Cámara acústica y su utilización
Su principal aplicación industrial es la detección y localización de fugas, también puede utilizarse para mantenimiento predictivo, identificando ruidos anormales en equipos mecánicos y válvulas.
Una cámara acústica es un equipo que utiliza una matriz de
micrófonos y procesamiento digital para detectar, localizar y visualizar
fuentes de sonido, especialmente aquellas que el oído humano no puede percibir.
La cámara acústica convierte el sonido en una imagen, permitiendo localizar rápidamente fugas y anomalías mecánicas sin necesidad de contacto directo con el equipo.
¿Cómo funciona la cámara acústica HA3A?
La cámara HA3A no mide
directamente el gas. Lo que detecta es el sonido/ultrasonido que produce
una fuga.
Cuando un gas a presión escapa
por un pequeño orificio, se genera turbulencia y una señal acústica, muchas
veces en frecuencias que el oído humano no puede escuchar. La HA3A captura esas
señales mediante una matriz de 128 micrófonos MEMS digitales y utiliza
algoritmos de conformación de haces (beamforming) para determinar de
dónde proviene el sonido.
El equipo trabaja en frecuencias desde
aproximadamente 2 kHz hasta 100 kHz, por lo que puede detectar tanto
sonidos audibles como ultrasonidos.
El proceso, simplificado
Fuga → sonido/ultrasonido →
128 micrófonos → procesamiento → ubicación de la fuga → imagen en pantalla
La cámara combina esa información
acústica con una cámara óptica de 13 MP. En la pantalla es posible ver
la instalación normalmente y, superpuesta, aparece una "nube" o
zona de color que indica dónde está localizada la fuente acústica (fuga).
- no se ve;
- no se escucha;
- no es posible aplicar fácilmente agua jabonosa;
- y puede ser difícil acercarse al punto.
- aire comprimido;
- nitrógeno;
- oxígeno;
- gas natural;
- gas licuado;
- biogás;
- CO₂;
- otros gases presurizados,
- rodamientos;
- motores;
- reductores;
- bombas;
- compresores;
- válvulas;
- sistemas neumáticos;
- desgaste o fricción anormal.
|
Tecnología |
Detecta
principalmente |
|
Cámara térmica |
Diferencias de
temperatura |
|
Detector de gases |
Concentración
química |
|
Detector
ultrasónico convencional |
Presencia de
ultrasonido |
|
HA3A |
Ubicación visual
de la fuente acústica |
|
Cámara de metano
láser |
Concentración/presencia
de CH₄ |
- tamaño de la fuga;
- presión;
- tipo de gas;
- ruido ambiental;
- frecuencia de la señal;
- orientación;
- obstáculos;
- distancia;
- condiciones acústicas.
- plantas de gas;
- instalaciones de GLP;
- plantas industriales;
- aire comprimido;
- estaciones de regulación;
- válvulas y bridas;
- plantas de tratamiento de aguas;
- biogás;
- compresores;
- bombas;
- mantenimiento predictivo;
- detección de fugas en redes industriales.
¿Por qué utiliza 128
micrófonos?
Esta es una de las partes más
interesantes.
Los 128 micrófonos están
distribuidos formando una matriz. Una fuga que se encuentra delante de
la cámara llega a cada micrófono con pequeñas diferencias de tiempo e
intensidad.
El sistema analiza esas
diferencias y calcula:
"La fuente acústica está
en esta dirección y a esta distancia aproximada."
Esto se denomina beamforming.
Por eso la cámara no solamente indica:
"Hay un ruido."
Sino: "El ruido está
localizado exactamente en esta zona de la instalación."
HERTZINNO especifica una precisión de localización de aproximadamente ±1° y una resolución espacial de hasta ≤1 cm a 1 m y 40 kHz, bajo las condiciones especificadas por el fabricante.
¿Cómo detectaría una fuga de
gas?
Imaginemos una tubería que
conduce gas a presión con una pequeña fuga en una conexión bridada.
La fuga puede ser tan pequeña
que:
La cámara acústica HA3A apunta
hacia la instalación.
Los micrófonos captan el
ultrasonido generado por la fuga.
El software procesa las señales y
muestra un punto o área acústica resaltada sobre la imagen óptica.
Entonces es posible acercarse y
confirmar: válvula → unión → brida → empaquetadura → fuga.
El fabricante indica para la cámara HA3A tiene una capacidad de detección de fugas de gas superior a 0,0032 L/min a 2,5 m de distancia, según sus condiciones de especificación.
¿Qué gases puede detectar?
Aquí hay una diferencia muy
importante. La cámara HA3A no necesita identificar químicamente el gas.
Por ejemplo, si tienes:
El principio es el mismo: si
la fuga genera una señal acústica detectable, la cámara puede localizarla.
Por eso es diferente de una
cámara específica de metano o de un detector de concentración de gas.
De hecho, HERTZINNO clasifica la cámara HA3A específicamente para gas leak, vacuum leak y mechanical inspection, mientras que su cámara HA3LX incorpora además detección de metano mediante láser.
¿Y qué pasa con una fuga de
vacío?
También es interesante.
En una línea o sistema trabajando
en vacío, el aire puede entrar por una pequeña abertura.
Ese flujo también puede generar
una señal acústica/ultrasónica.
La cámara HA3A puede utilizarse
para localizar ese punto de entrada.
Por eso el fabricante la presenta como: Gas & Vacuum Leak Detector.
También sirve para
mantenimiento mecánico
No está limitada a fugas. La HA3A
puede detectar ruidos anormales de equipos mecánicos.
Por ejemplo:
La lógica es similar:
Equipo funcionando → genera
patrón acústico → HA3A detecta la señal → localiza la fuente → operador
investiga.
Esto puede ser muy útil para
hacer inspecciones rápidas sin detener el equipo.
Una diferencia muy importante
respecto de una cámara térmica
Una cámara térmica detecta: temperatura.
La HA3A detecta: sonido/ultrasonido.
Por ejemplo:
La gran ventaja de la cámara HA3A es que convierte el sonido en una imagen, permitiendo al operador localizar rápidamente la fuente.
¿A qué distancia puede
trabajar?
La especificación señalada por
HERTZINNO indica un rango operativo de aproximadamente:
0,3 m a 150 m.
Pero se debe tener cuidado con
interpretar esto como "puede detectar cualquier fuga a 150 m".
La distancia real dependerá de:
Una fuga pequeña que se detecta muy fácilmente a 2 m puede ser mucho más difícil de detectar a 50 o 100 m.
¿Qué hace el operador?
En terreno, el procedimiento
sería aproximadamente:
1. Encender la cámara HA3A
↓
2. Seleccionar el modo de
detección
↓
3. Apuntar hacia la
instalación
↓
4. Observar la imagen acústica
↓
5. Identificar el
"hotspot" acústico
↓
6. Acercarse al punto
↓
7. Confirmar la ubicación
↓
8. Registrar fotografía, voz,
texto o etiqueta
La cámara HA3A permite realizar anotaciones y registrar información de la inspección; además incorpora cámara óptica, pantalla táctil, almacenamiento interno y medición de distancia mediante láser.
Algo especialmente interesante
para tu mercado
Por el tipo de aplicaciones que
hemos venido revisando, yo veo bastante potencial para ofrecer la HA3A en
Chile en inspecciones de:
