Curso de termografia level i

CURSO DE TERMOGRAFIA NIVEL I
CAPITULO INTRODUCTORIO
LA ASNT
 ASNT (American Society for Non Destructive Testing).
 Dos grandes áreas : Los END / NDT (Ensa-yos No Destructivos) y
el MPd / PdM (Mante-nimiento Predictivo).
 END / PdM : Ensayos de materiales, compo-nentes, ensambles y/o
maquinas para detec-tar la presencia discontinuidades o limitacio-
nes, sin necesidad de destruir o afectar el servicio de las mismas.
Practica Recomendada SNT-TC-1ª
 Practica recomendada : Documento que pro-porciona los
lineamientos para establecer un programa de calificación y
certificación, que servirán de base al empleador para el desa-rrollo
de su práctica escrita.
 Practica Escrita : Un procedimiento escrito desarrollado por el
empleador que detalla los requisitos específicos para la calificación
y certificación de sus empleados.
Los Ensayos No Destructivos (NDT)
 Cubren los siguientes métodos :
- Emisión Acústica (AET).
- Electromagnetismo (ET).
- Métodos Láser
- Métodos de Fuga (LT).
- Tintes Penetrantes (PT).
- Partículas Magnéticas (MT).
- Radiografía (RT)

- Radiografía Neutrónica (NRT).
- Ultrasonido (UT).
- Prueba Visual (VT).
- Prueba de Flujo Magnético (MFL).
- Análisis de Vibraciones (VA).
- Prueba Térmica / Infrarroja (IR).
Mantenimiento Predictivo (PdM
 Análisis de Vibraciones (VA).
 Prueba Térmica / Infrarroja (IR).
ENTRENAMIENTO
 Un programa organizado y desarrollado para impartir los
conocimientos y habilidades necesarias para la calificación.
CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN
ACERCAMIENTO A LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS (NDT)

Propósito de Este Entrenamiento
 Explicar las diferentes calificaciones y certificaciones que se
requieren
 Diseminar conocimientos técnicos sobre los NDT / PdM, que tienen
que ver con las inspecciones IR.
 Discutir por qué existe la necesidad del entrenamiento
 Conocer qué compañías / entidades que solicitan el entrenamiento
certificado. Conocer las más recientes especificaciones sobre NDT
usadas actualmente
 Conocer los fundamentos básicos de la Inspección Térmica /
Termográfico Infrarroja (IR).
CAPACITACIÓN, CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DEL PERSONAL
Cada método de inspección requiere de calificación y certificación de
los inspectores que los aplican; existen tres niveles básicos de
capacitación, según SNT-TC- 1A.
Nivel I
Nivel II
Nivel III
Ensayo No Destructivo
 EL ENSAYO NO DESTRUCTIVO ES HOY UNA DE LAS
TECNOLOGÍAS DE MÁS RÁPIDO DESARROLLO.
 El ensayo no destructivo puede adoptar otras denominaciones tales
como:
NDI / INSPECCIÓN
NDT / PRUEBA
NDE / EVALUACIÓN

END / MPd
 El END / MPd hoy afecta nuestras vidas. Esta desarrollado para
proveer un alto nivel de seguridad del producto mas que otra
tecnología. Se puede asumir entonces que el NDT ha minimizado la
cantidad de lesiones y pérdidas de vidas como resultado de una
implementación adecuada.
 ENTRENAMIENTO APROPIADO/ TECNICAS DE INSPECCIÓN
APROPIADAS
¿Por qué es necesario este capítulo?
 Crea conciencia de la importancia y el impacto de la inspección por
END / MPd en la industria en general.
 Puntualiza la necesidad de realizar la inspección por END / MPd
con personal calificado y certificado.

¿Qué entidades piden entrenamiento?
 ASME SECCIÓN I
 ASME SECCIÓN III Div. I
 ASME SECCIÓN V
 ASME VIII Div. I
 ASME SECCIÓN IX
 ANSI/AWS D1.1
 API 1104
Construcción y supervisión segura de las calderas
En 1905 una fábrica de zapatos en Brockton Massachussets sufrió un
grave accidente donde perdieron la vida 58 empleados y 117 resultaron
heridos. No sólo se daño el edificio sino también el vecindario de alrededor
al explotar la caldera

CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN
Calificación: Habilidades y conocimientos demostrados,
entrenamiento y experiencia requerida y documentada, para que el
personal realice adecuadamente las obligaciones de un trabajo
específico.
ENTRENAMIENTO DOCUMENTADO
CERTIFICACION: TESTIMONIO ESCRITO DE LA
CALIFICACION
SNT-TC-1A
El sistema de certificación en uso hoy en Estados Unidos conocido como
“SNT-TC-1A”, es un ejercicio recomendado que provee una guía
diseñada para asistir al empleador en el desarrollo de su propio
procedimiento o “práctica escrita”.
La práctica escrita se convierte entonces en un sistema para
entrenar, calificar y certificar al personal de NTD de cada empleador
individualmente.
 SNT-TC-1A / edición 2001 / 2006
 SOCIEDAD AMERICANA PARA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
(ASNT)
 Este documento provee una guía para establecer un programa de
calificación y certificación.
 El empleador debe confeccionar “la práctica escrita” para el control
y administración del entrenamiento, examen y certificación del
personal de NDT. (Es fundamental que el empleador lo elabore).

SNT-TC-1A
TRES NIVELES: NIVEL I, II Y III
 Aprendiz / Trainee (No es nivel, es candidato).
 Nivel I
 Nivel II
 Nivel III
APRENDIZ (no es un Nivel)
Mientras un individuo está en proceso para ser entrenado, calificado y
certificado, debe ser considerado como un aprendiz; este debe trabajar
con un individuo certificado.
Él no debe ejecutar, interpretar, evaluar o reportar los resultados de ningún
método de END en forma independiente
NIVEL I EN END
Es un individuo que esta calificado para:
 Conocer los principios básicos del método.
 Realizar una inspección siguiendo un procedimiento calificado.
 Realizar inspecciones específicas.
 Aplicar criterios de aceptación establecidos en un procedimiento
 Tiene que trabajar supervisado por un Nivel II o III.
NIVEL II EN END
Es un individuo que está calificado para:
 Ajustar y calibrar equipos.
 Interpretar y evaluar los resultados con respecto a los códigos,
normas y especificaciones aplicables.

 Ejercer la responsabilidad asignada para el entrenamiento en el
trabajo y guía de los aprendices y de los niveles I.
 Ser capaz de organizar y reportar los resultados.
 Estar fuertemente familiarizado con el alcance y limitaciones del
método
NIVEL III EN END
Es un individuo que está calificado para:
 Establecer técnicas y procedimientos.
 Interpretar códigos, normas especificaciones y procedimientos.
 Designar el método particular, técnicas y procedimientos a ser
usados
 Preparar, revisar y/o aprobar los procedimientos de inspección.
 Entrenar, examinar y certificar a personal Nivel I, Nivel II u otro
Nivel III.
 Estar familiarizado con los otros métodos comunes de END.
SECUENCIA PARA LA CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN

Horas de entrenamiento
NDT
COURSE
Level
I/II
Total
hours
OJT Training
Hours
CEU
credits
Level
I
Level
II
Visual
Testing
24
(12)
70 140 2.4 (24
hrs)
Magnetic
Particle
20
(12)
70 210 2.4 (24
hrs)
Liquid
Penetrant
12 (8) 70 140 1.6 (16
hrs)
Thermal /
Infrared
66
(64)
210 1260 6.4 (64
hrs)
Vibration
Analysis
96
(72)
420 1680 7.2 (72
hrs)

SNT-TC-1A
Examen y puntuación
Promedie los resultados de las evaluaciones: general, específicas y
práctica.
La mínima puntuación en cada exámen es de 70/100, pero el promedio de
los tres no menor a 80/100.
Examen visual (visión de cerca) / diferenciar contraste de color
N. Pregruntas min.IR Nivel I-II

RECERTIFICACIÓN
Todos los niveles deben recertificarse periódicamente con uno de los
siguientes criterios:
 Evidencia de continuidad satisfactoria.
 Reexaminación donde lo considere necesario el NIVEL III del
empleador.
SUSPENSIÓN O CANCELACIÓN DE LA CERTIFICACIÓN
 Esta puede suceder cuando:
 Se falle en la reexaminación hecha a discreción del empleador.
 Se rebase el período permitido de servicio interrumpido.
 Se viole el código de ética.

Revisión del Capitulo Introductorio
1. La responsabilidad de expedir un certificado a un técnico en NDT es
siempre del empleador si el documento de SNT-TC-1A lo indica ?.
A. Verdadero
B. Falso
2. NAS 410 es más exigente que SNT-TC-1A ?.
A. Verdadero
B. Falso
3. Si se siguen los lineamientos de ASNT-TC-1A, el nivel III debe tener
conocimiento de los otros métodos de NDT así su certificación sea
únicamente para el área de líquidos penetrantes.
A. Verdadero
B. Falso
4. Para cumplir con los lineamientos de ASNT-TC-1A todos los niveles I
y II deben tomar un examen general, uno práctico y específico.
A. Verdadero
B. Falso
5. Es recomendable que todo empleador use SNT-TC-1A para
establecer una práctica escrita.
A. Verdadero
B. Falso

I. - INTRODUCCIÓN
FUNDAMENTOS DE TEMPERATURA Y TRANSFERENCIA DE CALOR
TEORÍA Y PRINCIPIOS
Los ensayos térmicos e infrarrojos implican el uso de mediciones de temperatura y flujo de
calor como medios para predecir o diagnosticar la falla. Este tipo de ensayos puede efectuarse
con instrumentos de contacto o no contacto, o quizás una combinación de ambos. Para la
ejecución de estas pruebas, se requiere un conocimiento fundamental de los principios
térmicos en los materiales así como de flujo de calor; a fin de entender el significado de la
temperatura y los cambios térmicos sobre la pieza ensayada.
Instrumentos de contacto, incluyen termómetros de varios tipos, termocuplas, termopilas y
recubrimientos termocrónicos. Entre los instrumentos de no contacto se encuentran los
instrumentos de convección (flujo de calor), perímetros ópticos, radiación infrarroja,
termómetros de no contacto, escaneadores infrarrojos de línea y equipos de imágenes térmicas
infrarrojas (termográficos).
La termografía infrarroja es no destructiva, no invasiva, es un mapeo de no contacto de
patrones térmicos de la superficie de los objetos. Es usualmente utilizada para diagnosticar la
conducta térmica y por lo tanto asegurar el comportamiento adecuado del equipo evaluado, así
como la integridad de los materiales, productos y procesos. El equipo de imágenes térmicas
infrarrojas usado en termografía esta disponible en numerosas configuraciones y con diferentes
grados de complejidad.
Los mapas térmicos producidos por instrumentos de imágenes térmicas infrarrojas son
llamados “termogramas”. Para entender e interpretar los termogramas, el inspector debe haber
estado familiarizado con los fundamentos de la temperatura y transferencia de calor, flujo de
calor infrarrojo irradiado y el comportamiento de instrumentos térmicos infrarrojos y otros
instrumentos térmicos.
Con el propósito de entender el equipo, materiales y procesos que están siendo observados, es
muy importante entender el significado integral de las mediciones térmicas e infrarrojas.
Mayores detalles sobre los parámetros e instrumentos de medición de temperatura y de
imágenes térmicas infrarrojas pueden ser observados en el Anexo “A”.

FUNDAMENTADOS DE TEMPERATURA Y TRANSFERENCIA DE CALOR
El calor es una forma de energía en movimiento (fluyente), en la cual la energía térmica es la
fluyente. Cuando frecuentemente es referida como una fuente de calor (tal como un horno de
petróleo o un calentador eléctrico), es realmente una forma de conversión de calor, como la
energía almacenada en un objeto como calor y que fluye entre dos puntos de diferente
temperatura. El flujo de calor es energía térmica en tránsito y el calor siempre fluye de objeto /
puntos calientes a fríos. La temperatura es una medida de la energía térmica contenida en un
objeto. El grado de temperaturas calientes o frías es medible por algunas de las escalas
relativas disponibles.
Los tres modos de transferir calor son por conducción, convección y radiación. Cualquier calor
existente es transferido por alguno de estos tres modos. En la mayoría de las situaciones, el
calor es transferido por una combinación de dos o quizás de los tres modos.
Uno de estos tres modos de transferencia de calor es usado principalmente por la termografía
infrarroja, nos estamos refiriendo a la “radiación”, pero es esencial estudiar igualmente los tres
modos, para entender claramente el significado de los termogramas y el desarrollo de un
óptimo programa de termografía.
Como resultado de la transferencia de calor, los objetos tenderán a incrementar o decrecer su
temperatura hasta que ellos alcancen su equilibrio térmico con su entorno. Para mantener una
condición de “estado estable” de flujo de calor, la energía debe ser continuamente suministrada
por algún medio de conversión de energía; de tal forma que el diferencial de temperatura y el
flujo de calor, permanezcan constantes.
TEMPERATURA Y ESCALAS DE TEMPERATURAS
La temperatura puede ser expresada ya sea en términos absolutos o relativos. Existen dos
escalas absolutas, la RANKINE (sistema ingles) y la KELVIN (sistema métrico); pero poco a
poco se está unificando ambas al sistema métrico. Así mismo, hay dos correspondientes
escalas relativas, la FARENHEIT (sistema ingles) y la “CELSIUS O CENTIGRADA” (sistema
métrico). El “cero absoluto” es la temperatura a la cual, ningún movimiento molecular tiene
lugar. Esto es expresado como “CERO GRADOS KELVIN” (0ºK) ó CERO GRADOS RANKINE
(0ªR). La temperatura relativa es expresada en grados Celsius o grados Farenheit (ºC ó ºF). A
continuación se presenta las relacionas numéricas entre ellas:

º C 
5
º F  32
9
º F 
9
º C 32
5
º R º F  459.7
º K º C  273.16
El cero absoluto es igual a – 273.1ºC y también es igual a -459.7ºF. Para convertir o cambiar
un T entre el sistema Ingles y el métrico simplemente utilice la siguiente relación:
T º Fó ºR1.8 T ºCó º K 


Como referencia adicional se incluye la Tabla 1.1 de conversión de temperaturas (ºF/ºC)
TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN
La transferencia de calor por conducción es probablemente la más fácil de entender. La
transferencia de calor es en una medio estacionario. Es el único de modo en que fluye el calor
dentro de los sólidos, pero también puede presentarse en líquidos y gases. La transferencia de
calor pro conducción ocurre como resultado de las vibraciones atómicas (en sólidos) y
colisiones moleculares (en líquidos), conforme la energía se mueve, de una zona de mayor
temperatura a una zona de menor temperatura. Un ejemplo de la transferencia de calor por
conducción es cuando un extremo de una barra es calentada después que se ha aplicado una
flama al otro extremo.
Existen leyes de Física que permiten calcular la cantidad de calor conductivo que está
fluyendo, conforme se mostrarán líneas abajo.
La ley de Fourier, expresa el flujo de calor conductivo “Q” por unidad de área “A” a través de un
material sólido de longitud “L” conforme se muestra en la Figura 1.1.

Fig. 1.1. Flujo de Calor Conductivo
Q

kT1 T2 
A L
Q/A
L
=
=
La razón de transferencia de calor a través de una barra por unidad de área
(BTU/h - pie²) ó (W/m²)
Longitud de la barra (pies o metros)
T1 = Temperatura más alta (ºF ó ºC)
T2 = Temperatura más baja (ºF ó ºC)
K = Conductividad térmica del material de la barra (BTU/h – pie - ºF) ó (W/m - ºK)
Rt = Resistencia térmica del material de la barra (ºF- h – pie²/BTU) ó (m² - ºK/w)
La resistencia térmica es definida como:
RT 
T1 T2 A

L
Q K
La conductividad térmica es igual a:
K 
L
Rt
La conductividad térmica es más alta para los metales tales como el aluminio y más baja para
materiales porosos, tales como el ladrillo. La conductividad térmica es inversamente
proporcional a la resistencia térmica:

 1 
K  f  
 Rt 


En términos reales, la expresión de Fourier significa que el flujo de calor se incrementa con el
incremento de la diferencia de temperatura, con el incremento de la conductividad térmica y
decrece con el incremento de la longitud de la barra. El flujo de calor puede ser expresado en
unidades inglesas o métricas.
TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVENCIÓN
La transferencia de calor por convención toma lugar en un medio en movimiento y esta casi
siempre asociado con la transferencia de calor entre un sólido y un fluido en movimiento (como
por ejemplo, el aire). La convección forzada toma lugar con la asistencia de un agente forzante
tal como el viento, aire forzado u otro elemento que mueva el fluido. La convección libre toma
lugar, cuando el aire o fluido no es externamente forzado y son las diferencias de temperatura,
las que producen los cambios en la densidad del fluido y por ende su movimiento / circulación.
El fluido mas caliente sube como resultado de su menor densidad.
En el flujo de calor convectivo, la transferencia de calor se inicia por la conducción directa a
través del fluido y el movimiento por si mismo dentro del fluido (libre ó forzado).
La Figura 1.2 ilustra la transferencia de calor por convección entre una superficie plana y un
fluido en movimiento.
La presencia de la superficie plana causa que la velocidad del fluido disminuya hasta “cero” en
contacto con la superficie y se genere un gradiente de velocidad.
El espesor y forma del gradiente de velocidad depende de la mayor velocidad libre del fluido y
del ancho disponible para que el fluido fluya.
El “rate” del flujo de calor depende del espesor de la capa fluyente, así como de las diferencias
de temperatura entre la “temperatura del sector libre del fluido” -
superficie - Ts .
Too y la temperatura de la

m

T
A
La ley de enfriamiento de Newton define al coeficiente de transferencia de calor convectivo
como:
Q
h  A
Ts  Too
Donde:
h  (BTU / h pie2
º F) ó w 2 º K




La ecuación anterior es arreglada para obtener una expresión para el flujo de calor convectivo
por unidad de área.
Q s Too
Rc
Si Rc

1
, o sea la resistencia al flujo del calor convectivo.
h
Entonces;
A  s oo Q
 h T T
Rc es más fácil usar que h, cuando se tengan que evaluar en simultaneo las condiciones de
transferencia de calor por conducción y por convección, ya que ellos operarían como términos
de resistencia que se suman.
En términos reales, esta expresión significa que el “rate” del flujo de calor convectivo se
incrementa conforme se incrementa la diferencia de temperaturas, se incrementa con la

presencia de un mayor coeficiente de transferencia de calor convectivo y decrece con el
incremento de la resistencia térmica.
La transferencia de calor conductivo y convectivo son muy similares. En ambos casos, la
transferencia de calor es directamente proporcional a la diferencia de temperatura. La
velocidad a la cual la energía es transferida (rate de flujo de calor) depende del coeficiente de
transferencia del medio o material a través del cual la energía de calor fluye. Por comparación
la transferencia de calor por radiación se produce por principios diferentes.
TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACION
La transferencia de calor por radiación es diferente a los otros métodos explicados, conforme
se detalla a continuación:
1. Ocurre por emisión electromagnética y absorción en una manera similar a la luz.
2. Se propaga a la velocidad de la luz.
3. A igual que la luz, requiere que se propaga en línea recta
4. La energía de calor transferida es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura
del objeto.
5. Puede viajar a través del vacío. En efecto el vació es el medio mas eficiente para la
transferencia de calor por radiación
El espectro electromagnético es ilustrado en la Figura 1.3 y muestra que los rayos X, ondas de
radio, ondas de luz (tanto ultravioleta, como visible) y la radiación infrarroja se relacionan entre
si. La transferencia de calor por radiación se realiza en la porción infrarroja del espectro, desde
0.75 µm hasta aproximadamente las 100 µm, aunque para fines prácticos puede usarse hasta
los 20 µm. (Se entiende que el símbolo µm ó µ están referidos a micrómetros o micrones) y un
micrón es una millonésima de metro y es la unidad de medida de la longitud de onda de la
energía radiante). La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia (a
mayores longitudes de onda, están relacionadas a menores frecuencias).

Fig. 1.3 El infrarrojo en el espectro electromagnético
FUNDAMENTOS DE FLUJO DE CALOR POR RADIACIÓN
Intercambio de la radiación sobre la superficie objetivo
La medición de la radiación térmica/infrarroja esta basada en la medición de la temperatura de
no contacto y la termografía infrarroja. La superficie a ser evaluada es llamada superficie
objetivo. La radiación térmica infrarroja que sola de la superficie es llamada radiosidad
(“exitance o radiosity”) y puede ser emitida, reflejada o transmitida desde ó a través de la
superficie. Esto es ilustrado en la Fig. 1.4. La radiosidad total es igual a la suma del
componente emitido (We), del componente reflejado (Wr) y del componente transmitido (Wt).
Lo que es importante acotar es que la temperatura de la superficie (Te) está relacionada
solamente con el componente emitido (We).

Fig. 1.4 Radiación infrarroja saliendo de la superficie objetivo
La radiación térmica infrarroja que incide sobre una superficie, puede ser absorbida, reflejada o
transmitida conforme se indica en la Fig. 1.5. la ley de Kirchoff establece que la suma de los
tres componentes es siempre igual a la radiación total recibida (Et). La suma fraccionante de
los tres componentes será igual a la unidad o al 100%.
Et  E  E  E


Donde Et = Energía total
Asimismo, la suma de las tres propiedades del material (transmisibilidad, reflectividad y
emisividad), siempre será igual a la unidad.
E     1
REFLEXIONES DESDE SUPERFICIES ESPECULARES Y DIFUSAS
Una superficie perfectamente pulida reflejará la energía incidente a un ángulo complementario
igual al ángulo incidente, conforme se muestra en la Fig. 1.5 Esta superficie es llamada un
reflector especular (Un ejemplo es un espejo excelentemente pulido).

Una superficie completamente rugosa difractará o dispersará toda la radiación incidente. A esta
superficie se le conoce como reflector difuso. Realmente en la práctica no existe una superficie
totalmente especular o difusa, por lo que todas las superficies reales tienen algo de difusas y
algo de especulares. Estas características de la superficie determinan el tipo y dirección del
componente reflejado por la radiación incidente.
Cuando se efectúan mediciones prácticas, la especularidad o difusividad de la superficie
objetivo se toman en cuenta para compensar la emisividad efectiva (E*) de la superficie.
Fig. 1.5 Radiación infrarroja saliendo de la superficie objetiva.
INTERCAMBIO DE CALOR EN TRANSITO
Los conceptos previos de los tres tipos de transferencia de calor, estuvieron referidos como
intercambio de calor en estado estable por razones de simplicidad y comprensión. La
transferencia de calor se asume que toma lugar entre dos puntos, cada uno de ellos a una
temperatura fija. Sin embargo, en muchas aplicaciones, las temperaturas están en tránsito, de
tal forma que los valores mostrados de la energía irradiada desde la superficie objetivo son
valores instantáneos al momento en que las mediciones son hechos.
En muchos casos, las condiciones térmicas en tránsito existentes son explotadas por la
termografía para revelar las características del material o estructura de los elementos bajo

prueba. En los ensayos no destructivos infrarrojos, la aplicación o aporte térmico o técnicas de
termografía activa son usadas para generar un flujo térmico controlado en “tránsito”, basado en
el efecto que la continuidad estructural uniforme, resultará en un a continuidad térmica
predecible.
ENERGIA RADIANTE RELACIONADA A LA TEMPERATURA DE LA SUPERFICIE
OBJETIVO
Todas las superficies más calientes que el “cero absoluto” irradia energía en el espectro
infrarrojo. La Fig. 1.6 la distribución espectral de energía radiante de varias superficies
objetivos idealizadas como una función de la temperatura superficial (T) y la longitud de onda
(λ). Las altas temperaturas normalmente son visibles a nuestros ojos. El sol por ejemplo, se
encuentra a 6000ºK y tiene una apariencia de calor “blanco caliente”. La resistencia de
calentamiento de una cocina eléctrica que se encuentra a 800ºK mostrará un color rojo cereza
y conforme se enfría irá perdiendo su color visible, pero continuará irradiando. Esta energía
radiante puede ser sentida si ubicamos nuestra mano cerca de la superficie, aún cuando no se
observe ningún calor visible.
Las curvas idealizadas mostradas en la Fig. 1.6 están relacionadas a radiadores perfectos
conocidos como “cuerpos negros”. Los “cuerpos negros” serán definidos y discutidos con
mayores detalles mas adelante. La Fig. 1.6 también muestra dos leyes de la física, basada en
la energía infrarroja emitida desde las superficies.
La ley de Stefan – Boltzmann indica:
W  ET 4
Donde:
m2
K 4
W = Flujos radiante emitido por unidad de área (W/m²)
E = Emisividad (Valor de 1 para cuerpos negros)
σ = Constante de Stefan – Boltzmann  5.673x108
W
T = Temperatura absoluta de la superficie objetivo (K)

Fig. 1.6 Típicas curvas de distribución de un cuerpo negro y leyes básicas de radiación .

Obsérvese que W, el flujo radiante total emitido por unidad de área de la superficie (el área
bajo la curva) es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta de la superficie.
Es también proporcional a la constante numérica σ y a la emisividad de la superficie E.
La ley de Wien indica:
b
max 
T
Donde:
max = longitud de onda de máxima radiación (µm)
b = Constante de desplazamiento de Wien o 2897 (µk)
Se puede deducir que la longitud de onda pico, λmáx (µm) a la cual una superficie irradia, es
fácilmente determinada, al dividir la constante b (aproximadamente 3000) por la temperatura
absoluta T (Kelvin) de la superficie.
MEDICIONES INFRARROJAS PRÁCTICAS
En aplicaciones de mediciones prácticas, la energía radiante que solo de una superficie
objetivo, pasa a través de algún medio de transmisión usualmente la atmósfera hasta alcanzar
el instrumento de medición.
Por lo tanto, cuando se efectúan mediciones o termogramas, se deben considerar 3
características básicas:
1. Características de la superficie objetivo.
2. Características del medio de transmisión
3. Características del instrumento de medición
Esto es ilustrado en la Fig. 1.7

Fig. 1.7 Características de las mediciones infrarrojas.
CARACTERISTICAS DE LA SUPERFICIE OBJETIVO
Las superficies objetivo son separadas en tres categorías:
Cuerpos negros, cuerpos grises y cuerpos no grises (también llamadas cuerpos reales,
radiadores selectivos o cuerpos espectrales). La superficie objetivo mostrada en la Fig. 1.6
corresponden a radiadores perfectos o cuerpos negros. Un radiador “cuerpo negro” es definido
como una superficie teórica con una emisividad igual a 1 a cualquier valor de longitud de onda
y que absorba toda la energía radiante que incide sobre ella.
La emisividad es definida como la relación de la energía radiante emitida desde la superficie a
la energía radiante emitida por una superficie de cuerpo negro a la misma temperatura. Los
radiadores de cuerpo negro son teóricos y en la práctica no existen, la mayoría de los sólidos
son 2cuerpos grises”, estos son superficies con alta emisividad que no verían sustancialmente
con la longitud de onda. La Fig. 1.8 muestra comparativamente la distribución espectral de
energía emitida por un “cuerpo negro”, un “cuerpo gris” y un “cuerpo no gris”, todos ellos a la
misma temperatura (300 k)
Si nos referimos a la Fig. 1.4, la energía total que sale de la superficie hacia el instrumento de
medida tiene tres componentes: Energía emitida (We), Energía Reflejada (Wr) del ambiente y
otras fuentes de reflexión, así como de objetivos no opacos y por ultimo la energía transmitida
a través del objetivo (Wt) desde fuentes detrás del objetivo. Como un cuerpo negro teórico
tiene una emisividad de 1.00 implica que no existe energía reflejada o transmitida. Sin embargo
los objetivos reales no son “cuerpos negros” y la Fig. 1.9 muestra los tres componentes que
equivalen a Wx (energía total que es instrumento “vee”). Debido a que solo la energía emitida

“We” está relacionada a la temperatura de la superficie objetivo, obviamente los problemas de
medición deberán pasar por eliminar o compensar los otros dos componentes.
CARACTERISTICAS DEL MEDIO DE TRANSMISION
Considerando que la radicación infrarroja emitida por la superficie objetivo debe pasar a través
de un medio de transmisión, las características de transmisión y emisión del medio deben ser
consideradas cuando se efectúan mediciones térmicas de no contacto. Si el medio es el
“vació”, no existirá ninguna pérdida de energía o autoemisión. Sin embargo muchas mediciones
son efectuadas a través del aire. Para cortas longitudes (algunos metros por ejemplo), muchos
gases (incluyendo la atmósfera), absorbe y emite muy poca energía y puede ser ignorado. Sin
embargo, cuando se requieren mediciones de temperatura de alta presión, los efectos de
absorción atmosférica deben tomarse en cuenta.
Fig. 1.8 Distribución espectral de cuerpos negros, gris y no gris

Fig 1.9 Componentes de energía que llegan al instrumento de medición
Fig. 1.10 Transmisión en atmósfera a 10 m sobre el nivel de tierra con 50% de humedad
y 25ºC.

Fig. 1.11 Características del vidrio, Transmisión, Absorción y Reflectancia
Cuando la longitud de transmisiones incrementa mas allá de algunos metros o el aire se vuelve
mas pesado por la presencia de vapor de agua, la absorción atmosférica se convierte en un
factor significante. Por lo tanto, es necesario entender las características de transmisión
infrarroja de la atmósfera. La Figura 1.10 ilustra las características de transmisión espectral de
la atmósfera a 10 m sobre el nivel de tierra a una temperatura de 25ºC y 50% de humedad. En
esta figura dos intervalos espectrales tienen una alta transmisión (de 3 a 5 µm y de 8 a 14 µm),
por lo que la mayoría de los instrumentos infrarrojos de medición y/o imágenes, operan en
alguna de estas dos ventanas los segmentos de absorción mostrados en la Fig. 1.10 estaban
formados por dióxido de carbono y vapor de agua, los cuales son los dos mayores
constituyentes en el aire. Para mediciones a través de otros medios gaseosos diferentes a la
atmósfera, es necesario investigar el espectro de transmisión del medio antes de dar por
válidas las medidas.
Donde existen materiales sólidos como el vidrio o cuarzo como puertos de visión entre el
objetivo y el instrumento, las características espectrales del medio sólido deben ser conocidas
y consideradas. La Fig. 1.11 muestra las curvas de transmisión para varias muestras de vidrio.
En este caso por ejemplo, el vidrio no transmite energía infrarroja a 10 µm a una temperatura
de 30ºC, aún que la superficie esté irradiando un pico de energía. En la práctica, las
mediciones térmicas infrarrojas de objetivos ambientales nunca son efectuados a través del
vidrio.

Una practica adecuada para superar este problema es eliminar el vidrio o al menos una opción
a través de la cual el instrumento pueda “ver” al objetivo. Si por seguridad, una ventana debe
estar presente (para proteger al operador), el material puede ser sustituido por otro que
transmite en mayores longitudes de onda.
La Fig. 1.12, muestra las características de transmisión espectral de varios materiales para
transmisión infrarroja, mucho de los cuales trasmiten energía hasta mas allá de las 10 µm. en
adición a ser usados como ventanas de transmisión, estos materiales son frecuentemente
usados como lentes y elementos ópticos en sensores infrarrojos y de imágenes. Obviamente,
cuando los objetivos se vuelven mas calientes, la energía emitida se manejará con ventanas de
menores longitudes de onda (como el cuarzo o el vidrio) que podrían ser usados en
instrumentos que puedan registrar altas temperaturas.

REVISION DEL CAPITULO I
1. A la temperatura de “cero absoluto”
a. El hidrógeno se convierte en líquido
b. Todo movimiento molecular cesa
c. El agua salada se convierte en sólido y en líquido
d. Las lecturas en grados Fahrenheit y Celsius leen lo mismo
2. La transferencia de calor por conducción no toma lugar:
a. Dentro de materiales orgánicos tales como la madera
b. Entre dos materiales sólidos en contacto
c. Entre materiales disímiles
d. A través del vació
3. Los únicos tres modos de transferencia de calor son:
a. Resistividad, Capacitividad e inductividad
b. Estado estable, en tránsito y reversible
c. Conducción, Convección y Radiación
d. Conducción, Convección y Absorción
4. el calor solo puede fluir en una dirección de
a. Objetos mas calientes a objetos mas fríos
b. Objetos mas fríos a objetos mas calientes
c. Objetos mas densos a objetos menos densos
d. De objetos grandes a objetos pequeños
5. La resistencia térmica es:
a. Análoga a la corriente eléctrica
b. Proporcional a la cuarta potencia de la emisividad
c. Inversamente proporcional a la relación entre el flujo de calor y la conducción
d. Una medida de la rigidez del material
6. La radiación de la energía térmica infrarroja desde una superficie
a. Ocurre con mayor eficiencia en el vacío
b. Es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta de la superficie
c. Es directamente proporcional a la emisividad de la superficie
d. Todas las anteriores

7. El modo de transferencia de calor mas cercanamente asociado con la termografía
infrarroja es:
a. Inducción
b. Radiación
c. Convección
d. Conducción
8. Para convertir grados Fahrenheit a Celsius:
a. Hay que dividirlo por 1.8
b. Restarle 32 y dividirlo por 1.8
c. Multiplicar por 1.8 y adicionarle 32
d. Adicionarle 273
9. La radiación térmica que alcanza la superficie de un objeto puede ser:
a. Solamente absorbida en presencia de la atmósfera
b. Reflejada y absorbida solamente en vacío
c. Transmitida solamente si la superficie es orgánica
d. Absorbida, reflejada y transmitida
10. La siguiente banda espectral esta incluida dentro del espectro infrarrojo
a. 0.1 a 5.5 µm
b. 0.3 a 10.6 µm
c. 0.4 a 20.0 µm
d. 0.75 a 100 µm
11. Muchos instrumentos usados en termografia infrarroja operan generalmente en una
región espectral de
a. 2 a 14 µm
b. 5 a 10 µm
c. 10 a 20 um
d. 20 a 100 µm
12. Cuando una superficie se enfría, su energía infrarroja irradiada:
a. Se dirige a mayores longitudes de onda
b. Se dirige a menores longitudes de onda
c. Permanece constante si la emisividad no varía
d. Permanece constante, aún si la emisividad varia

13. El pico de la longitud de onda emitida a 300ºC (572ºF) de un cuerpo negro es
aproximadamente
a. 1.5 µm
b. 3 µm
c. 10 µm
d. 5 µm
14. Una superficie opaca con una emisividad de 0.04 sería:
a. Transparente a la radiación infrarroja
b. Un regular emisor
c. Casi un reflector perfecto
d. Casi un emisor perfecto
15. Si una superficie tiene una emisividad de 0.35 y una reflectividad de 0.45, su
transmisibilidad sería:
a. Es imposible determinarlo
b. 0.80
c. 0.10
d. 0.20
16. En una convección forzada, la zona de gradiente de temperatura:
a. Si incrementa conforme la velocidad del fluido se incrementa
b. Permanece constante conforme la velocidad del fluido se incrementa
c. Decrece conforme la velocidad del fluido se incrementa
d. Se incrementa proporcionalmente a la cuarta potencia de la velocidad del fluido
17. Cuando se caliente un extremo de la llave de un carro que se ha introducido en la
cerradura “congelada” (frío extremo), el calor transferido desde la llave a la cerradura es
un ejemplo de
a. Convección forzada
b. Transferencia de calor por conducción
c. Convección libre
d. Transferencia de calor por radiación
18. La ventana atmosférica infrarroja que mejor trasmite la radiación infrarroja se ubica en la
región:
a. 2.0 a 3.0 µm
b. 3.0 a 6.0 µm
c. 6.0 a 9.0 µm

d. 9.0 a 11.0 µm
19. La banda espectral en la cual el vidrio transmite mejor la radiación infrarroja es:
a. 2.0 a 3.0 µm
b. 3.0 a 6.0 µm
c. 6.0 a 9.0 µm
d. 9.0 a 11.0 µm
20. La reflexión de la radiación infrarroja en la superficie del vidrio es mayor en la región de:
a. 2.0 a 3.0 µm
b. 3.0 a 6.0 µm
c. 6.0 a 9.0 µm
d. 9.0 a 11.0 µm
21. Una superficie reflectante difusa es:
a. Una superficie pulida que refleja la energía incidente a un ángulo
complementario.
b. Una superficie que refleja la energía en forma dispersa en muchas direcciones
c. También es llamada superficie reflectante especular
d. Usualmente transparente a la radiación infrarroja
22. En la región espectral de 8 a 14 µm:
a. La atmósfera absorbe la energía radiante infrarroja completamente
b. La atmósfera refleja la energía radiante infrarroja casi completamente
c. La atmósfera trasmite la energía infrarroja eficientemente
d. Los instrumentos infrarrojos no operan con precisión

II.- CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES
Es muy importante conocer las características de los materiales por varias razones., pero las
dos mas importantes son las necesidad de conocer como una superficie – objetivo emite,
transmite y refleja la energía radiante infrarroja, así como tener la información de cómo fluye el
calor dentro del material ensayado.
PORPIEDADES SUPERFICIALES DE LOS MATERIALES
Las propiedades superficiales de los materiales incluyen la emisividad, reflectividad y la
transmisibilidad.
EMISIVIDAD
Cuando se usa la termografía infrarroja para medir la temperatura de la superficie de un objeto,
es fundamental conocer la emisividad efectiva (*) de la superficie del material. Con este valor
debe ser seteado el instrumento bajo las condiciones especificas de medición, a fin de registrar
con precisión la temperatura de la superficie.
Cuando no se conoce la emisividad de un material y se requiere efectuar la medición superficial
de la temperatura; el estimar un valor de emisividad sería la última alternativa.
Existen numerosos tablas de referencia disponibles, no se listan valores genéricas de
emisividades para materiales comunes y estos valores podrían utilizarse como guías. (Ver la
Tabla 2.2).
La emisividad depende del material y de la textura de la superficie, pero también puede variar
con la temperatura de la superficie y con el intervalo espectral sobre el cual la medición ha sido
efectuada. Estas variaciones usualmente son pequeñas, pero no siempre pueden ser
ignoradas. Para que una tabla de referencias de emisividades sea usada satisfactoriamente,
las condiciones de la temperatura del objetivo y el intervalo espectral (longitud de onda)
también deben estar presentes. Si la temperatura ay la longitud de onda listado no corresponde
a las condiciones de medición actual, el valor de la emisividad será un número estimado no
preciso.

Idealmente, la forma más efectiva de determinar la emisividad es utilizando alguno de los
protocolos establecidos, para lo cual se usa una muestra de la superficie objetivo actual y el
instrumento que se utilizará en la medición.
REFLECTIVIDAD
La reflectividad de una superficie generalmente se incrementa conforme la emisividad decrece.
Para superficies opacas de cuerpos grises, la suma de la emisividad y la reflectividad es igual a
1. Por lo tanto, la superficie opaca de una cuerpo gris con baja emisividad tendrá una alta
reflectividad, lo cual puede resultar en lecturas erróneas de temperatura, aún si el valor
correcto de la emisividad haya sido seteada en el instrumento. Estos errores pueden ser el
resultado de fuentes de reflexión, reflexiones de fondo, etc.
Existen dos componentes de energía reflejada, el componente difuso y el componente
especular. Si la superficie es relativamente especular (pulida), mucha de la energía reflejada es
especular y con un ángulo complementario al ángulo incidente. Si la superficie es relativamente
difusa (irregular), mucha de la energía reflejada es dispersada en todas las direcciones sin
importar el ángulo de incidencia.
Los errores debidos a las fuentes de reflexión son normalmente mayores cuando la superficies
son especulares y los errores debido a las reflexiones de fondo no son afectados por la
especularidad o difusividad de la superficie. Ambos tipos de errores reflectivos son mas serios
cuando la superficie objetivo esta mas fría comparada a la temperatura de la fuente de fondo,
debido a que la fuente es una mayor contribuyente de energía radiante que la superficie del
objeto.
El termografista debe aprender a medir y compensar los errores debido a las reflexiones de
fondo.
TRANSMISIBILIDAD
Cuando la superficie – objeto es un cuerpo “no gris”, el material puede ser parcialmente
transparente a la radiación infrarroja. Esto significa que el material tiene una transmisibilidad
mayor que cero. Debido a esta transparencia, la energía térmica radiante puede ser transmitida
a través del objeto desde la fuente que se encuentra detrás del objeto. Esta energía puede
ingresar al instrumento y causar errores en la medición de la temperatura aún si la correcta

emisividad es seteada en el instrumento y los errores de reflexión son eliminados. Aunque
estos errores debido a la transmisión son poco comunes en la práctica. Los errores debidos a
la energía transmitida a través del objeto, requiere normalmente de procedimientos mas
sofisticados para corregirlos. En muchos casos el uso de filtros espectrales son la mejor
solución.
ANGULO DE VISION
El ángulo entre la línea del instrumento y la superficie del material tendrá un mínimo efecto
sobre las propiedades del material antes descritas, sin embargo es necesario prever que este
ángulo sea el menor posible con respecto a la normal (perpendicular) y que no sea mayor a +/-
30º (para muchas superficies no metálicas este valor puede considerarse hasta +/- 60º, si es
que no se puede evitar). Si no es posible ver el objeto con un ángulo dentro de los límites
recomendados, la emisividad efectiva puede variar (sobre todo si la emisividad es baja). Esta
limitación compromete la precisión de las mediciones. Note que las emisividades listadas en la
Tabla 2.2 son emisividades “normales” y no son valederas con ángulos diferentes. Sobre
superficies curvas (no planas), el ángulo de visión se puede convertir aún mas critica la
situación y las medidas deben ser efectuadas con mayor cuidado.
PROPIEDES DE MATERIALES EN LA CONDUCCION DE CALOR
El uso de la termografía infrarroja en los ensayos no destructivos de los materiales, esta
basado generalmente en que se asume que la estructura uniforme y continúa del material
proveerá igualmente una continuidad térmica uniforme. Aplicaciones tanto del tipo estimulado,
como no estimulado en los ensayos termográficos, va a depender de conocimientos y criterios
del termografista. En otras palabras, el termografista debe entender claramente como el calor
fluye dentro del material y como las propiedades del material afectan este flujo.
CONDUCTIVIDAD TERMICA
La conductividad térmica “K” es una propiedad relativa unidimensional del material relacionada
a la transferencia de calor.

La conductividad térmica es mas alta para metales y mas baja para materiales porosos; por lo
que el calor se conducirá mas rápidamente en metales que en materiales porosos. Aunque la
conductividad térmica varía ligeramente conla temperatura en sólidos y líquidos, mientras que
en los gases lo hará en función de la presión y temperatura. Sin embargo, para fines prácticos
puede ser considerado constante para un material en particular.
La Tabla 2.1, presenta las propiedades térmicas de varias materiales de uso común.
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE CALOR (HEAT CAPACITY)
La capacidad de almacenamiento de calor de un material o estructura, es la habilidad de
almacenar calor y es el producto de la energía térmica específica Cp (Calor específico) por la
densidad () del material. Si la energía térmica es almacenada en una estructura y este se
ubica en un ambiente mas frío, las secciones de la estructura que tiene el menor
almacenamiento de calor, cambiarán mas rápido su temperatura ya que menos energía térmica
tienen almacenada. Consecuentemente, estas secciones alcanzaría su equilibrio térmico con
su entorno en menos tiempo que aquellas secciones que almacenan mas calor. El término de
capacitancia térmica es usado para describir la capacidad de almacenamiento de calor en
términos de una analogía eléctrica, donde la pérdida de calor es equivalente a la perdida de
carga de un capacitor. Las estructuras con baja capacitancia térmica alcanza el equilibrio en
ambientes mas fríos que aquellas que poseen mas altas capacitancias térmicas. Este
fenómeno es utilizado cuando se efectúan pruebas no estimuladas especialmente cuando se
evalúan secciones saturadas con agua en los techos planos.
DIFUSIVIDAD TERMICA
Así como la emisividad, las propiedades de conducción de calor pueden variar de muestra en
muestra, dependiendo de las variables en el proceso de fabricación y otros factores. La
difusividad térmica “” es la expansión de la conductividad térmica en 3D en cualquier material
de muestra. La difusividad está mas relacionada al flujo de calor en tránsito, mientras que la
conductividad esta relacionada al flujo de calor en estado estable.
A continuación se presenta la ecuación de la difusividad ()
 

Donde
 Cpk


 = Difusividad térmica (cm²/s)
k = Conductividad térmica (cal/s – cm – ºC)
Cp = Calor especifico (cal/g - ºC)
Debido a que la difusividad térmica de una muestra puede ser medio directamente usando la
termografía infrarroja, esta aplicación es dirigida para evaluar discontinuidades internas en los
materiales.
Algunos procedimientos para medir la difusividad térmica pueden encontrase en el texto
“Evaluación de Materiales por Termografía Infrarroja” del autor Xavier Maldague.

MANUAL DE TERMOGRAFIA Level I Página 30 de 181

REVISION DEL CAPITULO II
1. La mejor forma de determinar la emisividad efectiva de una superficie objetivo es:
a. Ubicarla en una tabla
b. Calcularla
c. Medir la emisividad efectiva del propio material o de una muestra similar.
d. Todas las anteriores
2. Para una superficie objeto de un cuerpo gris opaco, la emisividad es igual:
a. 1/reflectividad
b. 1 – reflectividad
c. 1.0
d. La reflectividad a la cuarta potencia
3. La emisividad efectiva de la superficie es siempre afectada por:
a. El material, su textura superficial y el ángulo de visión
b. El material, su conductividad térmica y humedad
c. El material, su textura superficial y su difusividad térmica
d. El material, su color visible y su conductividad térmica.
4. Cuando se mide la temperatura de un cuerpo “no gris”
a. El ángulo de visión no es crítico
b. Siempre asume una emisividad igual a 1
c. Las reflexiones desde una superficie cercana pueden ser ignoradas
d. Se puede producir errores causados por fuentes calientes ubicadas detrás del
objeto.
5. La emisividad efectiva de la superficie objetivo
a. Puee variar a diferentes longitudes de onda
b. Es la misma para todas las longitudes de ondas, si el ángulo de visión se
mantiene constante
c. Es siempre más alta a mayores longitudes de onda
d. Es siempre más baja a mayores longitudes de onda.

6. Las superficies metálicas no oxidadas, sin acabado usualmente tiene:
a. Emisividades altas y uniformes
b. Emisividades bajas y uniformes
c. Características de un “cuerpo no gris”
d. Baja reflectividad especular
7. La difusividad térmica es:
a. Alta para metales y baja para materiales porosos
b. La misma para todos los metales
c. Baja para metales y alta para materiales porosos
d. La misma para todos los materiales porosos
8. La difusividad térmica es:
a. La misma que la reflectividad difusa
b. Mas relacionada al flujo de calor de tránsito que el flujo de calor en estado
estable
c. Mas relacionada al flujo de calor de estado estable que el flujo de calor en
tránsito.
d. La misma que la transmitancia espectral
9. Capacitancia térmica
a. Describe el calentamiento de un condensador
b. Expresa la capacidad de almacenamiento de calor de una material en forma
análoga a la capacitancia eléctrica
c. Es “cero” para un radiador “cuerpo negro”
d. Describe la máxima temperatura admisible de un capacitor.
10. Una superficie altamente texturaza es llamada “difusa” y una superficie pulida es
llamada:
a. Opaca
b. Especular
c. Convexa
d. Transparente

III.- INTRODUCCION A LA TERMOGRAFIA INFRARROJA
INTRODUCCION
¿Qué es la termografía y cómo se utiliza? Introducción a esta tecnología. Algunas importantes
aplicaciones prácticas.
Está a punto de entrar en el fascinante mundo de la termografía infrarroja. Este capitulo le
introducirá en lo que es y para que puede utilizarse.
OBJETIVOS DEL TEMA
 Como se define la termografía infrarroja
 Comprender los apartados que componen la termografía infrarroja.
 Comprender la importancia de la temperatura como parámetro de control.
 Comprender porque la termografía es tan útil
 Ser capaz de recordar algunos ejemplos de aplicación de la termografía infrarroja.
¿POR QUÉ ES TAN IMPORTANTE LA TEMPERATURA?
La temperatura es una variable fundamental virtualmente para cualquier situación y en todos
los procesos. Esto puede sonar muy exagerado, pero es verdad. Algunos ejemplos: Si
mostramos la más ligera variación de la temperatura corporal, ¡nos sentimos enfermos! Si
cocemos una torta a una temperatura demasiado elevada, sabrá mal, esto son un par de
ejemplos de la vida diaria.
En la industria, nos encontramos con un montón de ejemplos más. Veamos alguno. La misma
idea de proceso de producción está asociada a modificar la temperatura de un material hasta
que se funde, darle la forma adecuada y luego volver a modificar su temperatura hasta que
solidifica. Entonces ya tenemos el producto. La destilación, proceso típico en las plantas
petroquímicas, está condensación de los diferentes componentes del crudo. Mediante su
utilización, se pueden separar las diferentes fracciones del petróleo.
Seguramente usted mismo podrá proponer muchos más ejemplos.

Pero aquí está el auténtico desafío: trate de proponer un único proceso en el que la
temperatura se absolutamente indiferente.
La temperatura es simplemente fundamental, y tener control sobre ella implica mayor calidad,
seguridad, y ahorro de dinero.
¿QUÉ HACE A LA TERMOGRAFÍA TAN ÚTIL?
Existen tres razones que hacen de la termografía infrarroja una herramienta de utilidad
fundamental.
Es sin contacto – la medida se realiza de forma remota
Ello implica muchas ventajas, dos de ellas especialmente importantes.
En primer lugar, mantiene al usuario fuera de peligro. Un ejemplo donde esto es muy
importante es en aplicaciones de mantenimiento eléctrico – los componentes en
funcionamiento simplemente no se puede tocar. Y si no está pasando intensidad, no habrá
incremento de temperatura que medir. La distancia y la accesibilidad es otro problema sin
solución, tanto como la medida de objetos en movimiento ó en rotación.
En segundo lugar, la termografía no es intrusita ó afecta de ninguna forma al cuerpo a
caracterizar. Sólo observamos la radiación que sale, que se emite aunque no se mida. Esto es
una condición muy importante para muchas aplicaciones.
Es bidimensional
Es posible la comparación entre área del mismo cuerpo podemos medir la temperatura en dos
puntos ó en cien dentro de la misma imagen, y compararlas.
Una imagen es perfecta para hacerse la idea inicial de una situación. Con una imagen se
determina enseguida dónde están los problemas, ó que puntos tienen un especial interés. De
antemano no conocemos donde se debe realizar la medida; se pueden decidir a partir de la
inspección de la imagen.
El análisis del campo térmico es más fácil a partir de la imagen, en este caso de la propia
termografía que lo visualiza.
Se realiza en tiempo real
La toma de imágenes en tiempo real permite realizar una visualización muy rápida de procesos
estacionarios. Si se utilizara película fotográfica, habría que esperar días para obtener el
resultado. Algunas situaciones peligrosas podrían ser descubiertas demasiado tarde. Incluso la

corta espera para obtener una imagen congelada en las cámaras infrarrojas más lentas hace
que el trabajo sea mucho más aburrido.
Trabajamos a la velocidad de la luz. Ningún cuerpo puede evitar emitir su propia radiación, y
con los cada vez más sofisticados instrumentos, se pueden capturar objetos incluso de
velocidad muy elevada.
Las medidas con contacto directo siempre implican la presencia de una constante de tiempo
que implica un cierto retraso temporal en la medida. La características de tiempo real de la
termografía infrarroja nos permite capturar rápidas variaciones del campo térmico, sin modificar
la forma en que dicho campo térmico varia.
LA TERMOGRAFÍA ABARCA MUCHAS APLICACIONES.
Figura 3.1. Diferentes disciplinas que componen la termografía
La termografía es una tecnología increíblemente diversificada que requiere conocimiento y
habilidad en una gran variedad de áreas. El saber sólo cómo se toma una imagen térmica no le
va a llevar muy lejos. Debe ser capaz de analizar la imagen y comprender las consecuencias
de lo que ve. Esto significa la comprensión de las cuestiones que se muestran en la figura.
En este libro se desarrollarán las cuestiones mostradas en la citada imagen, una más que
otras. Con su propio trabajo práctico y experiencia, aún aprenderá mucho más.

Una imagen infrarroja
Para aquellos que nunca han visto antes una imagen infrarroja, seguidamente se realizará una
breve explicación para ayudarle a comprenderla.
Figura 3.2 Imagen térmica de un automóvil
Las áreas más oscuras son aquellas que irradian menos radiación térmica, y ello normalmente
significa que son las zonas del cuerpo más frías. Las zonas más brillantes significan lo
contrario – más radiación, y áreas mas calientes.
¿Qué nos dice la imagen? Bueno, podemos descubrir muchas cosas que una imagen visual
normal no nos proporciona. Parece que los faros están en funcionamiento, o se han apagado
recientemente. El coche acaba de ser utilizado, porque las ruedas están más calientes que el
resto del coche. El aspecto del parabrisas nos muestra que el calefactor está en marcha, y
además qué zonas del cristal caliente. El motor está en funcionamiento, ó se ha parado hace
muy poco, porque el radiador aún permanece bastante caliente detrás de la rejilla frontal. Una
de las pocas cosas que no se pueden conocer a partir de esta imagen es precisamente de qué
color es el coche.

DEFINICIÓN DE TERMOGRAFÍA INFRARROJA
La termografía infrarroja es la ciencia de adquisición y análisis de la información térmica
obtenida mediante los dispositivos de adquisición de imágenes térmicas a distancia.
Termografía significa “escritura con calor”, igual que fotografía significa “escritura con luz”. La
imagen generada se denomina termograma ó imagen térmica.
“Infrarrojo” es lo que la hace sin contacto – hay medios para generar imágenes térmicas con
contacto, pero no son objeto de este libro.
La palabra “ciencia” no debe asustar a nadie. Muchos de los objetos cotidianos en nuestra vida
diaria pueden ser considerados desde un punto de vista científico, según los conocimientos
que utilicemos. En nuestro caso, necesitamos conocer cómo tomar termogramas y cómo
analizarlos. Esto incluye el funcionamiento del instrumento y la comprensión del calor, la
temperatura, la transmisión de calor. Todo esto constituye la sección de teoría de este libro.
Nuestra cámara son dispositivos de adquisición de imágenes térmicas a distancia. Es posible
medir temperatura a partir de la radiación infrarroja sin generar una imagen, pero eso no es
termografía.
APLICACIONES
Si tenemos presente la importancia de la temperatura y la gran versatilidad y utilidad de le
termografía, no nos sorprenderá la gran diversidad de aplicaciones establecidas en los últimos
tiempos.
Inicialmente este manual no pretende dar aplicaciones, si servir para enseñar termografía. Pero
esto no significa que se vaya a evitar hablar de aplicaciones. En este libro va a ver muchos
ejemplos del mundo real, especialmente de las aplicaciones más comunes en Monitorizado de
Procesos, como inspección eléctrica, edificación y otros procesos.
MONITORIZADO DE PROCESOS
La termografía infrarroja puede ser utilizada para Monitorizado de Procesos, para optimizar el
mantenimiento, y para conseguir producir con fiabilidad, seguridad y al mínimo coste.

Monitorizado
Las siguientes son aplicaciones de monitorizado de procesos.
 Electricidad
 Edificación
 Hornos y calderas
 Mecanismos, fricción
 Tanques y depósitos
 Problemas de flujo de fluidos
INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
La termografía ofrece posibilidades únicas para la investigación científica y el desarrollo de
producto. En la investigación, sus aplicaciones son innumerables. En desarrollo de producto,
un ejemplo importante es la verificación de diseño.
MEDICINA Y VETERINARIA
La no intrusividad de la termografía la hace muy útil y completamente inofensiva para
aplicaciones médicas.
Un animal no suele decir dónde le duele, por eso para la veterinaria la termografía constituye
una herramienta muy valiosa.
CONTROL DE CALIDAD Y MONITORIZADO DE PROCESOS
Las cámaras infrarrojas están siendo cada vez mas comunes en las fábricas para control de
calidad y medida continua de temperatura durante el proceso de producción.
ENSAYO NO DESTRUCTIVO
La radiación térmica es siempre un fenómeno superficial, pero con un poco de imaginación,
con la termografía se pueden localizar fallos debajo de la superficie.

REVISION DEL CAPITULO III
1. Defina la termografía infrarroja utilizando sus propias palabras.
2. Describa dos (ó más) apartados dentro de la termografía infrarroja.
3. Describa tres (ó más) ejemplos de aplicación de la termografía infrarroja.

IV.- INTRODUCCIÓN A LA CAMARA INFRARROJA
Cómo se utiliza la cámara infrarroja. Funciones básicas.
La utilización de la cámara infrarroja es una habilidad que necesita práctica, como cualquier
otra. Este capítulo trata de la utilización de la cámara en general, y su objetivo es darle unas
cuantas ideas que facilitarán su trabajo, pero al mismo tiempo le prevendrán de cometer ciertos
errores desastrosos.
Los sistemas infrarrojos son diversos y su desarrollo muy rápido, por lo que los botones y
controles reales no son objeto de este capítulo. En su lugar, profundizaremos en lo que es
común a todos los sistemas infrarrojos. Como suplemento de la bibliografía del curso, usted
recibirá una guía de la cámara que cubre las especificaciones de su equipo. Por favor observe
que los objetivos a aprender en este tema están relacionados con la utilización práctica de la
cámara, como se establece a continuación.
OBJETIVOS DEL TEMA
 Insertar la batería y la unidad de memoria
 Conectar y desconectar
 Ajuste del enfoque del visor
 Enfoque térmico
 Ajuste automático de la imagen
 Utilización general del sistema de menús
 Ajuste manual de la imagen (nivel / campo)
 Control de las funciones de medida
 Congelar y almacenar imágenes.

CONTROL DE LA IMAGEN
Los nombres y la forma en que se utilizan los controles pueden ser diferente, pero los principios
de utilización siempre son los mismos. Se utilizará siempre la terminología más reciente.
Figura 3.1 la imagen se controla seleccionando el Rango de Temperaturas y fijando el
nivel y el campo.
Rango de Temperatura
El rango de temperatura es el ajuste básico. Muchos instrumentos tienen de 2 a 5 rangos de
temperatura. El rango fija las temperaturas por debajo y por encima de las cuales no se puede
medir. Contra menos y más anchos sean los rangos, más fácil será utilizar el instrumento. Los
rangos de temperatura se pueden obtener de diferentes formas, algunas mediante
combinaciones de diferentes métodos. La necesidad de disponer de diferentes rangos de
temperaturas es la misma por lo que las cámaras fotográficas necesitan diferentes aperturas.
Se debe limitar la cantidad de radiación que llega al detector, si no este se saturará, se
sobrecargara de energía. Se utiliza la apertura en los sistemas más antiguos, y normalmente
se controla con un diafragma mecánico ó un botón. El según método es intercalando un filtro
en la trayectoria de la radiación que limita la cantidad de radiación que llega al detector – justo

como si fura unas gafas del sol. El tercer método es electrónico, limitando la sensibilidad del
detector.
Si pretendemos aplicar todos los colores de nuestra paleta al rango entero de temperaturas de
la cámara, sólo unos pocos colores se corresponderán con las temperaturas de nuestra
imagen. Así acabaremos teniendo una imagen muy poco contrastada. Inténtelo en su cámara.
Fije un campo muy ancho y varíe el nivel hasta que aparezca imagen. Observe el resultado.
Nivel y Campo
“Campo” es la parte del rango de temperatura que estamos utilizando. Otra forma de llamarle
es “contraste térmico”. Podemos hacer el campo más ancho o más estrecho. Muchos sistemas
muestran 256 colores. Esto es por razones técnicas, y también practica. El ojo humano es
incapaz de diferenciar más colores en la misma imagen, aunque las pantallas normalmente
puedan mostrar más.
Así, por ejemplo, si nuestro campo está fijado a 50 grados, los colores pueden extenderse por
fuera del rango de temperaturas. Pero qué será ¿ 0 – 50, ó 25 – 75, ó 50 – 100? Si es 50 –
100, y estamos viendo una habitación a temperaturas normales, no seremos capaces de
distinguir ninguna imagen. ¡La imagen entera en su lugar tendrá el color que corresponde “por
debajo de 50” en nuestra escala, que normalmente es el negro!.
Figura 3.2. Nivel y Campo
“Nivel” es el punto medio del campo. Otra forma de entender el nivel es como el “brillo térmico”.
La solución al problema presentado anteriormente es mover los 50 grados del campo hacia
abajo en la escala, para hacer que los colores cubran las temperaturas de la habitación que

estamos observando. Cuando lo hacemos, aún podemos encontrarnos con que no se están
utilizando todos los colores de la escala. Podemos realizar un ajuste más fino todavía. Desde
hace unos diez años, los instrumentos tienen una función automática que nos da un ajuste
aproximado de la imagen, con que nos evitamos tener que estar demasiado tiempo
buscándolo. Estas funciones no son normales suficientes si desea analizar la imagen
adecuadamente, así como debemos ser capaces de utilizar los controles de nivel y campo.
Cómo se utilizan estas funciones para análisis de la imagen se describirá en un capítulo
posterior, junto a otros métodos. Por ahora, asegúrese de que conoce la práctica y el principio
de funcionamiento.
FUNCIONES DE MEDIDA
Figura 3.3. La isoterma sustituye cierto rango de calores de la escala, por uno de elevado
contraste.
Las cámaras modernas ofrecen muchas funciones que se puedan utilizar para medir
temperatura. Una de las más antiguas es la isoterma. Esta función no habría soportado tantos
años si no fuera tan útil y versátil, como comprenderá durante el curso.

Figura 3.4. La medida puntual es una función simple y muy conveniente
La segunda invención históricamente es el medidor puntual. Es muy popular debido a su
simplicidad. Las funciones de área, que pueden mostrar las temperaturas más calientes, más
fría o el valor promedio dentro de un área, son también muy útiles.
Figura 3.5. En esta imagen, la función de área se fija para mostrarnos la temperatura más
elevada en el recuadro.

Cuando practique usando su cámara, se familiarizará con las funciones disponibles en su
cámara, y sabrá como utilizarlas.
CAPTURANDO UNA IMAGEN
La captura de imagen se realiza congelando, almacenándola, ó mediante las dos en orden
consecutivo. Por supuesto, para el informe la imagen debe ser primero almacenada en la
cámara, para después ser transferida a un ordenador y generar en él el fichero e informe para
su posterior impresión.
Las “Tres Grandes Reglas”
Hay tres reglas generales, independientes de la cámara que esté utilizando. Tres cosas nunca
se pueden modificar después de congelar ó almacenar la imagen:
 Rango de temperatura
 Enfoque óptico
 Composición
(En las cámaras antiguas, también hay una limitación para cambiar después el nivel y el
campo).
Asegúrese de que son correctos, ó obtendrá resultados pobres (¡ó ninguno!), ¡ y tendrá que
salir de nuevo a captar la imagen!.
Rango de temperatura
Como se ha explicado anteriormente, y como en cualquier otro aparato de medida, tiene que
fijar un rango de temperaturas que incluya el que pretende medir. Es cierto también para otros
muchos aparatos, en los que si se fija el rango demasiado ancho, la precisión de su medida
disminuye. Para explicarlo claramente, no puede esperar medir milivoltios si fija el rango de
kilovoltios.
Enfoque óptico
El enfoque óptico es importante, no sólo porque una imagen mal enfocada dice pco de un
termográfo – si no porque parece muy poco profesional. Sus informes son posiblemente lo
único de su trabajo que vena otras personas, así es en él donde da la impresión del trabajo que
ha realizado. Pero eso no acaba aquí, realmente la precisión de su medida también se ve
afectada pro su enfoque. ¡Malas imágenes producen malas lecturas de temperatura!.
Composición de la Imagen
La composición de la imagen se refiere a varias cosas. Tiene que ver en primer lugar en la
forma cómo presenta su objetivo en la imagen. No lo ponga muy lejos en una esquina. Ni

tampoco demasiado cerca, de forma que se corte parte de la información importante. El fallo de
forma que se corte parte de la información importante. El fallo más común en los principiantes
es permanecer demasiado lejos del cuerpo. El consejo general es ponerse ¡MAS CERCA! Eso
sí, mantenga una distancia ¡SEGURA! Muchas veces, sin embargo, tenemos imágenes en las
que el campo de visión de la cámara se encuentra infrautilizado. Y como el enfoque, la
composición de la imagen no es sólo una cuestión de ver el objeto. ¡Adivine! Si esta demasiado
lejos del objeto (es decir, el cuerpo aparece demasiado pequeño en la imagen) ¡no puede
medir la temperatura adecuadamente!. En otro capítulo se tratará este problema.
Dispositivos de almacenamiento
Afortunadamente ya no se utilizan las fotografías Polaroid de antes. Ahora las imágenes se
almacenan digitalmente, en floppy disks, tarjetas PC ó memorias flash. Familiarícese con el tipo
de dispositivo de almacenamiento que utiliza su cámara, y asegúrese de que lleva uno cuando
deje la oficina. De hecho, es un buen consejo tener una de repuesto en caso de emergencia…
Otra cuestión importante es asegurarse de que su ordenador puede importar este tipo de
imágenes, es decir si almacena las imágenes en una tarjeta PC, su ordenador debe tener lector
de este tipo de tarjetas.
Consejos prácticos
De forma breve, sugerimos que haga caso a los dos consejos siguientes.
 ¡Mantenga su pantalla limpia!
 ¡Congele antes de analizar!
Mientras esté observando un cuerpo en directo mantenga la imagen en su cámara tan limpia
como sea posible. Mantenga un número mínimo de funciones activas, ó mejor ninguna. La
mayor parte del tiempo de trabajo práctico debe ser utilizado para encontrar posibles
problemas ó anomalías. Como aprenderá más tarde en este curso, esta tarea no implica sólo
medir temperaturas. Es por lo que debe mantener tan pocas funciones de medida en la imagen
como sea posible.
Otra cosa que tiende a reducir la visión en su pantalla son los menús. Mantenga mínimo menús
activos, puesto que utilizan espacio en la imagen. Puede mostrar la información cuando la
necesite, lo que es menos frecuente de lo que piensa.
Congele (y/ó almacene) la imagen antes de analizarla. Es preferible analizar una imagen
congelada, a menos que este observando un objeto que varía con el tiempo, y sea ese proceso
en sí el que quiera analizar.

Puede salir de áreas poco confortables ó peligrosas si rápidamente enfoca y congela la
imagen. Una imagen en calma y estacionaria es mucho más fácil de analizar. Puede utilizar
todas las funciones de análisis de su cámara, sin tener que preocuparse de apuntar la cámara
exactamente a su objetivo.
La imagen congelada será la que después aparecerá en su informe, pro tanto tómese su
tiempo para estudiarla en modo congelado antes de almacenarla, y decida si es la que anda
buscando. Si no descongele, ¡y tome otra!.
Trabajar de esta forma reduce el estrés de su trabajo de forma importante.
Regla: sitúese tan cerca de su objetivo como sea posible de forma segura, pero
manteniendo los elementos más importantes dentro de la imagen.

REVISION DEL CAPITULO IV
1. ¿Qué tres cosas no se pueden modificar después de capturar la imagen?
2. ¿Qué es preferible analizar normalmente, una imagen en directo ó una
congelada?
3. ¿Qué es la primera cosa que ajustará cuando coja la cámara?
4. ¿Qué significan Nivel y Campo?
5. ¿Qué hace la cámara cuando utiliza el botón de ajuste automático?.
6. ¿Cuántos rangos de temperatura tiene su cámara?
7. Vuelva a comprobar que es capaz de hacer las cosas descritas en los “Objetivos
del tema”.

V.- EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO
Para qué utilizamos las diferentes longitudes de onda, y dónde se encuentra la radiación
infrarroja
La radiación electromagnética cubre un vasto espectro de diferentes tipos de radiación, que
utilizamos para una amplia variedad de aplicaciones. En este capítulo se intenta dar una
perspectiva sobre el espectro infrarrojo que utilizamos en termografía. Además se tratará de
dar al lector una idea de donde se sitúa la zona infrarroja dentro del espectro electromagnético
global.
OBJETIVOS DEL TEMA
 Conocer cómo se clasifican los diferentes tipos de radiación
 Diferentes longitudes de onda
 Conocer cómo se relacionan la luz visible y el infrarrojo
 Comprender qué significan la onda corta y larga
 Conocer las longitudes de onda aproximadas de ambas
 Comprender la razón por la cual se utilizan cámaras de longitudes de onda corta y
larga.
ONDAS
Todos tenemos al menos una visión intuitiva d elo que es una onda. Podemos hacer “surf”
sobre las olas, ó hacer “la ola” en un estadio durante un partido importante, ó recibir ondas de
radio con nuestro aparato de radio. Esta es una definición algo más complicada de lo que es
una onda:
“Una perturbación o variación que transfiere energía progresivamente de un
punto a otro en un medio y que puede tener la forma de una deformación
elástica, una variación de presión, intensidad magnética ó eléctrica, de potencial
eléctrico ó de temperatura”.

Lo primero de todo, hay que corregir al diccionario en un pequeño detalle – la energía
electromagnética no necesita un medio material para su propagación. Pero, dejando eso a un
lado, tratamos de entender lo que significa esta definición. Echemos una mirada a una onda
creada por una piedra arrojada en un estanque.
Fig. 5.1 Ondas concéntricas creadas por una piedra arrojada al agua
Cuando la piedra impacta sobre la superficie, a esa es la “perturbación”. Cuando llega al agua,
inicialmente empuja la superficie hacia abajo, pero la fuerza de la gravedad determina que la
superficie ha de ser plana (ó con la misma curvatura que la tierra realmente), por eso empuja la
superficie del agua de nuevo y llena la vida que había hecho la piedra. Una vez el agua se ha
puesto en movimiento, rebasará el nivel plano y se levantara sobre la superficie, pero la
gravedad volverá a empujar sobre ella, y así más y más. De esta forma se ha generado un
movimiento oscilatorio, y la energía cinética está presente en el movimiento del agua (“… una
deformación elástica … variación de presión…”). Esta energía se moverá hacia fuera desde el
punto donde impactó la piedra. Pero el agua realmente no presenta ningún movimiento radial.
(Si ves a la gente haciendo la ola en el estadio, ellos no se mueven de los asientos que tienen
asignados; no van corriendo alrededor del estadio …)
Hay muchas formas de describir una onda, e.g. por frecuencia, amplitud, longitud de onda,
velocidad, etc. Nosotros utilizaremos la velocidad y la longitud de onda. En termografía, las
ondas electromagnéticas se caracterizan normalmente por su longitud de onda, λ (lambda). Lo
que este concepto significa se muestra en la gráfica siguiente.

Fig. 5.2 Definición de longitud de onda, λ (lambda)
La longitud de onda es la distancia de un pico al siguiente, o lo que es lo mismo, de un paso
por cero al próximo. La unidad más común para la longitud de onda es el micrómetro, µm (1 µm
= 106
m = 1/1000 mm). También se le llama a veces “micra”. Otra unidad para la longitud de
onda cuando es muy pequeña es Å, ángstrom (1 Å = 1010
m = 1/10 000 000 m).
Las ondas electromagnéticas viajan a una velocidad muy elevada, a la que se conoce como
velocidad de la luz, Varía en función del medio, por lo que usualmente se define para el vacío.
La velocidad de la luz se escribe como un c minúscula, y en el vacío es c = 2.997925 * 108
m/s, ó aproximadamente 300000 km/s.
LUZ VISIBLE
La luz visible es muy similar a la infrarroja en diferentes aspectos. La luz blanca visible es una
mezcla de longitudes de onda y cuando vemos, por ejemplo, algo azul, es porque el cuerpo
tiene la habilidad de reflejar más la parte azul del espectro, que el resto de longitudes de onda.
Así, el ojo humano percibe los colores, que se corresponden con un rango de longitudes de
onda muy estrecho. Los límites del ojo son aproximadamente 0.4 µm (violeta) a 0.7 106
m
(rojo). Entre ambos se encuentra el resto de colores del espectro visible, como vemos en el
arco iris.

LONGITUDES DE ONDA
Fig. 5.3 Banda de longitudes de onda
Las longitudes de onda que más se utilizan son:
 Gamma
 Rayos X
 Ultravioleta
 Visible
 Infrarrojo
 Microondas
 Ondas de radio
En esta lista, los rayos gamma tienen la longitud más corta, que se va incrementando hacia
abajo en la lista. Las bandas de longitudes de onda son aproximadas, y la terminología
utilizada es diferente según la disciplina estudiada (astronomía, termografía, militar, etc…)
DETALLES DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Las bandas de longitudes de onda no se definen de forma brusca, cambian gradualmente y se
superponen unas con otras. Las definiciones están basadas en el uso que le damos, más que
en sus características físicas. La luz visible lo es porque podemos verla. Existen variaciones
entre individuos, y diferentes especies de animales. Existen también varias definiciones acerca
de lo que significa infrarrojo, y hay incluso algunas sugerencias de cómo llamar a las diferentes
partes del infrarrojo.

Fig. 5.4 El espectro electromagnético
El esquema de la figura anterior pretende dar una idea de cómo están situadas las diferentes
longitudes de onda. No parece necesario en este punto memorizar las longitudes de onda
características de cada una de ellas, pero podría ser interesante recordar lo siguiente:
 Visible: 0.4 – 0.7 µm
 IR cercano: 1 µm
 Onda corta: 2 – 5 µm
 Onda larga: 8 – 14 µm
La onda corta puede llegar a 5.6 µm, pero no suele definirse nunca pro debajo de 2. la onda
larga puede comenzar ligeramente por debajo de 8, y con un límite máximo que puede estar
por arriba ó debajo de 14 (12 es un número común).
RADIACIÓN TERMICA
La radiación térmica es un concepto más amplio que el infrarrojo. Es la radiación que tiene la
capacidad de transmitir calor por emisión y absorción.
No sólo la radiación infrarroja tiene la capacidad de transmitir energía térmica. De hecho, la
radiación que recibimos del sol tiene su intensidad más elevada en la parta visible del espectro.
Se considera radiación térmica la parte del espectro electromagnético que empieza en algún
punto dentro de la banda ultravioleta, y continúa en los rangos visibles e infrarrojo. De nuevo,
determinar las cifras exactas donde comienza y termina la radiación térmica es difícil, y
realmente no es necesario.

Si las ondas de radio calentaran, seriamos achicharrados por el mundo de comunicación
inalámbrica que nos rodea. Los hornos de microondas pueden calentar comida, pero el
proceso se basa en excitar directamente las moléculas de agua. Los cuerpos secos no son
afectados térmicamente por las microondas. Los rayos Gamma y los rayos X son igualmente
dañinos para nosotros, pero no nos afectan térmicamente. Si nos exponemos a ellos,
inicialmente no sentiremos nada, pero enfermaremos conforme la dosis se incrementa.
TRANSMISIÓN ATMOSFÉRICA
En termografía, utilizamos los términos onda corta (SW) y ondas larga (LW). Para explicar por
qué utilizamos estos rangos de ondas en termografía, necesitamos observar la forma en que la
atmósfera trasmite la radiación.
Fig. 5.5 Transmisión atmosférica en diferentes longitudes de onda
El gráfico muestra la transmisividad de la atmósfera, pera diferentes longitudes de onda a larga
distancia. Se ha representado para una distancia de una milla náutica (1852 m.), a temperatura
de 15.5ºC, con una humedad relativa del 70% y a nivel del mar.
El área bajo el gráfico es la proporción que queda de la radiación emitida por el cuerpo a una
distancia de una milla náutica. Podemos ver que en la parte visible, se transmite alrededor del
60%. Para los rangos de longitudes de onda corta y larga del infrarrojo se transmite un
porcentaje más elevado que en el rango visible.

Pero para las longitudes de onda entre los rangos de onda corta y larga, prácticamente no se
trasmite nada. Toda la radiación es absorbida por la atmósfera. Si construyéramos una cámara
para esta banda de longitudes de onda, no veríamos el cuerpo objetivo, sino algo como un
promedio de la atmósfera entre la cámara y el cuerpo.
La radiación que no atraviesa la atmósfera se suele llamar parte atenuada. La atenuación de la
atmósfera es mucho más pequeña para distancias más cortas. A una distancia de 10m, por
ejemplo, es ciertamente mucho menor que lo que se muestra en el gráfico. Es suficiente, sin
embargo, para hacer que esta banda de atenuación atmosférica sea totalmente inaceptable
para termografía.

REVISIÓN DEL CAPITULO V
1. ¿Cuáles son las longitudes de onda corta y larga para las cámaras termográfica?
2. ¿Por qué la banda de longitudes de onda entre la onda corta y larga es inapropiada
para las cámaras infrarrojas?
3. Cuáles son las longitudes de onda para la banda visible?
4. ¿Qué tres bandas de longitudes de onda características son más cortas que la luz
visible, y en que orden?.
5. Que tres bandas de longitudes de onda son más larga que la luz visible, y en qué
orden?

VI.- INTREPRETACION DE LA IMAGEN TERMICA
¿Qué ve realmente la cámara? ¿Qué representa una imagen infrarroja?
Cuando miramos una imagen térmica, obviamente utilizamos la misma referencia que para la
imagen visual. Esto es algo que nuestras mentes necesitan cambiar. Es un proceso largo,
cualquiera que tenga experiencia puede ratificarlo, y realmente no acaba nunca. Volviendo a
mirar imágenes tomadas hace diez años, podemos descubrir cosas que no habíamos visto
hasta el momento, ó hacer un análisis completamente diferente de lo que vemos, simplemente
porque hemos aprendido a desarrollar una nueva forma de ver las imágenes térmicas. Intenta
dejar a untado el espectro visual y sumérgete en el infrarrojo.
OBJETIVOS DEL TEMA
 Comprender qué representa una imagen infrarroja
 Conocer el significado del término “temperatura aparente”
 Comprender cómo una emisividad baja ó alta pueden cambiar el aspecto de una
imagen..
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA CÁMARA
La cámara convierte la radiación infrarroja invisible en una imagen visible. La cámara mide la
radiación infrarroja que es irradiada desde el cuerpo que estamos mirando. La radiación
infrarroja atraviesa las lentes, y es enfocada en el detector, de forma muy parecida a como la
radiación visual impresiona la película en una cámara fotográfica.

Fig. 6.1 Principio de funcionamiento de una cámara infrarroja
El detector genera una señal eléctrica de algún tipo, que varía con la intensidad de la radiación
infrarroja que incide sobre él. Observe: la intensidad, nada más. La señal eléctrica es
amplificada y digitalizada, y procesada por la electrónica de la cámara. Es entonces cuando se
convierte en una imagen que es visualizada en el visor, y que podemos ver como una imagen
infrarroja.
VISUAL vs INFRARROJO
Hay dos diferencias fundamentales entre mirar una imagen infrarroja ó una visual.
1. La visual está compuesta principalmente por la reflexión de la radiación procedente del
entorno, mientras que la infrarroja es una combinación de emisión del objeto y reflexión
del entorno.
2. La visual es color e intensidad, el infrarrojo es sólo intensidad.
Cuando miramos algo con nuestros ojos, vemos principalmente radiación reflejada. A menos
que algo este muy caliente – al menos 500ºC – lo que vemos es luz visible procedente de otra
fuente, que es reflejada en el cuerpo. La fuente de luz visible puede ser una bombilla ó el sol.
Los colores que vemos son reflejos también. Una copa azul, por ejemplo, tendrá la habilidad de
reflejar más la parte azul de la luz visible, y absorbe el resto de colores.

Fig, 6.2 La imagen visual es radiación reflejada, la infrarroja es radiación procedente del
propio cuerpo
Aunque también tenemos reflejos en el infrarrojo, la parte reflejada es algo que tratamos de
compensar. Preferimos objetivos con elevada emisividad, que no reflejan mucho. Esto es
porque lo que nos interesa principalmente es la propia emisión del objetivo; la parte reflejada es
normalmente un estorbo. La cámara infrarroja no distingue diferencias dentro de la banda de
longitudes de onda a la que es sensible. Una cámara de onda larga, por ejemplo, utilizada el
rango de ondas 8 – 12 µm y no sabe si la radiación que incide sobre el detector viene de 8, 9,
10, 11 ó 12 µm. La suma toda – la intensidad de radiación. La imagen utilizará una escala falsa
de grises ó colores, en la cual un extremo de la escala significa la intensidad de radiación más
elevada, y el otro extremo la más baja.
LA IMAGEN TERMICA
¿Qué es una imagen térmica? Es una imagen de la intensidad de radiación térmica. Otro fallo
muy común es suponer también que es una imagen de la distribución de temperaturas. No lo
es. Veamos un par de ejemplos. Ellos nos mostrarán que lo que vemos en la imagen no es
nunca una distribución de temperatura, es siempre intensidad de radiación.

Fig. 6.3 Taza azul con impresiones en oro en imagen visual y el infrarrojo
La figura muestra las imágenes de una taza azul, en el espectro visual y en el infrarrojo. En la
imagen visual, la taza refleja más la parte azul del espectro visible. En una imagen en blanco y
negro parecerá más oscuro. La impresión dorada aparece ligeramente amarillenta y presenta
un brillo metálico. En una imagen en blanco y negro seria algo más blanco. Todo lo que vemos
es reflexión.
En la imagen térmica, la taza azul tiene una emisividad más elevada, y por tanto irradiará más
que los motivos dorados, que tienen una emisividad más baja. La temperatura superficial, sin
embargo, ¡es muy similar en las zonas azules y en las doradas! La imagen térmica realmente
muestra las diferencias en la intensidad de radiación, pero no diferencias de temperatura.
En este caso, es una diferencia en la emisividad la que provoca el contraste en la imagen
térmica, no una diferencia de temperatura. Tanto la taza azul como los motivos dorados
impresos reciben la misma cantidad de radiación de los objetos de alrededor en la habitación.
Esa radiación será reflejada en la parte azul y dorada de la taza. En el infrarrojo, la radiación
térmica procedente del entorno también será reflejada; mas de las zonas doradas y menos de
la parte azul de la taza.
Fig. 6.4 Imagen visual e infrarroja de la misma escena

Aquí tenemos una imagen de una ventana, en el espectro visual y en el infrarrojo. Hay un
hombre con una cámara infrarroja enfrente de la ventana, pero en la imagen visual lo único que
vemos en la ventana es lo que hay afuera del edificio. En la imagen térmica, podemos ver el
reflejo del hombre. El hombre representa una radiación reflejada más elevada que el resto de la
habitación, razón por la que en la ventana aparece 1.5 grados Celsius más caliente en el
reflejo. La propia ventana está toda ella por supuesto a la misma temperatura, exceptuando
quizá la zona próxima al marco, que está algo más fría. ¡Pero la radiación saliente del área de
reflexión es realmente mayor! Así de nuevo, lo que podemos ver en la imagen térmica
representa intensidad de radiación, no temperatura.
TEMPERATURA APARENTE
Ya estamos listo para definir un concepto importante que utilizaremos frecuentemente más
tarde, denominado temperatura aparente.
Definición:
“Temperatura aparente es la lectura no compensada a partir de una cámara infrarroja,
que contiene toda la radiación incidente sobre el instrumento, independientemente de su
fuente”
La imagen térmica será siempre una imagen de temperatura aparente.
La temperatura aparente es diferente de la temperatura real – que esta relacionada con el
movimiento de átomos y moléculas. La temperatura aparente es una lectura de temperatura no
compensada, justo como la ve el instrumento infrarrojo. Para obtener una lectura de
temperatura real a partir de un instrumento infrarrojo, debemos compensar la influencia de
varios factores. Más tarde trataremos cómo se hace esto correctamente. El término
“temperatura aparente” es válido para otros tipos de instrumento también, no sólo para los que
adquieren imágenes.
Temperatura aparente “medida”
Algunas veces nos interesa cuantificar la temperatura aparente. Para “medir” temperatura
aparente, se fijará la emisividad a 1.0 y la distancia a 0 metros, lo que significa que no se lleva
a cabo ninguna compensación.

Compensación
Para ser capaces de medir temperatura (lo que trataremos más tarde), debemos compensar la
imagen de temperatura aparente de diferentes formas.
Se realiza la compensación fijando lo que usualmente llamamos parámetros de objeto. Todos
los instrumentos infrarrojos con capacidad de medida real tienen un menú para la introducción
de aquellos parámetros, aunque estos pueden diferir ligeramente entre los diferentes
instrumentos.
Traduciendo la imagen
Cuando se ha realizado la compensación, ¡es importante recordar que lo que la cámara está
viendo no ha cambiado! La imagen que esta mirando en el visor aún es una imagen de
temperatura aparente. Debemos aprender a traducir la imagen en nuestras mentes, porque la
cámara no lo hace por nosotros.
Fig. 6.5 Dos ejemplos diferentes de compensación de parámetros de objetos para la
misma imagen
Aquí hay dos versiones de la misma imagen térmica, con dos combinaciones diferentes de
valores para los parámetros de objeto. (¡Ninguno de ambos ha de ser necesariamente
correcto!) La diferencia en dichos parámetros cambia drásticamente las lecturas de
temperatura en las tres zonas que están marcadas en la imagen. Pero la imagen aún parece la
misma. Algunas de las temperaturas aparentes que vemos son cercanas a la temperatura real,
y otras están muy lejos. Un termógrafo necesita aprender cómo separar la temperatura real de
la falsa. Esto supone un largo proceso e aprendizaje. A partir de ahora, trataremos de
proporcionarle trucos y pistas para evitar errores en la interpretación, mostrando la forma de
aprender con más rapidez.

TEMPERATURA APARENTE Y EMISIVIDAD
Una conclusión importante a partir de la sección previa (Intercambio de energía por radiación)
es que siempre vemos radiación procedente de dos fuentes diferentes, el objetivo por sí mismo
y la reflexión de los alrededores. Veamos qué significa esto.
Necesitamos tres tazas de metal brillante, y un poco de cinta aislante. Pegaremos un trozo de
cinta en cada taza. Una taza debe estar vacía y las otras dos llenas con agua caliente y fría,
respectivamente. El montaje debería parecerse a esto.
Fig. 6.6 Montaje experimental
Condiciones supuestas:
 Cinta :  = 0.95
 Taza :  = 0.10
 Habitación: t = 20ºC
Tendremos una taza que estará más fría, otra más caliente y otra exactamente a la misma
temperatura que la habitación, independientemente de cuál sea esta. La pregunta es ¿parecerá
más caliente, más fría ó a la misma temperatura que la taza brillante, de baja emisividad? Debe
responder con sinceridad. Rellene la tabla inferior. No se preocupe por si se equivoca – muy
poca gente acierte la primera vez.
Ponga una marca en cada recuadro de cada fila, en la columna que dice cinta indique cómo
aparecerá la cinta en relación a la superficie brillante.

Fig. 6.7 La solución del experimento no se da en este manual…
EFECTOS DE EMISIVIDAD
Como hemos visto, la emisividad juega un papel fundamental en termografía. La forma en que
aparece una superficie depende mucho de su emisividad, no sólo de la temperatura. Sería más
apropiado en este punto resumir el efecto de la emisividad como sigue.
Con un objetivo de alta emisividad
 La temperatura aparente del objetivo será cercana a su temperatura real
 Puede confiar en lo que ve…
Con un objetivo de baja emisividad
 La temperatura aparente del objetivo será cercana a la temperatura aparente de los
cuerpos de alrededor
 No puede confiar en lo que ve
Si usted quiere una regla sencilla y fácil de recordar, trate de recordar esto.

Fig. 6.8 ¡¡ Y no lo olvide!!
Por supuesto esto no es una “ley” científica No es ninguna “ley”. Por una emisividad baja es
muy perjudicial en termografía. Un cuerpo de baja emisividad se parecerá siempre a los
alrededores. Si el cuerpo esta mas caliente que los alrededores, parecerá mas frió de lo que
realmente esta, y si esta mas frío que los alrededores, parecerá mas caliente de lo que
realmente está. Se podría decir que los cueros de baja emisividad tratar de camuflar su
temperatura real en la imagen térmica.

REVISION DEL CAPITULO VI
1. ¿Qué representa la imagen térmica generada por la cámara?
2. ¿Qué es la temperatura “aparente”?
3. ¿La imagen térmica siempre es una imagen de la distribución de temperatura?
4. ¿Qué le dará una imagen mas “real”, un cuerpo de alta ó de baja emisividad?

VII.- TECNICAS DE ANALISIS DE LA IMAGEN TERMICA
Cómo utilizar las funciones y técnicas más experimentadas para mejorar su habilidad en
el reconocimiento y análisis de las imágenes térmicas
Cuando se utiliza una cámara fotográfica para documentar algo, normalmente es suficiente con
conseguir una buena imagen.
Una imagen térmica es algo completamente diferente de una imagen visual, por lo que es
necesario aprender nuevos métodos para analizarla. El análisis de una imagen requiere
conocimientos teóricos y experiencia practica. Esta última se adquiere con el tiempo, pero para
ello es necesario un mínimo conocimiento teórico previo.
Para comenzar, le enseñaremos algunas de las técnicas más útiles. Los que se van a describir
son métodos que han sido desarrollados a lo largo de mucho tiempo y que recogen la
experiencia de múltiples termógrafos.
Una de las cosas más sorprendentes de la termografía es que siempre se puede aprender algo
más.
OBJETIVOS DEL TEMA
 Comprender qué es un gradiente térmico
 Saber cómo utilizar los ajustes térmicos para comprender mejor la imagen
 Saber como utilizar la isoterma para comprender mejor la imagen
 Ser capaz de identificar reflexiones puntuales y diferencias de emisividad que causan
una interpretación falsa de la imagen térmica.
GRADIENTE TERMICO
Un gradiente térmico es una variación de temperatura gradual con la distancia.
Un gradiente térmico indica a menudo la existencia de transmisión de calor por conducción.
Muchos de los objetivos en termografía son sólidos opacos, y en ellos la transmisión de calor
sólo se produce por conducción. Es por esto por lo que es tan importante aprender a
analizarlos. Un gradiente térmico nos muestra el sentido del flujo de calor, y nos dirige así hacia
la fuente de calor.

La presencia ó ausencia de un gradiente térmico nos dará claves muy importantes para
analizar las imágenes térmicas.
Fig. 7.1 Ejemplo de gradiente térmico en una fundición
Esta pieza de una máquina se calienta por radiación desde la parte superior por el efecto de un
molde de fundición. Podemos ver cómo el calor es conducido desde el punto donde se absorbe
el calor, hacia el interior de la máquina. En este caso particular, el calentamiento de la
estructura de la máquina provoca una expansión térmica no uniforme que puede provocar
fugas en el molde. Es necesario reducir el gradiente térmico, para reducir las citadas
diferencias en el grado de expansión del molde.
UTILIDADES DE LA CAMARA PARA COMPRENDER MEJOR LA IMAGEN
El análisis de la imagen térmica implica a menudo el estudio de sus patrones térmicos. Los
patrones ó distribuciones térmicas son a veces difíciles de ver, por lo que el instrumento
contiene varias utilidades que le pueden ayudar a comprender mejor dichas distribuciones
térmicas. Aprender a utilizarlos le proporcionará más habilidad para entender lo que está
mirando en la imagen.
Las utilidades más importantes para mejorar la comprensión e la distribución térmica en su
cámara son
 Ajuste térmico
 Isoterma
 Las paletas de color

Otra herramienta más que a menudo es muy importante es
 Función de variación lineal de temperatura
AJUSTE TERMICO
“Ajuste térmico significa ajustar la escala de colores sobre el cuerpo que se
quiere analizar, con el objetivo de optimizar el contraste sobre el mismo”.
Para el ajuste térmico se utilizan los controles de Nivel y Campo de la cámara. Cuando se ha
seleccionado qué parte de la imagen es más interesante, hay que fijar los controles de Nivel y
Campo de forma que todos los colores de la barra de color cubran esa parte de la imagen, y
sólo esa parte. Las zonas menos interesantes de la imagen pueden quedar fuera de escala, y
por tanto se verán normalmente como negras ó blancas.
Fig. 7.2 Imagen ajustada automáticamente. La imagen entera está enfocada
térmicamente.
Si se utiliza el ajuste automático que tienen muchas cámaras, obtenemos una imagen en la que
prácticamente todas las partes de la imagen están cubiertas por los colores de la escala.
Algunas veces los extremos de la imagen están ligeramente fuera de la escala. Si miramos a la
imagen anterior, la conexión caliente en la esquina superior derecha tiene el color más brillante

de la escala, mientras que el fondo es negro ó prácticamente negro. Esto permite ver la imagen
entera, y así tenemos una vista general de lo que estamos mirando. La imagen entera está
ajustada térmicamente.
Mirando la imagen, sospechamos del cable de la izquierda. Parece un poco más caliente que el
del centro. La causa podría ser una caga demasiado elevada. ¿O puede ser algo más?
Echemos una mirada, colocando más colores en esa parte de la imagen. Aparecerá algo como
esto.
Fig. 7.3 Imagen enfocada térmicamente sobre el cable de la izquierda
La escala de colores ha sido comprimida. El fondo está totalmente negro y la zona caliente de
la esquina está blanca. El cable de la izquierda tiene ahora mucho mas contraste, y podemos
ver que el calentamiento está concentrado en una zona del mismo cable. Esto sugiere que
realmente es un problema interno del cable, un incremento de la resistencia causado, por
ejemplo, porque se han roto algunos de los filamentos.
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