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Indagini Termografiche

Termografia in Campo Edile
La termografia applicata al settore edile è il metodo di "Controllo non Distruttivo" per eccellenza e tra tutti i metodi possibili è sicuramente il più efficace ed economico. Con questo metodo è possibile rilevare anche piccolissime differenze di temperatura, individuando con precisione irregolarità termiche su qualsiasi parete o solaio, rilevando difetti o danni localizzati ed identificandone le cause.

Il vantaggio è evidente:
grazie alla rappresentazione di ampie zone attraverso un'immagine digitale (termogramma) è possibile ridurre i tempi necessari per effettuare prove o verifiche rispetto ai sistemi tradizionali, sia perchè è possibile evitare, o limitare sensibilmente, l'impatto economico e non solo degli interventi distruttivi finalizzati all'individuazione delle cause del danno.

In edilizia la termografia viene utilizzata per:
  • Verificare lo stato degli intonaci, dei rivestimenti e la loro adesione alla struttura;
  • Verificare la struttura e della tessitura muraria di un edificio;
  • Verificare lo stato delle coibentazioni e delle impermeabilizzazioni;
  • Scoprire elementi architettonici nascosti ed aperture successivamente tamponate;
  • Individuare ponti termici e dispersioni energetiche dell'involucro edilizio;
  • Individuare perdite di acqua anche se internamente a strutture murarie;
  • Individuare infiltrazioni di acqua anche se ancora non visibili ad occhio nudo;
  • Individuare zone cariche di umidità;
  • Individuare zone di possibile condensa con formazione di muffe sulle pareti;
  • Ricercare tubazioni di acqua sotto terra o interne a pareti e solai;
Distacchi di intonaco
Attraverso il rilievo termografico si individuano i distacchi dell'intonaco o dei rivestimenti sulle facciate degli edifici. In questo modo è possibile prevedere interventi mirati di manutenzione delle facciate e consente, inoltre, di eseguire verifiche periodiche per la stabilità dei rivestimenti (prevenzione contro la caduta dall'alto degli elementi).

Struttura e tessitura muraria
Attraverso la termografia possiamo visualizzare la struttura di un edificio e la composizione delle murature delle pareti. Inoltre, è possibile individuare la posizione di eventuali canalizzazioni, impianti, cavedi, canne fumarie o vuoti all'interno delle murature.
La visione termografica di una struttura architettonica nel suo insieme, può consentire anche la visualizzazione di eventuali difetti strutturali.

Coibentazioni ed impermeabilizzazioni
Con la termografia è possibile verificare lo stato delle coibentazioni e delle impermeabilizzazioni di pareti e coperture, individuando facilmente eventuali parti di materiale coibente deteriorato o infiltrazioni di acqua dovute ad una impermeabilizzazione rovinata e deteriorata.

Elementi architettonici ed aperture tamponate sotto intonaco
Tramite la presenza sotto intonaco di materiali differenti e quindi con differenti caratteristiche termiche, è possibile individuare facilmente elementi architettonici nascosti o aperture tamponate e successivamente intonacate.

Ponti termici e dispersioni energetiche
I ponti termici, definiti come "parte di una struttura di un edificio con caratteristiche termiche significativamente diverse da quelle circostanti", incidono negativamente sull'isolamento di un edificio costituendo una via privilegiata per gli scambi di calore da e verso l'esterno. Tramite la termografia è possibile rilevare le suddette zone, dando precise indicazioni sulle zone interessate al fenomeno.
Sono queste le zone più "critiche" dal punto di vista energetico, in quanto individuano i punti con dispersioni d'energia importanti; questo permette di valutare l'efficienza energetica dell'edificio pianificando eventuali interventi mirati al miglioramento energetico.

Perdite di acqua
Come già detto, è possibile individuare la posizione delle canalizzazioni degli impianti all'interno della muratura, evidenziando, così anche l'eventuale punto della perdita di acqua o di altro liquido. Questa metodologia evita la demolizione di ampie zone per la ricerca del punto di rottura della tubazione, permettendo di intervenire solo nella parte interessata dal problema.

Infiltrazioni di acqua
E' possibile individuare le infiltrazioni di acqua dai solai piani o dalle coperture senza necessità di ricorrere a prove di allagamento, rottura del rivestimento o comunque a metodi che comportano interferenze con le attività che si svolgono nei locali, abitazioni o luoghi di lavoro.
Indagini termografiche finalizzate al rilievo di infiltrazioni Attraverso una attenta analisi sulle superfici interne ed esterne è possibile evidenziare gli elementi caratteristici: la presenza di acqua ed umidità anche dove invisibili all'occhio, la presenza e l'eventuale degrado di guaine bituminose, soprattutto in punti sensibili come risvolte o giunti.

Umidità di risalita
La visualizzazione diretta dell'umidità di risalita diventa facilissima da controllare e valutare. La sua azione è estremamente degradante per gli intonaci e le murature, spesso il problema è talmente esteso ed incidente al punto da compromettere l'abitabilità delle aree che colpisce.

Condense
Molto spesso, anche nelle case di nuova costruzione o di recente ristrutturazione, si hanno formazioni di muffe apparentemente inspiegabili. Normalmente, queste muffe sono causate semplicemente dall'eccessiva umidità dell' ambiente, da eventuali ponti termici o isolamenti e cappotti realizzati in modo non corretto.
Tramite l'analisi termografica dell'ambiente è possibile identificare la possibile futura formazione di muffa oppure di individuarne l'origine, evitando così inutili tentativi di tinteggiatura e blandi rimedi assolutamente non efficaci.

Ricerca tubazioni
Anche in assenza di perdite sono facilmente individuabili tubazioni sotto il pavimento, o all'interno delle murature.

CERTIFICAZIONE E RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA
L'utilizzo della termografia permette di localizzare e dimensionare le dispersioni di calore attraverso gli elementi dell'involucro edilizio, infissi, murature, tetti o coperture; i dati raccolti permettono di calcolare la quantità di energia dispersa.
Questo tipo di indagini termografiche è pertanto particolarmente utile per la redazione del "Certificato energetico dell'edificio" previsto per legge in tutta Italia. Attraverso il certificato infatti è possibile esprimere il fabbisogno energetico dell'edificio che è influenzato dai consumi e dalle dispersioni energetiche.
Attraverso la termografia è inoltre possibile verificare la presenza dei ponti termici, lo stato e il potere di isolamento delle coibentazioni sia sulle pareti che sulle coperture. E' pertanto possibile fornire tutti i dati utili per redigere un vero progetto di riqualificazione energetica di tutto l'edificio.
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Naturalmente, se richiesto, Arte Casa sara' poi lieta di procedere con la riparazione e ripristino delle strutture interessate dal guasto che ha appena localizzato, il tutto a condizioni di particolare favore e di minor costo di mercato.
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Termografia in Campo Elettrico e Industriale
La termografia è diventata uno degli strumenti di controllo non distruttivi più efficaci in ambito industriale nella manutenzione predittiva.

Come metodo di indagine esso consente di diagnosticare preventivamente danni ad impianti, macchinari e loro componenti, Indagini termografiche con applicazioni in campo industriale garantendo la continuità dell'attività produttiva grazie ad interventi immediati e mirati.

Tramite la rilevazione termografica e l'analisi delle immagini nell'infrarosso è infatti possibile individuare surriscaldamenti provocati da attriti, controllare cuscinetti e giunti, valutare trasmissioni e accoppiamenti.

La rilevazione preventiva delle anomalie consente di scoprire il problema prima che diventi un guasto, evitare inutili tempi morti per il ripristino degli impianti, individuare anomalie non riscontrabili ad occhio nudo.

La termografia nel campo elettrico
Attraverso la termografia è possibile valutare efficacemente il funzionamento degli equipaggiamenti elettrici, consentendo l'individuazione di eventuali anomalie.

Il passaggio di corrente elettrica in un conduttore ne determina il riscaldamento. Definendo la resistenza elettrica la tendenza di un conduttore ad opporsi al passaggio di corrente (quando è sottoposto ad una tensione) ed essendo la resistenza una grandezza dipendente dalla temperatura del conduttore, all'aumentare della temperatura del conduttore corrisponde un aumento della resistenza.

Indagini termografiche con applicazioni in campo elettrico per il rilievo di squilibri di carico e corto circuiti. In un'immagine termografica la presenza di punti caldi indica una maggiore resistenza in corrispondenza dell'innalzamento della temperatura, cioè un maggior ostacolo al passaggio di corrente. La presenza di un punto caldo in un circuito elettrico può dipendere da anomalie quali un collegamento corroso, ossidato oppure allentato, dal malfunzionamento di un componente o da un anomalo assorbimento di corrente.

Con la termografia in campo elettrico è possibile verificare anche le condutture elettriche quando queste non sono visibili o sono parzialmente nascoste nei tubi. Rilevando un riscaldamento anomalo della conduttura che contiene i cavi è così possibile evidenziare, ad esempio, la presenza di un eventuale sovraccarico della linea o un dimensionamento errato della stessa o altre cause mal funzionamento.

Molto utile ed usata in fase preventiva è la termografia dei quadri elettrici, vista l'elevata frequenza di malfunzionamenti, guasti ed incendi che scaturiscono proprio dai quadri elettrici difettosi.

Solo con la termografia è possibile rilevare anomalie che generano un surriscaldamento dei componenti di un quadro elettrico e predisporre puntuali interventi di riparazione e manutenzione altrimenti impossibili da definire. Gli eventuali problemi in un impianto elettrico rilevati con un analisi termografia dei vari componenti elettrici possono essere dunque documentati e corretti prima che essi si aggravino scaturendo nella migliore delle ipotesi in guasti ai macchinari ed anche in nefasti incendi.

Indagini termografiche con applicazioni in campo elettrico per il rilievo di anomalie nelle apparecchiature di servizio. Con le analisi termografiche degli impianti elettrici programmate a cadenze regolari è possibile effettuare anche confronti con situazioni precedenti riuscendo così a monitorare l'evoluzione dello stato di salute degli impianti elettrici e dei suoi singoli componenti. Eseguendo una termografia prima e dopo un intervento di riparazione è anche possibile verificarne la buona riuscita.

Un'immagine termica, ricavata da un analisi termografica condotta secondo le prescrizioni delle norme UNI EN ISO include in se dati accurati e quantitativi di temperatura fornendo ad un esperto manutentore elettrico importanti informazioni sulle condizioni dei vari dispositivi ispezionati in merito al loro corretto utilizzo e al loro stato di integrità.

Un altro vantaggio della termografia elettrica è rappresentato dalla possibilità di fare indagini non invasive anche in condizioni critiche e quando il ciclo produttivo è a regime senza la necessità di fermare l'intero impianto, anzi è proprio in tali condizioni che si possono cogliere le maggiori informazioni utili a programmare eventuali interventi riparatori.

Con la termografia elettrica preventiva è possibile con un piccolo investimento tutelarsi da possibili guasti disastrosi che normalmente portano ad incendi nefasti, ma anche risparmiare sulle polizze assicurative. Indagini termografiche con applicazioni in campo elettrico per il rilievo di problemi di cablaggio. Non è un caso, infatti, che alcune compagnie assicurative riducano il premio se si può dimostrare di attuare una pianificazione preventiva di monitoraggio termografico e prevenzione dei guasti elettrici e elettromeccanici.

La termografia elettrica e la termografia industriale richiedono però tutta una serie di accorgimenti conoscenze, preparazione ed informazioni che garantiscano un'indagine termografica accurata. E' dunque bene che le analisi termografiche sugli impianti elettrici ed elettromeccanici siano condotte da studi tecnici termografici specializzati e certificati di 2° livello secondo le norme UNI EN ISO 9712, con specifica abilitazione nel settore specifico.

Effettuando un'ispezione termografica su impianti elettrici è molto importante conoscere prima:
  • I carichi gravanti;
  • I carichi massimi in quella linea od in quel quadro elettrico;
  • Le temperature massime ammissibili nei singoli componenti elettrici in esame
E' inoltre importante conoscere le condizioni esterne e di contorno al componente elettrico sottoposto ad analisi termografica, nel caso si stia facendo un'indagine termografica all'esterno per esempio si dovrà conoscere:
  • La velocità del vento
  • Temperatura ambientale
  • Umidità relativa
oltre ai fattori che possono incidere sulla temperatura rilevabile con la termografia del componente esaminato.

Per i rilievi di termografia elettrica effettuati in interni, invece sarà, particolare importanza assume il conoscere:
  • Se esistono sistemi di raffreddamento, come per esempio sistemi di condizionamento del locale;
  • Effetti di moti convettivi d'aria generati dal sistema di raffreddamento del componente stesso, (per esempio il sistema per il raffreddamento degli avvolgimenti e del cassone esterno sono attivi nel caso di un'ispezione ad un trasformatore);
  • Esistenza di sistemi di raffreddamento dei componenti a fluido, come olio o acqua.
Per valutare se un componente elettrico sta lavorando in sicurezza è fondamentale conoscere la sua temperatura d'esercizio etemperatura massima ammissibile.

Per rendere la termografia elettrica in grado di misurare la temperatura dei singoli componenti elettrici è importanteconoscere l'emissività dei vari materiali che si stanno termografando infatti nella termografia elettrica si incontrano componenti di materiali estremamente differenti (rame, acciaio, plastica, ecc.) che Indagini termografiche con applicazioni in campo elettrico per il rilievo di anomalie di interconnessione.hanno emissività molto differenti tra loro e tendenzialmente molto basse il che comporta possibili grandi errori di misura della temperatura dei singoli elementi elettrici (vedi come determinare l'emissività dei materiali).

La termografia permette di misurare la temperatura di ogni singolo componente con precisione, in assoluta sicurezza e soprattutto senza l'obbligo di spegnimento degli impianti. I controlli termografici possono riguardare linee elettriche aeree, sottostazioni, trasformatori, dispositivi di apertura dei circuiti, interruttori, fusibili, teleruttori, disgiuntori, motori e unità di controllo motori. Si intuisce come una diagnosi termografica sia uno strumento indispensabile per pianificare azioni preventive, abbattendo i costi relativi al fermo impianto ed individuando i punti deboli del sistema.

La termografia nel campo degli isolamenti industriali e nelle coibentazioni
L'indagine termografica, applicata al settore delle coibentazione e isolamenti, è utilizzata per valutare efficacemente lo stato di conservazione del coibente.

Per coibente si intende la parte di materiale isolante che si interpone all'interno di una struttura (ad esempio un serbatoio) tra le pareti di contenimento ed il prodotto in esse contenute. La funzione dei materiali coibentanti o isolanti è, ad esempio, il mantenimento costante della temperatura di un determinato prodotto o sostanza.

Grazie alla termografia è possibile individuare precisamente fenomeni di assottigliamento e perdite o cadute di coibente.

Manutenzione industriale e controlli su tubazioni e valvole con la termografia
La termografia è l'unico controllo non distruttivo che garantisce di determinare efficacemente il livello delle sedimentazioni all'interno di tubazioni ed impianti. Grazie alla termografia, eseguendo indagini programmate nel tempo, si è in grado di controllare il livello di crescita di tali sedimenti, pianificando gli interventi manutentivi.

La non conoscenza dei livelli di deposito è deleteria e pericolosa alla funzionalità degli impianti; ecco perchè le grosse realtà industriali (ad esempio le raffinerie) si avvalgono costantemente della termografia, allo scopo di impedire guasti che determinano costosi fermi impianto.

La termografia come tecnica per la manutenzione preventiva
La termografia è un metodo che consente di passare dalla misura senza contatto della radiazione infrarossa alla distribuzione di temperatura superficiale su un corpo.

Per effettuare correttamente la conversione tra radianza ricevuta dal sensore dello strumento e distribuzione di temperatura superficiale, sono necessari una serie di conoscenze, analisi ed impostazioni che sono oggetto di specifica formazione.

Lo strumento (termocamera a infrarossi) rileva infatti non solo la radiazione termica emessa dall'oggetto indagato, ma anche la radiazione che esso riflette, ed eventualmente trasmette. Dal momento che solo la radiazione emessa fornisce informazioni sulla reale temperatura superficiale dell'oggetto, è necessario che l'operatore sia in grado di distinguere tra i diversi contributi radiativi rilevati dallo strumento, per evitare di incorrere in errori.

La termografia, non richiedendo il contatto fisico con l'oggetto della misura, si presta ottimamente all'ispezione dei componenti sotto carico ovvero nelle condizioni di lavoro e senza interruzione del ciclo produttivo.

Una delle applicazioni della termografia consiste nell'ispezione agevole di impianti fotovoltaici per i quali è possibile individuare le celle in stato di surriscaldamento che potrebbero comportare un deterioramento irreversibile dell'intero modulo o un calo del rendimento di produzione.

Generalmente, un modulo correttamente funzionante converte la radiazione solare che incide su di esso in energia elettrica ed appare, nell'immagine termografica, come un elemento caldo (perchè c'è la radiazione solare), ma non surriscaldato. Tutti gli elementi (celle, stringhe, interi moduli) che possiedono temperature di molto superiori alla temperatura delle celle circostanti, vengono considerati come aventi delle anomalie.
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Cenni di termografia
Tutti gli oggetti aventi una temperatura al di sopra dello zero assoluto (-273,15 °C) emettono radiazioni infrarosse; queste radiazioni, invisibili per l'occhio umano, vengono rilevate dalla termocamera che le rielabora e le presenta su schermo in una forma visibile.

Le termocamere non misurano la temperatura ambientale ma, piuttosto, l'intensità della radiazione infrarossa emessa da un corpo inquadrato nel suo campo visivo. L'intensità della radiazione emessa dipende dalle caratteristiche del corpo stesso, soprattutto dalla sua temperatura. La legge di Stefan-Boltzmann precisa che l'intensità della radiazione infrarossa dipende dalla quarta potenza della temperatura.


Le radiazioni infrarosse emesse dagli oggetti e captate dalle termocamere si propagano attraverso l'atmosfera, anche se, purtroppo, quest'ultima non trasmette ugualmente bene tutte le lunghezze d'onda ma si comporta in modo selettivo. Le radiazioni di certe lunghezze d'onda vengono trasmesse quasi inalterate, mentre altre vengono quasi interamente assorbite. Per questa ragione tutte le termocamere sono progettate per captare le lunghezze d'onda trasmesse individuate da due cosiddette "finestre" corrispondenti alle lunghezze d'onda di 3÷5 nm (finestra onde corte, SW) e 8÷12 nm (finestra onde lunghe, LW).

Queste radiazioni attraversano l'aria e l'atmosfera e giungono alla termocamera, che ha un sensore, o meglio una griglia di sensori, in numero pari alla risoluzione del sensore. Ad esempio, un sensore 320x240 è in realtà costituito da 76.800 sensori ognuno dei quali è in grado di rilevare un'intensità di raggi infrarossi nel suo corrispondente campo visivo. Il sensore trasforma, poi, la radiazione in un segnale elettrico che può essere elaborato e rappresentato sotto forma di immagine, il termogramma.

La termocamera misura dunque una radiazione: in realtà, ciò che spesso interessa è la temperatura. Una termocamera è in grado di convertire radiazione in temperatura se è stata calibrata su un preciso campione di riferimento, e se le variabili immesse dal tecnico che esegue la prova rispecchiano quanto più possibile le condizioni e le caratteristiche dell'oggetto e dell'ambiente circostante.

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