Diagnostica termografica: localizzare i collegamenti allentati del quadro sotto carico
La resistenza di contatto su una terminazione è visibile solo mentre circola corrente. Un quadro rilevato a riposo in banchina lascia passare un giunto già in avaria, e questo rende la condizione di carico dichiarata — non la termocamera — l'elemento che stabilisce se il risultato abbia un significato.
Un quadro rilevato a freddo non mostra nulla di utile. La resistenza di contatto su un collegamento si manifesta come calore solo quando circola corrente. È quindi la condizione di carico — non la termocamera — a stabilire se il risultato abbia un significato.
Il calore su un giunto cresce con il quadrato della corrente
Un collegamento allentato, corroso o serrato a coppia insufficiente è una resistenza di contatto aumentata. La potenza dissipata su quel giunto segue P = I²R, quindi l’aumento di temperatura cresce con il quadrato della corrente che lo attraversa. Un giunto che a pochi ampere appare regolare, a pieno carico scalda in misura misurabile.
Da questa relazione quadratica discende che il quadro si rileva al carico continuo massimo consentito dal profilo operativo dell’imbarcazione, mantenuto abbastanza a lungo perché la temperatura si stabilizzi. Un rilievo eseguito a riposo in banchina, con la presa di terra che alimenta poco più di un caricabatterie, lascia passare un giunto già in avaria.
Sui quadri di imbarcazioni da diporto e di piccole unità commerciali le posizioni ricorrenti sono costanti:
- capicorda su barre e piastrine di collegamento sovrapposte
- morsetti dell’interruttore generale, sia contatti mobili sia lame fisse
- connessioni sui portafusibili e sui portafusibili per alte correnti
- poli batteria, collegamenti fra elementi e blocchi di distribuzione in corrente continua sulle linee ad alta corrente
La valutazione si basa sulla differenza di temperatura, non sul valore assoluto
Due giunti possono trovarsi alla stessa temperatura assoluta ed essere in condizioni del tutto diverse, perché finitura superficiale, ventilazione locale e geometria di montaggio incidono su ciò che lo strumento legge. La misura utilizzabile è la differenza fra il giunto sospetto e un riferimento: lo stesso giunto sulla fase adiacente, un circuito caricato in modo identico o le superfici circostanti.
Per la termografia elettrica esistono fasce di severità pubblicate, ma sono redatte per impianti a terra e presuppongono carico comparabile, montaggio comparabile e un riferimento noto. A bordo queste ipotesi spesso non si verificano — le tre fasi sono raramente caricate allo stesso modo, e un quadro in sala macchine si trova in una ventilazione che a terra non si riproduce. Anziché applicare una soglia di cui non è dimostrata la trasferibilità, il giunto sospetto viene ordinato rispetto ai propri punti di confronto e confermato aprendolo.
Il dato di carico si registra a ogni lettura. Una differenza di temperatura priva della corrente che l’ha prodotta non è confrontabile con il rilievo della stagione successiva sullo stesso giunto, perché il termine dissipativo è cambiato.
Le superfici a bassa emissività leggono fredde quando sono calde
Il modo consueto in cui un rilievo produce un falso negativo è l’errore di emissività. Il rame lucido nudo e le barre stagnate emettono poco nell’infrarosso e riflettono molto, perciò uno strumento impostato per una superficie verniciata segnala come fresco un giunto caldo. Il riflesso di un corpo più caldo presente nel locale produce l’effetto inverso.
Le condizioni che alterano una lettura sono note e si gestiscono al momento della misura, non si discutono dopo:
| Condizione | Effetto sulla lettura | Gestione |
|---|---|---|
| Rame lucido, barre stagnate | Temperatura reale letta in difetto | Confronto con la fase adiacente anziché fidarsi del valore assoluto |
| Temperatura apparente riflessa | Superfici fredde lette come calde | Cambiare angolo di ripresa e rimisurare |
| Coperchio rimosso | La ventilazione cambia, il giunto si raffredda | Registrare se si è misurato a quadro aperto o attraverso una finestra a infrarossi |
| Carico mantenuto troppo poco | Gradiente non stabilizzato, aumento letto in difetto | Mantenere il carico finché la lettura non si stabilizza |
| Spot a cavallo di metallo e isolante | Emissività efficace mista | Ridurre la distanza o restringere lo spot |
Dove lo stato della superficie rende inattendibile un valore assoluto e non è possibile alcuna correzione, il rilievo si fonda interamente su misure differenziali e verifica meccanica.
Il rilievo individua il giunto, non lo ripara
Un rilievo termografico circoscrive il guasto a un collegamento. L’intervento correttivo è distinto e si esegue a circuito sezionato:
- il collegamento si apre e le superfici di contatto si ispezionano per vaiolature, alterazioni di colore e ossidazione
- il conduttore si verifica per danneggiamenti, e i trefoli ricotti dal calore si controllano per fragilità
- capicorda, lame e terminazioni degradate si sostituiscono anziché riutilizzarle
- si ispeziona l’isolante adiacente al giunto, poiché è stato riscaldato insieme al conduttore
- il collegamento si riassembla e si serra alla coppia indicata dal costruttore con utensile tarato
Il solo riserraggio non ripristina necessariamente un giunto che ha già scaldato. Una volta che le superfici di contatto hanno subito riscaldamenti ripetuti, le vaiolature e lo strato di ossido che hanno fatto crescere la resistenza restano anche dopo il serraggio, e il giunto si ripresenta. Per questo un giunto caldo si apre e si ispeziona, invece di stringerlo in opera.
Le terminazioni in corrente continua presentano lo stesso problema a tensione inferiore
La relazione dissipativa è indifferente alla tensione di sistema, e negli impianti a 12 e 24 V CC le correnti sono abbastanza elevate perché lo stesso difetto di giunto produca più calore, non meno. Interruttori generali, barre, portafusibili, shunt e poli batteria si rilevano al massimo regime continuo di carica e scarica dell’impianto, il che sulla maggior parte delle unità significa con il motore in moto o con il caricabatterie a piena erogazione, non a riposo.
I collegamenti fra elementi su banchi AGM e al piombo acido meritano attenzione particolare, perché uniscono corrente elevata e ambiente localmente corrosivo e vengono smontati di frequente durante i lavori stagionali.
La confrontabilità fra stagioni è ciò che intercetta il degrado lento
Una terminazione raramente cede da una settimana all’altra. Si degrada attraverso i cicli, e la traccia è una differenza di temperatura che cresce di anno in anno mentre il valore assoluto resta entro margini che nessun tecnico definirebbe anomali. Intercettarlo richiede rilievi confrontabili, perciò ogni misura viene registrata con:
- identificazione del quadro e posizione di ogni giunto misurato
- tensione di sistema e corrente in ampere al momento del rilievo
- quali impianti erano in funzione per produrre quel carico
- riferimento ambientale e se i coperchi erano aperti
- le differenze di temperatura misurate rispetto ai punti di riferimento
Le imbarcazioni dell’alto Adriatico restano a secco per l’inverno e rientrano in una stagione compressa: le terminazioni restano scariche per mesi in ambiente umido e poi passano a carico elevato e prolungato nel giro di poche settimane. I guasti latenti al momento dell’alaggio emergono nel primo periodo di esercizio reale, ed è questo che colloca il rilievo prima della stagione e non durante.
Il rilievo termografico rientra nei lavori su impianti in corrente continua e ricarica e nell’ispezione dei quadri negli impianti di alimentazione da banchina e 230 V CA. Questi lavori si eseguono in banchina in Istria e nel Golfo di Trieste.