¿Qué es un Boroscopio?

Un boroscopio (o boróscopo) es un endoscopio que cumple la misma función que los correspondientes dispositivos médicos, pero que se aplica especialmente en talleres y en la industria automotriz, naval y aeronáutica para inspeccionar zonas inaccesibles, como el interior de motores, turbinas, máquinas e instalaciones. De hecho, el principio básico de un boroscopio y un endoscopio son idénticos, ya que se trata de dirigir a través del instrumento una luz clara y fría hasta cavidades internas de difícil acceso para posibilitar una visión nítida y, al mismo tiempo, una documentación objetiva mediante la transferencia de imágenes.

En la Segunda Guerra Mundial se usaron boroscopios primitivos para examinar los orificios interiores de las grandes armas de fuego en busca de defectos. Con el tiempo, la tecnología fue perfeccionando el instrumento tal como lo conocemos hoy.

En el sentido general, el boroscopio es un instrumento óptico de bajo aumento (3x a 4x), normalmente de diámetro pequeño (< 20 mm) y relativamente grande en términos de longitud total, a menudo de 50 a 100 veces su diámetro. El diseño óptico de un boroscopio está influenciado por estas limitaciones dimensionales, por los requisitos de precisión de los componentes ópticos y por el alto nivel de calidad de imagen que generalmente es necesario.

Tradicionalmente, un boroscopio consiste en tres grandes componentes ópticos: la lente del objetivo, un sistema óptico de retransmisión de la imagen (conocido como “relay”) y el ocular, como vemos en la figura de abajo. La lente del objetivo forma una imagen interna del objeto iluminado y el ocular magnifica esa imagen que presenta ante los ojos del observador.

Componentes-Ópticos

La configuración de la lente del objetivo está determinada por las especificaciones finales del instrumento, tales como el campo de visión, la velocidad de la lente (f/número), la distorsión y la calidad de imagen. La configuración del sistema de retransmisión de la imagen está dada por el diámetro permisible de la lente, la longitud requerida del instrumento, la reducción permisible del brillo o saturación en la periferia de la imagen (“vignetting”) y la calidad de imagen. La selección del ocular por lo general, se realiza sobre la base de la ampliación general requerida, el campo aparente de visión y la comodidad para el ojo.

En el mercado actual existen varios tipos de boroscopio, desde los más simples y económicos hasta los más sofisticados, equipados con dispositivos de imagen o video que ofrecen la mejor resolución.

Veamos detalladamente cuáles son los tipos de boroscopio y sus usos principales.

Boroscopios rígidos

Son comparables a un periscopio, con un vástago o vaina y una punta de cristal especial que además de dotar al boroscopio de gran resistencia a los desperfectos y el desgaste, garantiza una gran protección del sistema óptico.

Boroscopios-Rígidos

Dependiendo de la forma en que transmiten la imagen, los boroscopios rígidos se subdividen en dos tipos:

• Boroscopios con prisma oscilante: utilizan un sistema de lentes para la transferencia de imágenes y constan de un prisma oscilante en la punta del vástago. Con la ayuda de un mango de direccionamiento, la dirección visual puede ajustarse progresivamente entre 0° y 140° y el vástago puede girarse 400°. Es el que se muestra en la figura de arriba.
• Boroscopios semirrígidos: utilizan un haz de fibra óptica alojado en un vástago rígido y, por lo tanto, su diámetro es menor que el de los boroscopios con prisma oscilante. La ventaja es que, a diferencia del anterior, permiten la inspección de zonas sinuosas.

Los boroscopios rígidos con prisma oscilante tienen la limitación de que el acceso a lo que se desea observar debe estar en línea recta, por lo tanto, son más adecuados para ciertas tareas como la inspección de cilindros de automóviles, inyectores de combustible, cuerpos de múltiples hidráulicos y fabricación de armas.

Los criterios para la selección de un boroscopio son generalmente la claridad de imagen y el acceso. Si tenemos dos instrumentos de calidad similar, el boroscopio rígido de mayor diámetro y menor longitud brindará la mejor imagen.

Boroscopios flexibles

Un boroscopio flexible incluye un haz de fibras ópticas alojado en una vaina flexible que dividen la imagen en pixeles. La diferencia con el boroscopio semirrígido que citamos más arriba es que carece de vástago rígido. También se conoce como fibroscopio y se puede utilizar para acceder a cavidades que rodean una curva, tal como una cámara de combustión, con el fin de observar el estado de entradas de aire comprimido, aspas de turbinas y sellos sin necesidad de desmontar el motor.

Boroscopios-Flexibles

Los boroscopios flexibles experimentan pixelación y diafonía debido a la guía de imagen de fibra óptica. Dependiendo del número de fibras y de la construcción usada en la guía de imagen de fibra, la calidad de imagen varía ampliamente entre los distintos modelos de boroscopios flexibles.

Los componentes del mecanismo de articulación, la amplitud de la articulación, el campo de visión y los ángulos de visión de la lente objetivo son parámetros importantes en un boroscopio flexible, como también lo es el sistema flexible de retransmisión de la imagen para ofrecer la mejor resolución posible al observador. La cantidad mínima para ello son haces de 10.000 pixeles, mientras que en los boroscopios de mayor diámetro se obtienen las mejores imágenes con un mayor número de fibras en haces de 15.000 a 50.000 pixeles. La capacidad de controlar la luz en el extremo del tubo de inserción permite que el usuario efectúe ajustes que pueden mejorar considerablemente la claridad del video o de las imágenes fijas.

Videoboroscopios

Un videoboroscopio es similar al boroscopio flexible, pero en el extremo del tubo flexible utiliza una cámara de video en miniatura que hace posible la captura de video o imágenes fijas en la profundidad de equipos, motores y otros espacios oscuros.

Como herramienta de inspección visual remota, la posibilidad de capturar video o imágenes fijas para una inspección posterior es un gran beneficio. Una pantalla en el mango muestra la visualización de la cámara y la posición de visualización se puede cambiar a través de una palanca de mando o controles similares. Puesto que el complejo de guía óptica se sustituye con un cable eléctrico de bajo costo, los videoboroscopios pueden ser mucho menos costosos y, dependiendo de las especificaciones de la cámara, pueden tener mejor resolución.

Los costos de los videoboroscopios de alta gama pueden oscilar entre 10.000 y 50.000 dólares, según el fabricante, las opciones y las especificaciones. Los videoboroscopios a pila, fáciles de usar, con pantallas LCD de 3 pulgadas y 320 x 240 pixeles o más, oscilan entre 100 y 400 dólares. En muchos de estos modelos, la cámara de video y el tubo flexible son sumergibles.

En el siguiente video vemos un ejemplo de un videoboroscopio y su empleo en un taller del automotor.

Otros usos del boroscopio

Los boroscopios también han encontrado aplicación en técnicas de ensayo no destructivo en soldadura, por ejemplo, para el reconocimiento de defectos superficiales, imperfecciones, porosidades, grietas, corrosión, delaminaciones, protuberancias, fugas, pérdidas de recubrimientos protectores, deformaciones y desgastes.

También se utilizan boroscopios en la fabricación de piezas mecanizadas o de fundición para inspeccionar superficies interiores críticas a fin de revisar rebabas, el acabado de la superficie u orificios pasantes completos. Otros usos comunes incluyen aplicaciones forenses en el cumplimiento de leyes y la inspección de edificaciones, así como la fabricación de armas para inspeccionar el orificio interior de un arma de fuego.

Accesorios

La amplia oferta de boroscopios de todo tipo se completa con una serie de accesorios no sólo para adaptarlos a monitores, computadoras, cámaras digitales, cámaras convencionales y camcorders, sino también para optimizar la performance. Además de estos adaptadores y los cables correspondientes (USB, video compuesto o S-video, etc.) la variedad de accesorios va desde fuentes de luz, trípodes para montaje y pinzas de sujeción del instrumento hasta accesorios de visión angular y de ampliación x2 para una mejor visión.

Todo esto se complementa con diversos tipos de software a fin de combinar, cuando fuere necesario, la inspección visual con el análisis informático, lo que facilita el trabajo de seguimiento y planificación gracias al almacenamiento de información e imágenes en bases de datos. Los equipos que recopilan y analizan los datos, actualizan las normas y amplían los programas de certificación permiten que el inspector visual se concentre solamente en la recolección de los datos, dejando todos los cálculos a la computadora.

Video de un boroscópio inspeccionando un block de motor