Termografia - Física Aplicada
De Metodologia
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| − | A termografia é uma técnica de sensoriamento remoto que forma uma imagem térmica de um corpo ou de um cenário. É um método avançado de ensaio não destrutivo. O equipamento utilizado é chamado de câmera termográfica que | + | [[File:Infrared_dog.jpg|thumb|300px|right|Termograma da face um Cachorro.]] |
| − | + | A termografia é uma técnica de sensoriamento remoto que forma uma imagem térmica de um corpo ou de um cenário. É um método avançado de ensaio não destrutivo. O equipamento utilizado é chamado de câmera termográfica que forma uma imagem térmica e possui vários recursos para a correção dos valores destas temperaturas. Isto permite visualizar o perfil térmico e medir as variações de calor emitidas pelas diversas regiões da superfície a ser analisada, sem o contato com a mesma. Assim é possível formar uma imagem térmica ou termograma. | |
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| − | + | Tem sido utilizada em áreas cada vez mais diversas, da militar, médica, indústria, pesquisa, chegando até ao comportamento humano. Nos últimos anos, os baixos custos permitiram uma disseminação ainda maior. | |
| − | + | As novas tecnologias, a transformação na forma da construir o conhecimento e a estrutura do sistema social atual, convergem para explorar e mostrar o potencial dessa técnica. Uma das faces dos avanços na tecnologia do equipamento utilizado, faz simplificar o seu uso e induzir os iniciantes à conclusões errôneas, devido ao completo desconhecimento dos princípios básicos envolvidos. | |
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| − | + | == Problematização == | |
| − | Mas para qualquer situação a fumaça irá subir? Vamos propor uma | + | |
| − | + | Propomos iniciar o entendimento do assunto analisando um fenômeno muito comum em nosso dia a dia e que envolve energia térmica; A FUMAÇA. Para começar, vamos tentar responder a seguinte pergunta: o que acontece com a fumaça logo após ser produzida? Qual o seu movimento? Pensem a respeito da fumaça vista em nosso dia a dia. | |
| − | O que aconteceu com a fumaça em ambas as extremidades? Onde havia a chama a fumaça subiu. Na extremidade oposta, dentro da garrafa a fumaça desceu como se fosse "areia". Você faz ideia do por quê? | + | |
| + | Vejamos algumas fotografias: | ||
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| + | <gallery widths=100px heights=100px perrow=7 caption="Fumaça em Diversas Situações"> | ||
| + | File:Fumaca1.jpg|A agressão da chaminé de uma fábrica. | ||
| + | File:Fumaca2.jpg|A nostalgia da chaminé de um velho trem. | ||
| + | File:FumacaCigarro.jpg|A perseguida fumaça de um pequeno cigarro. | ||
| + | File:FumacaVulcao.jpg|Ou a temida de um grande vulcão. | ||
| + | File:Fumaca3.jpg|Uma desconhecida fumaça qualquer. | ||
| + | File:FumacaCastical.jpg|A fumaça do fogo no castiçal. | ||
| + | </gallery> | ||
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| + | Agora convidamos você a observar algumas fotografias de diversas situações envolvendo fumaça. Vamos ver? [https://sites.google.com/site/epluar/Fotografias%20de%20fuma%C3%A7as.pdf?attredirects=0 Imagens] {{#ev:youtube|Mpl3JwLwWAA|600|right}} | ||
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| + | Temos experiencias diárias com fumaça, seja nas chaminés de industrias, lareiras ou fogões caseiros, uma fogueira no terreno baldio, dos escapamentos dos automóveis entre outros. Ao pensarmos em seus movimentos, seria razoável se respondessemos que a fumaça sobe. | ||
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| + | Mas para qualquer situação a fumaça irá subir? Vamos propor uma experiência que nos auxilie neste estudo. Vamos colocar fogo na extremidade de uma folha de papel enrolada. A outra extremidade fica dentro de uma garrafa de plástico. O que será que acontece com a fumaça em ambas as extremidades? Você consegue imaginar? Então vamos ver o vídeo? | ||
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| + | O que aconteceu com a fumaça em ambas as extremidades? Onde havia a chama, a fumaça subiu. Na extremidade oposta, dentro da garrafa, a fumaça desceu como se fosse "areia". Você faz ideia do por quê? | ||
Nesse contexto, onde a termografia entra? De que forma podemos utilizar esta técnica para nos responder, ou mostrar um caminho, para que possamos propor um modelo? | Nesse contexto, onde a termografia entra? De que forma podemos utilizar esta técnica para nos responder, ou mostrar um caminho, para que possamos propor um modelo? | ||
Para responder a todas estas questões vamos, primeiramente entender o que é a termografia, como funciona e onde podemos aplicá-la. | Para responder a todas estas questões vamos, primeiramente entender o que é a termografia, como funciona e onde podemos aplicá-la. | ||
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| + | ==O equipamento para realizar a Termográfica== | ||
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| + | Comumente chamada de Câmera Termográfica, o equipamento mais facilmente encontrado no mercado tem seu principio de funcionamento como sendo basicamente sensores que transformam as ondas eletromagnéticas emitidas pelos corpos, em sinais elétricos, que irão ser processados para formar uma imagem térmica, também conhecida como termograma. Tais sensores são chamados de bolômeros e as câmeras termográficas utilizam de 15 a 300 mil microbolômeros, com atualização da imagem com frequencias entre 15 e 30 Hz. Cada microbolômero equivale a um pixel da imagem. | ||
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| + | [[File:Chimarrão.jpg|thumb|600px|center|Termogramas de um chimarrão.]] | ||
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| + | [[File:Ti20.jpg|thumb|600px|center|Câmera termográfica Ti20 da fabricante FLUKE.]] | ||
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| + | [[File:Termograma com a Ti20.jpgthumb|600px|center|Termograma de um disjuntor industrial, realizado com a Ti20.]] | ||
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| + | [[File:CameraP640.jpg|thumb|600px|center|Câmera termográfica P-640.]] | ||
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| + | [[File:Termograma com a P640.jpg|thumb|600px|center|Termograma do mesmo disjuntor industrial anterior, realizado com a P-640.]] | ||
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| + | Segue um link para ver uma fotografia e um termograma em várias "paletas", de um chimarrão. | ||
| + | [https://sites.google.com/site/epluar/Ti20%20e%20P640.pptx?attredirects=0&d=1] | ||
| + | Percebeu o que é paleta? É o conjunto de cores que representa as várias temperaturas. Não é apenas uma ferramenta para tornar mais bonita a imagem, pois especialistas em termografia escolhem para cada caso, a paleta mais conveniente. | ||
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| + | Segue uma fotografia de uma câmera termográfica Ti20 da fabricante FLUKE. - Ti20.jpg | ||
| + | [https://sites.google.com/site/epluar/Fotografia%20da%20Ti20.jpg?attredirects=0&d=1] | ||
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| + | Segue um termograma de um disjuntor industrial, realizado com a Ti20. - Termograma com a Ti20.jpg | ||
| + | [https://sites.google.com/site/epluar/Termograma%20com%20a%20Ti20.jpg?attredirects=0&d=1] | ||
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| + | Segue uma fotografia de uma câmera termográfica P-640 da fabricante - CameraP640.jpg | ||
| + | [https://sites.google.com/site/epluar/Fotografia%20da%20P640.jpg?attredirects=0&d=1] | ||
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| + | Segue um termograma do mesmo disjuntor industrial, realizado com a P-640. - Termograma com a P640.jpg | ||
| + | [https://sites.google.com/site/epluar/Termograma%20com%20a%20P640.jpg?attredirects=0&d=1] | ||
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| + | Segue em forma de apresentação | ||
| + | [https://sites.google.com/site/epluar/Ti20%20e%20P640.pptx?attredirects=0&d=1] | ||
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| + | De maneira geral, quanto maior o número de microbolômeros, melhor a qualidade da imagem. | ||
| + | Segue um vídeo em infravermelho de uma pessoa. | ||
| + | {{#ev:youtube|_WP2XwBhmAk|420|center}} | ||
| − | + | TERMOGRAFIA NA INDUSTRIA | |
| − | + | A termografia utilizada como meio eficaz na prevenção de paradas súbitas em equipamentos industriais esta inovando com a prática preditiva como é conhecida e vem auxiliando técnicos de manutenção de equipamentos nas mais diversas áreas da industria,onde conseguem detectar falhas ou quebras através do monitoramneto constante, obtendo desta forma uma avaliação sequencial dos dados fornecidos pela cÂmera termografica antevendo situações que futuramente deixariam uma empresa inoperante por um determinado tempo. | |
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| − | A termografia utilizada como meio eficaz na prevenção de paradas súbitas em equipamentos industriais esta inovando com a prática preditiva como é conhecida e vem auxiliando técnicos de manutenção de equipamentos nas mais diversas áreas da industria,onde conseguem detectar falhas ou quebras através do monitoramneto constante, obtendo desta forma uma avaliação sequencial dos dados fornecidos pela | + | |
| + | Ao falarmos da câmera percebemos que os seus sensores percebem ondas eletromagnéticas e não temperatura. Como é isso? | ||
| + | Na verdade a câmera termográfia lê a intensidade de onda eletromagnética emitida pelo corpo e transforma essa informação em temperatura. A termografia utiliza a onda eletromagnética do infravermelho. Mas o que é a onda eletromagnética? | ||
| + | LINK PARA AS NORMAS DA ABNT: [[Normas ABNT]] | ||
==Ondas Eletromagnéticas== | ==Ondas Eletromagnéticas== | ||
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| − | As ondas eletromagnéticas podem ser caracterizadas como um fenômeno ondulatório constituído por campos elétricos e magnéticos variáveis. Desta forma, quando uma lâmpada emite luz, um satélite orbitando a terra transmite seu sinal, o sol ilumina e aquece a superfície terrestre ou, referente ao nosso assunto, um corpo qualquer emite o que podemos chamar de radiação eletromagnética devido a energia cinética de suas partículas, temos várias ondas constituídas por campos elétricos e magnéticos variáveis sendo geradas e transmitidas. | + | As ondas eletromagnéticas podem ser caracterizadas como um fenômeno ondulatório constituído por [http://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_elétrico campos elétricos] e [http://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico magnéticos] variáveis. Desta forma, quando uma lâmpada emite luz, um satélite orbitando a terra transmite seu sinal, o sol ilumina e aquece a superfície terrestre ou, referente ao nosso assunto, um corpo qualquer emite o que podemos chamar de radiação eletromagnética devido a energia cinética de suas partículas, temos várias ondas constituídas por campos elétricos e magnéticos variáveis sendo geradas e transmitidas. |
| − | O link a seguir mostra a disposição do campo elétrico e do campo magnético de uma onda eletromagnética: [http://www.walter-fendt.de/ph14br/emwave_br.htm Onda Eletromagnética] | + | O link a seguir mostra a disposição do campo elétrico e do campo magnético de uma onda eletromagnética: [http://www.walter-fendt.de/ph14br/emwave_br.htm Propagação da Onda Eletromagnética] |
| − | Para melhor entender | + | Para melhor entender o conceito de onda eletromagnética assista ao seguinte vídeo: |
{{#ev:youtube|zFkaGmFZups|420|center|}} | {{#ev:youtube|zFkaGmFZups|420|center|}} | ||
| − | Como este fenômeno físico é classificado como uma onda, ele deve ter um comportamento ondulatório e, portanto as mesmas características que qualquer fenômeno ondulatório possui, como frequência, amplitude, velocidade de propagação e comprimento de onda. É justamente esta última característica, o comprimento de onda, que define em que região do espectro eletromagnético está determinada onda. A figura abaixo mostra as diferentes regiões do espectro eletromagnético de acordo com o comprimento de onda (em metros), destacando a faixa que comporta a luz visível: | + | Como este fenômeno físico é classificado como uma [http://pt.wikipedia.org/wiki/Onda onda], ele deve ter um comportamento ondulatório e, portanto as mesmas características que qualquer fenômeno ondulatório possui, como frequência, amplitude, velocidade de propagação e comprimento de onda. É justamente esta última característica, o comprimento de onda, que define em que região do espectro eletromagnético está determinada onda. A figura abaixo mostra as diferentes regiões do espectro eletromagnético de acordo com o comprimento de onda (em metros), destacando a faixa que comporta a luz visível: |
[[File:EM spectrum.svg|thumb|600px|center|Espectro eletromagnético com o espectro de luz visível indicado.]] | [[File:EM spectrum.svg|thumb|600px|center|Espectro eletromagnético com o espectro de luz visível indicado.]] | ||
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==Explicação Física Para o Problema Inicial== | ==Explicação Física Para o Problema Inicial== | ||
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De um lado existe a chama e uma intensa energia térmica, do outro lado a garrafa está aberta ao ambiente, por tanto somente serve para não provocar movimento do ar, mas a energia térmica é bem menor. Assim o movimento da fumaça, de subida de um lado e de descida de outro está associado à energia térmica, ou seja, à temperatura da fumaça. Do lado da chama a fumaça está com temperatura altíssimas. A fumaça como resíduo da queima tem moléculas mais pesadas que o ar, porem em altas temperaturas sua densidade é tão baixa que fica mais leve que o ar e sobe. Próxima da chama, mas dentro do papel enrolado, a fumaça está quente mas está trancada e inicia a troca de energia térmica para o papel, buscando o equilíbrio térmico. O papel esquenta (vamos ver isso com termografia) e a fumaça resfria. A medida que o papel vai queimando a fumaça vai sendo empurrada para cima mas quando chega na outra extremidade sua temperatura está baixa, com alta densidade, mais pesada que o ar, descendo dentro da garrafa. Agora como a termografia pode nos ajudar? | De um lado existe a chama e uma intensa energia térmica, do outro lado a garrafa está aberta ao ambiente, por tanto somente serve para não provocar movimento do ar, mas a energia térmica é bem menor. Assim o movimento da fumaça, de subida de um lado e de descida de outro está associado à energia térmica, ou seja, à temperatura da fumaça. Do lado da chama a fumaça está com temperatura altíssimas. A fumaça como resíduo da queima tem moléculas mais pesadas que o ar, porem em altas temperaturas sua densidade é tão baixa que fica mais leve que o ar e sobe. Próxima da chama, mas dentro do papel enrolado, a fumaça está quente mas está trancada e inicia a troca de energia térmica para o papel, buscando o equilíbrio térmico. O papel esquenta (vamos ver isso com termografia) e a fumaça resfria. A medida que o papel vai queimando a fumaça vai sendo empurrada para cima mas quando chega na outra extremidade sua temperatura está baixa, com alta densidade, mais pesada que o ar, descendo dentro da garrafa. Agora como a termografia pode nos ajudar? | ||
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[http://www.youtube.com/watch?v=20yNcxVrqrg&feature=youtu.be Video no visível com alguns tipos de queima] | [http://www.youtube.com/watch?v=20yNcxVrqrg&feature=youtu.be Video no visível com alguns tipos de queima] | ||
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