Termovisor para construção: tipos e regras para realizar a inspeção da casa

Avaliar objetivamente os trabalhos executados de isolamento térmico de uma casa particular pode ser feito por uma série de indicadores. Na maioria dos casos, são a quantidade de eletricidade gasta no aquecimento e as leituras dos termômetros. Mas se o isolamento térmico se mostrar ineficaz, encontrar as causas sem equipamento especial é difícil.

Nessas situações, utiliza-se um termovisor para construção. No artigo que apresentamos, detalhamos o princípio de funcionamento e as características construtivas do aparelho. São fornecidas as regras de uso e tratamento dos dados obtidos durante a captura termográfica.

Por que realizar a captura termográfica?

A inspeção com um termovisor de construção de uma mansão, casa de campo ou residência permite ver no termograma o que acontece dentro de vários objetos e estruturas do edifício, sem sequer tocá-los. Isso é chamado de controle não destrutivo.

Esse tipo de exame mostrará o estado das tubulações de aquecimento nas paredes e no piso aquecido sem a necessidade de abrir reboco ou azulejos.

A base do diagnóstico térmico é o princípio de registrar as heterogeneidades do campo térmico, o que permite avaliar o estado dos objetos investigados.

A sensibilidade de alguns modelos chega a centésimos de grau, graças ao qual é possível não apenas ver o rastro térmico na superfície das estruturas, mas também saber o que acontece internamente.

A vantagem única dos termovisores modernos em relação a outros meios de controle é justamente a capacidade de olhar para dentro dos objetos sem violar sua integridade. Mesmo um desvio mínimo dos indicadores de temperatura em relação à norma indicará a presença de problemas, por exemplo, na rede elétrica.

A verificação de uma casa particular com termovisor ajudará a resolver diversas tarefas:

• localizar os pontos de vazamento de calor e determinar seu grau de intensidade;
• controlar a eficácia da barreira de vapor e identificar a formação de condensação em várias superfícies;
• escolher corretamente o tipo de isolante e calcular a quantidade necessária de material de isolamento térmico;
• detectar vazamentos no telhado, tubulações e redes de aquecimento, perda de fluido térmico do sistema de aquecimento;
• verificar a estanqueidade ao ar das janelas de vidro duplo e a qualidade da instalação dos blocos de portas;
• realizar o diagnóstico da ventilação e do sistema de ar condicionado;
• determinar a presença de fissuras nas paredes da edificação e suas dimensões;
• encontrar pontos de entupimento no sistema de fornecimento de calor;
• diagnosticar o estado da fiação elétrica e identificar contatos fracos;
• detectar locais de habitação de roedores em casa;
• encontrar fontes de secura/umidade excessiva dentro de uma construção particular.

A câmera termográfica de construção permite verificar rapidamente a conformidade dos parâmetros do edifício erguido com os requisitos técnicos, avaliar a qualidade do imóvel antes de sua compra e diagnosticar o funcionamento das comunicações internas.

A inspeção da casa com scanner termográfico antes do início da instalação dos materiais de isolamento térmico ajudará a calcular corretamente os gastos com o isolamento

E já após a conclusão dos trabalhos, a termografia permitirá controlar o resultado final e detectar deficiências na montagem que causam perdas de calor. A verificação também mostrará pontes térmicas, que podem ser rapidamente eliminadas durante a preparação para a temporada de inverno.

Antes da reconstrução ou reparo de construções antigas, o equipamento com câmera infravermelha virá em socorro para identificar as zonas mais frias e locais de infiltração, problemas com piso aquecido, e avaliar objetivamente o volume dos trabalhos de construção planejados.

Estrutura e princípio de funcionamento

O elemento sensível de qualquer câmera termográfica é o sensor, que transforma a radiação infravermelha de vários objetos da natureza inanimada e viva, bem como do fundo, em sinais elétricos. A informação obtida é processada pelo dispositivo e reproduzida no display na forma de termogramas.

Em todos os organismos vivos, como resultado dos processos metabólicos, é liberada energia térmica, que é perfeitamente visível para o equipamento

Em aparelhos mecânicos, o aquecimento de partes constituintes individuais ocorre devido ao atrito constante nos pontos de contato dos elementos móveis. Em equipamentos e sistemas elétricos, as peças condutoras de corrente aquecem.

Após apontar e capturar o objeto, a câmera IR forma instantaneamente uma imagem bidimensional contendo informações completas sobre os indicadores de temperatura. Os dados podem ser salvos na memória do próprio dispositivo ou em um meio externo, ou podem ser transferidos via cabo USB para um PC para análise detalhada.

Alguns modelos de câmeras termográficas possuem interfaces integradas para transmissão sem fio instantânea de informações digitais. O contraste térmico registrado no campo de visão da câmera permite visualizar os sinais na tela do dispositivo em meios-tons de paleta preto e branco ou em cores.

Nos termogramas, é exibida a intensidade da radiação infravermelha das estruturas e superfícies investigadas. Cada pixel individual corresponde a um valor específico de temperatura.

Através da heterogeneidade do campo térmico, identificam-se erros nas estruturas de engenharia da casa, defeitos nos materiais de construção, falhas no isolamento térmico e reparos de má qualidade.

Em uma tela preto e branco do termovisor, as zonas quentes serão exibidas como as mais claras. Todos os objetos frios serão praticamente indistinguíveis.

Em um display digital colorido, as áreas que emitem mais calor do que outras serão iluminadas em vermelho. À medida que a intensidade da radiação diminui, o espectro se deslocará para o violeta. As zonas mais frias serão marcadas em preto no termograma.

Para processar os resultados obtidos pelo termovisor, basta conectar o dispositivo a um computador pessoal. Isso permitirá reconfigurar a paleta de cores no termograma de modo que a faixa de temperatura necessária se torne mais visível.

Os modernos dispositivos multifuncionais são equipados com uma matriz detectora especial, composta por uma enorme quantidade de elementos sensíveis extremamente miniaturizados.

A radiação infravermelha captada pela lente do termovisor será projetada nessa matriz. Essas câmeras IR são capazes de detectar um contraste térmico igual a 0,05-0,1 ºC.

A maioria dos modelos de termovisores é equipada com um display de controle de cristal líquido para exibir informações. No entanto, a qualidade da tela nem sempre indica um alto nível do equipamento infravermelho como um todo.

O principal parâmetro é a potência do microprocessador utilizado para codificar os dados obtidos. A velocidade de processamento da informação desempenha um papel fundamental, pois as imagens feitas sem tripé podem ficar borradas.

O funcionamento dos dispositivos de termovisão baseia-se na captura da diferença de temperatura entre o fundo geral e o objeto, e na conversão dos dados obtidos em uma imagem gráfica visível ao olho humano.

Outro parâmetro importante é a resolução da matriz. Dispositivos com maior número de elementos sensíveis produzem imagens bidimensionais de melhor qualidade do que os instrumentos de termovisão com menor resolução da matriz detectora.

Essa diferença é explicada pelo fato de que cada célula sensível cobre uma área menor da superfície do objeto em estudo. Em imagens gráficas de alta resolução, os ruídos ópticos são quase imperceptíveis.

Tipos de dispositivos termográficos

A verificação de uma casa particular quanto à perda de calor com uma câmera IR possibilita realizar mediçes extremamente preisas e uma análise qualitativa de todos os indicadores de temperatura. E, em seguida, com base nos dados obtidos rapidamente, executar adequadamente os trabalhios de reparo e/ou modernização do imóvel residencial.

Para o diagnóstico termovisual, são utilizados dois tipos de dispositivis:

• termovisors estacionários;
• câmeras infravermelhas portáteis.

Os instrumentos estacionários são usados principalmente em empresas industriais. Eles são destinados à verificação regular do estado das redes elétricas e ao monitoramento constante de equipamentos técnicos complexos. Os sistemas estacionários de termovisão são construídos em matrizes semicondutoras de fotodetectores.

Com a ajuda de termovisores portáteis, realiza-se a auditoria energética de edifícios residenciais multifamiliares e construções particulares. Esses dispositivos são usados tanto para verificações locais pontuais quanto para diagnósticos completos de casas.

Os termovisores portáteis são desenvolvidos à base de microbolômetros de silício não resfriados e são excelentes para uso em locais de difícil acesso.

A termografia é um método de inspeção não destrutivo eficaz, que é conveniente combinar com o uso de porta de ar para medição e controle da permeabilidade ao ar dos edifícios.

Dependendo das capacidades funcionais, distinguem-se três tipos de termovisores:

1. Instrumentos de observação — fornecem apenas a visualização de vários objetos de contraste térmico, frequentemente em modo monocromático.
2. Dispositivos de medição — criam uma imagem gráfica dentro da faixa de radiação infravermelha e atribuem a cada ponto do sinal luminoso um valor específico de temperatura.
3. Pirômetros visuais — são destinados a medições de temperatura sem contato e à visualização do campo térmico de objetos específicos, a fim de detectar zonas com desvios dos valores normais.

O preço de bons receptores funcionais de radiação térmica começa a partir de 3000 dólares. Comprá-los para uma inspeção única de uma casa é simplesmente inviável. Muitas empresas hoje oferecem termovisores de construção para aluguel por dia. Este é um serviço muito conveniente.

Também é possível encomendar uma inspeção termográfica profissional completa de uma casa/casa de campo. O custo médio da captura termográfica é de 5 dólares por metro quadrado de área de uma propriedade residencial privada.

Como regra, o preço dos termovisores é um indicador de sua funcionalidade. Mas mesmo os modelos econômicos realizam diagnósticos infravermelhos de forma eficaz. Portanto, ao escolher, deve-se focar nas especificações técnicas básicas e na capacidade de resolver tarefas específicas.

As capacidades funcionais das câmeras termográficas dependem da resolução do sensor infravermelho, sua sensibilidade e faixa de temperatura de operação.

Uma grande vantagem é a presença de funções adicionais, a saber: zoom digital, apontador laser, criação de anotações em termogramas, alarme de cor ajustável, identificação de áreas com valores de temperatura máximos e mínimos.

Simplificarão significativamente o diagnóstico termográfico da casa e vários acessórios – lentes ópticas grande angular removíveis para visualização geral e teleobjetivas para detalhamento de áreas críticas, tripés dobráveis, recipientes para armazenamento de baterias.

Regras de uso do termovisor

A principal tarefa da inspeção termográfica é identificar sem erros as perdas de calor e defeitos no funcionamento dos sistemas de engenharia, bem como detectar possíveis pontos fracos do imóvel residencial durante a fase de construção.

O diagnóstico termográfico de edifícios inclui:

• inspeção na região infravermelha de ondas longas do espectro na faixa de 8-15 mícrons;
• construção de um mapa térmico dos objetos e superfícies investigados;
• monitoramento da dinâmica dos processos térmicos;
• cálculo preciso dos fluxos térmicos.

A verificação do imóvel residencial é realizada tanto externamente quanto internamente ao edifício. No primeiro caso, a fotografia infravermelha permite detectar defeitos graves de infiltração dos fluxos de ar através das estruturas de fechamento da casa e defeitos de isolamento térmico. No segundo, identificar erros no funcionamento do sistema de aquecimento e da rede de fornecimento de energia elétrica.

É melhor realizar o diagnóstico termográfico em épocas frias, quando a diferença das temperaturas externa e interna é superior a 10 graus na escala Celsius.

Quanto maior a diferença de temperatura, mais precisos são os resultados da verificação. Além disso, para obter dados corretos, o imóvel residencial inspecionado deve ser aquecido ininterruptamente por pelo menos 2 dias. No período de verão, inspecionar o edifício com termovisor é praticamente inútil devido à diferença mínima de temperatura.

A verificação de edifícios com receptores de radiação térmica mostra a distribuição dos campos térmicos sobre as superfícies de objetos ou construções em um determinado momento. Portanto, a realização de fotografias com câmera infravermelha depende fortemente de uma série de condições, cujo cumprimento é crítico para obter resultados corretos.

O funcionamento do aparelho é afetado por vento forte, sol e chuva. Sob a influência deles, a casa será resfriada ou aquecida, portanto a verificação pode ser considerada ineficaz. As construções e superfícies inspecionadas não devem estar na zona de incidência de raios solares diretos ou radiação refletida durante 10-12 horas antes do início do diagnóstico termográfico.

Recomenda-se manter os blocos de portas e janelas em posição fixa por 12 horas antes da fotografia com câmera infravermelha e durante o processo de verificação do edifício.

Antes de iniciar a inspeção da casa, é necessário ajustar as configurações básicas no dispositivo, a saber:

• definir o limite inferior e superior de temperatura;
• configurar a faixa de gravação termográfica;
• selecionar o nível de intensidade.

Outros parâmetros são ajustados dependendo do tipo de isolamento térmico, materiais das paredes e lajes. A auditoria energética de uma casa particular começa com a verificação da fundação, fachada e telhado do edifício.

Nesta fase, é muito importante realizar um diagnóstico minucioso, pois as áreas em um mesmo plano diferem significativamente e os receptores de radiação térmica certamente mostrarão isso.

Após a inspeção da parte externa, iniciam-se as atividades de diagnóstico dentro do edifício residencial. Aqui, são identificados cerca de 85% de todos os defeitos de construção e falhas nos sistemas de engenharia.

A gravação é realizada no sentido dos blocos de janelas para as portas, examinando lentamente todas as aberturas técnicas e paredes. As portas entre os cômodos são deixadas abertas para estabilizar os fluxos de ar aquecido e minimizar a probabilidade de erros nas medições.

O controle termográfico envolve a verificação gradual de diferentes zonas das estruturas de fechamento, que, para a captura pela câmera infravermelha, devem estar abertas. Para isso, é necessário liberar o espaço do peitoril da janela e garantir acesso desimpedido aos rodapés e cantos.

Durante a termografia interna do edifício, as paredes devem ser liberadas de tapetes, quadros, papéis de parede velhos soltos e outros objetos que impeçam a visão direta do objeto em estudo.

Casas equipadas com radiadores de aquecimento são geralmente filmadas apenas pelo lado externo. O diagnóstico das fachadas é realizado em condições climáticas favoráveis – ausência de neblina úmida, fumaça e precipitação atmosférica.

Interpretação dos dados obtidos

Os dispositivos termográficos registram uma diferença de temperatura a partir de 3 ºC, e isso aparecerá no termograma como uma zona anômala em um espectro de cores característico. No entanto, a própria imagem espectrozonal não é justificativa suficiente para considerar a área diagnosticada como defeituosa.

Para todas as zonas anômalas, é necessário realizar cálculos termotécnicos e, só então, tirar conclusões sobre o estado dos objetos em estudo.

E, portanto, junto com os termovisores portáteis, é fornecido um software instrumental para análise qualitativa e quantitativa de termogramas, bem como para criação de relatórios.

Tudo isso significa que não é necessário treinamento especial para trabalhar com a câmera infravermelha. Após estudar o manual do usuário, é fácil realizar a inspeção termográfica e o processamento dos resultados no programa oferecido. Após a análise dos indicadores obtidos, o aplicativo fornecerá uma avaliação especializada das imagens.

Além disso, as informações coletadas pelo equipamento podem ser transferidas para programas de processamento de dados estatísticos – processadores de planilhas ou utilitários de engenharia especiais, como o MathLab.

Vale destacar também que o termovisor pode apresentar resultados incorretos em caso de configuração inadequada. Situações semelhantes ocorrem ao inspecionar superfícies como vidro, azulejo brilhante e espelho.

A radiação infravermelha de objetos próximos será refletida nessas superfícies, o que levará à distorção dos termogramas. Para determinar corretamente a temperatura de superfícies espelhadas em dispositivos termográficos, é necessário ajustar adicionalmente os coeficientes de correção.

Deve-se levar em consideração também a radiação fria, que pode ser refletida por janelas e telhado de uma edificação residencial. O termograma obtido pode ser significativamente mais frio do que o estado real da casa.

O método quantitativo de análise da distribuição dos campos de temperatura na superfície das estruturas não leva em consideração o coeficiente de emissividade e a radiação de fundo do ambiente. Além disso, não importa se a captura é feita com câmera IR no local ou se os resultados são processados por software.

Ao realizar procedimentos diagnósticos dentro do edifício, obtêm-se resultados mais confiáveis, pois as condições climáticas externas não afetam as superfícies investigadas. Os termogramas finais, após processamento pelos programas apropriados, correspondem à realidade.

O uso de uma câmera termográfica de construção permite avaliar objetivamente a qualidade da proteção térmica do edifício, detectar pontes térmicas e afundamento do isolamento, bem como encontrar danos ocultos e defeitos na instalação de blocos de janelas, portas, juntas mal executadas do telhado, paredes e lajes.

O diagnóstico infravermelho permite realizar corretamente, e portanto de forma econômica, os trabalhos para minimizar as perdas de calor em uma edificação residencial, reduzindo os custos com isolamento do piso e isolamento térmico de outras estruturas.

A realização do procedimento de investigação permitirá selecionar adequadamente o isolante para paredes e o teto de uma construção particular. Como resultado, os gastos com aquecimento da casa particular serão reduzidos.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Princípio de funcionamento da câmera termográfica, verificação do edifício após o isolamento quanto a defeitos e interpretação correta das imagens em infravermelho no vídeo:

Capacidades funcionais dos scanners termográficos:

Vídeo sobre como realizar a análise e criar um relatório técnico de diagnóstico da casa com um dispositivo termográfico usando o módulo de software Testo IRSoft:

Hoje, a inspeção termográfica com câmera IR é uma tecnologia avançada de monitoramento não destrutivo que permite controlar o estado de várias estruturas, redes de comunicação e equipamentos elétricos.

O estudo das perdas de calor com o uso da câmera termográfica é realizado para prevenir situações de emergência, detectar defeitos no isolamento térmico e hidráulico, e identificar falhas nos sistemas de engenharia da casa.

Você tem experiência com o uso de termovisor para investigar pontos fracos em sua casa de campo/apartamento? Talvez você possa compartilhar informações úteis sobre a identificação de perdas de calor pela estrutura da construção? Escreva, por favor, comentários, faça perguntas, publique fotos sobre o tema do artigo no bloco abaixo.