Termocamere: cosa possono vedere realmente? (E cosa non possono)

Le termocamere sono diventate uno degli strumenti più discussi nell'ispezione degli edifici, nell'HVAC, nella manutenzione elettrica e nella risoluzione dei problemi industriali. Con il calo dei prezzi e il miglioramento della risoluzione, sempre più professionisti le stanno aggiungendo ai loro kit. Tuttavia, c'è anche molta confusione e una discreta dose di marketing riguardo a ciò che queste telecamere possono effettivamente fare.

Facciamo quindi chiarezza.

Cosa misurano effettivamente le termocamere

Innanzitutto, un chiarimento importante: le termocamere non "vedono attraverso" i muri. Non rilevano direttamente umidità, muffa o oggetti nascosti. Ciò che misurano è la temperatura superficiale, nello specifico la radiazione infrarossa emessa da ogni oggetto al di sopra dello zero assoluto.

Ogni superficie irradia calore. Una termocamera cattura tale radiazione e la converte in un'immagine a falsi colori (un "termogramma"), in cui le aree più calde appaiono solitamente in rosso e giallo, mentre quelle più fredde in blu e viola. I pattern creati da queste differenze di temperatura sono ciò che rende utile la termografia.

Cosa possono vedere le termocamere

Dispersione termica e infiltrazioni d'aria negli edifici

Questa è una delle applicazioni più pratiche. Quando l'involucro di un edificio presenta fessure, isolamento mancante o guarnizioni difettose, la temperatura superficiale su pareti e soffitti interni riflette tali difetti. Una termocamera può identificare rapidamente:

• Interruzioni o vuoti nell'isolamento dietro il cartongesso
• Perdite d'aria attorno a finestre, porte e fori di passaggio
• Ponti termici attraverso montanti o intelaiature
• Pattern di riscaldamento radiante a pavimento (e dove sono guasti)

Un'analisi che richiederebbe giorni con un igrometro e una sonda può essere effettuata in pochi minuti con la termografia.

Guasti elettrici e componenti surriscaldati

Le termocamere sono attrezzature standard per le ispezioni dei quadri elettrici. Connessioni allentate, circuiti sovraccarichi, interruttori difettosi e carichi sbilanciati generano calore prima di trasformarsi in guasti visibili o, peggio, in incendi. Una scansione termica di un quadro elettrico può rivelare:

• Punti caldi su interruttori o barre collettrici
• Conduttori neutri sovraccarichi
• Terminazioni scadenti nei punti di giunzione
• Trasformatori o avvolgimenti di motori in fase di guasto

Questa è manutenzione preventiva nel suo aspetto più pratico: trovare il problema prima che l'attrezzatura si guasti.

Prestazioni del sistema HVAC

I tecnici HVAC utilizzano le termocamere per verificare le prestazioni del sistema e individuare problemi che non appaiono su un manometro o un gruppo manometrico. Le applicazioni comuni includono:

• Verifica della distribuzione del refrigerante nelle batterie dell'evaporatore
• Identificazione di perdite nei condotti in spazi non condizionati
• Verifica del corretto funzionamento delle serrande
• Valutazione dell'integrità dello scambiatore di calore nelle caldaie (le crepe permettono ai gas di combustione di mescolarsi con l'aria di mandata)

Infiltrazioni di umidità (indirettamente)

Qui è dove le sfumature contano. Le termocamere non rilevano direttamente l'umidità. Ciò che rilevano è l'effetto di raffreddamento evaporativo prodotto dai materiali bagnati.

L'acqua in una parete, in un pavimento o in un soffitto raffredda la superficie mentre evapora, e quel differenziale di temperatura appare su un'immagine termica.

Questo rende la termografia un potente strumento di screening per l'umidità, ma non sostituisce un igrometro. Qualsiasi area sospetta identificata con una termocamera deve essere confermata con un igrometro a puntali o a induzione prima di riferire i risultati a un cliente.

Applicazioni meccaniche e industriali

Apparecchiature rotanti, cuscinetti, sistemi di trasporto e motori segnalano un guasto imminente attraverso il calore. Una termocamera consente ai team di manutenzione di:

• Identificare cuscinetti che si surriscaldano prima che si blocchino
• Individuare disallineamenti nei sistemi di trasmissione
• Monitorare le temperature di pompe e motori sotto carico
• Ispezionare scaricatori di condensa e isolamento delle tubazioni

Cosa non possono vedere le termocamere

Attraverso i muri (per lo più)

Questo è l'equivoco più comune. Le termocamere vedono la temperatura superficiale di un muro, non ciò che c'è dietro. Quello che possono fare è rilevare differenziali di temperatura sulla superficie causati da condizioni dietro il muro, ma solo quando c'è una sufficiente differenza di temperatura tra interno ed esterno, e solo quando tali condizioni influenzano la temperatura superficiale.

Una cavità muraria con isolamento mancante in estate può apparire identica a una correttamente isolata se la differenza di temperatura tra interno ed esterno è troppo ridotta.

Superfici riflettenti in modo accurato

L'emissività, ovvero l'efficienza con cui un materiale irradia calore, varia notevolmente tra i materiali. La maggior parte dei materiali da costruzione e delle superfici organiche ha un'elevata emissività (0,90-0,98) e fornisce letture accurate. Tuttavia, metalli lucidati, specchi e superfici lucide hanno una bassa emissività e possono riflettere la temperatura degli oggetti circostanti invece della propria. Un condotto HVAC in alluminio lucido potrebbe mostrare una lettura della temperatura completamente fuorviante perché riflette la firma termica di ciò che ha di fronte.

Le telecamere di livello professionale consentono la correzione dell'emissività. Utilizzare una telecamera senza comprendere l'emissività porta a diagnosi errate.

Piccole differenze di temperatura (su telecamere entry-level)

La sensibilità termica è misurata in milliKelvin (mK) e varia significativamente tra i modelli di telecamera. Le telecamere di fascia consumer possono avere una sensibilità termica di 150 mK o peggiore, il che significa che possono perdere differenziali di temperatura piccoli ma significativi. Le telecamere professionali offrono solitamente 50 mK o meglio, il che fa una vera differenza quando si cercano sottili dispersioni di calore o un'usura precoce dei cuscinetti.

Anche la risoluzione è importante. Un sensore 160x120 può identificare un interruttore caldo in un quadro, ma una telecamera con risoluzione 320x240 o superiore fornisce il dettaglio necessario per localizzare con precisione i punti di guasto e creare rapporti di ispezione professionali.

Dietro ostruzioni

Le termocamere funzionano tramite linea di vista verso una superficie. Se un problema si trova sul retro di un elemento strutturale, all'interno di un condotto o dietro un'altra superficie, la telecamera non lo rileverà a meno che quel calore non venga condotto su una superficie visibile.

Suggerimenti per ottenere risultati accurati

Attendere le condizioni giuste. Per il lavoro sull'involucro edilizio, è necessaria una differenza di temperatura di almeno 10°F (5,5°C) tra interno ed esterno per ottenere risultati significativi. Maggiore è il delta, più chiara sarà l'immagine.

Lasciare acclimatare la telecamera. Portare la telecamera alla temperatura operativa prima di eseguire la scansione. Passare da un veicolo freddo a un edificio caldo può influenzare le letture finché l'ottica non si stabilizza.

Conoscere le impostazioni di emissività. Per la maggior parte dei lavori edili ed elettrici, l'impostazione di emissività predefinita (circa 0,95) va bene. Per le superfici metalliche, regolare di conseguenza.

Usarla come strumento di screening, non per una diagnosi finale. La termografia ti dice dove guardare. Conferma i risultati con strumenti appropriati, ad esempio: igrometri per infiltrazioni d'acqua, multimetri o analizzatori di potenza per problemi elettrici, manometri per HVAC.

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