Termografía infrarroja (ASTM D4788).

Es una técnica basada en que la corrosión provoca huecos y desprendimientos del hormigón en capas115. La termografía no mide directamente la temperatura superficial, sino variaciones en la radiación superficial. Las anomalías subsuperficiales del hormigón afectan al flujo de calor a su través; si estas anomalías no son demasiado profundas, estos cambios en el flujo de calor provocan diferencias localizadas en la temperatura superficial. Midiendo la temperatura superficial en condiciones de flujo de calor, se pueden localizar estas anomalías, dado que el hormigón sano es mejor conductor térmico que el hormigón fisurado o de baja densidad5_.

La norma ASTM D 478821 establece un método de ensayo que se puede emplear en capas de hormigón de hasta 100 mm, y detecta zonas despegadas en láminas en tableros de puentes de hormigón fabricado con cemento pórtland. Si se emplea un sistema de escáner monocromático, las láminas despegadas aparecen como zonas blancas o “calientes” sobre un fondo gris o “frío”, si se ensaya durante el día. Si se ensaya de noche, las láminas despegadas aparecen como zonas oscuras o “más frías” sobre un fondo blanco o “más caliente”. En sistemas de escáner de colores, las láminas despegadas aparecen como colores más calientes en los ensayos durante el día. Se emplea una imagen de vídeo convencional para editar la imagen infrarroja y separar los parcheos o defectos superficiales que pudieran existir y que aparecerían como zonas calientes.

Antes de comenzar el ensayo es necesario secar el tablero del puente durante un mínimo de 24 horas5,21.

Para que la separación en láminas sea detectada por el escáner de infrarrojos, debe existir una diferencia de temperaturas entre el área despegada y el hormigón sólido adyacente de al menos 0,5 ºC. Sin embargo, 3 horas de sol pueden provocar un incremento de temperatura de 0,5 ºC, por lo que hay que establecer la magnitud del incremento de temperatura con un termómetro de contacto. La presencia de láminas despegadas hay que confirmarlas con extracción de testigos o con técnicas de ultrasonidos21.

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No se debe realizar el ensayo cuando la velocidad del viento es superior a 50 km/h (según otras fuentes5, 25 km/h) y hay que tener cuidado al interpretar los resultados obtenidos en zonas sombreadas localmente por la presencia de estructuras adyacentes, árboles, etc21.

Aunque el ensayo se puede realizar en cualquier época del año, en invierno será menor la magnitud de la diferencia de temperatura. El ensayo no se debe realizar cuando la temperatura ambiental sea inferior a 0 ºC, ya que el hielo entre las láminas despegadas puede dar lugar a lecturas erróneas5,21_.

La termografía infrarroja proporciona información sobre la extensión del área afectada por la anomalía, pero no indica nada sobre su profundidad5.

Además, mediante la termografía se puede estimar el contenido de humedad del hormigón in situ, método que permite la adquisición de los fenómenos unidos a la distribución espacial de calor en los objetos examinados, al igual que la variación de esta distribución con el tiempo; cualquier proceso relacionado con la presencia de humedad en un elemento de hormigón se pondrá de manifiesto mediante esta técnica, ya que está relacionado, de una u otra forma, con variaciones de temperatura en su superficie66.

La termografía infrarroja clásica está limitada por distintos factores externos, que en ocasiones pueden llegar a desaconsejar su uso. El estudio de la influencia de estos factores externos pone de manifiesto que66:

• El ángulo de incidencia y factor de forma del objeto a analizar implican variaciones de la señal obtenida inferiores al 5%, lo que permite obviar la influencia de estos parámetros. De todas formas, conviene situar la termocámara en posición perpendicular al objeto, y que la zona de medida corresponda a puntos interiores de la superficie para evitar pérdidas por efecto de borde en los extremos del material.

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• La atenuación atmosférica, dependiendo de las condiciones ambientales, origina alteraciones en la señal de mucha importancia, quedando limitada la aplicación de esta técnica a condiciones de baja humedad relativa (< 35%), concentración normal de CO2 (300 ppm) y distancias inferiores a los 4 metros. Para condiciones ambientales diferentes será necesario utilizar otras técnicas o corregir los factores mencionados.

• La radiación de fuentes externas no controladas puede perturbar las medidas con estas técnicas de manera notable. Así, es desaconsejable su uso en exteriores bajo la acción de la radiación solar, o en interiores si hay reflejos de fuentes térmicas no conocidas.

Para solventar estas limitaciones se han desarrollado complementos a la técnica que han dado origen a66:

™ La termografía infrarroja selectiva, basada en la selección de bandas por medio de filtros interferenciales específicos. La adecuada selección de bandas de detección permite visualizar y analizar diferentes procesos de movimiento de agua en los materiales, y el análisis conjunto de la información proporcionada por cada uno de los filtros, conocer los procesos implicados en un determinado material. Así, por ejemplo, la utilización del filtro en la región de 2,5 a 3 µm, permite visualizar los movimientos del vapor de agua, y en general, todos los procesos de evaporación.

™ Potenciar la señal utilizando fuentes de radiación infrarroja externa controlada. Con su uso, el equipo de termografía recoge la composición de la radiación emitida por el objeto analizado y la reflejada en su superficie (emitida por la fuente), con lo que se resuelve el problema de la falta de sensibilidad de la termocámara para detectar las pequeñas variaciones de radiación emitida por los materiales en los dos casos límite saturado/seco. El agua presenta diversas bandas de emisión/absorción en el rango dinámico de la termocámara a utilizar, siendo la región centrada en 2,7 µm la que presenta una mayor absorción; si se enfoca una fuente de radiación centrada en esta región o que proporcione un alto nivel de energía en ella, se producirá un aumento en la radiación detectada por la cámara,

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tanto debido a fenómenos de reflexión como al aumento de emisión del agua. De ambos fenómenos, el de la reflexión será el dominante, pero desaparecerá instantáneamente al retirar la fuente.