Autor: Ing. Téc. Atilio Montichelli - Master Thermographer - Termógrafo Nivel I-II-IIILa termografía infrarroja constituye en la actualidad una herramienta de gran utilidad en las inspecciones de los activos físicos de nuestras instalaciones y sistemas eléctricos. Ninguna otra técnica de monitoreo por condición puede darnos una visión de conjunto del estado de una instalación en tan poco tiempo, abarcando los aspectos térmicos, mecánicos, eléctricos y estructurales entre otros. Cuando realizamos termografía pasiva cuantitativa (se refiere a aquellos casos en los que no se usa ninguna estimulación de calentamiento o enfriamiento externo para provocar un flujo de calor en el cuerpo inspeccionado) y realizamos una inspección termográfica (basados en un procedimiento) solemos encontrarnos con temperaturas anómalas o no deseadas en algunos componentes de nuestros activos.Frente a este tipo de situaciones nos formulamos una serie de preguntas ¿Qué tan crítico es para nuestro equipo esa temperatura encontrada?, ¿Con que tiempo contamos antes que el activo tenga un falla funcional?, ¿Es necesario una intervención inmediata o podemos esperar una próxima salida de planta?, ¿Cuál es la máxima temperatura admisible por ese componente?, ¿Esa misma temperatura encontrada es crítica en otros tipos de activos?Lo primero a tener en cuenta es que cuando hablamos de temperatura nos referimos a la medida de la intensidad térmica de un objeto o sistema. Con Termografía no estamos observando distribución de temperaturas (ni midiéndolas directamente) sino distribuciones de intensidades de radiación. Por lo tanto, debemos tener en cuenta algunos elementos importantes que inciden en el aumento de la intensidad de radiación de un punto y por consecuencia en un aumento de su temperatura. Podemos decir que a mayor temperatura de un objeto mayor intensidad de radiación tendremos.Por otra parte, cuando hablamos de calor nos referimos a una medida de la cantidad de energía térmica que contiene un activo o sistema. Mientras la primera (temperatura) se mide en °C, la segunda (calor) se mide en J, Cal, Btu, kWh, etc. Teniendo en cuenta los conceptos desarrollados anteriormente debemos considerar cuanto calor deberíamos agregar en ese componente encontrado como anómalo para aumentar en un grado su temperatura. Para hacer estos análisis debemos introducir el concepto de calor especifico de los materiales que lo podemos definir como la cantidad de calor requerida para cambiar una unidad de masa de una substancia en un grado de temperatura (generalmente medido en J/Kg).Si observamos las imágenes que se presentan de anomalías térmicas en conexiones de transformadores, debemos investigar cuales son los materiales implicados en esos componentes. Como bien sabemos, los materiales tienen diferente calor específico (cobre, aluminio, bronce, etc.), a medida que agregamos una determinada cantidad de calor a unos de esos materiales su temperatura aumentará en función a la cantidad de calor agregado.Además del calor específico de cada material existe otra propiedad llamada capacidad calorífica que se define como una cantidad física medible que caracteriza la capacidad de un cuerpo para almacenar energía térmica.Ambos conceptos calor específico y capacidad calorífica se interrelacionan entre sí por lo que cuando agregamos una determinada cantidad de calor a un objeto el aumento de temperatura es inversamente proporcional a la capacidad calorífica del mismo. En un objeto con gran capacidad calorífica, el aumento de temperatura es menor que en uno con una pequeña capacidad calorífica.Es importante que analicemos estos conceptos a la luz de estos ejemplos mostrados en las diferentes imágenes de anomalías térmicas en conexiones de transformadores de potencia. Es decir cuando identificamos una anomalía térmica deberíamos preguntarnos qué materiales son los afectados y cuál es el calor específico y la capacidad calorífica (o capacitancia térmica) de esos materiales.¿Cuál es la utilidad de esa información? Bueno la respuesta es que es de gran utilidad para evaluar como puede ser la evolución de ese componente ante un aumento de la cantidad de calor (en este caso Corriente) en la zona que presenta esa anomalía térmica. El otro aspecto a considerar es de que manera puede afectar al activo esa anomalía térmica y ese valor de temperatura medido.También en ese punto se requiere conocer las máximas temperaturas admisibles por los diferentes materiales que están involucrados y de qué manera esa anomalía afecta o podría afectar las funciones para la cual fue diseñado este activo. Generalmente se acostumbra a catalogar la criticidad de un defecto térmico teniendo en cuenta solamente su máxima temperatura, sin embargo, no es el único aspecto a considerar. Existen otros factores que inciden en la criticidad de un defecto térmico en un activo que deberíamos considerar, algunos de ellos son: función del activo en el sistema, posibilidad de ocurrencia de una falla, área afectada, distribución física, patrones geométricos, materiales involucrados, si existe redundancia de ese activo en el sistema, modos de fallas de ese activo, tiempo de manifestación del defecto y tiempo de evolución de la falla en ese activo específico.En estos casos presentados en las imágenes observamos transformadores de potencia que constituyen activos Clase A (críticos) considerados los equipos más costosos y estratégicos en cualquier sistema eléctrico. En todas las imágenes mostradas observamos anomalías térmicas en las conexiones externas del activo, considerando que la trasmisión de calor en metales se produce por conducción tendremos que la temperatura del contacto externo tenderá a migrar hacia varios lugares siendo la más comprometida la que circula hacia el interior del transformador (bobinado). Cualquier variación de temperatura en un conductor trae como consecuencia un cambio en su valor óhmico (aumento de su resistencia) afectando su eficiencia y las características de diseño. Las temperaturas elevadas producidas en el interior de los transformadores además de acelerar el envejecimiento del mismo pueden afectar los materiales internos como por ejemplo el papel utilizado como aislante. También existen otros tipos de problemas asociados a este tipo de anomalías térmicas como, por ejemplo: descargas internas, desprendimientos de chicotes de conexión por rotura o fundición del material, aislación y/o pérdida de una fase o del neutro con las consecuencias que traen para los clientes.Teniendo en cuenta lo expresado consideramos de gran importancia las anomalías térmicas en transformadores no solo en su interior sino también en sus conexiones a los circuitos. Conocer las funciones principales de un activo y el comportamiento térmico de los diferentes materiales involucrados en una anomalía nos permite realizar análisis más precisos sobre las posibles fallas que pueden ocurrir en el mismo. Avanzar en el conocimiento sobre los modos y tiempos de falla de los activos físicos constituye un aporte que contribuye directamente a la confiabilidad del sistema eléctrico y a la mejora continua del servicio.
