Università di Bologna Dipartimento di Fisica TERMOGRAFIA Morigi Maria Pia Università di Bologna Dipartimento di Fisica Viale Berti Pichat, 6/2 – 40127 Bologna e-mail: mariapia.morigi@unibo.it
Tecniche diagnostiche in infrarosso per immagini: riflettografia e termografia. INFRAROSSO: lunghezze d’onda da 7x10-7 m a 10-3 m Si basa su RIFLETTOGRAFIA Trasparenza di alcuni pigmenti e leganti pittorici nel vicino infrarosso (0.7 - 2.5 mm) Si basa su TERMOGRAFIA Emissione di radiazione di corpo nero da parte di oggetti a temperatura ambiente in alcune bande del medio-lontano infrarosso.
TECNICHE TERMOGRAFICHE PER LA DIAGNOSTICA SULL’EDILIZIA STORICA
Termografia
Termografia In alto: immagine fotografica In basso: immagine termografica
Termografia
TERMOVISIONE Sistema di visione che fornisce immagini della radiazione infrarossa emessa dagli oggetti ripresi
Termografia
TERMOGRAFIA Dalla superficie di ogni oggetto, animato o no, viene emessa energia sotto forma di radiazione elettromagnetica, in grado di propagarsi nel vuoto e in alcuni materiali a causa dell’agitazione termica delle molecole. Le leggi che governano l’emissione di questa energia sono le seguenti: Legge di Stefan-Boltzmann: W = 5,67 x 10-8 T4 (in W/m2) W = quantità di energia per unità di tempo e per unità di superficie, irradiata da un corpo nero (corpo con proprietà di assorbitore ed emettitore ideale di radiazione) T = temperatura assoluta
TERMOGRAFIA Legge di Planck: Descrive come l’energia emessa da un corpo si ripartisce al variare della lunghezza d’onda della radiazione. Curve di emissione spettrale per corpi neri a diverse temperature. Legge di Wien: lmax T = 2,8978 x 10-3 ( in m) lmax = lunghezza d’onda di massima emissione
TERMOGRAFIA Un corpo reale è assimilabile solo approssimativamente ad un corpo nero ideale; tuttavia un oggetto di qualsiasi natura emette una quantità di radiazioni tanto più grande quanto più è alta la sua temperatura (dipendenza dalla quarta potenza della temperatura) Possibilità di misurare la temperatura di un corpo a partire dalla quantità di radiazione emessa.
Termografia Il principio oggetto lampada a incandescenza termocamera
TERMOGRAFIA Rivelatore IR: è in pratica un convertitore che assorbe radiazione IR e la trasforma in un segnale elettrico. Le termocamere sfruttano due tipi di rivelatori: fotorivelatori: sono realizzati con materiali a semiconduttore, nei quali il rilascio di cariche elettriche è associato all’assorbimento di fotoni termorivelatori: assorbono l’energia irraggiata dall’oggetto e misurano la variazione di temperatura dalla variazione di proprietà elettriche degli elementi sensibili (es. termocoppie).
TERMOGRAFIA Con i rivelatori IR si ottengono in tempo reale delle mappe di intensità, relative alla radiazione infrarossa emessa dal corpo. Un’immagine in infrarosso all’origine è sempre rappresentata in toni di grigio, corrispondenti alle diverse intensità di radiazione provenienti dai diversi punti dell’oggetto inquadrato. Per meglio evidenziare taluni fenomeni (ad es. presenza di umidità, distacchi nell’intonaco), si usa spesso la rappresentazione in falsi colori, che si ottiene associando ad ogni livello di grigio un determinato colore.
Termografia
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Stato di conservazione di intonaci I distacchi si manifestano con geometria irregolare Esterno chiesa parrocchiale di Ello (LC)
Termografia
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La lettura di tessiture murarie. Chiesa parrocchiale di Nembro (BG). Riscaldamento 500 W per 10 minuti La termografia in falsi colori evidenzia le anomalie termiche => distacchi La termografia in livelli di grigio evidenzia le differenze di materiali => tessitura
Termografia Sensibilità spettrale: 3 5 m 490x490 pixel Raffreddata Interv. temperatura: -20 250 °C
RIEPILOGO APPLICAZIONI ALL’EDILIZIA STORICA