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Área prioritaria / Lehenetsitako arloa: AP_/_. LA:
Bizkaia Iraunkorra: desarrollo sostenible
Iniciativa / Ekimena:
I.23 Energía y medio ambiente
Acción - proyecto / Ekintza - proiektua:
5783
Herramientas de inspección, mantenimiento y toma de
decisión para la mejora de la eficiencia energética en
edificios de entidades públicas.
Responsable / Arduraduna: Juan
Equipo / Lan taldea: Juan
Sorrosal, Mikel González
Ignacio Larrauri
Ignacio Larrauri, Gorka
Herramientas de inspección,
mantenimiento y toma de decisión
para la mejora de la eficiencia
energética en edificios de entidades
públicas
Enero de 2013
Tabla de Contenidos
1.Introducción ............................................................................................................................... 4
2.Termografía infrarroja en edificios ......................................................................................... 5
3. Posibles lesiones causadas en fachadas ................................................................................. 8
3.1 Humedades .......................................................................................................................... 8
3.2Infiltraciones de aire .......................................................................................................... 18
4. Herramientas de visión artificial .......................................................................................... 20
4.1 Cámara termográfica ........................................................................................................ 20
4.2 OpenCV .............................................................................................................................. 21
5. Ensayos y pruebas experimentales ...................................................................................... 22
6. Conclusiones ........................................................................................................................... 32
7. Referencias ............................................................................................................................... 32
1.
Introducción
El ahorro de energía constituye uno de los principales retos a los que se enfrenta la
sociedad desarrollada. La demanda de construcciones energéticamente eficaces ha
aumentado de forma considerable en los últimos tiempos. La escasez y coste de los
recursos energéticos, junto con la demanda de ambientes interiores agradables, han
dado como resultado que cada vez sea más importante garantizar la hermeticidad y
aislamiento térmico de un edificio.
Un aislamiento defectuoso y ambientes cerrados en estructuras muy aisladas y
herméticas pueden producir grandes pérdidas de energía. Aumentando los costes de
mantenimiento y empeorando la calidad de vida de los usuarios del edificio.
El primer paso del sistema propuesto consiste en capturar imágenes reales y térmicas
de la fachada del edificio mediante una cámara termográfica. Estas imágenes son
almacenadas en el equipo para su posterior tratamiento por los algoritmos de visión
artificial. Estos algoritmos procesan las imágenes realizando un análisis de los puntos
y zonas con diferencias térmicas significativas a fin de detectar grietas, humedades y/o
filtraciones de aire en la fachada. Defectos todos ellos perjudiciales para garantizar la
eficiencia energética de los edificios.
Las principales pérdidas energéticas en los edificios se producen a través de las
fachadas, ya que éstas conforman la envolvente exterior. Es por ello que la integridad
de las fachadas se convierte en un elemento importante a la hora de analizar la
eficiencia energética de un edificio. Siendo muy importante la detección de
irregularidades en el aislamiento o la detección de la presencia de puentes térmicos
que incrementan en gran medida las pérdidas energéticas de un edificio.
La inspección de las fachadas de edificios, planteadas como una evaluación de las
condiciones térmicas que presentan, se plantea siempre con una determinada
secuencia de objetivos:
●
Determinar la distribución de temperatura aparente de las distintas superficies
que conforman la fachada.
●
Determinar la distribución de temperatura en las ventanas desde el interior de
las viviendas.
●
Localizar aquellos puntos o zonas en las que se estime que la distribución
anormal de temperatura puede suponer una anomalía.
●
Evaluar detalladamente la extensión e importancia de los defectos observados.
El objetivo del proyecto es el desarrollo de una herramienta que mediante el procesamiento
de imágenes térmicas mejore y facilite la detección de zonas anómalas que pueden poner en
peligro la eficiencia energética de los edificios. Una vez analizadas la
documentación existente y las características particulares de cada una de las áreas
detectadas, se podrá generar la información que permita detectar irregularidades no
sólo en las condiciones de aislamiento sino también en la estructura externa de la
fachada analizada.
2.
Termografía infrarroja en edificios
La inspección térmica de fachadas de edificios se basa en la determinación diferencial
de la temperatura en las superficies que, a priori, deberían presentar un
comportamiento térmico similar. La distribución de la temperatura superficial puede ser
usada para detectar irregularidades térmicas debidas, por ejemplo, a defectos de
aislamiento como humedades y/o filtraciones de aire en la fachada exterior del edificio,
a grietas, sobrecalentamientos o a puentes térmicos.
La termografía de edificios consiste en un método que indica y representa la
distribución de temperatura sobre una parte de la superficie de una fachada del
edificio. Las cámaras térmicas generan una imagen en base a la temperatura radiante
aparente del área objetivo de medida. La radiación térmica desde el área del objetivo
es convertida, por la radiación infrarroja que percibe el equipo, para producir una
imagen térmica representando la intensidad relativa de radiación térmica desde partes
diferentes de la superficie.
La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo cuya temperatura sea mayor
que el cero absoluto (0 Kelvin - -273.15ºC). Esta radiación es un tipo de radiación
electromagnética de mayor longitud de onda que la luz visible (400 - 700 nm
aproximadamente) dentro del espectro electromagnético y por tanto invisible al ojo
humano. Su rango de longitudes de onda va desde los 0.7 m hasta los 1000 m:
Tabla 1 - Longitudes de onda.
Región
Intervalo
longitud de
( ), m
Infrarrojo Cercano
0.78 a 2.5
12800 a 4000
3.8
x10
x10 a
1.2
Infrarrojo Medio
2.5 a 50
4000 a 200
1.2
x10
x10 a
6.0
Infrarrojo Lejano
50 a 1000
200 a 10
6.0
x10
x10 a
2.0
de Intervalo de número Intervalo
de
onda de onda (v), cm
frecuencias (v), Hz
Las cámaras empleadas en la edificación suelen trabajar en una franja desde los 7.5-8
m hasta 13-14 m del espectro.
En una imagen térmica se podrán apreciar los puntos de especial interés o aquellos
que pueden presentar problemas en el futuro y sobre los que se realizarán otras
medidas en el futuro. A partir de la inspección de la imagen se podrá seleccionar los
puntos de medida claves para analizar la eficiencia energética de los edificios. Los
equipos de termografía captan la radiación infrarroja de los cuerpos, estando ésta
compuesta por varios elementos. En la siguiente figura se muestra la radiación
detectada por el equipo de medición:
Figura 1 - Componentes de la radiación infrarroja.
La radiación detectada tiene tres componentes, la emitida correspondiente al propio
material, la reflejada que proviene de otras fuentes y la transmitida:
○
Emisividad: Proporción de radiación térmica emitida por una superficie
debido a una diferencia de temperatura con su entorno.
○
Transmitancia: Magnitud que expresa la cantidad de energía que
atraviesa un cuerpo por unidad de tiempo.
○
Reflectividad: Fracción de la radiación incidente reflejada por una
superficie.
siendo, %WE + %WT + %WR = 100%
Figura 2 - Ejemplo de reflejo de la radiación infrarroja.
Actualmente la termografía manual está siendo usada cada vez más en la inspección
de la eficiencia energética de edificaciones, siguiendo siempre estándares europeos e
internacionales. A continuación se indican algunas de las principales normativas para
el análisis de la eficiencia energética de los edificios mediante termografía:
-La norma ISO/EN 13187: 1998. Normativa europea convertida en estándar
sobre el rendimiento térmico de los edificios y la detección de irregularidades
térmicas en los cerramiento mediante métodos por infrarrojos.
-UNE-EN 13829:2002 ERRATUM:2010. Establece el procedimiento de medida
del volumen de infiltraciones de aire de un edificio, mediante el sistema blowerdoor y termografía.
-Real Decreto 47/2007: Procedimiento básico para la certificación energética
de los edificios de nueva construcción.
-Código Técnico de Edificación (CTE) - DB HE: Ahorro de energía. En este
documento también se definen las características mínimas de la envolvente de
las edificaciones para la limitación de la demanda energética.
Para cumplir las nuevas normativas y exigencias energéticas es fundamental controlar
los niveles de aislamiento térmico y estanqueidad de un edificio, manteniendo la
eficacia de la ventilación y calefacción al máximo.
En este contexto, la termografía es una herramienta muy eficaz para realizar un
diagnóstico energético, decidir las actuaciones necesarias y comprobar la eficacia de
su ejecución. Es por ello, que la automatización de esta herramienta puede suponer un
salto cualitativo muy importante a la hora de analizar la eficiencia energética de los
edificios.
3.
Posibles lesiones causadas en fachadas
Humedades
Existen tres tipos principales de humedades en las fachadas de los edificios:
●
Capilaridad.
●
Condensaciones.
●
Filtraciones.
Capilaridad
Las humedades por capilaridad es un problema que aparece en todo tipo de viviendas
y edificios. Este problema se puede encontrar en prácticamente en todos los edificios
antiguos y en la mayoría de reciente construcción.
La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial,
que consiste en que dichos líquidos adquieren la capacidad de subir o bajar por un
tubo capilar. En el caso de la construcción, las humedades por capilaridad son debidas
al ascenso del agua a través del material, que actúa como tubo capilar, disolviendo las
propiedades del material y destruyendo a su vez los paramentos de los muros. El agua
es capaz de ascender a través de diversos materiales, incluso frente a la acción de la
gravedad.
Las humedades producidas por este fenómeno son debidas a la deficiencia en el
sistema de drenaje e impermeabilización de los muros y paramentos, los cuales al
estar en contacto con el terreno absorben la humedad, la cual asciende por los
mismos alcanzando diferentes alturas. La capacidad de ascensión depende del
material, de la evaporación y la humedad del mismo reciente y es frecuente que las
manchas de humedad presenten un abombamiento de la pintura.
Los daños producidos en los muros pueden ser de distinto tipo y magnitud, pudiendo
afectar a la estética, con manchas y desconchones, a la estabilidad, por la pérdida de
masa o a la salubridad, por la aparición de mohos y hongos. Las manchas de
humedad por capilaridad no desaparecen por sí solas, para solucionar el problema de
capilaridad hay que atacar la causa evitando que las paredes se humedezcan, y no
solo hacer mantenimiento del área afectada, aunque si bien es cierto en épocas
cálidas y de pocas lluvias estas humedades tienden a desaparecer y una leve pintura
podrá cubrirlos pero en épocas invernales o de lluvias aparecerán de nuevo si no se
remedia el problema.
Condensación
Las humedades por condensación se producen cuando la temperatura interior de una
vivienda es superior a la del exterior. En el cerramiento que separa los dos ambientes
existe un gradiente de temperatura y presión de vapor, que permite que se alcance el
punto de rocío provocando que parte del vapor de agua del ambiente se condense en
estado líquido.
La humedad por condensación se produce cuando el vapor de agua del aire entra en
contacot con una superficie fría, una pared mal aislada, una zona poco ventilada o
carente de calefacción, etc... El vapor de agua contenido en el aire se condensa sobre
esas superficies. Se ve en paredes de alto coeficiente de transmisión térmica. No se
trata de una humedad que dañe la estructura de la vivienda o el edificio, aunque es
muy importante para preservar correctamente los enseres y la salud de sus ocupantes
de la vivienda logrando un hogar seco y saludable.
Filtraciones
Las humedades debidas a filtraciones generalmente se producen como consecuencia
de zonas in impermeabilizar o con impermeabilización deficiente que permite el paso
de agua a través de la fachada, muros de contención y cubiertas. Es frecuente que se
produzca en los encuentros de muros de sótanos con la solera y el forjado superior,
así como en juntas constructivas entre distintos elementos, por rotura de los
cerramientos o acabados y en lugares de paso de instalaciones. También es común la
humedad por filtración de agua que tiene lugar por filtraciones laterales de agua y se
dan tanto en sótanos de edificios antiguos como en edificios modernos con estructura
de hormigón.
El agua presente en las tierras que están en contacto directo con los muros, se filtran a
través de los mismos y generan una serie de problemas en los materiales de
construcción con el consiguiente daño a nivel estructural del edificio, fallos en las
instalaciones eléctricas, desprendimiento de los revestimientos interiores y sobre todo
la entrada de agua al interior de la vivienda, creando un ambiente con humedades,
insalubre y no habitable.
Lo más importante e imprescindible, para solucionar el problema de humedades por
filtración o escape, es encontrar la zona de entrada o lugar del escape, y no el lugar de
salida, que todos lo vemos.
Las consecuencias más comunes de tener humedades por filtración incluye la
degradación estructural, la oxidación del hierro, la disgregación del revoco, la entrada
de agua y la formación de hongos y moho, creando un ambiente insalubre para las
personas.
Las humedades en la estructura de un edificio pueden provenir debidas a varias
fuentes distintas, como por ejemplo:
●
Fugas externas, como inundaciones, escapes de bocas de incendios, etc.
●
Fugas internas, como tuberías de agua, tuberías de desagüe, etc.
●
Condensación, que no es más que humedad del aire transformada en agua
líquida por la condensación en superficies frías.
●
Humedad de construcción, que es cualquier tipo de humedad presente en los
materiales de construcción antes de erigir la estructura del edificio.
●
Agua remanente tras la extinción de incendios.
Al tratarse de un método de detección no destructivo, el uso de una cámara por
infrarrojos tiene una serie de ventajas sobre otros métodos, y alguna desventaja que
se presentan a continuación:
Ventajas
Desventajas
●
Es rápido.
●
Es un método de investigación no
intrusivo.
●
No requiere el traslado de los
ocupantes.
●
Da
como
resultado
una
presentación visual clarificadora
de los hallazgos.
●
Confirma los puntos de fallo y las
rutas de migración de la humedad.
●
Sólo detecta las diferencias de
temperatura superficial y no puede
atravesar los muros.
●
No detecta daños bajo la
superficie, como por ejemplo, el
moho o daños estructurales.
Tabla 2 - Ventajas y desventajas.
A continuación se exponen distintas situaciones y ejemplos de detección de
humedades:
1. Tejados comerciales de poca inclinación
Los tejados comerciales de poca inclinación son el tipo de tejados más utilizados en la
construcción de edificios industriales, como almacenes, naves industriales, tiendas de
maquinaria, etc.
En la siguiente tabla se muestran algunos ejemplos típicos de problemas de humedad
en tejados comerciales de poca inclinación
Esquema de la
estructura
Comentario
Sellado inadecuado de la membrana del tejado alrededor de los
conductos de ventilación y drenaje, lo que provoca filtraciones
locales a su alrededor.
La membrana del tejado no está sellada de forma adecuada
alrededor de la trampilla de acceso.
Los canales de drenaje están colocados demasiado altos y con
demasiada poca inclinación.
Cuando llueve, queda agua en el canal de drenaje, lo que
puede provocar filtraciones locales alrededor del canal.
Sellado inadecuado entre la membrana y la cornisa del tejado,
lo que puede provocar filtraciones locales alrededor de la
cornisa.
Tabla 3 - Ejemplos humedades tejados comerciales.
En la siguiente tabla se muestran imágenes infrarrojas típicas de problemas de
humedad en tejados comerciales de poca inclinación:
Imagen de
infrarrojos
Comentario
Detección de humedad en un tejado.
Dado que el material de construcción afectado por la humedad
tiene una masa térmica superior, su temperatura disminuye
más lentamente que en las áreas circundantes.
Componentes de techado y aislamiento dañados por agua,
identificados mediante un análisis de infrarrojos desde debajo
del tejado alzado de una terraza estructural de cemento.
Investigación realizada de día en un tejado comercial de poca
inclinación con alzado.
Las áreas afectadas están más frescas que las circundantes
secas, debido al efecto conductivo o a la capacidad térmica.
Tabla 4 - Imágenes infrarrojas tejados comerciales.
2. Fachadas comerciales y residenciales
En la siguiente tabla se muestran algunos ejemplos típicos de problemas de humedad
en fachadas residenciales y comerciales.
Esquema de la
estructura
Comentario
La lluvia intensa penetra en la fachada debido a que la base de
las juntas no está bien acabada. La humedad se acumula en la
mampostería de la parte superior de la ventana.
La lluvia intensa golpea la ventana en ángulo. La mayor parte se
desliza por el tapajuntas del alféizar, pero algo de agua consigue
llegar a la mampostería situada en la conjunción del enlucido con
los tapajuntas.
La lluvia golpea la fachada en ángulo y penetra en el enlucido a
través de grietas. A partir de ahí, el agua sigue por el interior del
enlucido y puede producir erosión por escarcha.
La lluvia salpica en la fachada y penetra en el enlucido y la
mampostería por absorción, pudiendo llegar a producir erosión
por escarcha.
Tabla 5 - Ejemplos típicos en fachasdas residenciales.
A continuación se muestran algunas imágenes de infrarrojos típicas de problemas de
humedad en fachadas comerciales y residenciales.
Imagen de
infrarrojos
Comentario
Un revestimiento de piedra mal terminado y sellado al marco
de la ventana y la ausencia de tapajuntas ha dado como
resultado filtraciones de humedad en la cavidad del muro y el
interior de la vivienda.
Migración de humedad en un muro de mampostería por
conducción capilar y componentes de acabado interior debido
a un drenaje y una pendiente inadecuados de la fachada con
revestimiento exterior de vinilo en un complejo de
apartamentos.
Tabla 6 - Imágenes infrarrojos en fachadas comerciales y residenciales.
3. Pisos y balcones
Ejemplos típicos de problemas de humedad en pisos y balcones
Esquema de la
estructura
Comentario
Sellado inadecuado del pavimento y de la membrana con el
desagüe del tejado, lo que produce filtraciones cuando llueve.
No hay tapajuntas en las junturas entre la pared y el suelo, lo
que provoca que la lluvia penetre en el cemento y el aislamiento.
Ha penetrado agua en el cemento debido al tamaño inadecuado
del salpicadero, lo que ha producido la desintegración del
cemento y la corrosión de los refuerzos.
¡RIESGO DE SEGURIDAD!
El agua ha penetrado en el enlucido y en la mampostería
subyacente en el punto en el que el pasamanos se sujeta al
muro.
¡RIESGO DE SEGURIDAD!
Tabla 7 - Ejemplos típicos de problemas de humedad en pisos y balcones.
En la siguiente tabla se muestran algunas imágenes de infrarrojos típicas de
problemas de humedad en pisos y balcones.
Imagen de
infrarrojos
Comentario
Unos tapajuntas inadecuados en las junturas entre el balcón y
el muro, así como la ausencia de sistema de drenaje en el
perímetro, han producido intrusión de humedad en la
estructura de soporte de madera del pasillo abalconado
exterior de un ático.
La ausencia de un plano o medio de drenaje de cemento en
la estructura del piso de aparcamiento subterráneo ha
provocado la acumulación de agua entre el piso de cemento
estructural y la superficie de la plaza.
Tabla 8 - Imágenes de infrarrojos típicas de problemas de humedad en pisos y balcones.
4. Roturas y fugas de tuberías
El agua debido a fugas en las tuberías puede producir a menudo daños graves en la
estructura de los edificios. El uso de la termografía puede evitar estos daños con los
consecuentes ahorros de materiales y trabajo.
En la siguiente tabla se muestran imágenes de infrarrojos típicas de fugas y roturas de
tuberías:
Imagen de
infrarrojos
Comentario
Trazas de migración de humedad por los canales de las vigas
de acero del interior del techo en una casa en la que se ha roto
una tubería.
Fuga de agua de una tubería en el suelo.
La imagen de infrarrojos de este apartamento de 3 plantas con
lateral de vinilo muestra claramente la ruta de una fuga seria
proveniente de una lavadora del tercer piso, que está
completamente oculta en el muro.
Fuga de agua debida al sellado inadecuado entre el drenaje del
suelo y las baldosas.
Tabla 9 - Imágenes de infrarrojos típicas de fugas y roturas de tuberías.
Infiltraciones de aire
Debido a la presión del viento sobre un edificio, las diferencias de temperatura entre el
interior y el exterior, y el hecho de que la mayoría de los edificios utilizan dispositivos
terminales de tubos de escape para extraer el aire usado del edificio, es previsible
encontrar una presión negativa de 2 a 5 Pa. Cuando esta presión negativa provoca
que aire frío entre en la estructura del edificio debido a deficiencias de aislamiento o
sellado de construcción, tenemos lo que se denomina filtración de aire.
En las imágenes de infrarrojos, las filtraciones de aire se pueden identificar por su
patrón de rayos típico, que emana del punto de salida de la estructura del edificio. Las
áreas con filtraciones de aire suelen tener una temperatura menor que las áreas en las
que sólo hay deficiencias de aislamiento.
En la tabla que encontramos a continuación se describen algunos ejemplos típicos de
detalles de estructuras de edificios en las que se pueden producir filtraciones de aire.
Esquema de la
estructura
Comentario
Deficiencias de aislamiento en los aleros de una casa de
ladrillo debido a paneles de aislamiento de fibra de vidrio
instalados incorrectamente.
Deficiencias de aislamiento en un flujo intermedio debido a
paneles de aislamiento de fibra de vidrio instalados
incorrectamente.
Filtración de aire en el hueco de mantenimiento sobre el suelo
de cemento debido a grietas en el muro de ladrillos de la
fachada.
Tabla 10 - Ejemplos típicos de filtraciones de aire en edificios.
En la siguiente tabla se muestran algunas imágenes de infrarrojos típicas de detalles
de estructuras de edificios en las que se pueden producir filtraciones de aire.
Imagen de infrarrojos
Comentario
Filtración de aire por los rodapiés.
Filtración de aire por los rodapiés.
Filtración de aire por los rodapiés.
Tabla 11 - Imágenes de infrarrojos típicas de filtraciones de aire.
4.
Herramientas de visión artificial
En el presente proyecto se ha tenido como objetivo el desarrollo de un conjunto de
herramientas de visión artificial que mejore y/o facilite la inspección de la eficiencia
energética de los edificios públicos.
En este proyecto, el sistema está compuesto por una cámara termográfica, cuyas
imágenes serán procesadas en un ordenador a partir de la creación de un software
específico y de OpenCV para poder procesar las imágenes.
Cámara termográfica
La cámara termográflca i5 de FLlR Systems es una cámara de infrarrojos pequeña,
ligera y económica. Es fácil de usar y no requiere experiencia previa. Basta con
"apuntar y disparar" para obtener imágenes de infrarrojos de alta calidad que ofrecen
de forma inmediata la información de infrarrojos necesaria.
Todo objeto con una temperatura superior a -273 ºC emite radiación infrarroja (IR) que
el ojo humano no puede detectar, pero si una cámara de infrarrojos. Puede fotografiar
los objetos y mostrar la cantidad de energía calorifica que emiten. Dichas imágenes se
muestran como un mapa de colores que se corresponden a las temperaturas
superficiales de cada objeto.
Una cámara de infrarrojos es un excelente instrumento de inspección de edificios
porque permite explorar zonas e identificar problemas que el ojo humano por si solo no
podria.
Esta parte, dentro del conjunto, se encarga de recoger la radiación infrarroja de la
facha a analizar, y guardar dicha información (en forma de imagen) en un dispositivo
de almacenamiento de datos.
Esta cámara permite capturar imágenes tanto termográficas como reales.
Figura 3 - Partes de una cámara termográfica.
OpenCV
Para analizar las imágenes y localizar los puntos criticas se emplea el entorno de
programación Visual Studio 8.0 y las funciones que proporciona la librerla de OpenCV
2.0, destinada principalmente a aplicaciones de visión por computación en tiempo real.
OpenCV es una biblioteca libre de visión artificial originalmente desarrollada por Inte!.
Desde que apareció su primera versión alfa en el mes de enero de 1999, se ha
utilizado en infinidad de aplicaciones, desde sistemas de seguridad con detección de
movimiento, hasta aplicativos de control de procesos donde se requiere
reconocimiento de objetos. Esto se debe a que su publicación se da bajo licencia SSD,
que permite que sea usada libremente para propósitos comerciales y de investigación
con las condiciones en ella expresadas.
Open CV es multiplataforma, existiendo versiones para Linux, Mac OS X Y Windows.
Implementa una gran variedad de aplicaciones para Interpretación y procesado de
Imágenes mediante el uso de más de 500 funciones que abarcan una gran gama de
áreas en el proceso de Visión. A pesar de que posee algoritmos tales como
binarización, filtrado, estadísticas de imagen o procesado piramidal, OpenCV es
principalmente una librería de algoritmos implementados de alto nivel para técnicas de
calibración, calibración de cámaras, detección de caracterlsticas y análisis de formas y
movimientos, reconstrucción 3D, segmentación y reconocimiento de objetos
5.
Ensayos y pruebas experimentales
Para poder comprobar las características y la eficacia del sistema se han capturado
diversas imágenes. A modo de ejemplo, se ilustran unas pruebas en las cuales se
indican los datos introducidos y se comentan los resultados.
Prueba 1
La fotografía de la izquierda es la ventana donde se marcan las excepciones, para
poder observar que se definen dos de ellas. Esto se hace porque las ventanas están
abiertas, y el proceso daría problemas en ellas cuando puede no haberlos. En la
imagen térmica se aprecia la ventana superior en blanco, lo cual supone una
temperatura alta.
La temperatura ambiente del instante en el cual se capturaron las imágenes era de 12
ºC, y se ha introducido como temperatura crítica de 14,5ºC.
Se observan, en la imagen de resultados, las zonas de la fachada que presentan
problemas de humedades.
Prueba 2
Para esta fachada se ha introducido una temperatura ambiente de 12ºC y una crítica
de 14,5ºC.
Se observa en la imagen tratada que la fachada presenta problemas de humedades y
que dos ventanas están mal aisladas.
Prueba 3
Se ha introducido una temperatura ambiente de 12ºC, y una crítica de 14,5ºC.
Se observa una zona crítica leve, en el lateral del edificio, a causa de las humedades
en el mismo.
Prueba 4
En la imagen real, se observa perfectamente el mal estado de la fachada, y viendo la
imagen procesada se puede constatar las temperaturas anómalas en la zona dañada,
debido a las humedades presentes.
Se introdujeron para las temperaturas ambiente y crítica 12ºC y 14,5 ºC
respectivamente.
Prueba 5
La temperatura ambiente del instante de la captura de imágenes era de 15ºC, y se ha
introducido como temperatura crítica 17 ºC.
Como se puede apreciar en la imagen, el proceso detecta una gran cantidad de
humedades en la fachada del edificio.
Prueba 6
Se ha introducido como temperatura ambiente 10ºC, y como crítica 12,5 ºC.
En la imagen se observa las zonas de la fachada con humedades.
Prueba 7
En cuanto a esta fachada, el análisis se ha realizado con temperatura ambiente de
15ºC y temperatura crítica de 17 ºC.
Se puede apreciar en la imagen termográfica como la parte inferior de la fachada
absorbe más calor, ya que como se ve en la imagen diurna, es de un material diferente
al resto del edificio. Además, se puede observar que una ventana en la parte superior
está mal aislada, y como la parte inferior del edificio tiene bastantes humedades.
Prueba 8
En este caso, la temperatura ambiente era de 15ºC, y se ha introducido 17ºC como
crítica.
En la fotografía térmica se puede ver diferencias de temperatura, con los
consecuentes problemas que esto puede acarrear. Sin embargo, el proceso no detecta
anomalías puesto que las diferencias no son lo suficientemente grandes.
Prueba 9
La temperatura ambiente del instante en el cual se capturaron las imágenes era de
12ºC, y se ha introducido como temperatura crítica 14,5ºC.
Al igual que en la Prueba 8, se puede pensar que existen anomalías al observar la
imagen térmica, pero en realidad no son graves.
Prueba 10
Adicionalmente, el usuario puede reducir la temperatura crítica a 13,5ºC, de forma que
visualice zonas anómalas con temperaturas menos críticas. Estas pruebas han de ser
realizadas por un técnico especializado en materia termográfica.
Prueba 11
Se ha introducido como temperatura ambiente 15ºC, y como crítica 17ºC.
Se observa en los resultados que la hermeticidad de las ventanas de este edificio no
es correcta, problema que no se podría haber apreciado a simple vista.
Prueba 12
En este caso la temperatura ambiente era de 13ºC, y se ha introducido como crítica
15ºC.
Se detectan humedades importantes, algunas no visibles en la imagen real.
Prueba 13
El análisis de esta fachada se realizó con una temperatura ambiente de 13ºC y se ha
introducido como temperatura crítica 15ºC.
En la fachada se aprecian humedades.
Prueba 14
La Prueba 14 se ha realizado en el interior de una vivienda. La temperatura dentro de
la casa era de de 24ºC y la crítica introducida ha sido de 23ºC. La diferencia de tan
solo un grado entre el ambiente y la límite, está justificada debido a que la aportación
externa de temperatura desviada en un grado, es suficiente para afectar a toda la de la
casa.
En el resultado se puede apreciar como existe filtración de aire frío a través de la
ventana, aunque también se debe constatar que la gravedad no es tan grande como
los colores indican, puesto que la diferencia entre los rangos de gravedad es de sólo
0,2ºC.
Prueba 15
La siguiente prueba también se realizó en el interior de una vivienda a 25ºC y la crítica
se considera 24ºC.
De esta forma, se observa como en la parte inferior de la ventana el aislamiento es
defectuoso, produciéndose un puente térmico y permitiendo la entrada de frío del
exterior.
Prueba 16
Como último ejemplo del interior de una vivienda se analiza una ventana con una
temperatura ambiente de 24ºC y una crítica de 23ºC.
Se observa que el aislamiento es correcto y no se detectan anomalías.
Prueba 17
La fachada de este edificio fue analizada con 30 ºC y la temperatura crítica es de
27ºC.
De esta forma se observa como hay cinco ventanas que poseen fugas de frío, de las
cuales las cuatro de abajo están muy mal aisladas, ya que los puentes térmicos son
muy graves.
Prueba 18
La temperatura ambiente del instante en el cual se capturaron las imágenes era de 30
ºC, y se ha introducido como temperatura crítica 38ºC.
Se observa un sobrecalentamiento de más de 8ºC en gran parte de la fachada, que
puede provocar daños en los materiales.
Prueba 19
Al igual que en la prueba anterior la temperatura ambiente es de 30ºC, y considerando
40ºC como temperatura límite, se observa un sobrecalentamiento excesivo y
generalizado a lo largo de toda la fachada.
6. Conclusiones
Mediante la realización de este proyecto se determinan diversas conclusiones y
objetivos:
•
Determinación de la distribución de temperatura aparente de las distintas
superficies que conforman cualquier fachada mediante una cámara térmica.
•
Localización de aquellos puntos o zonas en las que se estime que la
distribución anormal de temperatura puede suponer una anomalía
(humedades, infiltraciones de aire, etc.).
•
Evaluación detallada de la extensión e importancia de los defectos observados.
7. Referencias
[1] FLIR systems. http://www.flir.com/ES/
[2] Manual de la cámara termográfica FLIR.
[3] Gobierno Vasxo. “GUÍA DE EDIFICACIÓN SOSTENIBLE PARA LA VIVIENDA
EN LA COMUNIDAD AUTÓNOMA DEL PAÍS VASCO” , Revisión 2008
[4] Alava Ingenieros. http://www.alava-ing.es/
[5] Imanol Galarza y Unai Arroniz, PFC “Programación de un sistema de visión
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vivienda” Director: Juan Ignacio Larrauri