La mappatura dei colori

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fig2Più la temperatura di un oggetto è elevata più emette radiazioni che attraverso apposite apparecchiature possono essere rilevate e analizzate per avere un quadro sul funzionamento di un componente, un macchinario o un impianto

Tecnologie per misurare e valutare i processi industriali, sensori per monitorarne il corretto funzionamento, per quantificarne l’efficienza e mettere a punto una strategia per ottimizzare il funzionamento di impianti e macchinari. Il ventaglio delle strumentazioni e i software per l’analisi dei sistemi di produzione e automazione industriale sono in costante espansione. Non si tratta di soluzioni alternative o sostitutive una dell’altra ma complementari, ovvero ogni indagine diagnostica fornisce dati importanti e diversi per valutare lo stato di funzionamento di un sistema produttivo, individuare possibili anomalie, anticipare eventuali rotture. Dall’insieme dei dati raccolti ed elaborati è così possibile avere un quadro complessivo, attuare le dovute strategie preventive e mettere a punto un piano di manutenzione accurato. In questo panorama un apporto importante viene fornito dai kit termografici a infrarossi che consentono di eseguire delle vere e proprie mappature termografiche: la temperatura emanata da un oggetto diventa così una spia che segnala la necessità di effettuare degli interventi di manutenzione o riparazione ed è un supporto all’impegno dell’industria nel migliorare le efficienze costruttive. Il modo migliore per aumentare la qualità di un’installazione e la sua manutenzione è proprio mettere a disposizione dei tecnici che ne monitorano il funzionamento un “feedback termico” che renda visibile ciò che l’occhio umano non è in grado di percepire. Dove le altre tecnologie consentono di rilevare un problema a carico dell’intero sistema, le termocamere sono in grado di identificare l’esatto componente da sostituire o riparare. In maniera rapida, affidabile ed efficiente queste tecnologie consentono di localizzare segni di usura su ingranaggi, cuscinetti, sistemi elettronici prima che si verifichi un guasto di grave entità.

I benefici dei sistemi di visione a infrarosso

L’occhio umano è capace di rilevare solo una parte dello spettro elettromagnetico. Qualsiasi oggetto a una temperatura superiore allo zero assoluto emette radiazioni infrarosse che non siamo in grado di vedere ma possiamo percepire attraverso altre terminazioni nervose sotto forma di calore. La termografia può essere definita come l’arte di trasformare un’immagine a infrarossi in un’immagine radiometrica che consente di leggere i valori della temperatura dall’immagine. Affinché ciò sia possibile, nella termocamera a infrarossi vengono introdotti degli algoritmi complessi. Il principale vantaggio di questo approccio tecnologico è che consente di effettuare controlli non distruttivi, ovvero senza alterare i materiali, evitando l’asportazione o la fabbricazione di campioni e soprattutto consente di ispezionare un prodotto lungo tutto il ciclo produttivo e non solo al termine del processo industriale, riducendo così scarti e costi. In pratica in un sistema di visione a infrarosso l’energia emessa da un oggetto viene fatta convergere dai componenti ottici verso un detector all’infrarosso che invia le informazioni al sensore elettronico per elaborare l’immagine. I dati, una volta elaborati, possono essere trasferiti e visualizzati sullo schermo di un device. Una termocamera è dunque uno strumento efficiente e affidabile per effettuare delle indagini diagnostiche e preventive in un ampio numero di settori industriali. L’impiego di queste tecnologie consente di avere molteplici vantaggi: le ispezioni possono essere eseguite senza perturbare il sistema, visualizzando e misurando in tempo reale il calore prodotto senza contatti e le analisi possono essere ripetute nel tempo. Le differenze di temperature rilevate sono dell’ordine dei centesimi di grado. Grazie a questo approccio diagnostico è possibile individuare eventuali problemi prima che si verifichino i guasti consentendo così di intervenire, risparmiando tempo e denaro. Infine questa tipologia di verifiche non richiede il fermo dei processi industriali, anzi è ideale per fare studi su impianti a massimo regime e per esaminarne il funzionamento durante le fasi di avvio e fermata. Quando si rileva che un certo componente presenta un eccessivo surriscaldamento, sulla base delle informazioni termografiche, si possono prendere decisioni adeguate per la sua riparazione, con o senza ulteriori controlli.

Campi applicativi

Sono innumerevoli i campi applicativi in cui le termocamere possono essere impiegate per effettuare indagini preventive, correttive e predittive. Vengono usare per effettuare le ispezioni degli impianti elettrici: quando i collegamenti elettrici si allentano, il passaggio di corrente si scontra con una resistenza che può provocare un aumento della temperatura. Di conseguenza, possono prodursi guasti e rotture dei componenti, con conseguenti fermi non programmati e danneggiamenti agli impianti. Senza contare che in Europa l’energia elettrica è la principale causa degli incendi nell’industria: tramite gli apparecchi termografici è, possibile, individuare in anticipo i surriscaldamenti da cui potrebbero generare gravi danni. Anche nei comparti ferroviario e meccanico gli strumenti termografici rappresentano un supporto fondamentale per monitorare il surriscaldamento dei binari e l’efficienza di macchinari e impianti durante il loro ciclo di attività e valutare possibili vibrazioni e criticità che possono compromettere l’efficienza dei processi industriali. Un altro ambito di applicazione è quello delle condutture: per esempio gli scambiatori di calore vengono controllati regolarmente con l’infrarosso per rilevare eventuali tubi ostruiti o difettosi. In ambito petrolchimico, oppure nelle fonderie per automotive, il controllo della temperatura esterna dei forni è un indicatore importante sulle condizioni interne del refrattario o dell’isolamento. Anche i moderni sistemi di automazione, collaudo e controllo della qualità vengono realizzati con incorporate le telecamere a infrarossi. Un altro settore in cui l’applicazione della termografia sta portando un riscontro positivo è quello delle energie alternative. L’uso delle termocamere per la valutazione dei pannelli solari offre molteplici benefici perché consente di effettuare la scansione di grandi dimensioni in un arco di tempo breve. Per esempio, l’innalzamento della temperatura di una cella o di una parte di essa, può indicare che ci sono dei difetti o delle anomalie e dal confronto delle immagini sotto carico e senza carico è possibile individuare i potenziali guasti che interessano i moduli o gli eventuali problemi di interconnessione elettrica. Un altro ambito delle rinnovabili che richiede un’intensa attività di monitoraggio e manutenzione è quello delle centrali eoliche dove le termocamere vengono utilizzate per ispezionare gli impianti meccanici ed elettrici e prevenire guasti che causerebbero dei fermi delle tecnologie dai costi insostenibili. Tra le novità più recenti le termocamere da utilizzare abbinate ai droni per il rilevamento di incendi, l’ispezione e l’analisi del dispendio energetico degli edifici e dei tetti, il controllo delle linee elettriche, la sorveglianza e la sicurezza. Mentre di recente i ricercatori della Universidad Carlos III de Madrid hanno messo a punto un sistema di rilevamento, indicato con l’acronimo UC3M, che, tramite le immagini registrate da due telecamere termiche a raggi infrarossi identifica la presenza di eventuali pedoni nel campo visivo.

 

 

 

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