Bolsista de Valor: Revista de divulgao do Projeto Universidade Petrobras e IF Fluminense v. 2, n. 1, p. 179-182, 2012 179

* Tcnico em Mecnica pelo IF Fluminense, campus Campos-Centro.** Tcnica em Mecnica pelo IF Fluminense, campus Campos-Centro.

Termografia na Inspeo Preditiva: um ensaio no destrutivo, utilizado como meio de inspeo, que identifica a variao de temperatura em partes de um corpo ou pea

Benedito Adilson Domiciano Neto*Caroline Nascimento S Almeida**

ResumoEste trabalho tem como objetivo principal evidenciar o uso e a importncia da termografia na inspeo preditiva, mostrando em que consiste essa forma de ensaio no destrutivo, que se utiliza da medio de temperatura de partes de um corpo ou uma pea por meio de radiao infravermelha, e tambm sua vasta utilizao em diversas reas, como em instalaes eltricas, e no monitoramento de sistemas mecnicos.

Palavras-chave: Termografia. Inspeo. Ensaio. Temperaturas. Radiao.

Introduo

Muitos anos atrs, os mdicos e filsofos gregos - Plato, Aristteles, Hipcrates e Galeno perceberam e ficaram admirados pela relao do calor com a vida. O que era questionado no era o calor do corpo humano, mas sim as formas de dissipao do calor de um corpo (LOMAX, 1979).

Hipcrates percebeu as diferenas de temperaturas em diversas partes do corpo humano, e ele relacionou o aumento de temperatura fora do comum em algumas partes do corpo como uma indicao da presena de algum tipo de doena. quando uma parte do corpo mais quente ou mais fria do que o restante, ento a doena est presente nesta parte (ADAMS, 1939).

Hipcrates colocava o dorso de sua mo sobre o corpo da pessoa a ser examinada para sentir o calor irradiado pelas partes deste corpo, e usava uma tcnica para confirmar suas suspeitas, ele esfregava lama sobre o corpo para ver se a lama secava mais rpido na mesma parte que ele havia identificado como mais quente. Desta forma nasceu a termografia (GERSHON-COHEN, 1964).

A radiao infravermelha comeou a ser estudada por Della Porta, atravs de experimentos pticos no final do sculo XVI. Dois sculos depois Sir Willian Herschel, utilizando-se de um espectroscpio (aparelho utilizado para fazer anlise espectrogrfica), por meio desses experimentos descobriu-se que o sol emitia raios infravermelhos. Porm at a metade do sculo XIX no se soube ao certo qual seria a relao desta descoberta com a luz, at que seu filho, Sir John Herschel, pioneiro no campo da fotografia, representou graficamente em um papel a primeira termografia (PUTLEY, 1982).

No incio dos anos 60 enquanto era desenvolvido os detectores de raios infravermelhos, outra tcnica de diferencial trmico estava sendo trabalhada. Nessa tcnica utilizavam-se cristais lquidos de colesterol para criar um termograma colorido da superfcie. Dessa pesquisa criou-se a TCL, termografia de cristal lquido: uma vez que esse material aplicado na superfcie, ela muda de cor, reflete a temperatura, e assim pode ser fotografada j com os padres de cor que indicam temperaturas especficas (KOOPMAN, 1980).

Desenvolvimento

Termografia a cincia que permite tirar fotografias da energia trmica dos materiais. Todos os corpos que existem no planeta Terra irradiam energia sob a forma de raios infravermelhos. Com uma cmera termogrfica possvel ver esta energia ou o calor que a olho nu no possvel, auxiliando assim, por meio da diferena de temperaturas, a identificao de reas com possveis ocorrncias de problemas antes que eles ocorram. A imagem trmica produzida mostra o calor gerado por um equipamento, como mostrado na imagem abaixo (TERMOGRAFIA BRASIL, 2010).

Figura 1 - Motores eltricos em funcionamento gerando energia em forma de calorFonte: TERMOGRAFIA BRASIL, 2010.

So indicao de problemas componentes com aquecimento superior a 35C em relao temperatura ambiente, exceto resistncias de aquecimento, alguns ncleos de bobinas, lmpadas acesas e alguns resistores. As imagens com tons claros correspondem s regies de maior temperatura e tons escuros

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correspondem s regies de menor temperatura. (MHF MANUTENO PREDITIVA, 2007).

A seguir, podem ser observados alguns exemplos de componentes ou estruturas com temperaturas excessivas:

Figura 2 - Componentes com temperaturas excessivasFonte: DUBLIN ENGENHARIA ELTRICA, 2009

Figura 3 - Estrutura com sobreaquecimentoFonte: TERMOGRAFIA BRASIL, 2009

Figura 4 - Exemplos de utilizaes da termografiaFonte: ABENDI, 2011

A tcnica de inspeo termogrfica um ensaio no destrutivo, utilizado para determinar as variaes de temperaturas e sua distribuio em componentes ou equipamentos de processos por meio da emisso de raios infravermelhos por eles emitidos (DUBLIN ENGENHARIA ELTRICA, 2009).

Aplicaes de termografia: manuteno preditiva dos sistemas eltricos de empresas geradoras, distribuidoras e transmissoras de energia eltrica; monitoramento de sistemas mecnicos como rolamentos e mancais; vazamentos de vapor em plantas industriais; anlise de isolamentos trmicos e refratrios; monitoramentos de processos produtivos do vidro e de papel; acompanhamento de performance de placas e circuitos eletrnicos; pesquisas cientficas de trocas trmicas, entre outras possibilidades. (ABENTI, 2011).

Aps a anlise, deve indicar as distores operacionais e suas respectivas aes corretivas, ilustrados com os respectivos termogramas e registros fotogrficos dos pontos de calor excessivo (TERMOGRAFIA BRASIL, 2010).

Na indstria automobilstica utilizada no desenvolvimento e estudo do comportamento de pneumticos, desembaador do para-brisa traseiro, no turbo, nos freios, no sistema de refrigerao, etc. Na siderurgia tem aplicao no levantamento do perfil trmico dos fundidos durante a solidificao, na inspeo de revestimentos refratrios dos fornos. A indstria qumica emprega a termografia para a otimizao do processo e no controle dos reatores e torres de refrigerao, a engenharia civil inclui a avaliao do isolamento trmico de edifcios e determina detalhes construtivos das construes como, vazamentos, etc. A seguir, a figura 4 mostra algumas utilizaes da termografia (ABENDI, 2011).

Na rea eltrica a termografia utilizada para realizar a inspeo termogrfica nos quadros eltricos de comando e distribuio de fora, na central de ar condicionado, nos geradores, na subestao, na central de iluminao, etc. (MHF MANUTENO PREDITIVA, 2007).

O objetivo principal do uso da inspeo termogrfica o de identificar as variaes de temperaturas, para com isso realizar a manuteno, prevenir a ocorrncia de falhas, e, dessa forma, prolongar a vida til e a eficincia dos sistemas. Para a execuo da termografia, no h a necessidade da ocorrncia de paradas de produo de qualquer maquinrio ou equipamentos, o que gera uma reduo relevante nas finanas da empresa, com a reduo de 20% a 50% dos custos. A seguir, a foto de um disjuntor visto a olho nu (Figura 5), que est aparentemente em perfeito estado de funcionamento (TERMOGRAFIA BRASIL, 2010).

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Figura 5 - Disjuntor visto a olho nuFonte: TERMOGRAFIA BRASIL, 2010

Figura 6 - Disjuntor visto por uma cmera termogrficaFonte: TERMOGRAFIA BRASIL, 2010

Mas se observarmos esse mesmo disjuntor com uma cmera termogrfica, obtendo assim uma imagem trmica, vemos que o equipamento est com um problema de aquecimento pontual interno, o que caracterstico de um problema por mau contato. A temperatura no se encontra fora dos padres aceitveis, mas deve-se planejar a troca (ou manuteno, se possvel), pois possivelmente o problema poder se agravar com o tempo, gerando assim problemas que podem ocasionar paradas no programadas e perda de tempo de produo. A figura 6, a seguir, mostra a imagem trmica desse mesmo disjuntor (TERMOGRAFIA BRASIL, 2010).

Normas

Qualquer ensaio e inspeo deve obedecer e respeitar algumas normas regulamentadoras de segurana que ditam critrios a serem seguidos,

para uma melhor execuo e maior honestidade nos resultados. No setor eltrico, as regras a serem seguidas para uma inspeo termogrfica so a NR-10, que cria critrios de segurana na realizao de trabalhos em instalaes eltricas, a NBR 15424 que estabelece quais os termos utilizados nos mtodos de ensaio no destrutivo de termografia e a NBR 15572 que constitui um guia para inspeo de equipamentos eltricos e mecnicos sendo estas normas relacionadas s responsabilidades do usurio final e do termografista. As outras normas estabelecem critrios de avaliao para anlises dos termogramas, ou seja, imagens retiradas de um termovisor (SCHMIDT et al., 1996).

Concluso

Durante a pesquisa para produo deste artigo, descobrimos uma nova forma de ensaio no destrutivo e percebemos a grande importncia da termografia no auxlio inspeo preditiva, j que sua utilizao possibilita uma grande reduo na ocorrncia de manutenes corretivas, reduzindo assim os gastos e o tempo com manuteno e tambm com energia eltrica, j que um desequilbrio de gasto de energia em algum material acarreta num consumo elevado de energia eltrica.

A termografia tambm traz outros benefcios como uma melhor programao na manuteno, j que de certa forma ela prev quando devero ser feitas as manutenes, minimizando o gasto com mo de obra e recursos envolvidos, pois sua utilizao identifica sobreaquecimentos em partes de uma instalao ou equipamento sem a necessidade de parada no processo produtivo. Outra reduo nos gastos em relao ao estoque, pois esse controle sobre os problemas em potencial permite um baixo investimento na estocagem.

Sua vasta aplicao nas diversas reas de componentes eltricos e equipamentos mecnicos garante a sua versatilidade, o que aumenta sua utilizao dentro de uma empresa.

Referncias

ABENDI. Associao brasileira de ensaios no destrutivos e inspees. Termografia. 2011. Disponvel em: . Acesso em: 23 jun. 2011.

ADAMS, F. The genuine works of Hippocrates. Baltimore: Williams&Wilkins, 1939.

DUBLIN ENGENHARIA ELTRICA. Inspeo termogrfica de componentes ou equipamentos de processo. 2009. Disponvel em: http://www.

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eletrodublin.com.br/inspecao-termografica-de-componentes-ou-equipamentos-de-processo.html> Acesso em: 23. jun. 2011.

GERSHON-COHEN, J. A short history of medical thermography. Ann. N.Y. Acad. Sci., v.122, p.4-11. 1964.

KOOPMAN, D.E. Cholesteric plate thermography: the state of the art. Ann. NY Acad. Sci., v.181, p.475-480, 1980.

LLA. LABORATRIO DE LASER E APLICAES. A histria da termografia. Disponvel em: . Acesso em: 23 jun. 2011.

LOMAX, E. Historical development of concepts of thermoregulation. In.: Body temperature. Modern Pharmacology. Toxicology. New York, Marcel Dekker, 1979, vol 6.

MHF MANUTENO PREDITIVA. Termografia. 2007. Disponvel em: Acesso em: 23 jun. 2011.

PUTLEY, E.H. The development of thermal imaging systems. In.: RING, E.F.J.; PHILLIPS, B. Recent advances in medical thermology. New York: Plenum Press, 1982.

SCHMIDT; HENDERSON; WOLGEMUTH. Introduo as cincias trmicas. Termografia Ensaios Mecnicos. 1996.

TERMOGRAFIA BRASIL. O que termografia? 2010. Disponvel em: . Acesso em: 23 jun. 2011.