Equipamentos da termografia

O tema tratado neste artigo é o de equipamentos de termografia e aquisição de imagem

 1 Equipamentos de termografia – A inspeção por termografia

As avarias de, por exemplo, uma subestação de energia elétrica, tipicamente podem passar por problemas relacionados com alta resistência elétrica, curto-circuitos, circuitos abertos, aquecimento indutivo, harmônicos, desequilíbrio de carga, sobrecarga e componentes instalados incorretamente. Problemas que geralmente são detetados pela termografia.

A figura apresenta uma típica cena de uma inspeção termográfica numa subestação de alta tensão, na qual estão presentes os principais personagens desta ação: Inspetor, câmara de termografia, equipamento sob inspeção e o meio que os envolve.

Equipamentos de termografia – Figura 1 – Inspeção termográfica num equipamento de subestação.

Uma atividade aparentemente simples, na qual o inspetor opera a câmara de termografia, aponta-o para o equipamento sob inspeção e deteta o defeito através da análise do termograma obtido.

1.1 Equipamentos de termografia – Influências e limitações

Porém, existem influências e limitações neste processo que podem induzir a um diagnóstico incorreto ou até mesmo incapacitar a deteção do defeito. A baixa emissividade dos componentes sob inspeção, a variação da corrente de carga do equipamento inspecionado e componentes de pequena dimensão a grandes distâncias são exemplos de fatores que dificultam a inspeção termográfica. Em ambientes abertos, além dos fatores citados, influências ambientais como a radiação solar, a atenuação atmosférica, o vento, mudanças na temperatura ambiente, chuva e humidade podem estar presentes. Levando tudo isso em consideração, uma representação mais detalhada de uma inspeção termográfica é mostrada na figura.

Equipamentos de termografia – Figura 2 – Inspeção termográfica em um equipamento de subestação com as possíveis influências.

1.2 Equipamentos de termografia – O que medem as câmaras de termografia

Também é importante ressaltar que as câmaras de termografia não medem temperatura diretamente. Detetam a radiação térmica que atinge seu detetor, que por sua vez, gera um sinal de saída, em função dessa radiação, que é processado e transformado em imagens visíveis e leituras de temperatura. Porém, a radiação detetada pode se originar não apenas do objeto sob inspeção, mas de outras fontes envolvidas no meio em que o objeto está inserido. Além disso, o valor da intensidade do sinal de saída, gerado pelo detetor, associado a alguns parâmetros fornecidos pelo operador da câmara de termografia, como emissividade, distância do objeto à câmara de termografia e outros parâmetros relativos ao ambiente são necessários para o cálculo da temperatura do objeto sob inspeção. Assim sendo, a exatidão da medida de temperatura depende da calibração da câmara de termografia e da exatidão dos parâmetros introduzidos pelo operador.

Nesse cenário mais complexo, as limitações e características dos personagens envolvidos na inspeção termográfica devem ser consideradas para uma análise consistente e confiável das anomalias térmicas encontradas.

1.3 Equipamentos de termografia – O inspetor

Um dos principais fatores de limitação da inspeção termográfica seja o próprio inspetor de termografia. Sua motivação para a realização da inspeção pode interferir diretamente nos resultados, tanto com relação à quantidade de anormalidades encontradas, bem como na qualidade das imagens térmicas obtidas. Além disso, ele deve conhecer a operação e as características da câmara de termografia utilizada, assim como o funcionamento dos equipamentos sob inspeção. Deve ter consciência da forte influência da radiação solar, do vento e da chuva e como eles afetam drasticamente a distribuição térmica dos objetos em ambientes abertos. Deve conhecer a teoria básica que envolve a radiação infravermelha e os princípios de transferência de calor, conhecimentos essenciais para uma análise correta dos termogramas e do funcionamento dos equipamentos inspecionados. Resumindo, para obter resultados consistentes, o inspetor deve estar motivado e ser qualificado para a inspeção, ter um elevado nível de treino e conhecimento, para que possa ser capaz de detetar todas as falhas possíveis e discernir entre um defeito real e uma falsa anomalia, o que pode economizar milhares de euros em paragens não programadas e/ou paradas e manutenções desnecessárias. Portanto, o investimento em treinamento e qualificação torna-se importante e necessário na redução dos erros inseridos pelo inspetor de termografia nos resultados da inspeção.

2 Equipamentos de termografia – A câmara de termografia

A câmara de termografia é o principal instrumento de uma inspeção termográfica. Através dele a radiação infravermelha emitida pelo objeto é detetada e convertida em imagem visível e em leituras de temperatura.

Equipamentos de termografia – Figura 3 – Diagrama simplificado de uma câmara de termografia genérica.

A escolha correta da câmara de termografia para a inspeção depende do conhecimento das características técnicas da câmara de termografia, do ambiente onde ele será utilizado e do tipo de componente que será inspecionado. Por exemplo:

• A temperatura do objeto a ser inspecionado define a faixa de temperatura e a melhor faixa de comprimento de onda que a câmara de termografia deve responder.
• A distância e dimensão do objeto a ser inspecionado define a resolução espacial e de medida.
• A temperatura do ambiente de inspeção define a faixa de temperatura de operação da câmara de termografia; etc.

Assim sendo, é importante conhecer as características da câmara de termografia e direcioná-las à aplicação em questão, que nesse caso é a inspeção em subestações de alta tensão em ambientes abertos.

2.1 Equipamentos de termografia – Tecnologia de deteção das câmaras de termografia

As câmaras de termografia modernas para inspeção de termografia são do tipo FPA (Focal Plane Array).

O sistema de deteção utiliza uma matriz bidimensional de detetores, na qual a radiação infravermelha proveniente da cena de interesse a atinge diretamente.

Equipamentos de termografia – Figura 4 – Matriz bidimensional de detetores designada de FPA, ou micro-bolómetro não refrigerado.

A taxa de atualização de imagem (Frame Rate) pode ser alta e cada elemento de deteção pode monitorar continuamente a emissão de radiação vinda do objeto sob inspeção.

Dos componentes que compõem a câmara de termografia, o detetor de infravermelho é o mais importante e é fator limitante para o desempenho da câmara de termografia.

Os detetores respondem a uma mudança de temperatura com uma variação de alguma propriedade física, como por exemplo, a variação de sua resistência. Operam na temperatura ambiente e têm uma resposta espectral ampla e uniforme. Os detetores térmicos mais comuns são os Bolômetros e as termopilhas.

Equipamentos de termografia – Figura 5 – Constituição de micro-bolómetro não refrigerado

2.2 Equipamentos de termografia – Bandas espetrais das câmaras

A figura apresenta a resposta espectral de alguns detetores de infravermelho.

Equipamentos de termografia – Figura 6 – Resposta espectral de alguns detetores de infravermelho.

Na figura a seguir podem-se ver imagens com sistemas de onda curta e onda longa.

Equipamentos de termografia – Figura 7- Imagens com sistemas de onda curta e onda longa

As faixas de comprimento de onda utilizadas para a fabricação de câmara de termografia aplicáveis ao sistema elétrico são de 3 µm a 5 µm e de 7 µm a 14 µm, como pode ser visto na figura

Equipamentos de termografia – Figura 8 – Espectro eletromagnético e as faixas espectrais utilizadas na fabricação de Câmara de termográficas comerciais.

Nessas faixas a transmissividade da atmosfera à radiação infravermelha é alta. Dentre elas, a faixa de 8 a 14 µm é a mais recomendada por apresentar uma transmissividade ainda maior. Além disso, essa faixa é menos sensível a falsos pontos de alta temperatura resultantes do reflexo solar e para as temperaturas normalmente encontradas em sistemas elétricos, a radiação emitida nessa faixa é maior.

A figura mostra a radiação emitida por um objeto a uma temperatura de 300 K (26,8° C) em função do comprimento de onda e destaca as faixas de 3 a 5 µm e 8 a 14 µm e suas respetivas energias disponíveis.

Equipamentos de termografia – Figura 9 – Energia disponível nas faixas de 3 a 5 µm e de 8 a 14 µm para um objeto a uma temperatura de 300 K (26,8° C).

Neste vídeo fala-se de temas relacionados com o cumprimento de onda utilizado pela câmara de termografia.

2.3 Equipamentos de termografia – Gama de temperatura

A gama de temperatura é a faixa de medição de temperatura da câmara de termografia. No caso de, por exemplo, subestações de alta tensão, a menor temperatura encontrada nos equipamentos e conexões vai estar próxima à temperatura ambiente e a maior pode chegar, em casos extremos, à temperatura de fusão dos metais utilizados (ex.: alumínio = 657,7° C). Apesar disso, a faixa de -20° C a 500° C, normalmente comercializada, é suficiente para as inspeções em subestações. A razão é que raramente o limite máximo da faixa (500° C) será atingido, além de ser uma temperatura muito alta e que deve ser evitada em sistemas elétricos. Acima dessa temperatura parte da radiação emitida pelo objeto começa a entrar na faixa de comprimento de onda visível (lei de deslocamento de Wien), podendo ser detetada sem o auxílio de um câmara de termografia. Na figura é apresentado um exemplo dessa condição.

Equipamentos de termografia – Figura 10 – Seccionador com os contatos acima de 500° C tornando visível parte da radiação emitida.

2.4 Equipamentos de termografia – Sensibilidade térmica

A sensibilidade térmica consiste na menor diferença de temperatura que pode ser detetada. Depende das propriedades do sistema ótico, da resposta do detetor e do nível de ruído do sistema. Geralmente é especificada como a Diferença de Temperatura Equivalente ao Ruído (Noise Equivalent Differential Temperature – NEDT ou Noise Equivalent Temperature Difference – NETD ou Noise Equivalent Temperature – NET).

A sensibilidade térmica é inversamente proporcional à temperatura em que o componente está envolvido, o que significa que o sistema se torna mais ruidoso em baixas temperaturas e a resolução de temperatura diminui.

Quando a temperatura ambiente cai, câmara de termografia com resposta espectral na faixa de 3 µm a 5 µm tendem a ter sua sensibilidade mais prejudicada do que câmara de termografia com resposta espectral de 8 µm a 14 µm.

Este parâmetro é muito importante nas aplicações em que o contraste térmico é muito pequeno como seja em algumas aplicações de identificação de isolamento em edifícios.

Equipamentos de termografia – Figura 11 – Imagem térmica de edifício

2.5 Equipamentos de termografia – Resolução espacial

A Resolução espacial define o menor detalhe de imagem que pode ser percebido. É função do tamanho do detetor e da ótica do sistema. Na maioria das vezes é especificado em radianos e definido como “Campo de Visão Instantâneo” (Instantaneous Field of View – IFOV). O IFOV é equivalente à projeção de um pixel na superfície observada e, a soma de todos os IFOVs forma o Campo de Visão (FOV), que é a área total que pode ser vista pela câmara de termografia. Geralmente o FOV é declarado em graus pelo fabricante.

Equipamentos de termografia – Figura 12 – Representação do Campo de Visão (FOV) e do Campo de Visão Instantâneo (IFOV) de um Câmara de termografia.

O IFOV pode ser calculado a partir da Equação.

Na qual,

• IFOV [mrad] é o Campo de Visão Instantâneo. 
• FOV [mrad] é o Campo de Visão.
• Pix é o número de pixels.

Por exemplo, um Câmara de termografia com Campo de Visão – FOV igual a 24° x 18° e 320 x 240 pixels tem um IFOV igual a:

IFOV_horizontal  = 24 x 17,45 / 320 = 1,3 mrad

IFOV_vertical  = 18 x 17,45 / 240 = 1,3 mrad

O IFOV é um parâmetro geralmente fornecido pelos fabricantes e possibilita, por meio da Equação, o cálculo da distância máxima que um objeto de tamanho determinado pode ser detetado.

Na qual,

• Dist_d [m] é a distância máxima que um objeto de tamanho D pode ser detetado pela câmara de termografia.
• D [m] é o tamanho do objeto sob inspeção.
• IFOV [rad] é o Campo de Visão Instantâneo.

Por exemplo, um Câmara de termografia com IFOV igual a 1,3 mrad pode detetar um objeto de 0,05 m x 0,05 m a uma distância máxima de:

Dist_d = 0,05 / 1,3 x 10^-3 = 38,46 m.

Por exemplo, em subestações de alta tensão, cujas distâncias da câmara de termografia ao objeto são relativamente grandes e os diâmetros de cabos e dimensões das conexões são relativamente pequenos, o Campo de Visão Instantâneo pode fazer a diferença entre localizar, ou não, um defeito.

A seguir pode ver um video com um exemplo de palicação.

2.6 Equipamentos de termografia – Resolução de medida

A resolução de medidadefine o menor objeto que pode ter sua temperatura medida, com exatidão, a uma determinada distância. Raramente é declarado nas especificações do fabricante da câmara de termografia, mas é tipicamente inferior a resolução espacial por um fator entre 2 e 4. Por essa razão, em muitas situações, o objeto poderá ser detetado pela câmara de termografia, mas estará fora da sua resolução de medida. Quando fornecido pelo fabricante é especificado em radianos e definido como “Campo de Visão Instantâneo de Medida” (Measuring Instantaneous Field of View – MIFOV ou IFOV_m). Leituras de temperatura obtidas fora dos limites da resolução de medida normalmente serão menores que a leitura real, o que pode ter grande influência na análise da severidade do defeito. 

Para o cálculo da distância máxima em que um objeto de tamanho determinado pode ter sua temperatura lida com exatidão, pode ser utilizada a seguinte equação.

Na qual,

• Dist_m [m] é a distância máxima que um objeto de tamanho D, pode ter sua temperatura medida com exatidão.
• D [m] é o tamanho do objeto sob inspeção.
• MIFOV [rad] é o Campo de Visão Instantâneo de Medida.

Aproveitando o exemplo anterior, no qual um Câmara de termografia possui IFOV igual a 1,3 mrad e supondo que a resolução de medida é três vezes inferior à resolução espacial, um objeto de 0,05 m x 0,05 m só poderá ter sua temperatura medida com exatidão a uma distância máxima de:

Dist_m = 0,05 / 1,3 x 10^-3 / 3= 12,8 m

Portanto, no exemplo apresentado, o mesmo objeto pôde ser detetado por um Câmara de termografia de IFOV igual a 1,3 mrad a uma distância de 38,46 m, mas para ter sua temperatura medida com exatidão será necessário encurtar a distância para apenas 12,8 m. Essa situação, pode levar a grandes erros na medida de temperatura e consequentemente na análise e diagnóstico do defeito.

Existem duas alternativas para eliminar a influência da distância devido à resolução de medida. 

• A primeira é aproximar-se do componente sob inspeção até a uma distância na qual a temperatura possa ser medida com exatidão. Em subestações de alta tensão isso nem sempre é possível porque distâncias limites de segurança devem ser respeitadas.
• A segunda alternativa é melhorar a resolução de medida com o uso de lentes telescópicas. Abaixo é apresentada uma situação para cálculo da lente.

Supondo que o ponto mais alto, sujeito a defeito, que pode ser encontrado nas subestações de alta tensão, seja o grampo que fixa o cabo para-raios na estrutura da torre e considerando que o grampo mais alta pertença às subestações de 750 kV, foram utilizados os dados de projeto de uma subestação de 750 kV, para o cálculo de uma lente telescópica que pudesse atender a todas inspeções termográficas.

Equipamentos de termografia – Figura 13 – Grampo que fixa o cabo para-raios na estrutura da torre.

Dados:

• Distância do solo ao grampo do para-raios = 50 metros
• Diâmetro da ligação do grampo = 0,07 metros

Supondo que o Inspetor de termografia tenha uma altura de 1,7 metros e esteja a uma distância de 2 metros da base da torre resulta em:

Dist = (50 – 1,7)² + 2² = 52,3 m

Logo, considerando um Câmara de termografia com o IFOV três vezes menor que o MIFOV e com 320 x 240 pixels, a lente telescópica que deve ser usada pode ser calculada utilizando a Equação.

FOV_horizontal  = (1,34 / 3) x 320 / 17,45 = 8,2°

FOV_vertical  = (1,34 / 3) x 320 / 17,45 = 8,2°

Comercialmente pode ser encontrada a lente de 7° x 5,3° que atenderia o caso que foi calculado e praticamente todas as situações encontradas nas subestações de alta tensão. Em situações normalmente encontradas, em que a distância não ultrapassa os 40 metros e as conexões inspecionadas têm uma dimensão da ordem de 0,1 m x 0,1 m, ou maior, a lente de 12° x 9° seria suficiente.

As lentes telescópicas podem melhorar a resolução, em contrapartida estreitam o campo de visão da câmara de termografia, como mostrado na figura.

Equipamentos de termografia – Figura 14 – Objeto observado a uma mesma distância com lentes com Campo de Visão de 24°, 12° e 7°.

2.7 Equipamentos de termografia – A dimensão do ponto de medida

Outra consideração é o que se designa por tamanho do ponto da câmara. Uma câmara térmica não pode medir com precisão a temperatura de um único pixel por uma série de razões. Em geral, precisa-se de um mínimo de um quadrado de quatro por quatro píxeis, mas por vezes até de 10 por 10 pixéis. Para obter uma medição de temperatura precisa, certifique-se de que a câmara está suficientemente próxima do alvo para colocar o ponto de medição da câmara (esse quadrado de quatro por quatro pixéis) completamente dentro da assinatura de calor do ponto que requer medição.

Equipamentos de termografia – Figura 15 – A importância da dimensão do ponto de medida

2.8 Equipamentos de termografia – Taxa de atualização da imagem (Frame Rate)

A taxa de atualização da imagemconsiste no número de vezes que uma imagem completa da cena observada é atualizada pela câmara de termografia em um segundo. Baixas taxas de atualização da imagem produzem uma imagem borrada quando existe um movimento relativo entre a câmara de termografia e o objeto sob inspeção.

Exemplo: Câmara de termografia recomendado para inspeções em subestações de alta tensão

Observando as características citadas anteriormente recomenda-se que uma câmara de termografia utilizado em inspeção de subestações de alta tensão possua as especificações abaixo:

• Ser portátil e leve para não causar a fadiga do inspetor, o que poderia limitar a duração e a qualidade da inspeção em grandes áreas.
• Sistema fixo de deteção (Detetor de Matriz de Plano Focal – Focal Plane Array).
• Detetor de micro-bolómetro, menor consumo de energia e operação do detetor em temperatura ambiente.
• Faixa de temperatura de -20° C a 500°C.
• Faixa espectral de 8 µm a 14µm.
• Resolução espacial e de medida devem atender às distâncias e dimensões dos alvos encontrados na subestação. Na maioria das situações a lente de 12° x 9° é suficiente.
• Sensibilidade térmica de 80 mK (0,08° C).
• Taxa de atualização de imagem de (Frame Rate) de 60 Hz.
• Temperatura de operação de -15° C a 50° C.

A capacidade de armazenar imagens e voz é também importante na agilização da inspeção e no pós-processamento dos dados.

A seguir pode-se ver a especificação de uma câmara da FLIR que cumpre esta especificação.

Equipamentos de termografia – Figura 16 – Especificação de modelos de câmara da FLIR

3 Equipamentos de termografia – Utilização do equipamento

Na figura a seguir apresentada pode-se ver o ecrã de uma camara de termografia FLIR modelo EXX.

Equipamentos de termografia – Figura 17 – Ecrã de câmara da FLIR EXX

A seguir pode ver um vídeo sobre a história das câmaras de termografia.

3.1 Equipamentos de termografia – A seleção de palete de cores da imagem

Como qualquer imagem digital, as imagens térmicas são compostas por pixéis. Na imagem térmica, cada pixel individual representa um ponto de dados de temperatura específico. A estes pontos de dados é atribuída uma cor ou tonalidade única com base no seu valor, o que significa que, à medida que o sensor térmico deteta alterações na energia térmica, expressará essa alteração ajustando a cor ou tonalidade de um pixel.

A mudança de paletas altera a aparência de uma cena e destaca áreas-chave de uma imagem térmica sem alterar quaisquer dados de temperatura. As paletas térmicas são em grande parte uma questão de preferência do utilizador, mas diferentes ambientes ou situações podem beneficiar de uma paleta em detrimento de outra.

Aqui estão algumas opções de paleta que provavelmente verá:

Obter experiência prática com cada paleta disponível, é a melhor forma de tomar decisões informadas em campo ou ao gerar um relatório.

3.2 Equipamentos de termografia – Acessórios típicos de câmaras de termografia

A seguir podem-se ver os acessórios típicos de uma camara deste tipo.

• Câmara de infravermelhos com lente,
• Pequeno visor ocular,
• 2 baterias,
• Carregador de baterias,
• Mala de transporte rígida,
• Correia,
• Tampa frontal da lente,
• Fontes de alimentação,
• Documentação impressa,
• Cartão SD (8 GB),
• Cabos (USB 2.0 A para USB Type-C, USB Type-C para HDMI, USB Type-C para USB Type-C),
• Cartão de licença: FLIR Thermal Studio Starter

4 Equipamentos de termografia – A ISO 18434-1

A norma ISO 18434-1:2008 apresenta uma introdução à aplicação da termografia por infravermelhos (IRT) à monitorização e diagnóstico do estado das máquinas, em que “máquinas” inclui auxiliares de máquinas, tais como válvulas, máquinas movidas a fluidos e eletricidade e equipamento de permuta de calor relacionado com máquinas. Além disso, são abordadas as aplicações de IRT relacionadas com a avaliação do desempenho das máquinas.

A norma ISO 18434-1:2008: introduz a terminologia da termografia de infra-vermelhos (IRT) no que diz respeito à monitorização do estado e ao diagnóstico de máquinas; descreve os tipos de procedimentos de IRT e os seus méritos; fornece orientações para o estabelecimento de critérios de avaliação da gravidade das anomalias identificadas pela IRT; descreve os métodos e os requisitos para a realização da IRT de máquinas, incluindo recomendações de segurança; fornece informações sobre a interpretação dos dados, os critérios de avaliação e os requisitos de comunicação; fornece procedimentos para determinar e compensar a temperatura aparente refletida, a emissividade e os meios atenuantes.

A norma ISO 18434-1:2008 abrange igualmente os procedimentos de ensaio para determinar e compensar a temperatura aparente refletida, a emissividade e os meios atenuantes aquando da medição da temperatura da superfície de um alvo com uma câmara IRT quantitativa.

5 Equipamentos de termografia – Aquisição de dados segura

Uma das grandes vantagens da termografia é a realização da inspeção sem a interrupção da produção, isto é, com os equipamentos em pleno funcionamento (energizados e sob carga), por essa razão o cumprimento das normas de segurança comuns à área a ser inspecionada deve ser rigorosamente observado. Um cuidado especial deve ser tomado quando existe a necessidade de abertura de painéis e a aproximação de equipamentos energizados, situações em que o Inspetor de termografia está exposto a grandes riscos. 

Outra observação importante é com relação ao caminho percorrido. Em subestações o terreno geralmente é irregular e a visão através da câmara de termografia não dá a noção de profundidade. Britas, valas e diferenças de níveis podem causar a queda do Inspetor de termografia com a câmara. É importante um prévio conhecimento do caminho a ser percorrido ou que o Inspetor de termografia que caminha com a câmara seja orientado das irregularidades do terreno pelo parceiro de inspeção.

Antes de iniciar os trabalhos de inspeção, o Responsável pela Inspeção Termográfica em conjunto com o Inspetor de termografia devem realizar uma avaliação prévia dos riscos, estudar e planejar as atividades e ações a serem desenvolvidas de forma a atender a todos os requisitos de segurança aplicáveis à área a ser inspecionada.

5.1 Equipamentos de termografia – Acesso ao equipamento sob inspeção

O inspetor de termografia deve fazer um varrimento, com a câmara de termografia, nos equipamentos da subestação, antes mesmo de transpor o portão da subestação. Equipamentos em processo de deterioração e prestes a explodir geralmente apresentam altas temperaturas que podem ser detetadas pela câmara de termografia a distâncias relativamente grandes.

5.2 Equipamentos de termografia – Equipamento de Proteção Individual (EPI):

Inspeção em Ambientes Abertos da Subestação

• Capacete.
• Óculos de segurança.
• Bota de segurança com solado para riscos elétricos.
• Roupas aprovadas.

Inspeção em Painéis e Cubículos Blindados

• Capacete.
• Óculos de segurança.
• Bota de segurança com solado para riscos elétricos.
• Luvas de malha de Nomex.
• Traje de proteção contra arco elétrico

6 Equipamentos de termografia – Equipamento / componente sob inspeção

A necessidade de uma operação fiável, segura e contínua dos equipamentos é o motivo principal da realização de uma inspeção termográfica. O bom resultado da inspeção depende, em grande parte, do conhecimento do funcionamento do equipamento sob inspeção e do comportamento térmico de seus componentes. Sem esse conhecimento, torna-se difícil determinar o que está dentro da normalidade e o que é um problema. Portanto, influências relacionadas ao equipamento sob inspeção, como a emissividade e a corrente de carga devem ser discutidos.

Existem dois tipos diferentes de medições de temperatura que podemos obter – temperatura aparente e temperatura real. Uma temperatura aparente é uma leitura de temperatura não compensada, o que significa que os valores corretos para a emissividade e a temperatura aparente refletida são deixados nos valores predefinidos. Normalmente, a emissividade é definida para 1,0 ou 0,95 e a temperatura aparente refletida é deixada em 20 °C. Estes valores de temperatura aparente têm pouca ou nenhuma relação com a temperatura real do objeto. Podem estar próximos, mas podem facilmente estar desfasados centenas de graus.

Uma temperatura real, por outro lado, é aquela em que o operador compensou a emissividade, a temperatura aparente refletida e – se possível – os impactos atmosféricos. Se estes fatores forem alterados no menu da câmara, as leituras de temperatura no ecrã deverão estar dentro da especificação de precisão da câmara.

6.1 Equipamentos de termografia – Emissividade

Metais como alumínio, cobre e aço são muito utilizados em equipamentos devido às suas características de condutividade, sendo o alumínio o preferido em ambientes abertos pela alta resistência à corrosão atmosférica e menor custo em relação ao cobre. Entretanto, esses metais geralmente possuem uma superfície de baixa emissividade, dificultando a inspeção com a termografia infravermelha. 

A emissividade é uma propriedade de superfície que determina a capacidade dessa superfície em emitir radiação. Os valores de emissividade vão de zero (refletor perfeito) a um (emissor perfeito – Corpo Negro). A emissividade pode variar com a qualidade da superfície, com o comprimento de onda, com o formato do objeto, com a temperatura e com o ângulo de visão. Como as câmaras de termografia não medem temperatura diretamente e sim radiação, as leituras de temperatura fornecidas pela câmara de termografia tornam-se muito dependentes dessa propriedade, como mostra a equação que representa a radiância emitida por um objeto opaco e medida pela câmara de termografia.

Na qual,

• L_m [W.m^-2.sr^-1] é a radiância medida pela câmara de termografia.
• ε.L.( T_objeto) [W.m^-2.sr^-1]  é a radiância emitida pelo objeto.
• (1-ε).L.( T_fundo) [W.m^-2.sr^-1] é a radiância refletida pelo objeto.

O efeito da emissividade na radiação emitida por uma superfície é detetado por uma câmara de termografia, e pode ser observado na figura, na qual um ensaio realizado em laboratório mostra a superfície de um ferro de engomar com a emissividade de algumas áreas alterada pela mudança do material de superfície ou pelo seu estado (polida, suja ou áspera). Nota-se que apesar de toda a superfície estar à mesma temperatura, as áreas com maior emissividade se apresentam na imagem termográfica com maior temperatura (áreas mais claras). 

Equipamentos de termografia – Figura 18 – Imagem visível e térmica da superfície de um ferro de passar roupa com diferentes emissividades.

A figura mostra uma situação real de uma ligação com alta temperatura e baixa emissividade, na qual se pode observar o aumento da emissividade de uma pequena área com a aplicação de uma fita de identificação. É importante lembrar, que toda a região demarcada se encontra em uma mesma temperatura. 

Equipamentos de termografia – Figura 19 – Ligação com alta temperatura e baixa emissividade

Como pode ser observado nas figuras acima, a emissividade é um fator que deve ser fortemente considerado nas inspeções. Embora as câmaras de termografia tenham um ajuste de emissividade para compensar essa influência, por vezes existe uma grande dificuldade em determinar a emissividade correta dos vários equipamentos e conexões envolvidos. Além disso, o valor da emissividade pode sofrer uma grande variação dependendo de fatores como sujeira, oxidação, corrosão, etc. Assim sendo, o melhor modo de reduzir essa influência seria o incremento da emissividade dos componentes inspecionados para um valor o mais próximo possível da unidade.

Assim, o inspetor deve buscar fazer a medição de temperatura nas áreas dos componentes onde apresentem cavidades, aproveitando-se do incremento da emissividade pelo “efeito cavidade” ou buscar áreas com oxidação, corrosão ou sujidade que também provocam o aumento da emissividade e consequentemente da exatidão da medida realizada por uma câmara de termografia.

Equipamentos de termografia – Figura 20 – Equipamentos e conexões apresentando maior emissividade nas áreas de cavidades.

Equipamentos de termografia – Figura 21 – Ligação apresentando maior emissividade nas áreas oxidadas.

A seguir apresentam-se as emissividades de alguns materiais.

Tabela I – Emissividades de alguns materiais.

Material	Emissividade
Torrada queimada	1.0
Asfalto	0,95
Ferro (oxidado)	0,7
Água	0,93
Gordura de bovino	0,78

A seguir pode ver um vídeo sobre este tema.

6.2 Equipamentos de termografia – A determinação experimental da emissividade

A seguir apresentam-se duas maneiras de se determinar experimentalmente a emissividade de um material:

Primeira

1. Determinar a sua temperatura com um termómetro de contacto;
2. Ajustar a emissividade da câmara até medir o valor correto.

Segunda

1. Colar uma fita autocolante, com emissividade conhecida, no material onde sevai medir;
2. Medir a temperatura na fita com a câmara;
3. Apontar a câmara para o material adjacente e ajustar a emissividade até se ler o valor correto.

6.3 Equipamentos de termografia – Temperatura ambiente refletida

A temperatura aparente refletida (frequentemente abreviada como Trefl) é também um valor medido que é depois introduzido no menu da câmara. Como o nome indica, é uma temperatura aparente, por isso mede-a com o valor de emissividade definido para 1,0. Em seguida, coloque um material refletor junto ao objeto em questão e obtenha uma temperatura média do material refletor. Introduza este valor na área de temperatura refletida do menu da câmara e proceda à medição do objeto de interesse.

6.4 Equipamentos de termografia – Ângulo de visão

A emissividade de uma superfície diminui quando o ângulo de visão aumenta em relação à sua normal, sendo que medidas de temperatura exatas somente podem ser feitas com ângulos abaixo de 30°. De 30° a 60° um pequeno erro é introduzido e a partir de 60° o erro se torna muito grande, como mostra o gráfico da figura.

Equipamentos de termografia – Figura 22 – Emissividade em função do ângulo de visão.

Por exemplo, em subestações de alta tensão a maioria dos componentes a serem inspecionados está localizada a uma altura superior a do inspetor de termografia e frequentemente a leitura de temperatura é realizada em um ângulo diferente da linha normal. Para reduzir e até mesmo eliminar os erros devido ao ângulo de visão, o inspetor de termografia deve buscar a visão mais perpendicular possível com a superfície do componente sob inspeção como mostra a figura

Equipamentos de termografia – Figura 23 – O inspetor de termografia deve buscar a visão mais perpendicular possível com a superfície do componente sob inspeção.

6.5 Equipamentos de termografia – Carga da componente em inspeção

O calor gerado numa ligação defeituosa depende da intensidade da corrente que passa através dela, sendo que a potência dissipada é diretamente proporcional ao quadrado da corrente (P=I².R) e a temperatura apesar de aumentar com a corrente segue um padrão mais complexo, entre uma taxa linear e geométrica.

Durante sua operação, o equipamento pode sofrer de frequentes variações de carga que podem influenciar no resultado da inspeção, logo a corrente de carga é outro fator que deve ser considerado em inspeções termográficas de sistemas elétricos.

A corrente circulante pelo componente sob inspeção não é responsável por erros na medida de temperatura, ela pode interferir sim, na análise e diagnóstico do defeito. Por exemplo, em casos em que a corrente é baixa, certas falhas podem não ser percebidas ou defeitos graves podem ser subestimados.

Para eliminar a influência da corrente de carga na inspeção termográfica, o ideal seria a realização da inspeção com os equipamentos operando em plena carga, no entanto isso nem sempre é possível devido à variação da corrente circulante em função da carga requerida pelo sistema. Em ocasiões em que a inspeção termográfica esteja sendo realizada com a corrente de carga abaixo de 100% da máxima, a maior parte dos trabalhos aqui revisados orienta pela utilização de uma equação, com a qual se pretende prever a temperatura do componente quando a corrente for máxima, fornecendo mais subsídios para uma melhor análise do equipamento sob inspeção. A equação geralmente recomendada é:

Na qual,

∆T_C [°C] é a elevação da temperatura acima de uma temperatura de referência quando a corrente atinge o valor máximo I_máx.

∆T_m [°C] é a elevação da temperatura acima de uma temperatura de referência quando medida com a corrente I_m.

Imáx [A] é a corrente máxima permitida.

Im [A] é a corrente circulante no momento da medida.

Tome-se o exemplo da seguinte figura.

Equipamentos de termografia – Figura 24 – Termogramas mostrando o efeito da corrente sobre a temperatura de um seccionador com alta resistência de contato e sobre a temperatura de um seccionador normal.

Aplicando a equação anterior para o exemplo real da figura e supondo que a inspeção foi realizada no instante em que a corrente era 882 A, o cálculo da elevação de temperatura acima da temperatura de referência será:

∆T_C = 53,9° C

Resultado 17,7% maior que o valor real:

∆T = 101,4 – 55,6 = 45,8° C

Ainda com relação ao efeito da corrente sobre a temperatura, é importante observar que existe uma inércia térmica, isto é, após um incremento ou decremento da corrente é necessário um período para a estabilização da temperatura.

Por exemplo, no caso de grande parte dos equipamentos de subestação elétrica a corrente circulante varia constantemente, sendo possível que em certas situações a corrente no momento da inspeção possa estar totalmente diferente da corrente no instante anterior e o uso da equação anterior, que leva em consideração apenas a corrente do momento, levaria a erros consideráveis, uma vez que ela não contempla a resposta térmica do componente sob inspeção.

6.6 Equipamentos de termografia – Condições ambientais

O ambiente em que é realizada a inspeção termográfica exerce um importante papel nos resultados obtidos. A transmissividade atmosférica, a radiação emitida pelo sol, a temperatura ambiente, o vento, a chuva e a humidade relativa do ar podem afetar de maneiras diferentes a distribuição térmica dos componentes sob inspeção, bem como a quantidade de radiação infravermelha que chega aa câmara de termografia.

6.6.1. Equipamentos de termografia – Transmissividade atmosférica

A transmissividade atmosférica varia com a temperatura, humidade relativa do ar e com a quantidade de partículas suspensas no ar (poeira, poluição, neblina e névoa).

A atmosfera pode atuar sobre a radiação emitida pelos objetos por meio de quatro fenómenos:

• Absorção
• Dispersão
• Emissão
• Turbulência

6.6.2 Equipamentos de termografia – Absorção

A absorção provoca a atenuação da radiação e pode ser de dois tipos:

• Absorção molecular.
• Absorção aerossol. 

Por causa dos diversos componentes menores da atmosfera, a absorção molecular é uma fonte de atenuação da propagação da radiação muito mais significante que a absorção aerossol. 

6.6.3 Equipamentos de termografia – Dispersão

O fenómeno da dispersão provoca a redistribuição do fluxo incidente em todas as direções de propagação e diminui o fluxo na direção original. Existem dois tipos distintos de dispersão atmosférica, a dispersão molecular (Rayleigh) e a dispersão aerossol (Mie). A dispersão aerossol afeta a transmissividade atmosférica muito mais fortemente que a dispersão molecular. Geralmente, o efeito da dispersão diminui quando o comprimento de onda de propagação da radiação aumenta. Portanto, a transmissividade no fumo é muito maior para o infravermelho na faixa de 8 a 14 µm do que para a faixa de 3 µm a 5 µm.

6.6.4 Equipamentos de termografia – Turbulência

O fenômeno da turbulência é causado por movimentos irregulares do ar. Ele aparece quando moléculas do ar de temperaturas levemente diferentes são misturadas pelo vento e convecção. Do ponto de vista ótico, tal movimento significa a flutuação aleatória do índice de refração da atmosfera, o que resulta em uma imperfeição da imagem gerada pelo sistema ótico. Por exemplo, em inspeções de subestações, cujas distâncias componente -câmara de termografia raramente ultrapassam os 50 metros, o efeito desse fenômeno pode ser desprezado.

6.7.5 Equipamentos de termografia – Atmosfera terrestre

A atmosfera da terra é uma mistura de muitos gases.

O Azoto (N2) e o Oxigênio (O2) são os principais componentes na composição da atmosfera e que a concentração dos outros gases é muito menor, entretanto dois deles têm papel importante na transmissividade da radiação infravermelha:

• O vapor de água (H2O) que depende muito da altitude, estação do ano, localização geográfica, hora do dia, condições meteorológicas e está sujeito a grandes flutuações.
• O Dióxido de Carbono (CO2) que existe em maior concentração em áreas industriais e de vegetação do que em oceanos e desertos.

A figura mostra graficamente a transmissividade atmosférica em função do comprimento de onda, bem como as áreas de maior absorção dos gases e as chamadas “janelas” infravermelhas de 3 a 5 µm e de 8 a 14 µm.

Equipamentos de termografia – Figura 25 – Transmissão da atmosfera para uma distância de 1,8 km ao nível do mar com 17 mm de precipitação de chuva.

A transmissividade atmosférica é função do comprimento de onda e da distância, sendo que quanto maior a distância componente-câmara de termografia menor a transmissividade atmosférica. As duas figuras a seguir representam a transmissividade atmosférica para a faixa de comprimento de onda normalmente utilizada pelas câmaras de termografia e para distâncias geralmente encontradas em inspeções de subestações de alta tensão.

Equipamentos de termografia – Figura 26 – Transmissividade atmosférica para uma distância de 10 m.

Equipamentos de termografia – Figura 27 – Transmissividade atmosférica para uma distância de 50 m.

Observa-se pelas figuras que a atenuação atmosférica é baixa para distâncias abaixo dos 50 metros nas chamadas “janelas” infravermelhas.

7 Equipamentos de termografia – Fatores Climáticos

7.1 Equipamentos de termografia – Radiação solar

A maior parte dos equipamentos e componentes de uma subestação ao ar livre desabrigados fica exposta à radiação solar. Ela pode influenciar de duas maneiras a inspeção termográfica:

• Pela radiação solar direta
• Pelo reflexo solar

7.1.1 Equipamentos de termografia – Radiação solar direta

A radiação solar afeta os componentes de uma subestação de uma maneira geral, aumentando suas temperaturas e dificultando a distinção, pela termografia, de um componente defeituoso e um normal, como se vê na figura. Isto é particularmente verdadeiro quando o defeituoso apresenta uma pequena diferença de temperatura com relação ao componente normal. Além disso, a radiação solar pode elevar a temperatura de componentes defeituosos, que já estão com temperaturas críticas, fazendo com que evoluam mais rapidamente para a falha.

Equipamentos de termografia – Figura 28 – Termogramas de uma ligação defeituosa e uma ligação normal – (a) Sem radiação solar (22:51 h) – (b) Com radiação solar (17:26 h)

Todas as superfícies expostas à radiação solar e que possuem alta absorção na região do espectro solar tendem a aquecer.

Equipamentos de termografia – Figura 29 – Energia do Sol tipicamente vista através da atmosfera da Terra.

A temperatura dependerá da relação entre a absorção no comprimento de onda do sol e da emissão no comprimento de onda do infravermelho, faixa na qual será emitida a maior parte da energia absorvida. Quanto maior essa relação, maior o aquecimento da superfície em função à exposição ao Sol.

O nível de influência da radiação solar depende da estação do ano, sendo no verão o período de máxima exposição.

Recomenda-se que a inspeção termográfica seja realizada em horários livres da radiação solar, ou seja, entre o por do sol e as primeiras horas do dia, ou em dias com o céu nublado. Entretanto, deve-se levar em consideração, para efeito de análise e diagnóstico dos defeitos encontrados na inspeção, que as temperaturas medidas no período livre da radiação solar poderão aumentar durante o dia devido à exposição ao Sol. A figura abaixo mostra claramente a influência da radiação solar sobre equipamentos de uma subestação de alta tensão.

Equipamentos de termografia – Figura 30 – Termogramas de um Transformador de Corrente, sob o Sol, obtidos de três posições distintas. (a) A favor do Sol – (b) Intermediária entre a favor e contra o Sol – (c) Contra o Sol.

Na necessidade de realização da inspeção termográfica em dias com alto carregamento solar, o efeito do carregamento pode ser minimizado realizando a leitura de temperatura na superfície do componente oposta à incidência do Sol, isso pode ser observado na Figura 56 – (c). É importante lembrar que componentes defeituosos, com pequenas diferenças de temperatura em relação a componentes normais, podem passar despercebidos.

7.1.2 Equipamentos de termografia – Radiação solar refletida

Os metais utilizados em subestações tipicamente possuem uma emissividade muito baixa, tanto para a radiação solar quanto para a radiação infravermelha, principalmente quando novos e polidos. Como a transmissividade desses metais é nula nesses comprimentos de onda, a refletância é alta. Portanto, a radiação que chega ao detetor da câmara de termografia pode ser, em sua maior parte, de outra fonte de calor próxima ou até mesmo da radiação solar refletida pela superfície do componente.

7.2 Equipamentos de termografia – Chuva e humidade

A humidade é a concentração de vapor de água no ar. Como qualquer outra substância, o ar tem um limite de absorção, este limite se denomina ponto de orvalho. Acima do limite de ponto de orvalho a quantidade de água em excesso precipita-se sob a forma de neblina ou de pequenas gotas de água (chuva). A quantidade de água que o ar absorve antes de atingir a saturação depende da temperatura e aumenta progressivamente com ela, como mostra o gráfico da figura.

Equipamentos de termografia – Figura 31 – Ponto de orvalho da água no ar em função da temperatura (ao nível do mar).

A elevada humidade do ar age sobre a inspeção termográfica de duas maneiras:

• Arrefecendo o componente, dificultando a deteção, análise e o diagnóstico do defeito.
• Atenuando a radiação infravermelha, emitida pelo componente sob inspeção, que chega ao detetor da câmara de termografia.

 

7.3 Equipamentos de termografia – Arrefecimento

Em ambientes com alta humidade em razão de precipitação atmosférica de água, a elevada condutividade térmica da água ajuda na dissipação do calor produzido e o arrefecimento por evaporação reforça o processo de arrefecimento. O resultado é uma forte redução na temperatura do componente sob inspeção, assim como de toda cena envolvida.

Equipamentos de termografia – Figura 32 – Efeito da chuva sobre a temperatura das ligações

• (a) Uma hora antes do início da Chuva –
• (b) Durante a chuva –
• (c) Uma hora após o fim da chuva

 7.4 Equipamentos de termografia – Atenuação

O vapor de água presente na atmosfera provoca a absorção da radiação infravermelha reduzindo a transmissividade atmosférica. Quando a concentração de água na atmosfera aumenta, a transmissividade diminui. Em casos de nevoeiro, a atenuação maior é causada pela dispersão da radiação devido aos aerossóis (partículas suspensas no ar). A amplitude da dispersão depende da relação do diâmetro da partícula e o comprimento de onda. Quando essa relação é grande a dispersão é significante, caso contrário a dispersão é mínima. O gráfico da figura mostra o coeficiente de dispersão em função do comprimento de onda para diferentes intensidades de nevoeiro (diferentes dimensões de partículas) e para uma distância de 1 km. 

Equipamentos de termografia – Figura 33 – Dispersão em função do comprimento de onda para diferentes intensidades de neblina (nevoeiro) e para uma distância de 1 Km.

Em inspeções termográficas de subestações de alta tensão, cujas distâncias dificilmente ultrapassam 50 metros, a atenuação devido à dispersão é mínima.

Para reduzir a influência da chuva e humidade sobre os resultados da inspeção termográfica, recomenda-se não realizar inspeções termográficas sob chuva, neblina ou com humidade relativa do ar muito alta. Inspeções termográficas, imediatamente após a ocorrência de chuva, devem ser evitadas em razão da forte redução da temperatura do componente sob inspeção. É conveniente que a inspeção tenha início com, no mínimo, uma hora após o fim da chuva.

7.5 Equipamentos de termografia – Vento

O vento é considerado como ar em movimento. Resultado do deslocamento de massas de ar, derivado dos efeitos das diferenças de pressão atmosférica entre duas regiões distintas, que têm uma origem térmica e diretamente relacionadas com a radiação solar e os processos de aquecimento das massas de ar.

Em inspeções termográficas realizadas em ambientes abertos, o vento exerce um papel importante no resultado da inspeção. Ventos com velocidade relativamente baixa podem afetar consideravelmente a temperatura do objeto inspecionado. Defeitos graves podem ter sua temperatura reduzida e aparentar, em uma imagem térmica, um problema de gravidade menor. Por outro lado, defeitos em estágios iniciais, apresentando pequenos aumentos de temperatura, podem simplesmente não ser detetados pela inspeção. A figura mostra um exemplo em que as duas situações descritas ocorrem.

Equipamentos de termografia – Figura 34 – Efeito do vento sobre a temperatura de um disjuntor a óleo.

• (a) Com velocidade do vento igual a 0 km/h
• (b) Com velocidade do vento moderada.

As maiores reduções na temperatura do componente ocorrem nas baixas velocidades de vento, continuando em queda nas altas velocidades, mas a uma taxa muito menor.

Equipamentos de termografia – Figura 35 – Redução da temperatura do componente em função da velocidade do vento.

O efeito do vento sobre a temperatura do componente sob inspeção depende de vários fatores. Entre eles, a potência que está sendo dissipada pelo componente em questão, a velocidade, direção e duração do vento, a área e o formato do componente e as estruturas e construções que estão à sua volta.

Nas imagens da figura, pode-se vero forte efeito do vento sobre a temperatura de uma ligação defeituosa e uma normal, mesmo sendo a baixas velocidades.

Equipamentos de termografia – Figura 36 – Efeito do vento sobre a temperatura de uma ligação defeituosa e uma normal.

• (a) Com velocidade do vento de 6,4 km/h (5:55 h)
• (b) Com velocidade do vento igual a 0 km/h (9:14 h).

O efeito do vento sobre a inspeção termográfica é importante e geralmente difícil de evitar. Fatores de correção da temperatura em função da velocidade do vento para ambientes abertos são impraticáveis. Portanto, resta ao inspetor de termografia ter conhecimento da influência do vento sobre a temperatura do componente sob inspeção e tentar realizar as medidas de temperatura nos intervalos de menor velocidade de vento possível.

Para ajudar na análise e diagnóstico das imagens térmicas, recomenda-se fazer a leitura de temperatura, quando possível, na superfície do componente oposta à incidência do vento, para que o seu efeito seja minimizado.

7.6 Equipamentos de termografia – Temperatura ambiente

Inspeções termográficas em ambientes abertos devem levar em conta a temperatura ambiente, especialmente nos extremos do verão e do inverno. Considerando as outras influências estáveis, um aumento da temperatura ambiente resultará em um aumento da temperatura do componente, portanto as falhas têm uma maior probabilidade de ocorrerem durante dias quentes. Por outro lado, defeitos que comumente apresentariam um ligeiro aumento de temperatura, em dias frios podem simplesmente não ser detetados.

Equipamentos de termografia – Figura 37 – Variação da temperatura de uma ligação defeituosa e outra normal e da temperatura ambiente durante um período de aproximadamente 70 horas.

Sempre que possível, a inspeção deve ser realizada sob as piores condições. Se a periodicidade de inspeção for anual, o período do ano escolhido deve ser o mais quente, ou seja, durante o verão.

A seguir pode ver um vídeo com os cuidados que há que ter com as medições no exterior.

7.7 Equipamentos de termografia – Temperatura ambiente refletida

A seguir pode ver um vídeo sobre a determinação da temperatura ambiente refletida.

8 Equipamentos de termografia – Procedimento de inspeção

A norma de referência para esta atividade é a:

ISO 18434-1:2008 Condition monitoring and diagnostics of machines — Thermography — Part 1: General procedures

Diante de todas as influências e limitações da aplicação da termografia referidas, é fundamental que um procedimento de inspeção seja definido.

Neste exemplo utiliza-se o caso de uma subestação de alta tensão.

Âmbito

Inspeções utilizando a termografia infravermelha em Subestações de Alta Tensão localizadas em ambientes abertos.

Objetivos

Definir os procedimentos para a execução de inspeções utilizando a termografia infravermelha em Subestações de Alta Tensão localizadas em ambientes abertos, bem como fornecer um modelo de registo das anomalias térmicas encontradas e prover critérios para avaliação da severidade das anomalias térmicas.

•  Realizar, em conjunto com o Inspetor de termografia, uma avaliação prévia dos riscos. Estudar e planejar as atividades e ações a serem desenvolvidas de forma a atender a todos os requisitos de segurança aplicáveis à área a ser inspecionada.
• Fornecer ao Inspetor de termografia a autorização para trabalhar na área a ser inspecionada.

Inspeção Termográfica

Pré-requisitos

• Realizar a inspeção com, no mínimo, um Inspetor de termografia e um trabalhador autorizado a trabalhar em instalações elétricas.
• Obter autorização para trabalhar na área a ser inspecionada.
• Abrir ordem de trabalho específica para data e local, assinada pelo responsável pela área a ser inspecionada.

Equipamentos e Materiais Necessários para a Inspeção

• Câmara de termografia.
• Termo-higro-anemómetro.
• Máquina fotográfica digital.
• Lanterna de alta potência (inspeções noturnas).
• Rádio para comunicação com o centro de operação.

Obs.: A câmara térmica e o termo-higro-anemómetro devem estar com a calibração dentro do prazo de validade.

Precauções

• Observar as normas de segurança comuns à área a ser inspecionada.
• Observar as especificações e os cuidados descritos no manual do fabricante referente aos equipamentos utilizados.

Recomendações

As recomendações abaixo devem ser observadas, embora a inspeção possa ser realizada em ocasiões em que seja difícil alcançar todas as condições desejadas. Entretanto, o Inspetor de termografia deve ter em mente que tal opção pode influenciar consideravelmente os resultados obtidos.

• Evitar inspeções termográficas diurnas para não haver influências da radiação solar.
• Evitar inspeções com velocidade do vento acima de 20 km/h.
• Evitar inspeções com corrente abaixo de 40% da corrente histórica.
• Não realizar inspeções com humidade relativa do ar acima de 90%.
• Após a ocorrência de chuva esperar, no mínimo, 1 hora para iniciar a inspeção.
• Para obter as leituras de temperatura, os equipamentos sob inspeção deverão estar em carga no período que antecede a inspeção de, no mínimo uma hora, para que seja possível alcançar a estabilidade térmica.
• O ângulo entre a lente da câmara de termografia e o ponto inspecionado deve ser o mais perpendicular possível para se evitar a redução da emissividade por ângulos de observação muito agudos.

Procedimento Detalhado

• Em inspeção de equipamentos no exterior, iniciar a inspeção, preferencialmente, uma hora após o por do Sol. Na necessidade de inspeções diurnas, recomenda-se que sejam realizadas preferencialmente até no máximo 2 horas após o nascer do sol ou em dias nublados para evitar a radiação solar.
• Adaptar a câmara de termografia, a lente adequada às distâncias e às dimensões dos pontos a serem inspecionados, não esquecendo que essas lentes têm uma distância mínima focal. Na maioria das situações encontradas nas subestações uma lente de campo de visão de 12° é suficiente.
•  Ajustar a emissividade da câmara de termografia para 0,75. 
• Realizar a inspeção de acordo com a Rota de Inspeção pré-estabelecida.
• Ao localizar algum ponto com provável anomalia: aproximar-se o máximo possível (sempre respeitando as distâncias limites de segurança) para obter a imagem e a leitura de temperatura;
• Ajustar o foco da câmara para a melhor condição, a fim de se evitar erros de leitura;
• Ajustar a gama de temperaturas da câmara ao objeto a ser inspecionado, o nível máximo e mínimo a ser apresentado na imagem.
• Procurar medir a temperatura nos pontos de maior emissividade do objeto sob inspeção, isto é, nas áreas pintadas ou com cavidades, ou atacadas por corrosão ou oxidação ou poluição;
• Realizar e registar as medidas de velocidade do vento, temperatura ambiente e humidade relativa do ar;
• Obter e registar a corrente média no ponto no período de uma hora anterior à inspeção;
• Identificar e registar os dados do ponto, como dados de placa, fase ou n° do circuito e faixa de tensão;
• Obter a imagem térmica e visível do ponto com anomalia, bem como a imagem e a leitura de temperatura do Ponto de Referência.
• No final da inspeção comunicar à Sala de Controle. 
• Para cada anomalia encontrada:
• Responder às perguntas do item 4.5 para determinar as providências a serem adotadas.
• Preencher o relatório apresentado no item 4.5 e dar conhecimento ao setor encarregado da manutenção para programar a data do reparo em função das respostas às perguntas do item 4.5.
• Após a equipa de manutenção ter feito a reparação, deve ser realizada outra inspeção para assegurar que as anomalias foram sanadas. Caso o ponto ainda esteja a apresentar problemas, deve ser emitido outro relatório, com a observação de que o ponto já foi relatado anteriormente.

Periodicidade

A periodicidade da inspeção termográfica em subestações de alta tensão deve ser definida de acordo com as particularidades de cada instalação, mas deve ser levado em consideração que inspeções realizadas com periodicidades curtas favorecem a deteção de anomalias térmicas em estágios iniciais, possibilitando uma manutenção programada, ao passo que, inspeções com periodicidades longas podem encontrar anomalias em estágios críticos exigindo uma manutenção de urgência.

A seguir pode ver um vídeo sobre elaboração de relatórios de inspeção.