O DESAFIO DA MEDIÇÃO DA TEMPERATURA
Como medir corretamente a temperatura?
Na primeira parte da série de soluções DELTA, discutimos todos os factores que podem fazer com que um objeto pareça mais quente ou mais frio do que realmente é, em comparação com o seu ambiente. A emissividade, a eficiência com que algo emite a sua energia térmica, e a refletividade, o grau em que um objeto reflecte a energia térmica à sua volta, são as principais variáveis a considerar. Estas são determinadas principalmente pelo material de que é feito e pelo estado da sua superfície.
No entanto, a emissividade e a refletividade não só influenciam o aspeto relativamente quente ou frio das coisas, como também determinam se as medições de temperatura são realmente exactas. Vejamos o que é necessário ajustar nas definições da câmara para obter medições de temperatura precisas.
TEMPERATURA APARENTE VS. REAL
Primeiro, vamos falar sobre o que torna uma câmara radiométrica, ou seja, a capacidade de medir a temperatura. Como medir a temperatura?
Todas as câmaras térmicas são tecnicamente radiómetros, ou seja, são sensíveis a diferentes intensidades de radiação, mas as câmaras radiométricas vão um passo mais além graças ao processo de calibração de fábrica a que são submetidas. Durante o processo de fabrico, as câmaras radiométricas são apontadas para uma série de fontes de radiação. Cada uma destas fontes, denominadas corpos negros, está configurada para produzir uma quantidade de energia correspondente a uma temperatura específica. Cada uma destas fontes é programada na câmara para criar aquilo a que se chama uma curva de calibração. Esta é a referência interna que a câmara utiliza como base para os seus cálculos de temperatura.
As câmaras térmicas radiométricas fornecem a temperatura de temperatura de cada pixel na cena.
Agora que estamos a trabalhar com uma câmara radiométrica calibrada, vamos falar sobre os dois tipos diferentes de medições de temperatura que podemos obter: a temperatura aparente e a temperatura real. Uma temperatura aparente é uma leitura de temperatura não compensada, o que significa que os valores correctos para a emissividade e a temperatura aparente reflectida são deixados nos valores predefinidos. Normalmente, a emissividade é definida para 1,0 ou 0,95 e a temperatura aparente reflectida é deixada em 20 °C. Estes valores de temperatura aparente têm pouca ou nenhuma relação com a temperatura real do objeto. Podem estar próximos, mas também podem estar a centenas de graus de distância.
Em contrapartida, uma temperatura real é aquela para a qual o operador compensou a emissividade, a temperatura aparente reflectida e, se possível, os impactos atmosféricos. Se estes factores forem modificados no menu da câmara, as leituras de temperatura no ecrã deverão estar dentro das especificações de precisão da câmara.
Como é que se sabe a emissividade de um material? A melhor forma, embora seja o método mais complicado, é medir a emissividade de um objeto comparando-o com outro objeto que tenha uma emissividade conhecida e esteja à mesma temperatura. Saber como fazer isto é uma das principais razões pelas quais as pessoas fazem cursos de certificação em termografia no Infrared Training Centre (ITC). A outra forma é procurar os materiais num gráfico de emissividade. Estes são amplamente publicados na Internet, mas tenha em atenção que podem ou não ser exactos em relação ao que os operadores podem medir no mundo real, pelo que não se esqueça de citar a fonte do valor de emissividade quando comunicar os resultados.
Tabela de emissividade que fornece uma estimativa de diferentes materiais, para medir a temperatura...
A temperatura aparente reflectida (frequentemente abreviada como Trefl) é também um valor medido que é introduzido no menu da câmara. Como o nome sugere, é uma temperatura aparente, portanto, meça-a com o valor de emissividade definido como 1,0. Em seguida, coloque um material refletor junto ao objeto em questão e obtenha uma temperatura média do material refletor. Introduza este valor na área de temperatura reflectida do menu da câmara e proceda à medição do objeto de interesse.
Para os operadores de drones, o que mais se reflecte nas imagens térmicas é o céu. Além disso, a coisa mais fria à vista é normalmente o céu limpo ou um reflexo do mesmo. A compensação incorrecta do Trefl pode levar a grandes erros nas medições de temperatura de materiais reflectores. Um erro comum é confundir a temperatura aparente reflectida com a temperatura ambiente: não são de todo a mesma coisa. Por exemplo, ao medir a temperatura de painéis solares, o Trefl pode ser tão baixo quanto -40°C num dia claro, mas a temperatura ambiente pode ser superior a 32°C. Um erro tão comum torna qualquer medição de temperatura - e as conclusões daí retiradas - praticamente inútil e potencialmente catastrófica.
Diferentes materiais de telhado com diferentes emissividades têm uma influência significativa na leitura da câmara térmica.
DETERMINA O TAMANHO MÍNIMO DO OBJECTO A SER MEDIDO
Outra consideração é o que se designa por tamanho do ponto de medição da câmara. Uma câmara térmica não pode medir com precisão a temperatura de um único pixel. Os termovisores precisam de um mínimo de um quadrado de quatro por quatro píxeis, mas por vezes até de 10 por 10 píxeis. No caso de levantamentos com drones, para medir a temperatura com precisão, é necessário garantir que o drone está suficientemente perto do alvo para colocar o ponto de medição da câmara (esse quadrado de quatro por quatro píxeis) completamente dentro da assinatura de calor do ponto que requer medição.
Infelizmente, ao contrário das câmaras portáteis, as câmaras térmicas de drones mais comuns em uso não fornecem uma referência visual adequada para o fazer. A ferramenta de medição de pontos é apenas um gráfico que destaca um único pixel, o que - como mencionado acima - não fornecerá uma medição precisa da temperatura. Além disso, a maioria das câmaras térmicas apenas fornece um zoom eletrónico, o que torna os pixels individuais maiores e não fornece uma resolução adicional. A única exceção a esta situação é a FLIR Vue® TZ20-R, que fornece aos operadores um zoom ótico de 5x para captar mais facilmente imagens com uma resolução adequada para uma medição precisa da temperatura.
Ajustar a posição do drone de modo a que o tamanho do ponto de medição corresponda à assinatura térmica.
A dimensão do ponto de medição deve ser ajustada à assinatura térmica.
ERROS COMUNS DOS TERMÓGRAFOS COM DRONES
Os termógrafos de drones ignoram frequentemente os pontos acima referidos. O mais básico é que assumem que as leituras de temperatura que vêem no ecrã do drone são exactas. 99% das vezes, não estão nem perto disso. Isto deve-se normalmente ao facto de a combinação da emissividade e da temperatura aparente reflectida ser deixada nos seus valores predefinidos, quando esses valores não se assemelham às propriedades encontradas no terreno. O outro motivo pode ser o facto de estarem simplesmente demasiado longe do seu objeto de interesse para poderem medir com precisão - lembre-se, um único pixel não pode ser medido com precisão.
Mas algo tão comum é tentar fornecer dados quantitativos, com valores de temperatura reais que se pretendem exactos, quando tudo o que é necessário é uma análise qualitativa. Um exemplo perfeito disto é a inspeção de um telhado. O objetivo de uma inspeção térmica de telhados é encontrar anomalias térmicas que possam indicar a presença de humidade retida sob a membrana do telhado. Na maioria dos casos, esta é uma inspeção inerentemente qualitativa.
Esperamos que este artigo lhe tenha sido útil para medir corretamente a temperatura.
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