Diagnóstico termográfico de cubiertas planas

Originalmente, las cubiertas planas se construían en zonas con baja pluviosidad. Por ejemplo, es habitual encontrarlas en la arquitectura de Egipto, Babilonia y Mesopotamia. Aparecieron en Centro Europa a finales del siglo 18 con el inicio del procesamiento del asfalto. En la era moderna, la calidad de los aislamientos frente a las condiciones atmosféricas a mejorado, con lo cual han aparecido cubiertas planas en naves industriales, así como en edificios arquitectónicamente muy apreciados. Son un elemento estándar en todo tipo de edificios. Las ventajas de este tipo de cubiertas es que ahorran material, requieren menos mano de obra y permiten el potencial aprovechamiento del espacio para diferentes usos. Sin embargo las cubiertas planas tienen desventajas: el diseño de las diferentes capas de la cubierta es complicado ya que se debe garantizar que todos los requisitos de diseño se cumplen durante la implementación (aislamiento térmico, impermeabilización, etc.). Las cámaras termográficas suponen la herramienta perfecta para evaluar el estado de las cubiertas. Una cámara térmica instalada en un dron ofrece una solución rápida y económica para inspeccionar cubiertas en emplazamientos industriales. 

workswell/Aplicacions/roof_inspection.png

Introducción al problema

Muchos elementos constructivos en las cubiertas planas pueden ser el origen de problemas, como por ejemplo filtraciones de agua. Estas filtraciones pueden ocurrir, por ejemplo, por una mala construcción de la cubierta, falta de mantenimiento, envejecimiento prematuro del material aislante debido a una protección insuficiente contra las influencias climáticas o sencillamente el fin de la vida útil. En muchos casos, las cubiertas planas están afectadas por cargas de viento excesivas, que causan choques dinámicos, movimientos oscilantes permanentes y el levantamiento de las partes más inseguras.

Este fenómeno es también el origen de fugas. El agua almacenada en el techo dañado afecta negativamente a la durabilidad del revestimiento del mismo (degradación del multicapa, fugas). Si el agua fluye por los huecos entre la capa de aislante térmico y la capa impermeabilizante, esta mostrará una temperatura inferior. Esto causará una disminución de la temperatura de la capa impermeabilizante, pudiendo causar condensaciones de vapor de agua dentro del revestimiento de la cubierta y por debajo del impermeabilizante. Antes de querer solucionar el problema, es necesario realizar un estudio técnico para poder determinar la causa real de la patología. Si el usuario encuentra desperfectos en la edificación (fugas), teóricamente va a ser posible detectar la patología alrededor. Sin embargo, en la mayoría de los casos, las filtraciones de agua no siguen caminos directos, es por eso que a menudo las cubiertas deben ser inspeccionadas con detalle. Por otra parte, es posible que las filtraciones en los espacios interiores causen desperfectos mínimos. Generalmente, las fugas de agua prolongadas en el tiempo (incluso hasta varios años) pueden llegar a destruir capas de cimentación bajo la superficie del tejado. Estas patologías pueden prevenirse con una detección prematura del problema. Desafortunadamente, un estudio detallado de todo el tejado puede ser complicado debido a que se trata de grandes superficies (por ejemplo, en naves de fábricas), así como debido a su variabilidad. Para el técnico, son trabajos muy exigentes físicamente y además es una inversión de tiempo importante, por lo que en la mayoría de los casos, el inspector se centra sólo en estudiar las zonas de riesgo y los defectos visibles.

Uso de la cámara termográfica para resolver el problema

Existe una manera rápida y sencilla para el problema de la inspección de las diferentes cubiertas planas. Este método es un sistema de imagen térmica (cámara térmica), gracias a la variación de temperatura entre una zona seca y una zona afectada por la humedad, se puede identificar donde la humedad ha penetrado. Dependiendo del sistema constructivo del tejado, se puede ver la dimensión de la área afectada por las humedades, es decidir, detectar el alcance del problema.

La física que se encuentra detrás de esta detección, a través de las imágenes térmicas en problemas de detección de humedad, se basa en el hecho que la parte seca de la cubierta (parte no afectada por la humedad) se enfría y se calienta más lentamente que la parte con humedades en el aislamiento. En las inspecciones con cámara térmica realizadas durante o después de la puesta de sol (la cubierta se ha ido calentando durante el día), se puede identificar las áreas con humedades debido a que las partes secas de la azotea se enfrían más lentamente que los lugares con humedad dado que estos tienen una capacidad térmica más alta.

En los períodos en que hay la calefacción encendida, con la cámara térmica también se pueden identificar áreas con defectos de aislamiento (problemas como los conocidos puentes térmicos) donde hay fugas térmicas. Estas partes se mostraran a mayor temperatura que las partes circundantes de la cubierta.

Comprobación dede el aire

Incluso utilizando una excelente herramienta de diagnóstico, como es la cámara térmica, la pregunta sigue siendo; ¿Qué tan rápido y con qué facilidad se puede comprobar el total de la superficie de un tejado?

La forma de solventar este problema es utilizar un vehículo aéreo no tripulado equipado con una cámara térmica. Dicha aeronave puede volar por encima de los tejados sin estar limitado en número de pisos, puntos elevados o superficies inestables. El operador puede controlar la nave desde un lugar seguro, obtiene una imagen térmica inmediata y en caso de que detecte un defecto, puede centrarse en el punto y comprobar personalmente la zona.

workswell/features/Photos/0L1A9413.jpg
workswell/Aplicacions/0L1A9550-Edit.png

¿Por qué elegir el sistema Workswell WIRIS?

La compañía Workswell ha desarrollado el sistema Workswell WIRIS, este combina dos sistemas de cámaras – una cámara del espectro visible (para inspecciones de defectos visibles encontrados con la imagen térmica) y una cámara térmica para la detección de los problemas mencionados anteriormente. El software permite cambiar de forma remota los formatos de la cámara, para grabar vídeos radiométricos o para hacer imágenes estáticas tanto en el espectro visible como en el infrarrojo. El operador ve las imágenes en tiempo real pudiendo analizar las imágenes e identificar las áreas dañadas.

Por otra parte, el Workswell WIRIS, a diferencia de otros sistemas similares, permite ajustar manualmente el rango de temperaturas, por ejemplo, en el intervalo de 15ºC a 25ºC. Este rango de temperaturas también puede ser cambiado incluso en vuelo. Sin necesidad de tomar tierra, se pueden ajustar los valores del sistema y los valores de sensibilidad térmica requeridos en cada análisis, cambiando el rango en función de si se están estudiando defectos menores de humedad o localizando patologías graves. Se requieren imágenes del espectro visible para localizar las patologías, por lo que la cámara de vídeo de Workswell WIRIS tiene una calidad suficiente para obtener una fotografía. Por otra parte, el sistema puede ser equipado con un sensor GPS para almacenar información acerca de la posición del vehículo no tripulado mientras está registrando imágenes.

workswell/Aplicacions/strecha2.jpg
workswell/Aplicacions/screen.png

El sensor puede medir temperaturas en el punto central, así como dar los valores de la temperatura mínima y máxima. Estos valores se localizan utilizando el puntero azul para el mínimo y el rojo para la temperatura máxima. Esta función también se puede usar durante el vuelo del Drone ya que el sistema muestra automáticamente donde se puede estar localizado un problema potencial.

Todos los registros son radiométricos, incluidos los videos. Una vez finalizado el vuelo, las imágenes pueden ser analizadas mediante el software Workswell CorePlayer para realizar un informe con las mediciones con la localización exacta de las patologías. Por esta razón, todas las imágenes también son producidas en sistema termal (termogramas).

Se pueden obtener imágenes térmicas a partir del vídeo radiométrico siendo tratadas y analizados como termogramas separados

Resumen

Con la combinación de la visión térmica y visual mediante el uso de Drones se pueden descubrir una serie de patologías que si no fuesen detectadas podrían acabar generando problemas i/o gastos no previstos. Con termografía se pueden detectar pequeñas fugas que pueden ser reparadas sin ser muy costosas, por ejemplo, en el caso de la degradación de las capas de soporte de cargas o caída de elementos de cubierta. Además, este sistema es universal y puede ser usado en otras aplicaciones industriales tales como la comprobación de fugas en construcciones o en inspecciones de calidad en tuberías e identificación de defectos.

Hemos detectado que en la mayoría de casos, el aislamiento térmico se ajusta de manera incorrecta y los puentes térmicos llegan a ser tales que la eficiencia del mismo se reduce a un tercio. La razón más usual de este problema es que el aislamiento térmico no es independiente y entre las diferentes capas o en las juntas hay espacios sin material aislante.