•Notícia
Compartir
Termografia infraroja, allò que l’ull no veu
En l’àmbit de la prevenció d’incendis, en el de la detecció de fuites energètiques, en el de la seguretat de costes i fronteres o en el de la medicina, les aplicacions de la termografia infraroja són múltiples i variades. Diversos centres de la UPC treballen amb aquesta tècnica per dur a terme les seves recerques.
16/06/2009
Les flames proporcionen informació molt valuosa que ajuda a conèixer com es comportarà un incendi o quina és la manera més adequada d’extingir-lo o de prevenir-lo. Des de fa 15 anys, el Centre d’Estudis del Risc Tecnològic (CERTEC) de la UPC utilitza la tècnica de la termografia infraroja (TIR) per saber què ens diu el foc i com actua. Mitjançant càmeres tèrmiques es pot mesurar la distribució superficial de temperatures d’un objecte sense tenir-hi contacte. “En lloc de captar la radiació en la gamma visible de l’espectre, com fa qualsevol altra càmera convencional, el que fan és treballar en la gamma de radiació infraroja i així n’obtenen la imatge”, explica Elsa Pastor des del CERTEC. “La distribució superficial de temperatures es representa en diferents colors, de manera que cada píxel proporciona un valor equivalent a una temperatura” assenyala. Es tracta d’una tècnica basada en el fet que tots els objectes, pel fet d’estar a una temperatura superior al zero absolut, emeten radiació electromagnètica.
Amb aquest objectiu, el CERTEC du a terme diferents proves per obtenir la informació necessària. “Fem focs en basses de fins a 28 metres quadrats plenes de gasolina o gasoil, els estudiem i després en fem la modelització matemàtica”, assenyala. “També hem tractat amb fuites de gas propà els anomenats dolls de foc, que es poden produir en una canonada perforada, per exemple”, explica. “És una qüestió poc coneguda”, afegeix.
El CERTEC ha desenvolupat quatre projectes de recerca per al Ministeri d’Educació i Ciència. Ha analitzat el comportament dels incendis en vessaments d’hidrocarburs líquids i gasosos. “Un software dissenyat ad hoc ha permès sincronitzar aquesta informació amb la d’altres variables: velocitat de la combustió, soroll, velocitat del vent, humitat relativa, etcètera”, explica Casal. El tractament i l’anàlisi de les dades ha ampliat el coneixement que es tenia d’aquests tipus d’incendis, i ha millorat significativament el model matemàtic que permet predir-ne els efectes sobre les persones o els equipaments. És una informació molt útil per a la millora de la seguretat de les instal·lacions industrials.
Amb tot, no és l’única aplicació que se li dóna a aquesta metodologia. Elsa Pastor s’encarrega d’analitzar aquesta informació des de la vessant dels incendis forestals. “La TIR és una eina molt adequada per monitorar un incendi al bosc, perquè la gran quantitat de fum que es produeix normalment tapa les flames”, afirma. “D’aquesta manera, podem calcular la velocitat de propagació, que és la dada clau per predir-ne el comportament, tant operativament per als bombers com des d’un punt de vista preventiu”, explica. De vegades, els investigadors es traslladen al lloc on s’està produint un incendi per fer les anàlisis in situ. “És cert que ho hem fet, però en aquests casos el més important són les tasques dels serveis d’emergència. Amb els incendis experimentals hem aconseguit treure dades de més qualitat”, afirma Elsa Pastor. “Des del punt de vista de la recerca d’incendis, la comunitat científica està desenvolupant eines de simulació. Si es tenen les característiques topogràfiques i les del combustible, aquestes eines permeten fixar un punt d’ignició, simular l’avenç d’un incendi”, conclou.
El CERTEC ha realitzat diversos projectes per a les administracions locals i estatals, així com projectes en col·laboració internacional per estudiar el comportament dels incendis forestals. S’ha treballat al laboratori, reproduint petits fronts d’incendis a escala reduïda; s’ha experimentat també al camp sota condicions controlades, simulant fronts d’incendi equivalents a incendis forestals d’abast limitat; i, finalment, s’ha treballat en condicions experimentals a gran escala, reproduint la intensitat dels grans incendis forestals. En tots aquests escenaris, la TIR ha estat emprada, d’una banda, per localitzar amb precisió la posició de tot el perímetre de foc i extreure’n dades sobre la seva velocitat de propagació i, de l’altra, per analitzar la geometria i la potència emissiva de les flames. Darrerament, membres del CERTEC han realitzat mesures d’aquest tipus a Austràlia i Nova Zelanda, en el marc d’un conveni de col·laboració amb institucions d’aquest països.
Quantificar els resultats de la tasca realitzada per aquests investigadors i investigadores no és fàcil. Elsa Pastor es mostra esperançada: “Vull pensar que a curt o mitjà termini haurem aportat el nostre gra de sorra per evitar incendis i ajudar a extingir-los.” Des del camp en què treballa Joaquim Casal, la plasmació de la feina és més tangible. Així, Casal afirma: “Amb el resultat de la nostra recerca podem aconsellar, per exemple, que una nau es construeixi d’una determinada manera o que s’adoptin les mesures necessàries perquè elements de la indústria, com un tanc amb combustible, se situïn a una distància determinada per evitar un accident.”
Una càmera tèrmica (o càmera TIR) no és una eina convencional ni d’ús comú. Les seves característiques específiques fan que el seu cost sigui força elevat. “La més senzilla en aplicacions de recerca pot tenir un preu d’uns 50.000 euros”, explica Elsa Pastor. Les que ofereixen prestacions més elevades tenen un cost de prop de 140.000 euros.
Pel que fa al seu funcionament, i de manera resumida, la càmera capta la radiació que emeten els objectes i després, amb un software, converteix les dades en una imatge que mostra la distribució superficial de temperatures de l’objecte observat.
Però, per a què serveixen aquestes imatges? “En el camp industrial, per exemple, s’utilitzen per saber on es troben els anomenats punts calents, aquelles zones de les instal·lacions que poden ser origen d’accidents”, explica Joaquim Casal, director del CERTEC. “Per posar un exemple, les companyies elèctriques realitzen periòdicament vols amb helicòpters i càmeres TIR per detectar on es troben aquestes zones perilloses, per mirar d’evitar incendis provocats per la seva xarxa”, assegura. El seu grup es dedica a estudiar incendis en la indústria química i el sector energètic. “Són relativament poc coneguts i és necessari analitzar-los per poder predir què passarà”, diu Casal.
Amb aquest objectiu, el CERTEC du a terme diferents proves per obtenir la informació necessària. “Fem focs en basses de fins a 28 metres quadrats plenes de gasolina o gasoil, els estudiem i després en fem la modelització matemàtica”, assenyala. “També hem tractat amb fuites de gas propà els anomenats dolls de foc, que es poden produir en una canonada perforada, per exemple”, explica. “És una qüestió poc coneguda”, afegeix.
El CERTEC ha desenvolupat quatre projectes de recerca per al Ministeri d’Educació i Ciència. Ha analitzat el comportament dels incendis en vessaments d’hidrocarburs líquids i gasosos. “Un software dissenyat ad hoc ha permès sincronitzar aquesta informació amb la d’altres variables: velocitat de la combustió, soroll, velocitat del vent, humitat relativa, etcètera”, explica Casal. El tractament i l’anàlisi de les dades ha ampliat el coneixement que es tenia d’aquests tipus d’incendis, i ha millorat significativament el model matemàtic que permet predir-ne els efectes sobre les persones o els equipaments. És una informació molt útil per a la millora de la seguretat de les instal·lacions industrials.
Amb tot, no és l’única aplicació que se li dóna a aquesta metodologia. Elsa Pastor s’encarrega d’analitzar aquesta informació des de la vessant dels incendis forestals. “La TIR és una eina molt adequada per monitorar un incendi al bosc, perquè la gran quantitat de fum que es produeix normalment tapa les flames”, afirma. “D’aquesta manera, podem calcular la velocitat de propagació, que és la dada clau per predir-ne el comportament, tant operativament per als bombers com des d’un punt de vista preventiu”, explica. De vegades, els investigadors es traslladen al lloc on s’està produint un incendi per fer les anàlisis in situ. “És cert que ho hem fet, però en aquests casos el més important són les tasques dels serveis d’emergència. Amb els incendis experimentals hem aconseguit treure dades de més qualitat”, afirma Elsa Pastor. “Des del punt de vista de la recerca d’incendis, la comunitat científica està desenvolupant eines de simulació. Si es tenen les característiques topogràfiques i les del combustible, aquestes eines permeten fixar un punt d’ignició, simular l’avenç d’un incendi”, conclou.
El CERTEC ha realitzat diversos projectes per a les administracions locals i estatals, així com projectes en col·laboració internacional per estudiar el comportament dels incendis forestals. S’ha treballat al laboratori, reproduint petits fronts d’incendis a escala reduïda; s’ha experimentat també al camp sota condicions controlades, simulant fronts d’incendi equivalents a incendis forestals d’abast limitat; i, finalment, s’ha treballat en condicions experimentals a gran escala, reproduint la intensitat dels grans incendis forestals. En tots aquests escenaris, la TIR ha estat emprada, d’una banda, per localitzar amb precisió la posició de tot el perímetre de foc i extreure’n dades sobre la seva velocitat de propagació i, de l’altra, per analitzar la geometria i la potència emissiva de les flames. Darrerament, membres del CERTEC han realitzat mesures d’aquest tipus a Austràlia i Nova Zelanda, en el marc d’un conveni de col·laboració amb institucions d’aquest països.
Quantificar els resultats de la tasca realitzada per aquests investigadors i investigadores no és fàcil. Elsa Pastor es mostra esperançada: “Vull pensar que a curt o mitjà termini haurem aportat el nostre gra de sorra per evitar incendis i ajudar a extingir-los.” Des del camp en què treballa Joaquim Casal, la plasmació de la feina és més tangible. Així, Casal afirma: “Amb el resultat de la nostra recerca podem aconsellar, per exemple, que una nau es construeixi d’una determinada manera o que s’adoptin les mesures necessàries perquè elements de la indústria, com un tanc amb combustible, se situïn a una distància determinada per evitar un accident.”
Sense obstacles, sense fuites
Els usos de la TIR no acaben en l’àmbit de la prevenció i el coneixement dels incendis. Existeixen altres grups de la UPC que utilitzen aquesta tècnica per a les seves investigacions. Aquest és el cas del Centre Experimental de Refrigeració i Climatització (CERC) que es dedica a la certificació energètica d’edificis i al desenvolupament de nova tecnologia. “El que fem és veure si els edificis o sistemes de refrigeració o climatització estan aïllats adequadament, que no hi hagi fuites de calor que a simple vista no es puguin detectar”, explica Óscar Ribé des del CERC. Aquesta tasca es porta a terme per què les edificacions han de complir la normativa energètica vigent. Ribé resumeix com treballen al CERC: “Amb una càmera tèrmica comprovem si existeixen aquestes fuites i així sabem si l’aïllament està ben distribuït per les parets”, afegeix.
El valor afegit que ofereix aquesta tècnica està en la seva capacitat de traspassar la protecció metàl·lica d’aquestes instal·lacions i assenyalar el problema. Des del punt de vista de Ribé, “és en els edificis més antics on es produeixen més incidències d’aquesta mena perquè, amb el temps, el material es deteriora i es produeixen les fuites”.
Els usos de la TIR no acaben en l’àmbit de la prevenció i el coneixement dels incendis. Existeixen altres grups de la UPC que utilitzen aquesta tècnica per a les seves investigacions. Aquest és el cas del Centre Experimental de Refrigeració i Climatització (CERC) que es dedica a la certificació energètica d’edificis i al desenvolupament de nova tecnologia. “El que fem és veure si els edificis o sistemes de refrigeració o climatització estan aïllats adequadament, que no hi hagi fuites de calor que a simple vista no es puguin detectar”, explica Óscar Ribé des del CERC. Aquesta tasca es porta a terme per què les edificacions han de complir la normativa energètica vigent. Ribé resumeix com treballen al CERC: “Amb una càmera tèrmica comprovem si existeixen aquestes fuites i així sabem si l’aïllament està ben distribuït per les parets”, afegeix.
El valor afegit que ofereix aquesta tècnica està en la seva capacitat de traspassar la protecció metàl·lica d’aquestes instal·lacions i assenyalar el problema. Des del punt de vista de Ribé, “és en els edificis més antics on es produeixen més incidències d’aquesta mena perquè, amb el temps, el material es deteriora i es produeixen les fuites”.
Calors que delaten
Els usos de la termografia infraroja abasten diferents àmbits i sectors. Sense anar gaire lluny, les forces de seguretat de diferents països fan ús d’aquesta tècnica per a les seves tasques. És molt usada, per exemple, en el control de les costes i les fronteres, entorns on és necessària una capacitat màxima d’observació i detecció.
D’altra banda, la tècnica s’està començant a utilitzar també en el diagnòstic mèdic i representa una eina útil per a diferents teràpies. Aquest mètode proporciona un mapa tèrmic de la superfície corporal en temps real i presenta l'avantatge afegit de no necessitar contacte físic. Amb la TIR es poden detectar diferents tipologies de càncer (pell, mama, etcètera), s’usa en les operacions a cor obert, en la valoració de cremades corporals o en la localització de patologies en ossos i músculs, entre moltes altres. En la medicina veterinària també s’utilitza aquesta tècnica. Com que la calor és un dels principals signes que presenten les infeccions i les lesions en animals, els veterinaris treballen amb la TIR per detectar les zones calentes en les fases inicials.
Els usos de la termografia infraroja abasten diferents àmbits i sectors. Sense anar gaire lluny, les forces de seguretat de diferents països fan ús d’aquesta tècnica per a les seves tasques. És molt usada, per exemple, en el control de les costes i les fronteres, entorns on és necessària una capacitat màxima d’observació i detecció.
D’altra banda, la tècnica s’està començant a utilitzar també en el diagnòstic mèdic i representa una eina útil per a diferents teràpies. Aquest mètode proporciona un mapa tèrmic de la superfície corporal en temps real i presenta l'avantatge afegit de no necessitar contacte físic. Amb la TIR es poden detectar diferents tipologies de càncer (pell, mama, etcètera), s’usa en les operacions a cor obert, en la valoració de cremades corporals o en la localització de patologies en ossos i músculs, entre moltes altres. En la medicina veterinària també s’utilitza aquesta tècnica. Com que la calor és un dels principals signes que presenten les infeccions i les lesions en animals, els veterinaris treballen amb la TIR per detectar les zones calentes en les fases inicials.
Segueix-nos a Twitter
