¿Cómo comprobar y documentar la temperatura de un tablero eléctrico, en menos tiempo, con una cámara térmica?

El calentamiento anormal asociado con la alta resistencia o el flujo excesivo de corriente es la causa principal de muchos problemas en sistemas eléctricos. Cuando la corriente fluye a través de un circuito, parte de la energía eléctrica se convierte habitualmente en energía térmica. Pero si hay una resistencia demasiado alta en el circuito, o un flujo de corriente demasiado alto, se genera calor anormalmente alto que implica desperdicio y posibles daños. Cables de calibre insuficiente, conexiones flojas o elevado flujo de corriente pueden provocar un calentamiento anormalmente alto que conduce a circuitos eléctricos cuyos componentes pueden recalentarse tanto como para fundirse o provocar un incendio. En este artículo, vamos a explicar cómo comprobar la temperatura de un tablero eléctrico y otras aplicaciones posibles con el uso de la cámara de temperatura, y cómo es que esta herramienta facilita y optimiza el trabajo de electricistas, constructores, pintores, etc.

La termografía infrarroja nos permite visualizar estas huellas térmicas invisibles de daño inminente antes de que este se produzca. Podemos preguntarnos entonces cómo podemos relacionar las ventajas de la termografía infrarroja con la medición de la temperatura de un tablero eléctrico para detectar a tiempo un problema de recalentamiento. Muy sencillo: con una herramienta de medición como la cámara de temperatura o llamada también, cámara termográfica.

La tecnología ha perfeccionado notablemente las prestaciones de las primeras cámaras de temperatura y hoy en día podemos encontrar en el mercado modelos de tipo escáner con conectividad, que van mucho más allá de su mera función de registrar la temperatura para brindarnos una serie de características muy ventajosas, tales como:

• Medición sumamente precisa de la temperatura (en un intervalo de -40 °C a +1000 °C) y de la humedad ambiente (con una precisión de ±2%) en la misma herramienta.
• Cámara integrada para documentación rápida en el propio lugar de trabajo, con toda la información pertinente en una sola foto.
• Interfaz Bluetooth integrada para la transferencia de datos mediante aplicaciones especialmente diseñadas y proporcionadas por el fabricante.
• Puerto micro-USB para transferir datos y fotos a una computadora.
• Funcionamiento dual con pilas AA o batería de 10,8/12 V.
• Almacenamiento de todas las mediciones y fotos tomadas en carpetas creadas por el usuario, lo que permite documentar convenientemente los resultados y rastrear datos de varios trabajos al mismo tiempo, eliminando el riesgo de perder datos por transferencias manuales.
• Los datos pueden exportarse al formato PDF para compartir por correo electrónico o mensajes multimedia.

Uno de los detalles más sorprendentes de estos termodetectores es la amplia pantalla de visualización a color que poseen, la cual destaca un menú sumamente sencillo e intuitivo que pueden manejar hasta las personas sin ninguna experiencia.

Efectivamente, tanto aprendices como expertos pueden hacer uso de estas modernas cámaras térmicas, cuyas aplicaciones no sólo se limitan a los electricistas, sino también a otros profesionales, como vemos en el siguiente gráfico.

Cámaras termográficas – Aplicaciones

¿Cómo se realizan las mediciones con una cámara de temperatura?

Este tipo de cámaras de temperatura efectúan las mediciones entre dos puntos láser que se proyectan una vez que se activa la función de medición. Establecen la media de los valores referenciados en la superficie circular y muestran la temperatura de la superficie, o la humedad relativa del aire, medidas por un pequeño sensor situado entre el gatillo y la cámara.

Uso de la cámara de temperatura

La cámara está optimizada para usarla a una distancia de 1 metro, aunque son posibles distancias de hasta 5 metros. Cuanto más próxima esté la cámara del objeto a medir, menor será el área de medición y más precisa será la medición.

Las siguientes figuras muestran una cámara de temperatura de las características apuntadas, con sus partes principales y detalles de la pantalla.

Partes de una cámara de temperatura

1. Cubierta de la conexión micro-USB/conexión del termopar tipo K
2. Abertura de salida del rayo láser
3. Pulsador de desbloqueo de la batería/adaptador para baterías/tapa del compartimento para pilas
4. Tecla de medición/encendido
5. Sensor de humedad y temperatura ambiental
6. Número de serie
7. Señal de encendido del láser
8. Cable micro-USB
9. Tecla Guardar/Enviar por Bluetooth
10. Tecla de función derecha
11. Flecha derecha
12. Tecla de conexión/desconexión
13. Flecha abajo
14. Tecla de encendido y apagado de la linterna
15. Flecha izquierda
16. Flecha arriba
17. Tecla de función izquierda
18. Pantalla
19. Tapa protectora del sensor de humedad y temperatura ambiental
20. Accesorio para correa de transporte
21. Tapa protectora de la lente receptora de infrarrojos
22. Cámara
23. Lente de recepción de rayos infrarrojos
24. Linterna
25. Conexión tipo K para termopar
26. Conexión micro-USB

Cámara de temperatura – Pantalla e Indicadores

¿Cómo funciona? Ejemplo práctico de uso de una cámara de temperatura

Para ilustrar mejor el funcionamiento de estas cámaras, supongamos que somos electricistas que deseamos buscar un fusible sobrecalentado en un tablero eléctrico, y luego documentar y transferir la información obtenida. Esto significa que vamos a medir la temperatura superficial de los fusibles del tablero y para ello usaremos la modalidad de temperatura superficial de nuestra cámara de temperatura.

Por empezar, debemos tener en cuenta que el grado de emisión (emisividad) de un objeto depende del material (vidrio, aluminio, hierro, latón, cartón, etc.) y de la estructura de su superficie. Por lo tanto, para obtener mediciones correctas, es necesario verificar antes de cada medición si la emisividad que muestra la cámara de temperatura es correcta para el objeto a medir; si no lo es, debemos efectuar las correcciones correspondientes. Para ello procedemos como indica la guía del usuario del aparato.

Una vez que la emisividad coincida con la del objeto a medir, tendremos la certeza de que la temperatura superficial indicada en la pantalla es correcta.

Por lo tanto, comenzamos con la medición siguiendo esta serie de pasos que hacen referencia las dos últimas figuras de arriba.

1. Pulsamos la flecha derecha 11 o izquierda 15 tantas veces como sea necesario hasta que la pantalla muestre la ventana “Temperatura superficial” (“Surface temperature” si el menú está en inglés).
2. Si aparece una explicación de esta función, la ocultamos y comenzamos inmediatamente la medición pulsando la tecla de medición 4.
3. Dirigimos la cámara en posición vertical hacia la zona donde están los fusibles a medir y presionamos el gatillo para proyectar los dos puntos láser sobre el centro del primer fusible que mediremos.
4. Visualizaremos la temperatura de ese fusible en el marcador principal y, con el gatillo aún presionado, seguimos recorriendo uno por uno el resto de los fusibles para medir su temperatura. De esta manera, es evidente que enseguida encontraremos cuál es el fusible sobrecalentado.

La escala de resultados de la pantalla presenta el aspecto que indica esta figura.

Cámara de temperatura – Escala de resultados

El color azul significa temperatura baja y el rojo indica temperatura alta. En una medición continua de temperatura, es decir, si mantenemos el gatillo presionado como en nuestro caso, la flecha se desplazará por la escala. Si medimos un fusible más caliente, la flecha se desplaza hacia la derecha; si medimos uno más frío, se desplaza hacia la izquierda.

¿Cómo procedemos para que la cámara memorice los resultados de la medición?

1. Una vez finalizada una medición, soltamos el gatillo y en la pantalla aparecerá el símbolo para guardar la imagen. Las imágenes que se guardarán son capturas de pantalla en formato JPG de cada medición que efectuamos. Para ello, pulsamos la tecla 9.
2. Para mostrar las capturas de pantalla guardadas, pulsamos la tecla de función izquierda 17.
3. Para desplazarnos por las capturas de pantalla guardadas, pulsamos la flecha derecha 11 o izquierda 15.

¿Cómo procedemos para transmitir los datos obtenidos?

Para esto tenemos dos opciones: transmisión a un teléfono inteligente o a una tablet/laptop mediante conexión Bluetooth, o bien a una computadora de escritorio/laptop mediante conexión USB.

Transmisión de datos a través de Bluetooth®

1. Una vez que en nuestro dispositivo móvil está activada la interfaz Bluetooth, hacemos lo propio en la cámara de temperatura. Para ello accedemos al menú principal y fijamos “Bluetooth” en “On”. En la parte superior de la pantalla aparecerá el indicador de Bluetooth (ver imagen de la pantalla más arriba).
2. Comenzamos con la transmisión de datos por Bluetooth de la manera habitual.
3. Es posible ampliar la cantidad de funciones y simplificar el procesamiento de datos con aplicaciones especiales que podemos descargar desde las tiendas indicadas por el fabricante.

Transmisión de datos a través de la interfaz USB

1. Levantamos la cubierta 1 de la cámara de temperatura.
2. Conectamos un extremo del cable micro-USB 8 provisto con la herramienta en el puerto 26, y el otro extremo en un puerto USB de nuestra computadora.
3. Los archivos JPG memorizados se pueden copiar, mover o eliminar de la memoria interna de la cámara de temperatura

De hecho, el que acabamos de brindar es apenas un ejemplo muy sencillo de la multiplicidad de aplicaciones que tiene una cámara de temperatura de estas características. Pero hay más. Por ejemplo, la cámara también cuenta con otras funciones importantes, tales como:

Función medición de puente térmico: un puente térmico es un objeto que transmite calor indeseable hacia afuera o hacia adentro y, por lo tanto, difiere significativamente de la temperatura del resto de una pared o de la temperatura deseada de una pared. Como la temperatura superficial en los puentes térmicos es menor que en el resto de la habitación, el riesgo de moho aumenta significativamente en estos lugares.

La función medición de puente térmico emite una señal sonora y visual cuando encuentra un puente térmico y si la temperatura de este es sobrepasada. Para muchos usuarios, comprobar la variación de temperatura de una habitación es una tarea cotidiana, por lo que, con esta función, la tarea que antes llevaba mucho tiempo ahora tarda unos pocos segundos para realizarse.

Función medición de la temperatura del punto de condensación: la temperatura del punto de condensación depende de la humedad relativa y de la temperatura del aire, e indica la temperatura a la cual el vapor de agua en el aire empieza a condensarse. Cuando la temperatura de una superficie está por debajo de la temperatura del punto de condensación, el agua comienza a condensarse sobre esta superficie. Cuanto mayor sea la diferencia de ambas temperaturas y cuanto mayor sea la humedad relativa, mayor será la condensación. El condensado en las superficies es una causa importante de la formación de moho.

La función medición de la temperatura del punto de condensación informa a través de una escala, y también de una señal sonora, si la temperatura de la superficie se acerca a un punto de condensación, por lo que el usuario puede fácilmente comprobar si el área medida tiene posibilidades concretas de formación de moho.

Como si esto no fuera suficiente, estas cámaras termográficas o termodetectores también cuentan con elementos que facilitan las mediciones en áreas oscuras y/o de difícil acceso, como muestran las imágenes de abajo:

• Linterna LED incorporada que ilumina la zona a medir y también ayuda a obtener mejores fotografías.
• Puerto para conectar una termocupla o termopar de tipo K y explorar, por ejemplo, motores y maquinaria.

Cámaras termográficas – Linterna para la oscuridad

Con todas estas características, comprobamos que la aplicación de las nuevas cámaras termográficas puede extenderse incluso a entornos industriales, por ejemplo, para detectar fallas en equipos de bajo y alto voltaje, en componentes mecánicos, en tuberías, bombas y válvulas de instalaciones petroquímicas y muchos otros donde la medición de la temperatura y la humedad es un requisito importante.