Introducción

Los termómetros infrarrojos son especialmente adecuados para comprobar la temperatura de cintas transportadoras, correas, rodillos, tambores y otros componentes mecánicos en movimiento, ya que permiten realizar la medición sin contacto directo.

En condiciones reales de trabajo, es frecuente que la temperatura indicada suba y baje continuamente aunque el termómetro permanezca en una posición fija. En algunos casos, la diferencia puede ser de varios grados Celsius.

Este comportamiento no significa necesariamente que el termómetro sea impreciso. El instrumento mide la radiación infrarroja procedente de una determinada zona en un momento concreto. Cuando la superficie se mueve, cambian continuamente el área observada, su temperatura real, la emisividad y el estado superficial.

Puntos clave

● Las cintas y los rodillos en movimiento no suelen presentar una temperatura superficial completamente uniforme, por lo que cierta variación es normal.
● El color, el desgaste, el aceite, el polvo, las uniones y el acabado superficial pueden modificar la emisividad.
● Si el punto de medición incluye el borde del objeto o superficies cercanas, la lectura puede fluctuar más.
● Cuanto mayor sea la velocidad y mayores sean las diferencias entre distintas zonas de la superficie, más visible puede ser la variación instantánea.
● Mantener constantes la distancia, el ángulo y la zona de medición mejora la repetibilidad.
● Para la supervisión de equipos, la tendencia de temperatura en condiciones comparables suele ser más útil que una sola lectura instantánea.

¿Por qué fluctúa la temperatura en una cinta o un rodillo en movimiento?

Un termómetro infrarrojo no mide la temperatura media de toda una cinta o de todo un rodillo. Detecta la radiación infrarroja procedente de una determinada zona dentro de su campo de visión.

Con un objeto estático y homogéneo, la lectura suele mantenerse estable si las condiciones de medición no cambian.

En una superficie en movimiento o rotación, diferentes zonas pasan continuamente por el área de medición.

Si esas zonas presentan distintas temperaturas reales o diferentes propiedades de radiación, el valor indicado también cambia.

En una cinta transportadora, las diferencias pueden deberse al rozamiento, al espesor, a las uniones, a la contaminación o a un calentamiento desigual. En un rodillo, pueden existir variaciones locales relacionadas con los rodamientos, la fricción, la construcción del material o la refrigeración.

Una temperatura superficial no uniforme es una de las causas más frecuentes

Los componentes mecánicos en movimiento rara vez son completamente isotérmicos.

● Diferentes zonas de una cinta pueden estar sometidas a distintos niveles de fricción.
● Las zonas de contacto entre la cinta y los rodillos pueden estar más calientes.
● Los rodamientos o ejes pueden generar calor localizado.
● Una corriente de aire de refrigeración puede enfriar determinadas zonas.
● El material transportado puede calentar o enfriar la cinta de forma desigual.

Cuando estas zonas atraviesan sucesivamente el área de medición, el termómetro muestra temperaturas diferentes.

Si la fluctuación es periódica, por ejemplo un pico de temperatura en cada vuelta del rodillo, puede existir una diferencia térmica localizada y repetitiva.

Las variaciones de emisividad también pueden modificar la lectura

Un termómetro infrarrojo calcula la temperatura superficial a partir de la radiación infrarroja emitida por el objeto. Diferentes superficies pueden tener distintos valores de emisividad.

Una cinta o un rodillo puede presentar:

● Zonas nuevas y desgastadas;
● Superficies lisas y rugosas;
● Aceite o lubricante;
● Polvo y otros depósitos;
● Diferencias de color;
● Metal expuesto;
● Recubrimientos deteriorados.

Aunque estas zonas tengan exactamente la misma temperatura real, una diferencia de emisividad puede producir diferentes temperaturas indicadas.

Este efecto es especialmente importante en rodillos metálicos brillantes. Las superficies metálicas de baja emisividad reflejan una mayor proporción de la radiación infrarroja del entorno y suelen ser más difíciles de medir de forma estable.

Las uniones y marcas de la cinta pueden provocar fluctuaciones periódicas

Las cintas transportadoras industriales no siempre presentan una superficie completamente uniforme. Pueden incluir uniones, empalmes, reparaciones, marcas impresas o diferencias de color.

Cada vez que una de estas zonas atraviesa el punto de medición, la temperatura indicada puede cambiar.

Por ejemplo, si la mayor parte de una cinta es de caucho negro pero el empalme utiliza otro material, la lectura puede mantenerse relativamente estable durante la mayor parte del ciclo y cambiar cuando pasa la unión.

Si este patrón se repite en cada vuelta de la cinta, conviene comprobar si coincide con un empalme, una reparación o una zona superficial concreta.

Un punto de medición demasiado grande puede reducir la estabilidad

Los termómetros infrarrojos disponen de una relación entre distancia y tamaño del punto, normalmente expresada como D:S.

Al aumentar la distancia de medición, también aumenta la superficie desde la que el instrumento recibe radiación infrarroja.

Si el área de medición no queda completamente dentro de la cinta o del rodillo y también incluye:

● El bastidor de la máquina;
● Una pared o superficie de fondo;
● El borde del rodillo;
● Componentes mecánicos cercanos;
● Zonas situadas a los lados de la cinta;

la temperatura indicada puede representar una combinación de varias superficies con distintas temperaturas.

Para obtener resultados fiables, la superficie objetivo debe ser claramente mayor que el punto de medición.

¿Influye la velocidad de movimiento en la medición infrarroja?

La velocidad de movimiento no impide normalmente realizar una medición infrarroja, ya que se trata de una técnica sin contacto y muchos instrumentos disponen de un tiempo de respuesta rápido.

Sin embargo, la velocidad determina la rapidez con la que distintas zonas de la superficie atraviesan el campo de visión.

Si una cinta se mueve rápidamente y existen diferencias importantes de temperatura o emisividad entre unas zonas y otras, el detector recibe señales infrarrojas que cambian rápidamente y la pantalla puede reflejar esas variaciones.

En aplicaciones dinámicas conviene tener en cuenta el tiempo de respuesta del termómetro, además de la precisión de medición.

Los cambios en el ángulo de medición también pueden afectar a la estabilidad

Durante una inspección manual, pequeños movimientos de la mano pueden modificar al mismo tiempo la posición y el ángulo de medición.

Cuando se mide con un ángulo muy oblicuo, aumenta el área efectiva observada y también el riesgo de incluir superficies cercanas.

En rodillos metálicos brillantes, una variación del ángulo puede modificar además la cantidad de radiación térmica reflejada hacia el detector.

Para comparar mediciones realizadas en diferentes momentos, conviene mantener constantes la posición, la distancia y el ángulo.

Los objetos calientes cercanos pueden interferir en la medición de rodillos metálicos

Una superficie metálica brillante con baja emisividad puede reflejar una parte importante de la radiación infrarroja procedente del entorno.

Entre las posibles fuentes se encuentran:

● Equipos de calentamiento;
● Tuberías calientes;
● Hornos;
● Productos o materiales de proceso calientes;
● Personas u otros objetos cuya temperatura sea significativamente diferente.

Cuando el rodillo gira, cambia la orientación de su superficie y también puede cambiar la cantidad de radiación reflejada hacia el termómetro.

Por tanto, parte de la fluctuación observada puede deberse a radiación reflejada y no a un cambio real de temperatura del rodillo.

¿Cómo se puede mejorar la estabilidad de la medición?

La repetibilidad puede mejorarse controlando la posición, la distancia, el ángulo y la superficie medida.

● Mantener una posición de medición constante. Evitar mover continuamente el termómetro durante la lectura.
● Utilizar una distancia adecuada. Tener en cuenta la relación D:S y asegurarse de que el punto de medición sea claramente menor que la superficie objetivo.
● Evitar los bordes. Siempre que sea posible, medir en la zona central de la cinta o del rodillo.
● Evitar uniones evidentes. Para controlar la temperatura general de funcionamiento, elegir una zona con material y color relativamente uniformes.
● Mantener un ángulo constante. Medir lo más próximo posible a la perpendicular de la superficie.
● Ajustar correctamente la emisividad. Si el instrumento permite su ajuste, seleccionar un valor adecuado para la superficie medida.
● Tener en cuenta los reflejos sobre superficies metálicas. Comprobar si existen objetos calientes en las proximidades.
● Observar la temperatura durante un periodo de tiempo. Considerar los valores mínimo, máximo y típico en lugar de depender de una sola lectura instantánea.

¿Es más importante la temperatura instantánea o la tendencia?

En el mantenimiento industrial, la tendencia de temperatura suele aportar más información que una sola lectura.

Si un rodillo trabaja normalmente entre 42 y 45 °C con pequeñas variaciones, estas diferencias pueden formar parte del funcionamiento normal.

Sin embargo, si anteriormente funcionaba entre 42 y 45 °C y, en condiciones comparables, empieza a alcanzar progresivamente entre 55 y 60 °C, conviene realizar una inspección adicional.

Las posibles causas pueden incluir problemas de lubricación, aumento de la fricción, exceso de carga u otros cambios mecánicos.

Para que las comparaciones sean fiables, es recomendable medir siempre en el mismo punto y en condiciones de funcionamiento similares.

¿Una lectura fluctuante significa que el termómetro infrarrojo está averiado?

No necesariamente.

Una comprobación sencilla consiste en medir una superficie estática y uniforme cuya temperatura sea relativamente estable.

Si la lectura se mantiene estable sobre ese objeto y solo fluctúa al medir una cinta o un rodillo en movimiento, la causa probablemente esté relacionada con la superficie o con las condiciones de medición.

Si también se producen fluctuaciones importantes sobre una superficie estática, conviene comprobar:

● Si la óptica está contaminada por polvo, aceite, humedad o condensación;
● El nivel de la batería;
● El ajuste de emisividad;
● Si la temperatura ambiente se encuentra dentro del rango de funcionamiento especificado;
● Si el instrumento ha sufrido una caída, un golpe u otro daño mecánico.

FAQ

¿Puede un termómetro infrarrojo medir una cinta transportadora de alta velocidad?
Sí. La medición infrarroja sin contacto es adecuada para objetos en movimiento. No obstante, el tiempo de respuesta, la distancia de medición y el tamaño del punto deben ser apropiados para la aplicación.

¿Por qué aparece un pico de temperatura en cada vuelta del rodillo?
Puede existir una zona localizada con mayor temperatura. También puede tratarse de una diferencia de emisividad, contaminación o reflectividad en una parte concreta de la superficie.

¿Qué valor debe registrarse si la temperatura cambia constantemente?
Depende del objetivo de la inspección. Para la supervisión de equipos, suele ser más útil registrar el rango de funcionamiento, un valor representativo o la temperatura máxima.

¿Acercar el termómetro siempre hace que la lectura sea más estable?
No necesariamente. Sin embargo, reducir la distancia suele disminuir el tamaño del punto de medición y puede evitar que otras superficies entren en el campo de visión.

¿Por qué una cinta de caucho negro suele ser más fácil de medir que un rodillo metálico brillante?
El caucho y muchos materiales no metálicos suelen tener una emisividad relativamente alta y estable. Los metales brillantes presentan normalmente una emisividad más baja y reflejan con mayor facilidad la radiación térmica del entorno.

¿Puede utilizarse un termómetro infrarrojo para detectar el sobrecalentamiento de un rodamiento?
Sí, especialmente para inspecciones rápidas y seguimiento de tendencias. Para un diagnóstico más detallado, puede combinarse con mediciones de contacto, análisis de vibraciones u otras técnicas de mantenimiento predictivo.

Conclusión

Las fluctuaciones de temperatura al medir cintas o rodillos en movimiento no suelen indicar un fallo del termómetro infrarrojo.

Las diferencias reales de temperatura superficial, los cambios de emisividad, los empalmes, la contaminación, el desgaste, un punto de medición demasiado grande, los cambios de ángulo y la radiación reflejada pueden influir en el valor mostrado.

Para obtener mediciones repetibles, deben mantenerse constantes la distancia, el ángulo y la posición, asegurándose de que el punto de medición quede completamente dentro de la superficie objetivo. En mantenimiento y supervisión de estado, el rango de temperatura y su evolución a largo plazo suelen ser más significativos que exigir una lectura instantánea totalmente estable.