Introducción

Al medir un mismo objeto con un termómetro infrarrojo, desplazar el punto de medición de izquierda a derecha, del centro hacia el borde o incluso unos pocos centímetros puede producir una lectura diferente. Esto no significa necesariamente que el instrumento tenga un problema.

Un termómetro infrarrojo detecta la radiación infrarroja procedente de una zona definida de la superficie objetivo. En condiciones reales, la temperatura superficial, la emisividad, el estado de la superficie y la radiación ambiental reflejada pueden variar según la posición. Por tanto, las diferencias de lectura pueden corresponder a una distribución térmica real o a cambios en las condiciones de medición.

Puntos clave

● Distintas zonas del mismo objeto pueden tener realmente temperaturas superficiales diferentes.
● La ubicación de las fuentes de calor, la disipación térmica, la estructura interna y el flujo de aire pueden generar gradientes de temperatura.
● Las diferencias de color, rugosidad, oxidación, suciedad o recubrimiento pueden modificar la emisividad local.
● Un termómetro infrarrojo mide un área o punto de medición, no únicamente el punto láser.
● Los cambios de distancia, ángulo y radiación ambiental reflejada pueden afectar a la lectura.
● Para determinar si una diferencia es real, deben mantenerse lo más constantes posible la emisividad, la distancia, el ángulo y el área medida.

La temperatura superficial de un mismo objeto no siempre es uniforme

En aplicaciones reales, pocos objetos mantienen una temperatura completamente uniforme en toda su superficie. Incluso dentro de un mismo componente, la generación, conducción y disipación de calor pueden variar de una zona a otra.

Por ejemplo, en una placa metálica calentada, la zona situada cerca de la fuente de calor suele estar más caliente que los bordes. En la carcasa de un motor, las áreas próximas a rodamientos, bobinados u otras fuentes internas de calor pueden presentar temperaturas superiores. Del mismo modo, una tubería puede mostrar diferencias entre la zona más cercana a la fuente térmica y otra situada a mayor distancia.

Esta variación espacial se denomina normalmente gradiente de temperatura. Que un termómetro infrarrojo indique valores distintos en estos puntos puede ser completamente normal y no implica necesariamente una repetibilidad deficiente del instrumento.

El calentamiento local y la disipación térmica pueden ser diferentes

La temperatura superficial depende del equilibrio entre el calor recibido y el calor disipado. Si las condiciones cambian de una zona a otra, pueden aparecer puntos localmente más calientes o más fríos.

● Las áreas próximas a calentadores, bobinados de motores, rodamientos, resistencias u otras fuentes térmicas pueden estar más calientes.
● Los bordes, soportes o uniones metálicas pueden evacuar calor con mayor rapidez por conducción.
● Las zonas próximas a ventiladores, salidas de aire o corrientes de refrigeración pueden estar más frías.
● El contacto con otros componentes puede introducir transferencia térmica adicional.
● Una exposición desigual a la radiación solar, fuentes térmicas radiantes o ambientes fríos también puede producir diferencias locales.

En mantenimiento, estas diferencias pueden aportar información importante para localizar puntos calientes anómalos, problemas de refrigeración o fricción mecánica.

La emisividad puede variar entre distintas zonas

Los termómetros infrarrojos calculan la temperatura superficial a partir de la radiación infrarroja detectada, por lo que la emisividad es un parámetro fundamental.

Incluso en el mismo objeto, el estado de la superficie puede variar. Una zona puede estar oxidada y otra pulida. También puede haber aceite, polvo, pintura o recubrimientos únicamente en determinadas partes. Estas diferencias modifican las propiedades radiativas de la superficie.

El efecto es especialmente importante en acero inoxidable, aluminio, cobre y otros metales de baja emisividad o elevada reflectividad. Una misma superficie metálica con áreas pulidas, oxidadas y contaminadas puede proporcionar lecturas infrarrojas distintas aunque sus temperaturas reales sean similares.

Antes de comparar varios puntos, conviene comprobar que el material y el acabado superficial sean comparables.

El punto de medición cambia al cambiar de posición

Un termómetro infrarrojo no mide únicamente el lugar señalado por el láser. El láser sirve principalmente como ayuda de puntería. La medición real corresponde a una determinada superficie definida por el sistema óptico del instrumento, denominada punto o spot de medición.

Al cambiar la posición, también cambia la superficie incluida en el spot. Si una medición cubre principalmente una zona caliente y otra incluye simultáneamente una zona caliente y otra más fría, la segunda lectura puede ser inferior.

Este aspecto es especialmente importante cuando:

● el objetivo es pequeño;
● la distancia de medición es grande y el spot aumenta de tamaño;
● se mide cerca del borde;
● el spot incluye materiales o zonas con temperaturas diferentes;
● existen puntos calientes muy localizados.

Para comparar correctamente varias zonas, todo el spot debe permanecer dentro del objetivo y la distancia debe mantenerse lo más constante posible.

Una distancia de medición diferente puede afectar al resultado

Los termómetros infrarrojos disponen de una relación distancia-punto, expresada como D:S. A medida que aumenta la distancia entre el instrumento y el objetivo, el tamaño del spot de medición generalmente también aumenta.

Si una zona se mide desde cerca y otra desde una distancia considerablemente mayor, las dos mediciones no abarcan la misma superficie. Un spot más grande puede incluir zonas vecinas más frías o más calientes y modificar la temperatura indicada.

En mediciones comparativas, es recomendable mantener aproximadamente la misma distancia y asegurarse de que el objetivo sea claramente mayor que el spot de medición.

Los cambios del ángulo de medición pueden introducir errores adicionales

La medición infrarroja suele ser más fiable cuando el instrumento se orienta lo más perpendicular posible a la superficie. Si el ángulo cambia considerablemente entre diferentes puntos, el spot adopta una forma más elíptica y aumenta la superficie efectiva medida.

Al mismo tiempo, también puede cambiar la cantidad de radiación infrarroja ambiental reflejada hacia el detector.

Este efecto es especialmente relevante en superficies metálicas, brillantes o de baja emisividad.

Al realizar mediciones multipunto, conviene mantener un ángulo similar en todas las posiciones y evitar medir una zona frontalmente y otra con una inclinación pronunciada.

La radiación ambiental reflejada puede modificar la lectura

No toda la radiación infrarroja recibida por el instrumento tiene que proceder directamente del objeto. Las superficies de baja emisividad pueden reflejar radiación procedente de objetos calientes o fríos del entorno.

Por ejemplo, una zona de una superficie metálica brillante puede reflejar un equipo caliente próximo, mientras otra refleja una pared más fría. Aunque las temperaturas reales sean similares, el termómetro puede indicar valores claramente diferentes.

Si además cambia el ángulo al desplazar el punto de medición, el efecto de reflexión puede aumentar.

Cómo saber si la diferencia de temperatura es real

Para determinar si una diferencia corresponde a la distribución térmica real del objeto o a las condiciones de medición, conviene repetir las mediciones bajo condiciones controladas.

● Ajustar una emisividad adecuada para la superficie objetivo.
● Medir las distintas zonas desde una distancia similar.
● Mantener un ángulo de medición comparable.
● Asegurarse de que cada zona objetivo sea mayor que el spot.
● Evitar medir directamente sobre bordes, aberturas o uniones entre materiales distintos.
● Comprobar si existen aceite, polvo, oxidación, recubrimientos o diferencias importantes de brillo.
● Repetir varias veces la medición en cada punto y comprobar la estabilidad y repetibilidad.

Si una zona se mantiene sistemáticamente más caliente o más fría bajo condiciones equivalentes, es más probable que la diferencia corresponda a la distribución térmica real.

Si la lectura cambia notablemente al modificar el ángulo, la distancia o la posición del operador, deben revisarse especialmente la emisividad, el tamaño del spot y la radiación ambiental reflejada.

Cómo mejorar la comparabilidad entre varios puntos de medición

Para controles periódicos en puntos fijos de un equipo, es recomendable establecer un procedimiento de medición estandarizado.

● Definir puntos de medición fijos y, cuando sea posible, marcarlos.
● Utilizar siempre una distancia igual o similar.
● Mantener constantes la dirección y el ángulo de medición.
● Utilizar el mismo ajuste de emisividad para superficies comparables.
● Evitar comparar directamente puntos con acabados superficiales muy diferentes.
● En metales altamente reflectantes, cuando sea técnicamente apropiado y seguro, puede establecerse una zona de referencia uniforme de alta emisividad.
● Para analizar tendencias, mantener en lo posible condiciones comparables de carga, temperatura ambiente y funcionamiento.

En mantenimiento, unas condiciones de medición consistentes suelen ser más importantes que comparar una sola lectura aislada. La estandarización permite obtener tendencias de temperatura mucho más útiles.

FAQ

¿Por qué diferentes zonas de la misma pieza metálica pueden mostrar temperaturas muy distintas?

La diferencia puede deberse tanto a una variación térmica real como a diferencias de emisividad o reflexión. En acero inoxidable sin recubrimiento, aluminio, cobre y otros metales reflectantes, la oxidación, rugosidad, contaminación superficial y entorno reflejado pueden influir considerablemente en la medición infrarroja.

¿El punto láser es exactamente la zona que se mide?

No. El láser se utiliza principalmente para apuntar. El instrumento mide realmente un spot con una superficie determinada. Cuanto mayor es la distancia, mayor suele ser también ese spot.

¿Es normal que el centro y el borde de un objeto tengan temperaturas diferentes?

Sí. Los bordes pueden tener condiciones de disipación térmica distintas. Además, al medir cerca de un borde, el spot puede incluir parte del fondo. Deben considerarse tanto la distribución real de temperatura como la superficie efectivamente medida.

¿Son normales pequeñas variaciones al medir repetidamente el mismo punto?

Pequeñas variaciones pueden deberse a la resolución del instrumento, cambios reales en la temperatura del objetivo o pequeñas variaciones en la posición de la mano, la distancia y el ángulo. Si las lecturas permanecen estables dentro de las especificaciones de repetibilidad y precisión del instrumento, normalmente no indican un fallo.

¿Cuál es la forma más fiable de comparar temperaturas en diferentes zonas de un equipo?

Deben utilizarse puntos fijos y mantener lo más constantes posible la emisividad, la distancia, el ángulo, el área medida y las condiciones de funcionamiento. Las mediciones estandarizadas en puntos definidos son más adecuadas para el seguimiento térmico a largo plazo que las mediciones realizadas en posiciones variables.

Conclusión

Que un termómetro infrarrojo indique temperaturas diferentes en distintas zonas del mismo objeto no significa necesariamente que mida de forma incorrecta. Los objetos reales suelen presentar gradientes de temperatura porque la generación de calor, la disipación y las fuentes térmicas internas no se distribuyen uniformemente.

Además, la emisividad local, la rugosidad superficial, la oxidación, el tamaño del spot, la distancia, el ángulo de medición y la radiación ambiental reflejada pueden introducir diferencias adicionales.

Para evaluar un posible sobrecalentamiento no debe considerarse únicamente una lectura aislada. Es recomendable estandarizar el punto y las condiciones de medición, repetir las lecturas y analizar las tendencias a lo largo del tiempo. Las diferencias entre varios puntos son realmente significativas cuando las condiciones de medición son comparables.