Análisis de termografías infrarrojas dinámicas mediante técnicas de procesamiento de imágenes

Analysis of Dynamic Infrared Thermographies through the Application of Image Processing Techniques

El acceso a imágenes fuera del espectro visible ha abierto grandes posibilidades para la caracterización de procesos y materiales en muchas áreas de la actividad humana, particularmente, las termografías son notablemente útiles en el estudio del comportamiento de los fenómenos de propagación del calor, en este caso, los análisis se han limitado a verificar distribuciones de calor en un momento dado y solo estáticamente. El enlace temporal de las isotermas y de los centros de generación del calor permite obtener información de carácter dinámico y realizar análisis más completos sobre el comportamiento de los equipos o materiales bajo estudio. En este trabajo se presentan los resultados de aplicar técnicas de análisis de secuencias de imágenes a termografías de diferentes procesos, se demuestra que con ellas se logra un entendimiento más preciso del comportamiento del calor al circular por los objetos, de cómo sus fuentes y sumideros asimilan diferentes condiciones y de la evolución general de flujos constantes o variables de perfiles de temperatura.

1. INTRODUCCIÓN

En la industria actual, la producción de cantidades considerables de elementos defectuosos es una de las causas principales de pérdidas; por esta razón se invierte permanentemente en equipos y tecnología que permitan minimizar los defectos de producción. Para garantizar la calidad se hace necesario realizar ensayos que establezcan las características del producto y permitan compararlas con los estándares establecidos; sin embargo, la realización de estas pruebas afecta las líneas de producción, encareciendo el proceso y el producto final. Para minimizar gastos, los métodos utilizados en control de calidad deben ser de bajo costo, no destructivos y ágiles en la toma y el análisis de las muestras [1].

La temperatura es una medida de la energía térmica contenida en un objeto, y determina la dirección del flujo neto de calor entre dos objetos o zonas del mismo objeto. El calor se transfiere por tres mecanismos: conducción, convección y radiación; en este trabajo se abordan dos: radiación para la captura y registro del patrón bidimensional proyectado de distribución de temperatura y la conducción para los fenómenos térmicos que ocurren en el interior del cuerpo analizado cuando está sometido a esfuerzos térmicos y que es dependiente de la homogeneidad y las propiedades térmicas de la muestra [2].

La termografía es una técnica que transforma la radiación infrarroja del rango térmico en una imagen termográfica, por lo que es una representación de la distribución de temperatura de la superficie del objeto [3]. Es una técnica muy rápida que permite pruebas sin contacto, por lo que no es destructiva; además, permite determinar defectos en las muestras a partir de la variación de sus propiedades térmicas [4].