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La termografía infrarroja se aplica a la caracterización de materiales y estructuras de construcción en ingeniería civil y construcción. En el campo de la ingeniería civil y la construcción, se requiere no solo construir estructuras de acuerdo con el plan, sino también demostrar el desempeño esperado, incluso si el edificio cambia con el tiempo. Para ello, se requiere una evaluación del edificio. Esta generación concede la misma importancia tanto a la investigación sobre la construcción de edificios como a la investigación sobre la evaluación de edificios. Esto ha creado un método muy sofisticado y preciso para evaluar el estado estructural actual de un edificio y preservarlo para el futuro. La termografía infrarroja es una gran innovación que puede ayudarlo a averiguar en qué condiciones se encuentra su edificio y reparar cualquier daño. Este método es una especie de método no destructivo de evaluación sin contacto. Tienen una gran demanda para llevar a cabo investigaciones rápidas. Sin embargo, su importancia en la construcción de encuestas sigue creciendo.
Tabla de contenido
¿Qué es la termografía infrarroja?
Los métodos de termografía infrarroja implican la adquisición y el análisis de datos utilizando una cámara termográfica que funciona sin contacto con el material que se analiza. A lo largo de los años, se han desarrollado mejores cámaras infrarrojas para respaldar este método al convertir la radiación en imágenes (imágenes térmicas), y el método ha evolucionado hasta convertirse en un método más competente. El concepto de trabajo es simple. Este método convierte la radiación infrarroja emitida (del objeto observado) en una imagen térmica o termografía. La termografía es escribir con calor.
Cámaras termográficas e infrarrojas
Los datos se obtienen de las sustancias observadas en función de la radiación térmica que emiten. Las propiedades de la radiación emitida se basan en la temperatura corporal, las condiciones de la superficie y las propiedades térmicas. La cámara infrarroja aquí sirve para detectar la energía térmica del cuerpo. La energía emitida puede ser reflejada o transmitida, o debida a energía radiante directa. Estos datos detectados se convierten en un termógrafo o imagen térmica. Solo dan resultados basados en la energía radiante y no tienen en cuenta la luz visible. Las imágenes térmicas son bastante diferentes de las imágenes visuales. Estas imágenes se pueden tomar en completa oscuridad.
La figura. Cámara de infrarrojos
termografía de construcción
Una de las principales aplicaciones de la termografía infrarroja en la ingeniería civil se basa en la termografía arquitectónica. Dado que los resultados se basan en las propiedades de emisión del material, se debe realizar una evaluación adecuada del área. Las propiedades de emisión de los materiales de construcción se expresan principalmente mediante coeficientes de emisión en el rango de 0,90 a 0,96. Los factores de emisión para los materiales de construcción se muestran en la Tabla 1.
Tabla-1: Factores de emisión para materiales de construcción
| materiales de construcción | factor de emisión |
concreto | 0,94 |
arena | 0.93 |
Ladrillo | 0,93-0,94 |
caliza | 0,96 |
yeso | 0,90 a 0,96 |
vaso | 0,93-0,96 |
madera | 0,96 |
Fieltro (material para techos) | 0.93 |
yeso | 0.90 |
pintar | 0,90 a 0,95 |
arcilla | 0,95 |
tierra de ladrillo | 0.93 |
Aplicación de la termografía infrarroja en la construcción
La termografía infrarroja tiene una amplia gama de aplicaciones en ingeniería civil. Esto se explicará en la siguiente sección.
Determinación de la penetración de la humedad
Este método muestra los cambios en la humedad a través de una fotografía llamada termografía. Estas imágenes muestran los diferentes colores de cada tono de temperatura. Un material a temperatura ambiente experimentará una temperatura más fría si se expone a cualquier tipo de penetración de humedad. Esta diferencia es evidente en el termógrafo. La Figura-1 muestra una termografía de la infiltración de agua dentro del dosel.
Figura 1: Termografía de penetración de agua
Muestra la temperatura de color de cada banda. La imagen fue adquirida por la tarde en un día de verano.La mayoría de las estructuras de mampostería están expuestas a temperaturas de 47oC por la radiación solar Una inspección más cercana reveló que la estructura de ladrillo tenía tres lados libres expuestos al agua de lluvia. Este lodo y polvo se depositaron a lo largo de las líneas y provocaron un descenso de la temperatura. Esto se indica mediante la banda oscura.La figura 2 muestra la penetración de humedad en la parte inferior de las ventanas de mampostería a temperaturas inferiores a 31 grados centígrados. Descansa a una temperatura de unos 34 grados centígrados.
Figura 2: Penetración de humedad debajo de una ventana de mampostería representada por una banda oscura
Evaluación de tuberías
Los termógrafos son útiles para evaluar el rendimiento de conductos y tuberías. La figura 3 muestra la apariencia y termografía de la válvula de control. La imagen fue tomada en un día caluroso. El depósito de agua instalado en la terraza es soleado, por lo que el agua que fluye está bastante caliente. De la figura, la pared tiene 31 grados centígrados y las tuberías ocultas y expuestas tienen 32 y 33 grados centígrados, respectivamente.
Figura 3: (a) Imagen visible (b) Imagen térmica
Determinación de las etapas verde y de endurecimiento del hormigón.
La Figura 4 muestra una imagen térmica de un camión de reparto de concreto premezclado en el sitio en un clima cálido. Observe que las llantas del camión están a 46 grados centígrados, la bomba está a 50 grados centígrados y el tambor del camión está a 38 grados centígrados. Sin embargo, el color uniforme del tambor es una clara indicación de buena mezcla y calidad.
Figura 4: Imagen térmica de un tambor de camión de concreto premezclado
La Figura 5 muestra el flujo de concreto a través de la tubería. Se ve un parche específico.Esto indica una fuga de lodo en la junta
Figura 5: Imagen Térmica de Concreto Fluyendo en una Tubería
Claramente, las obstrucciones de flujo se pueden identificar in situ y se pueden tomar medidas correctivas en consecuencia. Este sistema es aplicable para la fundición de losas. Durante la compactación, puede estudiar simultáneamente cómo cambia la temperatura en un amplio rango. Esto ayuda a identificar problemas de evaporación más rápida que conducen a una hidratación insuficiente del hormigón. Este método se aplica para conocer el efecto del endurecimiento. Las columnas curadas por aspersión y arpillera se pueden distinguir por los diferentes tonos exhibidos a diferentes temperaturas.
Pruebas de tracción precisas de barras de refuerzo
Se sabe que la formación del cuello hace que las barras de refuerzo no pasen las pruebas de tracción. Y la sección falla con este cuello formado. Una prueba de tracción normal no puede determinar con precisión el límite elástico.
Figura 6: Imagen térmica de la barra deformada durante el ensayo de tracción
Se puede ver que la punta de la parte rota está más caliente que cualquier otro punto de la muestra. Por lo tanto, este método ayuda a realizar mediciones de deformación más precisas en comparación con los métodos tradicionales.
Determinación y localización de huecos en el hormigón.
Este método también se puede utilizar para determinar la presencia de vacíos en el hormigón. Esto se puede probar para determinar la calidad del concreto endurecido. También mide la eficiencia de compresión o mano de obra.