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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 Ignacio Larrauri
Equipo / Lan taldea: Juan Ignacio Larrauri, Gorka Sorrosal, Mikel González
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 de longitud de onda
(�), �m
Intervalo de número
de onda (v), cm��
Intervalo de frecuencias (v), Hz
Infrarrojo Cercano 0.78 a 2.5 12800 a 4000 3.8 x10�a 1.2
x10�
Infrarrojo Medio 2.5 a 50 4000 a 200 1.2 x10�a 6.0
x10��
Infrarrojo Lejano 50 a 1000 200 a 10 6.0 x10��a 2.0
x10��
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 blower-door 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 artificial para detectar pérdidas de calor en fachadas e infiltraciones en la vivienda” Director: Juan Ignacio Larrauri
