TERMOGRAFIA NEL SETTORE INDUSTRIALE: UN APPROFONDIMENTO La termografia trova nell industria un terreno particolarmente adatto per la sua applicazione. Le applicazioni della termografia in campo industriale sono numerose e sarebbe veramente difficile farne un elenco completo ed esaustivo inoltre, essendo una tecnica relativamente recente, molte applicazioni sono ancora da inventare e, molto spesso, sta all abilità del tecnico individuare il sistema ottimale per applicare la termografia alla soluzione di specifiche problematiche. Ad esempio, è possibile utilizzare la termografia per l'analisi degli impianti coinvolti nel processo produttivo dei più diversi settori industriali. L'obiettivo è prevenire fermi imprevisti di produzione verificando la funzionalità dei componenti dell'impianto durante il loro funzionamento in opera. Non è necessario mettere fuori servizio gli impianti 1
durante l indagine termografica, poiché l ispezione non è invasiva e non interferisce con il funzionamento degli impianti. Il componente difettoso può essere così facilmente individuato e sostituito allo scopo di evitare il rischio di incendio e la possibilità di interruzioni della produzione. Esempi di applicazione al processo sono l ottimizzazione di stampi di fonderia, la verifica delle temperature superficiali di prodotti alimentari soggetti a cottura, la verifica dell uniformità di temperatura in componenti all uscita di forni di trattamento. Un impianto produttivo costituito da macchinari complessi alimentati da energia elettrica, dove i fluidi caldi e freddi asservono varie utenze e dove magari si trovano forni o impianti che funzionano ad alta temperatura, fornisce innumerevoli opportunità per l impiego dell analisi termica. La termografia si pone come una, se non la principale, delle tecniche di diagnostica. E difatti sulle applicazioni manutentive che la termografia la fa da padrone. Con una analisi termografica è quindi possibile verificare la presenza di punti caldi irregolari pericolosi e provvedere, con largo anticipo prima del possibile innesco di un incendio, della distruzione di un impianto o dell'eventuale difetto di funzionamento e senza fermi impianto, alle necessarie manutenzioni e riparazioni. La termografia consente di individuare la presenza di anomalie nell'emissione energetica dei corpi e quindi, a parità di emissività, di anomalie termiche. Dalla misura della radiazione emessa è possibile dedurre la temperatura superficiale di un corpo senza alcun contatto con lo strumento di rilevazione o l'operatore. La mancanza di contatto diretto rende questo tipo di indagine assolutamente non invasiva, non distruttiva e priva di particolari pericoli per l'operatore. Nella maggior parte dei casi non necessita neppure di particolari strutture di supporto (ponteggi, piattaforme elevatrici...) o, nel caso di manutenzione preventiva, del fermo dell'attività. La termografia è di aiuto anche per determinare problematiche relative a malfunzionamenti su macchine e impianti meccanici in genere. Ne sono un esempio l identificazione di problemi su cuscinetti volventi o a strisciamento, di 2
malfunzionamenti in impianti di raffreddamento, la verifica degli isolamenti in forni fusori o di trattamento, la verifica dello stato delle coibentazioni o dei materiali refrattari in forni fusori o di trattamento, la verifica dell ostruzione di impianti di captazione fumi più moltissimi altri. Inoltre tutti i circuiti contenenti fluidi termostatati, siano essi ad alta o bassa temperatura, possono essere verificati mediante l utilizzo di termocamere. Le analisi termografiche permettono inoltre la riduzione delle scorte di magazzino per i pezzi di ricambio fornendo tempestivamente informazioni sull'usura dei componenti prima che si verifichi il guasto o il fermo della macchina e permettendo così di avere il tempo di procurarsi i pezzi necessari. Grazie ad ispezioni regolari la termografia infrarossa massimizza l'efficienza degli impianti, individua potenziali anomalie e consente di intervenire in tempi rapidi: l'impiego dell'ispezione termografica migliora la sicurezza dell'impianto e fornisce uno strumento efficace per monitorare i processi produttivi. L'ispezione termografica dei componenti elettrici serve, in generale, ad identificare sovratemperature anomale, conseguenti sia ad aumenti nelle resistenze di contatto per allentamento del sistema di serrraggio o per corrosione delle connessioni, sia al mal funzionamento di componenti stessi. Questo permette di orientare e programmare le operazioni di manutenzione vera e propria. Con la termografia possono essere verificati impianti elettrici di ogni genere, sottostazioni e cabine elettriche. La grande flessibilità raggiunta dalle apparecchiature oggi in commercio, la possibilità di effettuare rapidamente riprese senza contatto ed in condizioni di sicurezza rendonio la termografia un mezzo assolutamente indispensabile per le verifiche sugli impianti. Ove non sia possibile accedere agli impianti, poiché i rischi connessi all apertura di quadri elettrici o cabine siano rilevanti o non possibili in condizioni di carico, possono essere installate opportune finestre termiche cioè finestre 3
di materiale trasparente all infrarosso tali da rendere possibile la visione degli apparati posti al di là di esse. Alcune compagnie assicurative inoltre praticano sconti sulle polizze di responsabilità civile a coloro che effettuano verifiche termografiche delle apparecchiature e degli impianti elettrici ed elettronici (ad es. Allianz e Zurich). Ai fini della prevenzione incendi e per ottenere condizioni assicurative migliori per le polizze contro gli incendi, si possono eseguire controlli periodici con cadenza bimestrale o semestrale a tutti gli apparati, quadri elettrici, impianti e macchinari di aziende ed industrie al fine di prevenire guasti che sono la causa più frequente di incendi. La macchina termografica permette di acquisire dei temogrammi, ovvero delle mappe termiche in falso colore che associano ad una temperatura rilevata un colore corrispondente in funzione di una scala di temperature preimpostata. L'elaborazione dell'immagine termica consente di conoscere la temperatura superficiale di ogni punto del termogramma. In questo modo è possibile effettuare comparazioni, relazioni e verifiche termiche tra le varie parti analizzate. L'analisi delle differenti temperature superficiali consente quindi di individuare quelle anomalie e/o differenze termiche che, interpretate sulla base delle conoscenze tecniche degli operatori specializzati, permettono di individuare la presenza di problematiche. Per poter indicare la temperatura degli oggetti e le variazioni della medesima, le termocamere utilizzano software che analizzano il segnale ottenuto captando la radiazione infrarossa. La corretta lettura delle immagini termografiche è di competenza di tecnico esperto e qualificato, una figura capace di determinare, in base al contesto, alla modalità ed alle procedure di acquisizione delle immagini, la reale distribuzione termica degli oggetti esaminati, eventuali anomalie o caratteristiche presenti. Tanto più l analisi richiede precisione e sensibilità, tanto più si rendono indispensabili le termocamere di ultima generazione, capaci di risoluzioni termiche dell ordine di frazioni di grado. 4
La normativa La norma UNI EN ISO 9712 (che ha sostituito la UNI EN 473) "Prove non distruttive - Qualificazione e certificazione del personale addetto alle prove non distruttive - Principi generali, definisce come: Livello 1 Una persona certificata di livello 1 ha dimostrato la competenza necessaria ad eseguire prove non distruttive in base ad istruzioni scritte o sotto la supervisione di personale di livello 2 o livello 3. Nell ambito della qualificazione definita nel certificato, il personale di livello 1 può essere autorizzato a: a) regolare l apparecchiatura per effettuare prove non distruttive (PND); b) eseguire le prove; c) registrare e classificare i risultati delle prove in relazione a criteri scritti; d) stendere un resoconto dei risultati. Il personale certificato di livello 1 non deve essere responsabile della scelta del metodo o della tecnica di prova da utilizzare, né della valutazione dei risultati della prova. Livello 2 Una persona certificata di livello 2 ha dimostrato la competenza necessaria ad eseguire prove non distruttive in conformità a procedure stabilite o riconosciute. Nell ambito della qualificazione definita nel certificato, il personale di livello 2 può essere autorizzato a: a) selezionare la tecnica PND per il metodo di prova da utilizzare; b) definire i limiti di applicazione del metodo di prova; c) tradurre le norme e le specifiche PND in istruzioni PND; d) regolare e verificare le regolazioni delle apparecchiature; e) eseguire e sovrintendere a prove; f) interpretare e valutare i risultati in conformità alle norme, ai codici o alle specifiche applicabili; 5
g) preparare istruzioni PND scritte; h) eseguire e sovrintendere a tutti gli incarichi propri di un livello 1; i) fornire assistenza al personale di livello 2 o minore, e j) organizzare e redigere i rapporti PND." Livello 3 La norma tratta tutti i metodi non distruttivi di analisi ed è applicata anche alla termografia. Ne consegue la necessità, per l'emissioni di documenti validi per perizie di vario genere e per rapporti con enti ed organi ufficiali, di conseguire la certificazione di livello 2. In questo campo, l esperienza, la competenza e la formazione sono fondamentali ed imprescindibili, pena il rischio di errori madornali. 6