La monitorización constante de la temperatura mejora la seguridad, calidad del producto, productividad y fiabilidad.
Este artículo se publicó originalmente en Plant Services, 2020.
Imagínese que no ha diagnosticado un punto crítico en su fábrica. Puede tratarse de una superficie en mal estado que podría provocar un fallo en el equipo y poner en riesgo sus recetas o procesos farmacéuticos con el consiguiente lote de productos defectuosos. O aún peor, puede deberse a una toma a tierra incorrecta, lo que supone un riesgo para sus empleados.
La imagen térmica es un fundamento de la monitorización y las inspecciones industriales por una razón de peso. El calor excesivo o insuficiente, los puntos críticos y otras situaciones relacionadas con la temperatura no deseable se pueden detectar anticipadamente con cámaras termográficas y corregir de manera proactiva antes de que la situación se agrave. Comparado con los tiempos en los que las plantas de fabricación y el personal no detectaban las señales de advertencia, este es un avance monumental.
La imagen térmica en entornos industriales se ha usado tradicionalmente como una función de inspección periódica que se llevaba a cabo con cámaras de infrarrojos (IR) manuales. Ese uso ha evolucionado hasta llegar a las imágenes térmicas fijas para monitorizar continua o intermitentemente los activos, sistemas, procesos críticos, o la seguridad 24 horas al día los 365 días del año -incluso a distancia con tabletas o dispositivos similares. Utilizan cámaras avanzadas montadas en puntos fijos e integradas con sistemas de automatización de fábrica, y análisis de software intuitivos que generan notificaciones automáticas ante temperaturas anormales o incoherentes.
Gracias a las funciones de esta tecnología cada vez más asequible, la monitorización de la temperatura con imágenes y las aplicaciones de control se están extendiendo en las empresas. Las múltiples soluciones existentes hoy en día, por ejemplo el sistema de cámaras termográficas ThermoView TV40 de Fluke Process Instruments, están simplificando funciones cruciales como las inspecciones de seguridad, las comprobaciones de la calidad del producto, el control de procesos, el mantenimiento predictivo, etc.
Captura de pantalla del software - complemento de cámara termográfica TV40
Termografía en acción
Las imágenes térmicas fijas son una tecnología de medición sin contacto concebida para la monitorización remota, seguimiento de tendencias y el control de temperaturas. Visibiliza situaciones desfavorables o, en algunos casos, peligrosas para que se tomen medidas correctivas de manera proactiva. Las siguientes aplicaciones están tomadas de la vida real y ponen de manifiesto el enorme potencial de esta tecnología para usos industriales:
Un fotograma (de vídeo) de hamburguesas desplazándose rápidamente por una cinta transportadora después de ser preparadas en el horno. La línea detonante (programable por el usuario) debe estar por entero dentro de la hamburguesa antes de que TV40 envíe la temperatura al PLC.
Seguridad personal
Como herramienta de seguridad, los sistemas de imágenes térmicas fijas contribuyen a evitar lesiones a causa de fuego, descargas, fallos catastróficos y peligros asociados. Las cámaras detectan puntos críticos y otras anomalías 24/7, y alertan automáticamente al personal apropiado cuando las condiciones lo justifican para que se puedan tomar medidas para mitigar o eliminar el peligro. TV40 permite a los usuarios programar “áreas de interés” ilimitadas para que puedan monitorizar continuamente la temperatura en todo el emplazamiento. Si las temperaturas exceden los parámetros establecidos, se activan los accesorios de salida y las funciones de auto alarma –se encienden las alarmas y las luces, o se detiene el equipo antes de que pueda lesionar a los operarios presentes. Por ejemplo, los recipientes que contienen el material fundido suponen un gran riesgo de seguridad para los empleados cercanos. Una fundición de cobre tiene un sistema de imágenes térmicas fijas monitorizando continuamente la superficie exterior de acero de sus hornos para detectar puntos críticos que indiquen que el refractario se ha roto. En una planta de acero, se coloca una cámara termográfica para monitorizar las superficies de acero y detectar temperaturas incoherentes y puntos críticos, y los operarios reciben un aviso cuando se superan los parámetros establecidos. En ambos casos, la detección temprana de incoherencias térmicas con una cámara térmica fija puede evitar pérdidas económicas por lotes defectuosos y acortar el plazo de retorno de la inversión en la cámara.
Una planta de procesamiento químico usa un sistema termográfico para monitorizar el exterior de los recipientes como parte de sus programas de monitorización de activos críticos.
Otra aplicación de las imágenes térmicas fijas es la seguridad de los empleados. La cámara está siempre encendida, lo que no es posible con cámaras manuales operadas por técnicos individuales:
- Una planta de procesamiento químico usa un sistema termográfico para monitorizar el exterior de los recipientes como parte de sus programas de monitorización de activos críticos.
- Los sistemas fijos de imágenes también sirven para monitorizar activos de manera remota, por ejemplo, subestationes. Su función es evitar inspecciones peligrosas en persona y permitir planificar concienzudamente el mantenimiento con las medidas de protección adecuadas.
- Además, monitorizar a distancia los activos críticos puede ahorrar a las empresas los costes asociados a las inspecciones presenciales en múltiples localizaciones, especialmente en industrias de energía limpia donde las localizaciones están alejadas unas de otras.
- También son beneficiosas para la monitorización medioambiental, como la detección de puntos críticos en depósitos de carbón o biomasa. Su función es evitar la combustión espontánea e incendios.
En general, tanto para una aplicación que necesita una cámara termográfica PTZ con mayor cobertura, como una cámara termográfica fija en una sola área, estas herramientas siempre activas lanzan alarmas tempranas (en base a parámetros establecidos por el usuario). De este modo, se pueden tomar medidas más rápido tanto con una respuesta inmediata y automatizada, o por intervención humana. Además, los datos térmicos se pueden racionalizar integrando las cámaras en un CMMS, datos históricos o una base de datos de gestión de activos similar.
Calidad del producto
Plantéese lo que produce una planta de fabricación típica, y cuál es la rentabilidad de detectar tan solo un lote de productos en mal estado antes de que llegue a manos del cliente. Los sistemas de imágenes térmicas son útiles para mejorar la calidad, comprobar las especificaciones del producto, permitir la trazabilidad de los productos sensibles a la temperatura y minimizar la repetición del trabajo. Los infrarrojos y las secuencias de imágenes unidas a las alertas automáticas cuando varía la temperatura y se producen condiciones anómalas, permiten a los equipos de producción realizar los ajustes necesarios rápidamente.
Por ejemplo, un fabricante de alimentos instala en sus hornos la monitorización continua integrada con sistemas de imágenes térmicas fijas para que los operarios pudieran validar que la comida se prepara a la temperatura correcta antes de embalarla. Un fabricante de vidrios para automóviles obtiene resultados inmediatos apto/no apto si las tiras eléctricas del eliminador de escarcha de la luneta trasera funcionan de acuerdo a las especificaciones. Esto le ahorra tiempo en los costosos procedimientos de verificación tradicionales, y a su vez le permite aumentar la producción. Una aplicación química supone detectar puntos críticos en productos cerámicos durante la producción para garantizar que la calidad general del producto final no ha sufrido por exceso de calor.
Si un usuario realiza un proceso continuo, puede programar el TV40 para tomar una imagen y guardar los datos cada vez que hay un fallo en un producto. Durante un turno de 8 horas, el usuario puede revisar los productos que han fallado para cumplir con las especificaciones programadas, e investigar no solo qué productos han fallado sino también, por qué.
La comida precocinada se monitoriza en el control de procesos para garantizar que los palitos de pescado (en la imagen) no están cocidos en exceso.
Productividad de la planta
El sistema de imágenes térmicas fijo también mejora el control de proceso y la producción al implementar la visión por infrarrojos y visible, y detectar temperaturas incoherentes o excesivas. Esto permite a los operarios tomar las medidas correctas o permitir que el sistema tome el control del proceso con órdenes definidas por el usuario.
Por ejemplo, un fabricante de suelos de vinilo usa la tecnología para monitorizar la coherencia de la temperatura de la producción, lo cual es determinante para garantizar la adhesión de las diferentes capas. Una planta de procesamiento de acero alto carbono usa un sistema de imágenes térmicas fijo para monitorizar la temperatura del producto a lo largo del proceso de personalización y garantizar que se calienta de manera homogénea. En ambos casos, el sistema de control de procesos establecido con imágenes térmicas fijas y órdenes definidas por el usuario permite reducir costes en la repetición del trabajo, aumentar la producción y mejorar el tiempo de actividad.
Fiabilidad del equipo
Aumentar el tiempo de actividad de los activos también es importante para la fiabilidad del servicio y la satisfacción del cliente. Una cámara manual solo es buena mientras se recopilan datos. Sin la focalización 24/7 de un sistema de imágenes térmicas fijo o PTZ, se pueden pasar por alto puntos críticos en activos cruciales. La consecuencia puede ser, en el mejor de los casos, un lote malo. En el peor, un fallo de activos catastrófico y un tiempo de inactividad imprevisto. Por ejemplo, una planta eléctrica puede usar un sistema de imágenes térmicas para la monitorización continua y el mantenimiento predictivo de las boquillas del transformador remoto y los cepillos del generador, lo cual contribuye a mejorar la fiabilidad del sistema y su eficacia. La carga aplicada a las boquillas puede generar calor de manera impredecible, y sin una cámara termográfica fija para detectar cada unos de los picos de calor, sería imposible gestionar las fluctuaciones de temperatura y mantener operativos los activos.
Monitorización de un activo crítico con temperaturas altas para garantizar que no hay puntos críticos en el cucharón.
Funciones avanzadas de las imágenes térmicas
Cada una de las aplicaciones anteriores y otras similares son posibles con los sistemas de imágenes térmicas ThermoView TV40. El sistema TV40 es compatible con varias opciones de tecnología, por ejemplo, cámaras fijas o PTZ, así como sistemas sencillos o con múltiples cámaras, y la opción para integrar el acceso remoto a los datos de la cámara con sistemas en red y dispositivos (p. ej., teléfono, portátil o tableta).
La cámara multifunción y el paquete de software han sido diseñados específicamente para aplicaciones de monitorización industrial críticas. La cámara termográfica captura, muestra y archiva imágenes visibles y por infrarrojos, y se puede personalizar para monitorizar las áreas de interés establecidas de manera continua, intermitente o independiente. Genera análisis procesables y alarmas programadas por el usuario cuando los parámetros exceden los límites máximos y mínimos establecidos –por correo electrónico, Modbus, EtherNet/IP o medios digitales. Las imágenes se pueden tomar y enviar por correo a los técnicos cuando se genera la alarma.
La cámara termográfica TV40, concebida para los entornos más exigentes, tiene múltiples opciones de montaje y puede funcionar independientemente o conectada en red al sistema de control. Los procesos o áreas grandes se pueden monitorizar con múltiples cámaras fijas o una sola cámara con movimiento vertical y horizontal. La carcasa accesoria de movimiento vertical y horizontal, clase IP66 para entornos muy agresivos, soporta la rotación continua de 360 º y un movimiento de -40º hacia arriba y 90º hacia abajo. Se pueden conseguir diferentes capas de protección y control con accesorios adicionales como la cabina para altas temperaturas, la cabina para exteriores, el sistema de purga de aire combinados con opciones I/O digitales y analógicas ampliables.
El software ThermoView del sistema ayuda a los usuarios a comprender las tendencias de temperatura, las temperaturas diferencias y las absolutas en tiempo real. Pueden ver simultáneamente secuencias térmicas continuas y visuales en directo, en paralelo, junto con análisis diseñados para mantener procesos, productos y emplazamientos bajo control todo el tiempo. Desde monitorizar hornos de alimentos y las operaciones del transformador hasta analizar la calidad de los lotes de productos y mejorar la seguridad eléctrica, un sistema de imágenes térmicas fijo como ThermoView TV40 ayuda a mejorar las operaciones de los procesos y mejorar al mismo tiempo la seguridad de los empleados.
