La radiazione infrarossa, sconosciuta fino a 200 anni fa, è oggi la base per diagnosi non invasive, per valutazione dell’efficacia di impianti e di efficienza energetica in campi applicativi sempre più ampi e diversificati.
La termografia a infrarossi (IR) misura, tramite specifiche termocamere, la temperatura di un oggetto tramite rilevazione della radiazione elettromagnetica emessa, sfruttando il fenomeno fisico della trasmissione di calore per irraggiamento che avviene per tutti gli oggetti che presentano una temperatura superiore allo zero assoluto. La IR opera su onde elettromagnetiche oltre il rosso dello spettro del visibile con lunghezze d’onda comprese tra 0,7 e 13 μm, di cui si sfrutta il campo 3-5 μm e 8-12 μm, rispettivamente per i sensori definiti “short range” e “long range”. L’immagine termica acquisita da una termocamera mostra la distribuzione della temperatura sulla superficie dell’oggetto; più precisamente, la termocamera misura i raggi IR ricevuti nel suo campo visivo e calcola i valori di temperatura tenendo conto dell’emissività dell’oggetto, compensando la temperatura riflessa (la radiazione IR registrata da una termocamera è data dalla sovrapposizione di tre contributi: emessa, riflessa, trasmessa).
Le applicazioni nel manufacturing
Volendo schematizzare, la termografia, che si configura come una tra le principali tecniche di diagnostica, si applica generalmente in tre ambiti: manutenzione su condizione, prevenzione dei rischi di incendio e di blocco della produzione, ricerca e sviluppo. I primi due ambiti sono sostanzialmente interconnessi, mentre parlando di R&S vi possono essere molteplici applicazioni che si diversificano per tipologia di prodotto o di processo, per esempio ottimizzazione di stampi di fonderia, verifica delle temperature superficiali di prodotti alimentari soggetti a cottura, uniformità di temperatura in componenti all’uscita di forni di trattamento. Da sottolineare poi che la notevole flessibilità raggiunta dalle attuali apparecchiature disponibili sul mercato permette di effettuare rapidamente riprese senza contatto e in condizioni di completa sicurezza.. Per entrare più nel dettaglio, si può considerare per esempio l’industria del vetro in cui il processo di lavorazione è di natura termica e la qualità del vetro lavorato dipende dalla capacità di ottenere letture precise della temperatura di vari elementi come stampaggio del vetro, gocce di vetro, nastro trasportatore in acciaio e fornace. Il vetro viene trasportato dalla fornace allo stampaggio su una guida, alla cui fine uno stantuffo spinge le sfere di vetro (gocce o “gob”) negli scivoli che conducono alla macchina di stampaggio. È fondamentale monitorare la temperatura di queste gocce dato che ne determina peso e viscosità: si può garantire la qualità del prodotto finale con un’ispezione a infrarossi a distanza delle gocce quando lasciano lo scivolo. I contenitori di vetro vengono trasportati su un nastro trasportatore in acciaio dalla macchina di stampaggio al forno di ricottura a rulli. Per evitare che il nastro raffreddi in modo non uniforme il fondo dei contenitori, causando possibili rotture, il nastro viene riscaldato con getti di gas ed è importante misurare a intervalli regolari la temperatura del nastro per evitare rotture, limitando gli scarti a tutto vantaggio della redditività, e una termocamera a infrarossi è ideala per questo tipo di applicazione. Poi, chi produce contenitori di vetro deve poter monitorare la temperatura dello stampaggio dato che influisce sulla qualità dei contenitori. Se lo stampaggio non viene raffreddato in modo adeguato, il contenitore non manterrà la propria forma una volta uscito dallo stampaggio. Se, invece, questo è troppo freddo, il contenitore non verrà stampato correttamente. Di conseguenza, i produttori di contenitori possono trarre vantaggio dagli strumenti a infrarossi per acquisire con una certa regolarità le temperature degli stampaggi, al fine di verificare che il raffreddamento abbia una temperatura adeguata.
