Termografia manutentiva predittiva di componenti elettromeccanici eseguita da tecnico di secondo livello  UNI EN ISO 9712:2012

I risultati raggiunti dalla tecnologia di rilievo termografico all’infrarosso con l’inserimento della termografia nei programmi di manutenzione Infrared Thermography Predictive Maintenance (I.T.P.M. ) giustificano pienamente i costi di adozione di tale tecnica diagnostica in termini di ritorno dell’investimento in manutenzione (ROI).

Valutare le perdite economiche ed i costi diretti e indiretti necessari sia per la riparazione/sostituzione dei macchinari, sia per l’eventuale mancata produzione, ha lo scopo di creare un riferimento utile alla stima di e quantificazione del rischio tecnologico di ogni Azienda. Questo tipo di analisi giustifica così in modo chiaro che l’adozione di un programma manutentivo pianificato può ridurre i costi di produzione e limitare l’onere assicurativo ottenendo cospicui sconti sulle polizze assicurative.

Quando il guasto di un solo macchinario può fermare l’impianto intero, con tutti i costi che ciò può comportare, è d’obbligo per ogni manager aziendale chiedersi se l’azienda può permettersi tali perdite o se invece non sia più conveniente cercare di evitarle predisponendo adeguate procedure di manutenzione termografica predittiva.

Migliorare l’affidabilità aziendale riducendo al contempo i costi comporta un aumento della redditività aziendale che è appunto uno degli obiettivi principali di un oculato sistema di gestione della manutenzione ordinaria dei macchinari e dei vari componenti elettrici in azienda.

A tal fine la termografia manutentiva IR, permettendo di individuare precocemente i sintomi premonitori (anche segnali deboli non visibili ad occhio nudo) presenti nelle apparecchiature, rappresenta oggi la principale tecnica diagnostica non distruttiva d’ispezione predittiva.

ADEGUATO APPROCCIO ALLA PREVENZIONE DEI GUASTI DEI MACCHINARI E DEI COMPONENTI ELETTRICI

La polizza assicurativa che tutela dai guasti degli impianti elettrici e meccanici e dei macchinari di produzione è certamente una condizione essenziale nel sistema tecnico-economico aziendale, ma non può di certo mai sostituirsi a una efficace manutenzione predittiva (termografia manutentiva).

L’assicurazione può coprire completamente o parzialmente molti rischi di guasto dei macchinari e nel caso di un evento particolarmente dannoso può essere determinante per la sopravvivenza stessa dell’azienda.

Non esiste comunque alcuna copertura assicurativa che indennizzi un azienda ove sia evidente una mancanza da parte dell’assicurato di impegno costante e programmato finalizzato a prevenire le possibili nefaste conseguenze di un guasto ad un apparecchiatura meccanica od elettrica per il quale non si dimostri di aver attuato tutte le procedure manutentive preventive necessarie.

Anche in quest’ottica risulta quindi basilare un’adeguata politica di manutenzione predittiva, attraverso un programma di portata globale come lo sono le ispezioni all’infrarosso, eventualmente integrato da altre tecniche non distruttive quali ad esempio i metodi a ultrasuoni, x-ray, eddy currents, analisi di vibrazionale, analisi dell’olio, ecc..

 DATI STORICI PER LA VALUTAZIONE DELLA CONVENIENZA ECONOMICA DELLA MANUTENZIONE PREVENTIVA CON LA TERMOGRAFIA

L’analisi statistica sui danni che tipicamente accadono in azienda dimostra che troppo spesso i guasti, le rotture, gli incendi, le esplosioni, ecc., traggono origine da una manutenzione e da controlli non adeguati.

Per perfezionare il sistema di controllo tecnico-economico, più che lavorare sui singoli casi di eventi potenzialmente dannosi e verificabili è importante avere dati storici sui guasti tipici agli impianti e alle macchine e ai componenti elettromeccanici, in modo da correlare modelli teorici ed empirici con i dati del rilievo termografico dei componenti elettrici e meccanici.

Le più frequenti cause statistiche alla base dei danni gravi sono:

• Prove/ispezioni non distruttive come la termografia mai eseguite.
• Manutenzione ordinaria e predittiva non effettuata.
• Procedure di manutenzione inadeguata.
• Guasti d’origine elettrica per usura o errata rifinitura.
• Realizzazione o installazione impropria.
• Guasti in conseguenza di modifiche di funzione o di utilizzo.

ORIGINE DEI GUASTI

La Termografia all’infrarosso come manutenzione di componenti e quadri elettrici previene oltre i guasti anche possibili incendi devastanti per l’azienda.

Nel 80 % dei casi i danni conseguenti a guasti di apparecchiature elettriche o meccaniche subiti da un azienda si riscontra che essi sono riconducibili ad una inadeguata procedura di manutenzione programmata.

Se si pensa che su un nutrito campione statistico d’incendi totali in azienda, un noto istituto di ricerca, ha indicato che essi hanno avuto un innesco di origine elettrica per circa il 30 % del totale, con un danno medio pari a circa 700.000 Euro.

Per quanto riguarda invece il cosiddetto “Guasto Macchina”, circa il 32% del numero totale dei sinistri è stato causato da guasti elettrici, con un danno medio di 300.000 Euro.

I RISPARMI OTTENUTI CON LA TERMOGRAFIA MANUTENTIVA

Nel caso di fermo dell’impianto per guasto o incendio anche parziale, la mancata produzione può comportare costi indiretti ben superiori rispetto a quelli diretti dovuti ai guasti agli impianti.

I problemi devono essere previsti e affrontati prima che si manifesti un fermo degli impianti o un incendio, spesso si sottovaluta l’utilità dalla termografia all’infrarosso come elemento di risparmio economico aziendale, decidendo così di tagliare il budget della manutenzione predittiva termografica solo perché non si comprende a priori quanto può far risparmiare.

È quindi opportuno documentare sempre i risparmi ottenuti con la manutenzione e far giungere tali dati ai massimi responsabili dell’azienda.

I dati rilevati dalle indagini termografiche e da altre diagnosi, unitamente alle raccomandazioni, devono essere rielaborati e catalogati in modo da consentire di redigere il Predictive Maintenance Report che sulla base dei risultati ottenuti dall’indagine termografica.

Tale rapporto deve essere il risultato di un lavoro coordinato, contenere dati attendibili, fornire raccomandazioni appropriate, essere redatto in modo chiaro ed esauriente.

Analisi termografica ai fini manutentivi di alcuni motori elettrici.

Mi è capitato spesso di vedere alcune aziende rinunciare alla prevenzione fatta con la termografia anche quando magari negli anni passati erano stati messi in evidenza criticità molto pericolose per il rischio rottura e/o incendio consentendo di scongiurarlo con interventi mirati e poco costosi. Purtroppo si dimentica spesso che quei semplici suggerimenti fatti nel momento giusto hanno fatto risparmiare potenzialmente centinaia di migliaia di euro e si sta rinunciando a tale sicurezza per risparmiare poche centinaia di euro all’anno.

La termografia manutentiva fa vedere cose che l’occhio non vede ma spesso la cosa più difficile e far capire a chi vede il risultato dell’indagine termografica la sua importanza nell’economia aziendale.

Il nostro staff è composto da ingegneri certificati 1° e 2° livello secondo le norme UNI EN ISO 9712:2012 per l’esecuzione di prove diagnostiche non distruttive contattaci per avere una consulenza o per sottoscrivere un piano di manutenzione predittiva termografica operiamo in tutto il nord italia: Torino,  Novara, Biella, Vercelli, Aosta, Alessandria, Milano, Varese, Verona ecc. (termografia manutentiva).

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Con il termine termografia si intende una tecnica di diagnosi non distruttiva capace di misurare la temperatura presente sulla superficie dei corpi.

Esempio di analisi termografica dell’involucro di un edificio con sovrapposizione dell’immagine all’infrarosso e l’immagine reale

Il concetto di base espresso e seguito dalla termografia coincide con il principio fisico secondo il quale, ogni oggetto con una temperatura sopra lo zero assoluto (0 Kelvin= -273,15 °C) diffonde energia sotto forma di raggi infrarossi.

Essendo i raggi infrarossi invisibili all’occhio umano, è necessario uno strumento che trasformi l’energia a onde elettromagnetiche infrarosse emesse da un corpo in un elaborato grafico che ne permetta la percezione e la giusta interpretazione all’occhio umano.

Lo strumento necessario a operare in questo senso è la termocamera, la quale misura i raggi infrarossi che riceve e li trasforma in una immagine in scala di colori dal blu scuro al rosso, che corrispondono alla scala delle temperature dei corpi, dalle più fredde campite di blu alle più calde campite di rosso. In questo modo è facilmente intuibile se una superficie è calda o fredda e quanto è la sua temperatura.

Chiaramente essendo la termografia una tecnica non invasiva, le temperature misurate sono solo quelle dello strato superficiale dei corpi e di conseguenza l’immagine ottenuta è una mappatura termica superficiale dell’oggetto misurato. Infatti la misurazione viene effettuata senza contatto condizione che rende impossibile vedere dentro o attraverso gli oggetti e quindi misurare la temperatura interna.

Analisi termografica: i campi applicativi

Proprio per la sua caratteristica di misurazione passiva (non distruttiva), la termografia è utilizzabile in diversi ambiti e settori.

In materia di edilizia legata a una progettazione di un intervento di edificio in costruzione o di riqualificazione energetica, una diagnosi di natura termografica è in grado di individuare quali sono i punti dell’involucro edilizio a temperatura più bassa e quindi i punti dove si localizzano le dispersioni di calore (ricerca ponti termici dovuti all’assenza di isolante o alla non corretta posa dello stesso) che vanno ad incidere negativamente sul buon rendimento energetico dell’edificio.

Oltre ciò, la termografia può essere utilizzata in campo idraulico per individuare eventuali perdite di impianto o in campo elettrico per rilevare differenze termiche e la precisa posizione di cavi elettrici e/o tubazioni all’interno della parete.

Analisi termografica: le grandezze

Le grandezze prese in considerazione per un’analisi termografica sono: l’emissione, la riflessione e la trasmissione.

Infatti l’immagine in gradazione di colori è solo il risultato di una serie di operazioni che la termocamera effettua in automatico, dall’acquisizione della radiazione in poi.

Per prima cosa la termocamera registra la radiazione che riceve dagli oggetti interni al suo campo visivo (ovvero il suo campo d’azione, la porzione di corpi massima che riesce a racchiudere). Questa radiazione è composta da raggi emessi, riflessi e trasmessi.

Con emissività, come facilmente intuibile dal nome, si indica la capacità di un materiale a emettere raggi di tipo infrarosso.

Essendo una caratteristica propria di ogni materiale questa varia a seconda delle proprietà di ogni materiale a emanare raggi infrarossi.

Convenzionalmente si pone il valore massimo di emissività uguale a 1 raggiungibile solo da un corpo nero chiamato anche corpo ideale.

Il corpo nero viene definito come un oggetto che assorbe tutta quanta l’energia emessa dai raggi infrarossi incidenti e convertendola la emette tutta quanta.

Oggetti come questo non esistono nella realtà, per questo si parla di corpo ideale.

Di conseguenza l’emissività uguale a 1 è impossibile da raggiungere. Infatti qualsiasi materiale oltre a emettere riflettono e trasmettono radiazioni.

Il secondo fattore è quello di riflessione, che misura la capacità dell’oggetto di riflettere raggi infrarossi.

Anche questa variabile dipende dalle proprietà della superficie dalla temperatura di questa e dal tipo di materiale da cui è composta.

Per fare un esempio pratico che a tutti sarà capitato di provare, di norma una superficie lucida e liscia riflette di più di una ruvida e opaca.

In genere nello strumento di termocamera la temperatura di riflessione può essere impostata manualmente e in molte misurazioni coincide con la temperatura ambiente.

In ultimo si ha il fattore di trasmissione che misura la capacità di un materiale di trasmettere raggi infrarossi. Questa proprietà dipende essenzialmente dal tipo di materiale e dallo spessore dello stesso. Da tenere presente che la maggior parte dei materiali hanno bassissima trasmissione.

Analisi termografica: Legge di Kirchhoff

Emissività, riflessione e trasmissione sono legati tra di loro. Infatti si assume la somma tra emissività, riflessione e trasmissione uguale a 1. Poiché come prima detto la trasmissione se c’è è un valore molto piccolo, non viene considerato nella relazione e quindi viene per convenzione impostata la relazione che la somma tra riflessione ed emissività sia uguale a 1.

Nei casi in cui l’emissività è bassa si hanno molti raggi infrarossi riflessi e quindi è difficile effettuare con precisione la misurazione, o meglio è necessaria maggiore attenzione nell’impostazione della temperatura di riflessione nello strumento.

Di qui è possibile fare le seguenti considerazioni:

• In condizioni di alta emissività si ha bassa riflessione, la misura viene effettuata facilmente;

• In condizioni di media emissività si ha riflessione mediocre, la misura è effettuabile;

• In condizioni di bassa emissività si ha alta riflessione, la misura viene effettuata ma va controllata in maniera adeguata;

Analisi termografica: le variabili

Per determinare la distanza alla quale porsi per effettuare una giusta misurazione sull’oggetto e quale è l’oggetto massimo visibile bisogna prendere in considerazione tre variabili, ovvero il campo visivo, il più piccolo oggetto identificabile e il più piccolo oggetto misurabile.

Il campo visivo è l’area visibile con la termocamera (definita in base alla lente utilizzata), il più piccolo oggetto identificabile che viene a definire il valore di un pixelin base alla distanza. E infine il più piccolo oggetto misurabile impostato convenzionalmente come 3 volte più grande del più piccolo oggetto identificabile.

Esempio di termocamera ad infrarossi

In conclusione è bene ribadire che, come si è potuto leggere nella trattazione, non è per niente semplice effettuare una misurazione termografica, in quanto non è sufficiente essere in possesso della strumentazione ma sono necessarie conoscenze tecniche indispensabili affinché la misurazione possa considerarsi corretta, e comunque solo esperti termografici possono cogliere tutte le informazioni utili.

È bene quindi sempre rivolgersi ad un tecnico competente in materia nel caso si necessiti di effettuare una diagnosi di tipo termografico.

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Analisi termografica

Le indagini termografiche sono molto utili per l’individuazione delle patologie edilizie, la ricerca di perdite, l’ottimizzazione degli interventi di riqualificazione degli edifici.

Questo tipo di indagine in edilizia presenta molti vantaggi infatti si tratta di una tecnica non invasiva, sicura e veloce da effettuare. Permette di localizzare in poco tempo le sorgenti di umidità, i problemi delle strutture, le perdite di calore e consente di verificare durante i lavori e gli interventi di riparazione dell’edificio le condizioni del manufatto.

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