Diagnóstico termográfico: utilidades prácticas en granja

La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo cuya temperatura sea mayor que 0º Kelvin, es decir, −273,15º Celsius (cero absoluto). En el espectro electromagnético, la radiación infrarroja está en el rango de 0,78 a 100 µm, fuera del campo visible para el ojo humano (0,38-0,78 µm). La termografía es una técnica que permite medir temperaturas exactas a distancia sin la necesidad de contacto físico con el objeto a valorar, utilizando una cámara termográfica que registra la intensidad de la radiación y la convierte en una imagen visible.

¿Cómo funciona la cámara termográfica?

Los termómetros de infrarrojos también pueden medir temperaturas a distancia pero en un solo punto. Las cámaras termográficas pueden medir temperaturas en toda la imagen con resoluciones equivalentes a 19.200 termómetros de infrarrojos al mismo tiempo.

Medición en 19.200 puntos y medición en 1 punto

“Las aplicaciones que estamos realizando en granja están dirigidas al confort de los animales y a la eficiencia energética”

1. Comprobar el nivel de aislamiento térmico:

El objetivo del aislamiento térmico es dificultar las trasmisiones de calor del interior al exterior y viceversa para evitar las pérdidas de calor en períodos fríos y la ganancia del mismo en épocas cálidas. Un aislamiento adecuado permite el ahorro energético, aumentar el confort en los animales, reducir las condensaciones, conservar la nave y dimensionar correctamente el sistema de calefacción y refrigeración. Además tendremos un mejor control interior de la temperatura y movimiento del aire.

Diagnóstico de diseño y construcción: El aislamiento debe “empaquetar” el edificio, debe ser continuo y con el mismo espesor.

En la imagen 1 observamos un mal aislamiento de fachada (azul) y aceptable en cubierta, es discontinuo, provocando diferencias de temperatura superficial de 10 ºC, que aumentan el riesgo de condensaciones y dificultan el control de la temperatura y la circulación del aire. En la imagen 2, exceptuando los pequeños puentes térmicos (azul), que no deberían influir significativamente, el nivel de aislamiento es correcto tanto en cubierta como en fachada.

Imagen 1. Imagen termográfica (escalado con valores límite) de fachada y cubierta interior en sala de transición (invierno).	Imagen 2. Imagen termográfica (escalado con valores límite) de fachada y cubierta interior en sala de transición (invierno).
Temperatura ambiente exterior de 4º C e interior de 19º C	Temperatura ambiente exterior de 4º C e interior de 27º C

Mantenimiento preventivo: Detección temprana para reducir costes.

Imagen 3. Imagen térmica de una cubierta en nave de gestación (invierno). Se visualizan pequeñas zonas donde se está deteriorando el aislamiento.

Determinación un histograma en un área de la imagen. Zona con aislamiento correcto (rectángulo H) con valor medio de 25,2 ºC

Línea de perfil: determina el perfil de Tª a lo largo de una línea de la imagen. La zona deteriorada (línea P) tiene un valor medio de 21,2 ºC

La reparación tiene un coste bajo si realizamos un mantenimiento preventivo periódico y detectamos los problemas de forma temprana, como en el caso de la imagen 3.

2. Verificar la ausencia de condensaciones, humedades y propagación de moho:

La humedad por condensación se produce cuando la temperatura superficial de una pared es inferior al punto de rocío del ambiente. Midiendo humedad, temperatura ambiente y temperatura superficial, podemos conocer el riesgo de condensación en cada punto de medición. Con la cámara termográfica visualizamos las áreas con mayor riesgo en rojo (>80%) y las de menor en verde (<65%). El resto de colores (amarillo-naranja) muestran zonas de riesgo intermedio (65-80%).

Monitorización: Detectar zonas con riesgo para el confort de los animales y deterioro de estructuras.

Imagen 4: Superposición de imágenes (térmica + digital) mostrando una elevada probabilidad de producirse condensaciones.

Imagen 5: Superposición de imágenes (térmica + digital) mostrando una baja probabilidad de producirse condensaciones.

En la imagen 4 existe elevado riesgo. Deberemos detectar las causas, que pueden ser múltiples como aislamiento, puentes térmicos, ventilación, densidad de animales, calefacción, etc. En la imagen 5 vemos un riesgo bajo ya que las condiciones son correctas.

3. Comprobar que no hay puentes térmicos significativos.

Los puentes térmicos son zonas de la envolvente del edificio en las que se evidencia una variación de uniformidad y resistencia térmica de la construcción, ya sea por un cambio del espesor del cerramiento, de los materiales empleados, por penetración de elementos constructivos con diferente conductividad, etc. También son partes sensibles donde aumenta la posibilidad de producción de condensaciones en épocas frías.

Monitorización: Detectar zonas de la envolvente con falta de uniformidad en naves nuevas (calidad constructiva) y funcionando (mantenimiento preventivo).

Imagen 6: Superposición de imágenes (térmica + digital) para analizar las diferencias de temperatura superficial (invierno). Visualizamos menor temperatura en bigas de cubierta, uniones y entregas entre fachada y cubierta y presencia de grietas en los muros.

Imagen 7: Mismas fotos superpuestas (termográfica + digital) para mostrar la mayor probabilidad de condensación por falta de continuidad. Riesgo de condensación en función del color de la imagen (rojo crítico, verde no crítico).

Los puentes térmicos provocan diferencias de temperatura (imagen 6) y riesgo de condensación (imagen 7). La solución se basa en la prevención, el control de calidad inicial o la reparación periódica, que tiene un coste bajo si detectamos tempranamente su aparición.

4. Comprobar la ausencia de infiltraciones de aire.

Una infiltración es el paso del aire a través de ranuras de ventanas, puertas, fosas, agujeros en las paredes, etc. El rendimiento energético de la sala y el confort de los animales se ven afectados de forma importante por las infiltraciones. Por lo tanto, las deberemos encontrar y solucionar. Existen equipos para evaluar y cuantificar las infiltraciones existentes en la envolvente mediante un “test de presión”. La cámara termográfica complementará el diagnóstico cualitativo de estas infiltraciones.

Mantenimiento preventivo: Diagnosticar y solucionar entradas de aire no deseadas.

Imagen 8: Imagen termográfica (escalado con valores límite) con infiltraciones de aire por el marco de una puerta (sala de transición, invierno).

Imagen 9: Imagen termográfica (escalado con valores límite) con infiltraciones de aire por muro interior por falta de aislamiento (sala de transición, invierno).

La estanqueidad de la envolvente del edificio tiene que ser excelente y podemos comprobarlo periódicamente. En la mayoría de casos es más difícil diagnosticar infiltraciones que solucionarlas. Las imágenes 8 y 9 son ejemplos clásicos.

5. Controlar los sistemas activos de energía:

Una vez comprobadas que las acciones “pasivas” de diseño (aislamiento, estanqueidad, etc.) son adecuadas para minimizar la demanda energética “activa” (calefacción, refrigeración, etc.), también deberemos verificar con la termografía si trabajan correctamente. Vemos 2 ejemplos.

Sistemas de calefacción:

Calefacción ambiente por convección mediante tubo de aleta simple. Capaz de suministrar unos 150 w por cada metro lineal de tubo (si la temperatura del agua >70 ºC). En la imagen 10 vemos que ambas líneas quedan cortas, sobretodo la inferior. La solución no es instalar más tubo sino hacer que la temperatura del agua aumente.

Imagen 10: Superposición de imágenes (térmica + digital) para analizar el funcionamiento de la calefacción por convección en una transición (invierno). La Tª de la línea superior (rojo) está entre 53,5 y 65,5 ºC; la Tª de la línea inferior (amarillo) está entre 38,5 y 53,4 ºC.

Sistemas de refrigeración:

La refrigeración evaporativa es un método eficaz para evitar estrés por calor, siempre y cuando funcione correctamente. La imagen 11 muestra que la temperatura de superficie (rojo y amarillo) no es lo suficiente baja para el proceso de enfriamiento interior. Vemos “áreas secas” (rojo) que reducen el confort. Además, en las zonas amarillas y debido a incrustaciones de cal en el panel, el ventilador trabaja más forzado (resistencia) y consume más. Este panel necesita mantenimiento o simplemente debe ser sustituido.

Imagen 11: Superposición de imágenes (térmica + digital) para analizar el funcionamiento del panel de refrigeración en gestación (verano).