se relaciona con diferencias de temperatura y de emisividad de las superficies estudiadas. Por lo general, el interés está en determinar las temperaturas y poder compensar parcialmente el efecto de la emisividad. Las reflexiones en la superficie de partes del sistema de las radiaciones que provienen de otra parte del mismo, así como el efecto de flujos convectivos, representan inconvenientes que dificultan la interpretación de las imágenes termográficas de los Ensayos no Destructivos.

En el presente trabajo, se desarrolló un sistema de adquisición de datos para generar imágenes de termografía acústica en el plano bidimensional, de manera que se pueda identificar los efectos de reflexión de flujos convectivos, como también complementar la interpretación de las imágenes obtenidas mediante la termografía infrarroja.

Para capturar datos acústicos, se utilizaron transductores ultrasónicos de 40kHz y fue posible obtener la distribución de temperatura, en condiciones estacionarias de la convección del aire caliente (gas), que se generan de los elementos calefactores cerca de la superficie.

La termografía es una técnica que permite medir temperaturas a distancia y sin necesidad de contacto físico con el objeto por estudiar. Con la captación de la radiación infrarroja del espectro electromagnético, utilizando cámaras termográficas, se puede convertir la energía irradiada en información sobre temperatura y emisividad.

Con respecto de la termografía acústica, se han realizado trabajos como el de la técnica Acusto Eco-Ultrasónica (AU-E), desarrollada con base en los principios de reflexión de ondas de tensión. El sistema corrige el efecto de la temperatura en la velocidad de las ondas a través del sólido para calcular en forma precisa, el espesor del refractario de un horno. La técnica AU-E también permite determinar la ubicación de ciertas anomalías, tales como el desgaste del revestimiento, fisuras y otras que se producen al interior de la estructura del refractario.

Hay investigaciones en las cuales la Termografía infrarroja se ha empleado en trabajos que se necesitan varias aplicaciones, especialmente aquellos que requieren determinar la distribución de temperatura y una imagen cualitativa, por ejemplo: los procesos de control de producción o la inspección de aislamiento térmico. Ning Zhu, empleó el ultrasonido para aplicaciones termográficas, utilizando los cambios de temperatura para generar imágenes tridimensionales tomografícas. Así mismo, entre las aplicaciones de la termografía infrarroja y ultrasónica, está la evaluación de riesgo de caída de los árboles en pie (estudios fitosanitarios de alineaciones urbanas). Esta técnica permite determinar y localizar con gran exactitud, defectos y huecos internos en el árbol.

En la termografía basada en radiaciones infrarrojas, la radiación emitida por la capa de aire contigua a la superficie del objeto estudiado, aunque afecta la imagen termográfica por la baja densidad del aire, en la termografía infrarroja no se puede apreciar la temperatura del aire mismo. Al utilizar ondas acústicas en el aire, es posible realizar la imagen de las capas de aire en la proximidad del objeto, aplicando las modificaciones del tiempo que demora un pulso acústico en atravesar un “camino acústico” particular, para lo cual se utiliza la técnica pulso -eco, que se combina con el corrimiento de fase.

La finalidad del sistema desarrollado se aplica al efecto físico de reflexión del haz ultrasónico en superficies con contraste de temperatura, para generar sonogramas o termografía acústica, para obtener imágenes correspondientes a barridos cartesianos X- Y, para flujo convectivo laminar de gas en un elementos calefactor. Lo anterior como apoyo complementario de la termografía convencional en ensayos no destructivos.

Investigación realizada por:

Rodney Ernesto Reyna Regnoult. Lic., Profesor Instructor del Departamento de Formación General y Ciencias Básicas. Universidad Simón Bolívar, Venezuela.

Carlos Eduardo González. M.Sc. Profesor agregado Departamento de Física, Facultad de Ingeniería, Universidad Central de Venezuela, Venezuela.

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