dissertacao versao provisoria tiago oliveira

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Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto 
 
Análise de Sistemas de Energia e Máquinas 
Elétricas com recurso a termografia 
Tiago Miguel Dias Oliveira 
VERSÃO PROVISÓRIA 
Dissertação realizada no âmbito do 
Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores 
Major Energia 
Orientador: Professor Doutor Artur Manuel de Figueiredo Fernandes e Costa 
 
 
Janeiro de 2012 
 
 
 
ii 
 
© Tiago Miguel Dias Oliveira, 2012
 
iii 
 
Resumo 
A evolução e a crescente utilização da termografia nos mais diversos campos da indústria 
levaram a um aumento de interesse sobre os fundamentos das técnicas termográficas. A 
parametrização dos fatores de influência na medição da radiação infravermelha é considerada 
fundamental, para que as leituras sejam fiáveis e de precisão elevada. 
A dissertação tem como principal objetivo a descrição do trabalho desenvolvido pelo 
autor, sobre a análise de sistemas de energia e máquinas elétricas com recurso a termografia 
e teve origem numa parceria entre a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto 
(FEUP) e a empresa Efacec Energia, Máquinas e Equipamentos Elétricos, SA. Com o crescente 
interesse da empresa Efacec em tecnologias termográficas, foi proposto o desenvolvimento 
de uma metodologia para aplicação das técnicas termográficas em grandes transformadores 
de potência. 
Na dissertação descreve-se o procedimento, analisam-se os resultados obtidos e extraem-
se conclusões da investigação experimental realizada com vista à calibração de uma câmara 
termográfica disponibilizada pela empresa, em todos os aspetos considerados relevantes e à 
elaboração de um protocolo com os passos a seguir numa inspeção termográfica. 
Apresenta-se, também, na dissertação, o desenvolvimento de uma folha de cálculo para 
uma análise quantitativa de imagens termográficas, de forma a complementar as 
funcionalidades do software disponível na FEUP para o efeito. 
 
 
iv 
 
 
 
v 
 
Abstract 
The evolution and the increasing use of thermography in various fields of industry led to 
an increase of interest on the basis of thermographic techniques. The parameterization of the 
factors of influence in the measurement of infrared radiation is considered essential so that 
the measures are reliable and of high precision. 
This dissertation has as main goal the description of the author`s work on the analysis of 
power systems and electric machines using thermography and is originated from a partnership 
between the Faculty of Engineering of the University of Porto (FEUP) and the company Efacec 
Energia, Máquinas e Equipamentos Eléctricos, SA. With the growing interest in the company 
Efacec on the thermographic technology, was proposed to develop a methodology for 
application of thermographic techniques in large power transformers. 
In the dissertation, the procedure is described, the obtained results are analyzed and 
conclusions are extracted from the experimental investigation, carried out with sight to the 
calibration of a thermal imager, provided by the company, in all aspects considered relevant 
and the elaboration of a protocol with the following steps in a thermographic inspection. 
It is also stated, in the dissertation, the development of a spreadsheet for a quantitative 
analysis of thermographic images, to complement the functionality of the software available 
for this purpose in FEUP. 
 
 
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Agradecimentos 
Em primeiro lugar, tenho de expressar todo o meu carinho e admiração aos meus pais, à 
minha irmã e restante família, pelo apoio incondicional, pela confiança depositada, pelo 
orgulho, pelas palavras amigas e conselhos nos momentos mais difíceis. 
Ao meu orientador, o Professor Doutor Artur Manuel de Figueiredo Fernandes e Costa, 
pela amizade, pela disponibilidade, apoio, dedicação e organização durante a realização da 
dissertação. 
A todos os colaboradores do Laboratório de Ensaios da Efacec, pelos conhecimentos 
partilhados, pelo apoio e pelo material disponibilizado para a elaboração da dissertação. Em 
especial ao Eng.º Dinis Pinto e ao Eng.º Henrique Ribas. 
Aos meus amigos Ricardo Bessa, Joaquim Pedro, Pedro Costa, Tiago Azevedo, Pedro 
Correia, Vanessa Pina, António Pinheiro e João Pedro Costa pelo companheirismo, pelos 
momentos de alegria partilhados e acima de tudo pela amizade. 
Por fim, agradeço à Filipa, por todo o amor, pela compreensão, pela motivação e por toda 
a paciência. 
 
 
 
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ix 
 
 
Índice 
Resumo ...........................................................................................iii
Abstract ............................................................................................v
Agradecimentos ................................................................................ vii
Índice .............................................................................................. ix
Lista de figuras ................................................................................. xii
Lista de tabelas .............................................................................. xvii
Capítulo 1 ........................................................................................ 1
Introdução ....................................................................................................... 1
1.1 - Objectivos e Metodologia .......................................................................... 2
1.2 - Apresentação do trabalho .......................................................................... 3
Capítulo 2 ........................................................................................ 5
Tecnicas termográficas e seus fundamentos .............................................................. 5
2.1 - Fenómenos de transferência de calor ............................................................ 6
2.1.1 - Condução ...................................................................................... 7
2.1.2 - Convecção ..................................................................................... 8
2.1.3 - Radiação ....................................................................................... 9
2.1.3.1 - Lei de Stephan-Boltzmann .......................................................... 10
2.1.3.2 - Lei de Planck .......................................................................... 10
2.1.3.3 - Lei do deslocamento de Wien ...................................................... 12
2.2 - Espetro Eletromagnético ......................................................................... 13
2.3 - Caraterísticas da radiação infravermelha ..................................................... 14
2.4 - Medição da radiação infravermelha ............................................................ 16
2.4.1 - Fatores de influência na medição da radiação infravermelha ..................... 17
2.4.2 - Emissividade ................................................................................. 18
2.4.2.1 - Variação da emissividade com o ângulo de visão ............................... 18
2.4.2.2 - Variação da emissividade com a temperatura do objeto ...................... 19
2.4.2.3 - Variação da emissividade com a condição e forma de uma superfície ...... 20
2.4.2.4 - Técnica para determinação da emissividade de um objeto ................... 21
2.4.2.5 - Tabela de emissividade .............................................................. 23
2.4.3 - Influência atmosférica ..................................................................... 24
4.3.3.1 - Transmissão atmosférica ............................................................ 24
4.3.3.2 – Fatores climáticos .................................................................... 26
2.4.4 - Exatidão da medição de temperatura .................................................. 28
2.5 - Ensaios Termográficos: Análise Qualitativae Quantitativa ................................ 29
2.5.1 - Análise Qualitativa ......................................................................... 29
2.5.2 - Análise Quantitativa ....................................................................... 30
2.6 - Breve História da Termografia .................................................................. 30
2.6.1 - Escalas de temperatura e Termómetros ............................................... 31
2.6.2 - Radiação Infravermelha ................................................................... 33
 
 
x 
 
2.7 - Síntese ............................................................................................... 37
Capítulo 3 ....................................................................................... 39
Técnicas termográficas e suas aplicações ............................................................... 39
3.1 - Aplicação na Ciência .............................................................................. 40
3.1.1 - Medicina ..................................................................................... 41
3.1.2 - Medicina Veterinária ....................................................................... 44
3.1.3 - Astronomia .................................................................................. 45
3.1.4 - Arqueologia .................................................................................. 46
3.1.5 - Geologia ...................................................................................... 47
3.1.6 - Monitorização da cobertura do solo ..................................................... 48
3.1.7 - Oceanografia ................................................................................ 49
3.1.8 - Meteorologia ................................................................................ 50
3.2 - Aplicação em Segurança e Vigilância .......................................................... 51
3.2.1 - Militar ........................................................................................ 51
3.2.2 - Vigilância .................................................................................... 53
3.2.3 - Buscas e salvamento ....................................................................... 55
3.2.4 - Combate a incêndios ...................................................................... 55
3.3 - Aplicação em Edifícios ............................................................................ 57
3.3.1 - Deteção de zonas com isolamento deficiente ......................................... 58
3.3.2 - Deteção de fugas de ar .................................................................... 59
3.3.3 - Deteção de humidade ..................................................................... 60
3.3.4 - Inspeção de tubagens, sistema de aquecimento e ar condicionado ............... 62
3.4 - Aplicação em Sistemas de Fluido e Vapor ..................................................... 63
3.5 - Aplicação em Sistemas Mecânicos .............................................................. 65
3.6 - Aplicação em Instalações Elétricas ............................................................. 66
3.6.1 - Ligações soltas ou deterioradas ......................................................... 67
3.6.2 - Circuitos em Sobrecarga .................................................................. 68
3.6.3 - Circuitos com desequilibrio de cargas .................................................. 69
3.6.4 - Harmónicos .................................................................................. 70
3.6.5 - Equipamentos defeituosos ................................................................ 71
3.6.6 - Transformadores ........................................................................... 72
3.6.7 - Quadros Elétricos ........................................................................... 74
3.7 - Aplicação em Energias Renováveis ............................................................. 76
3.7.1 - Aproveitamentos de Energia Eólica ..................................................... 76
3.7.2 - Sistemas Fotovoltaicos .................................................................... 79
3.8 - Outras aplicações na Indústria .................................................................. 84
3.8.1 - Controlo do Processo de Fabrico ........................................................ 84
3.8.2 - Automação ................................................................................... 87
3.8.3 - Eletrónica .................................................................................... 89
3.9 - Síntese ............................................................................................... 90
Capítulo 4 ....................................................................................... 91
Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência ................................. 91
4.1 - Caraterização do problema ...................................................................... 91
4.1.1 - Identificação dos pontos de interesse nos transformadores de potência ........ 93
4.1.2 - Caraterização da câmara termográfica ................................................ 93
4.1.3 - Parametrização revelante e dificuldades intrínsecas ................................ 94
4.2 - Tipos de problemas a considerar e metodologias para os tratar .......................... 94
4.2.1 - Pontos de interesse selecionados ....................................................... 95
4.3 - Resultados Obtidos ................................................................................ 96
4.3.1 - Variação da emissividade com a distância ao objeto ................................ 96
4.3.2 - Variação da emissividade com o ângulo de visão ..................................... 97
4.3.3 - Variação da emissividade com a cor da superfície ................................... 98
4.3.3.1 - Variação da emissividade com a cor creme ...................................... 99
4.3.3.2 - Variação da emissividade com a cor cinzento claro ........................... 100
4.3.3.3 - Variação da emissividade com a cor cinzento escuro ......................... 101
 
 
xi 
 
4.3.3.4 – Variação da emissividade com a cor verde ..................................... 101
4.3.4 - Testes sobre um transformador de potência em funcionamento ................. 102
4.3.4.1 - Resultados e sua análise ............................................................ 103
4.3.5 - Conclusões experimentais ............................................................... 107
4.4 - Modo Operatório Proposto ...................................................................... 108
4.5 - Desenvolvimento de uma folha de cálculo para análise de imagens termográficas .. 109
4.5.1 - Caraterização do problema .............................................................. 109
4.5.1.1 - Caracterização da câmara termográfica ........................................ 109
4.5.1.2 - Caracterização do software FLIR QuickReport ................................. 110
4.5.2 - Desenvolvimento da aplicação .......................................................... 110
4.5.2.1 - Modo Operatório ..................................................................... 111
4.5.3 - Resultados .................................................................................. 114
4.5.3.1 - Linha de Perfil ....................................................................... 114
4.5.3.2 - Gráfico de Superfície 3D ........................................................... 115
4.5.4 - Graduação de cores ....................................................................... 116
4.6 - Síntese .............................................................................................. 117
Capítulo 5 .....................................................................................119
Conclusões e trabalho futuro ............................................................................. 119
5.1 - Conclusões ......................................................................................... 119
5.2 - Trabalho futuro ................................................................................... 120
Referências bibliográficas .................................................................. 121
Anexo A ........................................................................................ 125
Anexo B ........................................................................................ 127
B.1 - Variação da emissividade com a distância ao objeto .......................................... 127
B.2 – Variação da emissividade com o ângulo de visão ............................................... 128
B.3 – Variação da emissividade com a cor da superfície ............................................. 129
B.3.1 - Variação da emissividade com a cor creme ............................................... 129
B.3.2 - Variação da emissividade com a cor cinzento claro ..................................... 131
B.3.3 – Variação da emissividade com a cor cinzento escuro .................................... 132
B.3.4 – Variação da emissividade com a cor verde ................................................ 134
B.4 – Testes sobre um transformador de potência em funcionamento ............................ 135
B.5 – Gráficos de Superfície ............................................................................... 147
 
 
xii 
 
Lista de figuras 
Figura 2.1 - Exemplo de fluxo de calor condutivo [4]. ................................................. 8
Figura 2.2 - Exemplo de fluxo de calor convectivo forçado [4]. ..................................... 9
Figura 2.3 - Traçado da emitância espetral de um corpo negro radiante [9]. ................... 11
Figura 2.4 - Traçado da emitância espetral corpo negro em escala logarítmica [4]. ........... 12
Figura 2.5 - Espetro eletromagnético [11]. ............................................................ 13
Figura 2.6 - Variação da emissividade com o comprimento de onda [15]. ....................... 15
Figura 2.7 - Emissão, Reflexão e Transmissão [14]. .................................................. 15
Figura 2.8 - Medição da radiação infravermelha [12]. ............................................... 16
Figura 2.9 - Variação da emissividade com o ângulo de visão [6]. ................................. 19
Figura 2.10 - Variação da emissividade com a temperatura (metais) [15]. ...................... 19
Figura 2.11 - Variação da emissividade com a temperatura (dielétricos) [15]. ................. 20
Figura 2.12 - Variação da emissividade com a condição da superfície [15]. ..................... 20
Figura 2.13 - Fonte de reflexão (1) [12]. ............................................................... 21
Figura 2.14 - Medição da intensidade da radiação da fonte de reflexão [12]. .................. 22
Figura 2.15 - Metodo Refletor [12]. ..................................................................... 22
Figura 2.16 - Transmissão infravermelha (Distância = 0,3Km, Nível do mar) [18]. ............. 26
Figura 2.17 - Transmissão infravermelha (Distância = 1,8Km, Nível do mar) [17]. ............. 26
Figura 2.18 - Redução da Temperatura em função da velocidade do vento [6]. ................ 27
Figura 2.19 – Desenvolvimento dos detectores de infravermelhos ao longo dos anos [22]. ... 37
Figura 3.1 - Termograma com escala de cores. ....................................................... 39
Figura 3.2 - Deteção de cancro da mama [27]. ........................................................ 42
Figura 3.3 - Zonas de Dor [28]. ........................................................................... 42
Figura 3.4 - Procedimentos Cirúrgicos [27]. ............................................................ 42
Figura 3.5 - Lesão músculo – esquelécticas [27]. ...................................................... 43
Figura 3.6 - Deteção de gripe [29]. ...................................................................... 43
 
 
xiii 
 
Figura 3.7 - Deteção de lesões em cavalos [30]. ...................................................... 44
Figura 3.8 - Galáxia Maffei2 [31]. ........................................................................ 45
Figura 3.9 - Estrada Arqueológica [32]. ................................................................. 46
Figura 3.10 - Imagem termográfica geológica [10]. .................................................. 47
Figura 3.11 - Monitorização da cobertura do solo [10]. .............................................. 48
Figura 3.12 - Monitorização dos oceanos [10]. ........................................................ 50
Figura 3.13 - Mapa Meteorológico [10]. ................................................................. 50
Figura 3.14 - Aplicações Militares [2,6]. ................................................................ 51
Figura 3.15 - Fiscalização de canais marítimos [20]. ................................................. 52
Figura 3.16 - Inspeção de um Navio [2]. ................................................................ 52
Figura 3.17 - UAV Antex – X03 desenvolvido em Portugal [33]. .................................... 53
Figura 3.18 - Vigilância de suspeitos [2]. ............................................................... 54
Figura 3.19 - Vigilância de instalações [2]. ............................................................ 54
Figura 3.20 - Buscas de vítimas de naufrágio [33]. ................................................... 55
Figura 3.21 - Deteção de vítimas em incêndios [13]. ................................................. 55
Figura 3.22 - Imagem termográfica de combate a incêndio [2]. .................................. 56
Figura 3.23 - Imagem termográfica de incêndio num navio [33]. ................................. 56
Figura 3.24 - Imagem termográfica de um edifício [35]. ............................................ 58
Figura 3.25 - Deteção de isolamento deficiente [36]. ................................................ 59
Figura 3.26 - Deteção de fugas de ar [36]. ............................................................. 60
Figura 3.27 - Deteção de humidade [36]. .............................................................. 61
Figura 3.28 - Deteção de humidade em coberturas [35]. ............................................ 62
Figura 3.29 - Inspeção de tubagens e sistema de aquecimento [10,20,35]. ..................... 63
Figura 3.30 - Imagens termográficas de sistemas de vapor [45]. .................................. 64
Figura 3.31 - Imagens termográficas de refratário e tubagem [45]. ............................... 64
Figura 3.32 - Imagens termográficas de sistemas mecânicos [47]. ................................ 65
Figura 3.33 - Imagens termográficas de ligações soltas [48,49]. ................................... 67
Figura 3.34 - Imagem termográfica de circuito em sobrecarga. ................................... 68
Figura 3.35 - Imagem termográfica de circuito com desequilíbrio de carga. .................... 69
Figura 3.36 - Linha de perfil da imagem termográfica da Figura 2.58. ........................... 69
 
 
xiv 
 
Figura 3.37 - Imagem termográfica de efeitos de harmónicos [49]. ............................... 71
Figura 3.38 - Imagens termográficas de equipamentos defeituosos. .............................. 72
Figura 3.39 - Imagens termográficas de transformadores [49]. .................................... 74
Figura 3.40 - Imagens termográficas de uma pá [60]. ............................................... 77
Figura 3.41 - Imagens termográficas de impactos sofridos por uma pá [60]. .................... 77
Figura 3.42- Imagem termográfica de termografia ativa [60]. .................................... 78
Figura 3.43 - Imagem termográfica do interior da cabina de uma turbina eólica [61]. ........ 79
Figura 3.44 - Curva característica de uma célula solar [64]. ....................................... 80
Figura 3.45 - Efeito da temperatura na curva característica de uma célula solar [65]. ....... 81
Figura 3.46 - Esquema de termografia ativa [67]. .................................................... 82
Figura 3.47 - Imagens termográficas de derivações em células solares defeituosas [66]. ..... 82
Figura 3.48 - Imagem termográfica de um painel fotovoltaico [65]. .............................. 83
Figura 3.49 - Imagem termográfica de painéis com zonas sobreaquecidas [65]. ................ 83
Figura 3.50 - Imagens termográficas na indústria alimentar [39]. ................................. 85
Figura 3.51 - Imagem termográfica na indústria papeleira [40]. ................................... 86
Figura 3.52 - Imagens termográficas de assento e vidros num automóvel [41]. ................. 87
Figura 3.53 - Imagens termográficas de pneus e conversores catalíticos [42]. .................. 88
Figura 3.54 - Imagens termográficas de placas de circuitos impressos [44]. .................... 90
Figura 4.1 - Exemplar de um transformador de potência. ........................................... 92
Figura 4.2 - Variação da emissividade com o ângulo de visão (experimental). .................. 98
Figura 4.3 - Variação da emissividade com a cor da superfície (creme). ........................ 100
Figura 4.4 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento claro). .............. 100
Figura 4.5 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento escuro). ............ 101
Figura 4.6 - Variação da emissividade com a cor da superfície (verde). ......................... 102
Figura 4.7 - Método de curto-circuito para ensaio de aquecimento (modelo monofássico). . 102
Figura 4.8 - Variação da temperatura de referência ao longo das séries de medidas. ........ 104
Figura 4.9 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (BT Tampa 
Superior). .............................................................................................. 105
Figura 4.10 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Gola 1). .. 106
Figura 4.11 - Esquema do processo de geração de gráficos. ....................................... 111
 
 
xv 
 
Figura 4.12 - Marcação de linha e superfície com QuickReport. .................................. 112
Figura 4.13 - Opções para exportação de dados radiométricos. .................................. 112
Figura 4.14 - Indicação de caminho para leitura dos valores radiométricos. ................... 113
Figura 4.15 - Geração do gráfico. ....................................................................... 113
Figura 4.16 - Marcação de linha e exportação de dados radiométricos com QuickReport. ... 114
Figura 4.17 - Superfície total e exportação de dados radiométricos com QuickReport. ...... 115
Figura 4.18 - Superfície 3D. .............................................................................. 116
Figura B.1 - Variação da emissividade com o ângulo de visão (experimental). ................. 129
Figura B.2 - Variação da emissividade com a cor da superfície (creme). ........................ 130
Figura B.3 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento claro). .............. 132
Figura B.4 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento escuro). ............ 133
Figura B.5 - Variação da emissividade com a cor da superfície (verde). ......................... 135
Figura B.6 - Variação da temperatura de referência ao longo das séries de medidas. ........ 135
Figura B.7 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (BT Tampa 
Superior). .............................................................................................. 139
Figura B.8 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Parede 
Lateral 1). ............................................................................................. 140
Figura B.9 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Parede 
Lateral 2). ............................................................................................. 140
Figura B.10 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Parede 
Lateral 3). ............................................................................................. 141
Figura B.11 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Gola 1). .. 141
Figura B.12 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Gola 2). .. 142
Figura B.13 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Gola 3). .. 142
Figura B.14 - Desvios Relativos em todos os pontos de estudo, ao longo das séries de 
medidas. ............................................................................................... 146
Figura B.15 – Grafico de superfície 3D rodado 90 graus ............................................. 147
Figura B.16 – Gráfico de superfície 3D rodado 180 graus. .......................................... 148
Figura B.17 – Grafico de superfície 3D rodado 90 graus. ............................................ 148
 
 
 
 
 
xvi 
 
 
 
 
 
xvii 
 
Lista de tabelas 
Tabela 2.1 - Valores típicos dos processos para diferentes corpos. ................................ 16 
Tabela 2.2 - Valores típicos de emissividade para diferentes materiais. ......................... 24 
Tabela 2.3 - Fator de correção devido à ação do vento. ............................................. 28 
Tabela 4.1 - Variação da emissividade com a distância ao objeto ................................. 96 
Tabela 4.2 - Variação da emissividade com o ângulo de visão ...................................... 97 
Tabela 4.3 - Variação da emissividade com a cor da superfície (creme). ........................ 99 
Tabela 4.4 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (BT Tampa 
Superior). .............................................................................................. 104 
Tabela 4.5 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Gola 1). ............... 105 
Tabela 4.6 - Erros relativos das leituras efetuadas (BT Tampa Superior). ....................... 106 
Tabela 4.7 - Erros relativos das leituras efetuadas (Gola 3). ...................................... 107 
Tabela 4.8 - Valor da emissividade para as diferentes cores de tinta. ........................... 108 
Tabela A.1 – Valores de emissividade ................................................................... 125 
Tabela B.1 - Variação da emissividade com a distância ao objeto ................................ 127 
Tabela B.2 - Variação da emissividade com o ângulo de visão ..................................... 128 
Tabela B.3 - Variação da emissividade com a cor da superfície (creme). ....................... 129 
Tabela B.4 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento claro). ............. 131 
Tabela B.5 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento escuro). ............ 132 
Tabela B.6 - Variação da emissividade com a cor da superfície (verde). ........................ 134 
Tabela B.7 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (BT Tampa 
Superior). .............................................................................................. 136 
Tabela B.8 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Parede Lateral 1). .. 136 
Tabela B.9 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Parede Lateral 2). .. 137 
Tabela B.10 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Parede Lateral 3). . 137 
Tabela B.11 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Gola1). .............. 138 
Tabela B.12 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Gola 2). .............. 138 
 
xviii Introdução 
 
xviii 
 
Tabela B.13 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Gola 3). ............. 139 
Tabela B.14 - Desvios relativos das leituras efetuadas (BT Tampa Superior). .................. 143 
Tabela B.15 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Parede Lateral 1). ..................... 143 
Tabela B.16 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Parede Lateral 2). ..................... 144 
Tabela B.17 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Parede Lateral 3). ..................... 144 
Tabela B.18 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Gola 1). .................................. 145 
Tabela B.19 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Gola 2). .................................. 145 
Tabela B.20 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Gola 3). .................................. 146 
Tabela B.21 - Valor da emissividade para as diferentes cores de tinta. ......................... 147 
 
 
xix 
 
Abreviaturas e Símbolos 
Lista de abreviaturas (ordenadas por ordem alfabética) 
CDI Carrier Density Imaging 
CRPS Síndrome de Dor Regional Complexa 
CTS Condições de Teste Standard 
DEEC Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores 
EL Electroluminescência 
FEUP Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto 
FMDUP Faculdade de Medicina Dentária da Universidade do Porto 
IRAS Infrared Astronomical Satellite 
MPP Ponto de Potência Máxima 
NETA InterNational Electrical Testing Association 
NOCT Nominal Operating Cell Temperature 
QCM Quadro de Comando de Motores 
QD Quadro de Distribuição 
QM Quadro de Máquinas 
QGBT Quadro Geral de Baixa Tensão do Posto de Transformação 
QP Quadro Parcial 
PITVANT Programa de Investigação e Tecnologia em Veículos Aéreos Autónomos Não – 
Tripulados 
SI Sistema Internacional 
UAV Unmanned Aerial Vehicle 
 
 
 
 
 
xx 
 
Lista de símbolos 
𝑄 Calor (𝐽) 
𝑞′′ Fluxo de calor (𝑊/𝑚2) 
𝑞𝑐′′ Quantidade de calor transferido por condução, por unidade de área, na 
unidade de tempo (𝑊/𝑚2) 
𝑞𝑐 Quantidade de calor transmitido por condução, através de uma superfície (𝑊) 
𝑞ℎ′′ Quantidade de calor transferido por convecção, por unidade de área, na 
unidade de tempo (𝑊/𝑚2) 
𝑞ℎ Quantidade de calor transmitido por convecção, através de uma superfície(𝑊) 
𝑞𝑟′′ Quantidade de calor transferido por radiação, por unidade de área, na 
unidade de tempo (𝑊/𝑚2) 
𝑞𝑟 Quantidade de calor transmitido por radiação, através de uma superfície (𝑊) 
°𝐶 Celsius 
℉ Fahrenheit 
K Kelvin 
𝜔 Frequência angular 
𝛼 Ângulo 
𝐴 Secção transversal (𝑚2) 
𝑘 Condutividade térmica (𝑊/𝑚 ∗ 𝐾) 
𝑙 Comprimento do material condutor (m) 
𝑇1 − 𝑇2 Diferença de Temperaturas (K) 
𝑇𝑠 Temperatura de superfície (K) 
𝑇𝑏 Temperatura do fluido que envolve a superfície (K) 
𝑇 Temperatura (K) 
ℎ Coeficiente de transferência de calor (𝑊/𝑚2 ∗ 𝐾) 
𝜎 Constante de Stephan-Boltzmann (5.67 𝑥 10 −8 𝑊/(𝑚2𝐾4)) 
𝑓, 𝜐 Frequência (Hz) 
𝑊(𝜆,𝑇) Emitância espectral do corpo negro radiante (𝑊 𝑚2,⁄ 𝜇𝑚) 
𝜆 Comprimento de onda (m) 
ℎ Constante de Planck (6.626 × 10−34 𝐽 ∙ 𝑠) 
𝐾 Constante de Boltzmann (1.381 × 10−23 𝐽/𝐾) 
𝑒 Número de Euler 
𝑐 Velocidade da luz (≃ 3 × 108 𝑚/𝑠) 
𝑏 Constante de radiação (2898 𝜇𝑚 ∗ 𝐾) 
𝜀 Emissividade 
𝜌 Reflexão espectral 
𝛼 Absorção espectral 
 
 
xxi 
 
𝜏 Transmissão espectral 
𝑈 Sinal de saída detector 
𝑊𝑡𝑜𝑡 Quantidade de calor transferido por radiação, por unidade de área, na 
unidade de tempo total (𝑊/𝑚2) 
𝑊𝑜𝑏𝑗 Quantidade de calor transferido por radiação, por unidade de área, na 
unidade de tempo, pelo objeto (𝑊/𝑚2) 
𝑊𝑟𝑒𝑓𝑙 Quantidade de calor transferido por radiação, por unidade de área, na 
unidade de tempo, por uma fonte ambiental (𝑊/𝑚2) 
𝑊𝑎𝑡𝑚 Quantidade de calor transferido por radiação, por unidade de área, na 
unidade de tempo, pela atmosfera (𝑊/𝑚2) 
𝑑𝑅(𝜆,𝑇)
𝑑𝜆
 Radiância espectral por comprimento de onda (𝑊/𝑚3) 
𝐼 Intensidade da radiação incidente (𝑊 ∙ 𝑠𝑟−1) 
𝐼0 Intensidade da radiação incidente inicial (𝑊 ∙ 𝑠𝑟−1) 
𝐼𝐵 Corrente eléctrica de serviço (A) 
𝐼𝑍 Intensidade máxima admissível (A) 
𝐸 Irradiância (𝑊/𝑚2) 
𝑃𝑀𝑃𝑃 Potência Máxima sob as Condições de Teste Standard (Wp) 
𝐼𝑀𝑃𝑃 Corrente fotovoltaica no MPP (A) 
𝑈𝑀𝑃𝑃 Tensão fotovoltaica no ponto MPP (V) 
𝐼𝐶𝐶 Corrente do curto-circuito (A) 
𝑈𝑂𝐶 Tensão em circuito aberto (V) 
𝐹𝐹 Facto de forma 
𝜂 Eficiência (%) 
𝑉 Velocidade (𝑚 𝑠𝑒𝑔⁄ ) 
𝛽 Coeficiente térmico da tensão (𝑉/℃) 
𝛼 Coeficiente térmico da corrente (𝐴/℃) 
𝑅𝑆 Resistência Série (Ω) 
𝑅𝑃 Resistência Paralelo (Ω) 
 
 
 
 
 
Capítulo 1 
Introdução 
Um objeto pode ser caraterizado por uma variedade de parâmetros físicos, tais como, 
tamanho, forma e peso. No entanto, a propriedade física mais frequentemente medida é a 
temperatura. Variações de temperatura inesperadas podem indicar falhas de projeto, 
fabricação deficiente ou componentes danificados. Temperaturas excessivas aparecem pouco 
tempo antes da falha, como por exemplo, em motores elétricos, transformadores ou 
componentes eletrónicos, sendo que a sua eficiência operacional diminui à medida que a 
temperatura aumenta. 
Os sistemas de imagem que recorrem a câmaras termográficas são sistemas de formação 
de imagens térmicas e medem a distribuição de temperatura superficial em tempo real. A 
técnica de deteção da distribuição de temperatura superficial de um objeto denomina-se por 
termografia. Uma câmara termográfica faz uso da faixa de infravermelhos, produzindo assim 
uma imagem térmica de infravermelhos, também conhecida por termograma. 
A termografia sofreu uma rápida evolução como indústria própria, devido aos enormes 
progressos verificados, nas últimas duas décadas, nas seguintes tecnologias: desenvolvimento 
dos detetores de infravermelhos baseados em microssistemas, desenvolvimento da eletrónica 
e desenvolvimento da ciência computacional. O desenvolvimento das câmaras termográficas 
originou a introdução de modelos de baixo custo, abrindo novos campos de usos e 
acessibilidades aos mais diversos utilizadores. A interpretação de uma imagem termográfica é 
um aspeto fundamental nos ensaios termográficos. O objetivo do ensaio e a natureza do 
objeto em estudo determinam se a análise deve ser qualitativa ou quantitativa. 
A tecnologia tem óbvias vantagens assim como algumas desvantagens sendo que, em 
relação às primeiras merece destaque: a facilidade na medição da temperatura de objetos 
móveis e de difícil acesso, a facilidade e rapidez na medição de grandes superfícies, a não 
interferência com o funcionamento e com o comportamento do elemento a medir, a precisão 
elevada, a alta repetibilidade e fiabilidade das medições. 
 
2 Introdução 
 
 
 
As desvantagens residem principalmente na dificuldade de avaliar os fatores de influência 
na medição da radiação infravermelha, originando calibrações deficientes que podem 
influenciar resultados obtidos e conclusões tomadas. 
Como, na maioria dos processos e atividades industriais, o parâmetro da temperatura é 
muito importante, a medição exata da mesma pode ser afetada pelos seguintes fatores: 
emissividade, reflexão, influência atmosférica e fatores climáticos. Interessa que os processos 
e atividades industriais tenham o mínimo de perdas, por isso, deve-se corrigir e minimizar 
possíveis erros de interpretação de resultados. 
As atividades industriais e os serviços fundamentais para as populações dependem do bom 
funcionamento dos sistemas de energia e das máquinas elétricas. A termografia é uma 
ferramenta com forte implementação em ações de manutenção preditiva, manutenção 
preventiva, manutenção condicionada dos sistemas de energiae das máquinas elétricas. 
Estre trabalho é sobre a análise de sistemas de energia e máquinas elétricas com recurso 
a termografia e teve origem numa parceria entre a Faculdade de Engenharia da Universidade 
do Porto (FEUP) e a empresa Efacec Energia, Máquinas e Equipamentos Elétricos, SA. Com o 
crescente interesse da empresa Efacec em tecnologias termográficas foi proposto o 
desenvolvimento de uma metodologia para aplicação das técnicas termográficas em grandes 
transformadores de potência. Foi pedido ao autor a calibração de uma câmara termográfica 
disponibilizada pela empresa Efacec Energia, Máquinas e Equipamentos Elétricos, SA, em 
todos os aspetos considerados relevantes e a elaboração de um protocolo com os passos a 
seguir numa inspeção termográfica. 
Na FEUP existe uma câmara termográfica, disponibilizada pelo Departamento de 
Engenharia Eletrotécnica e de Computadores (DEEC), que foi utilizada para familiarização das 
técnicas termográficas. Verificou-se que ao nível de software não existia a capacidade de 
gerar imagens gráficas para realizar uma análise quantitativa mais completa. Paralelamente 
ao trabalho de investigação experimental, conduzido em fábrica, foi desenvolvida uma folha 
de cálculo para uma análise quantitativa de imagens termográficas, de forma a complementar 
as funcionalidades do software disponível na FEUP. 
1.1 - Objetivos e Metodologia 
Os objetivos propostos para a presente dissertação foram: 
• Familiarizar-se com as técnicas termográficas e os seus fundamentos e conhecer as 
suas aplicações; 
• Desenvolver uma metodologia para aplicação das técnicas termográficas em grandes 
transformadores de potência; 
https://www.fe.up.pt/si/unidades_geral.visualizar?p_unidade=13�
https://www.fe.up.pt/si/unidades_geral.visualizar?p_unidade=13�
 
Apresentação do trabalho 3 
 
 
• Calibrar uma câmara termográfica, disponibilizada pela empresa Efacec, em todos os 
aspetos considerados relevantes, ou seja, parametrização dos fatores de influência na 
medição da radiação infravermelha; 
• Desenvolver uma folha de cálculo para uma análise quantitativa de imagens 
termográficas, de forma a complementar as funcionalidades do software disponível na 
FEUP. 
A parte de investigação experimental do trabalho decorreu nas instalações da Efacec, 
onde foram realizados todos os ensaios necessários para a parametrização considerada 
relevante, contando sempre com o apoio do pessoal do Laboratório de Ensaios da Efacec. 
O trabalho de pesquisa bibliográfica com vista à fundamentação das diferentes atividades 
desenvolvidas e o desenvolvimento da folha de cálculo foram realizados na FEUP. 
O autor trabalhou orientado pelo Professor Doutor Artur Manuel de Figueiredo Fernandes 
e Costa. 
1.2 - Apresentação do trabalho 
O presente documento de dissertação de mestrado encontra-se dividido em 5 capítulos e 
dois anexos. A estrutura adotada pelo autor pretende descrever, sequencialmente, a 
apresentação e o desenvolvimento de uma metodologia para aplicação das técnicas 
termográficas em grandes transformadores de potência. 
No presente capítulo, fez-se um enquadramento do tema e fixam-se os principais 
objetivos para o trabalho. 
No capítulo 2, faz-se uma descrição das técnicas termográficas e seus fundamentos. 
Mostram-se as vantagens da aplicação das técnicas termográficas, os fenómenos associados à 
transferência de calor e os fatores de influência na medição da radiação infravermelha. 
 No capítulo 3, faz-se uma descrição dos principais campos de aplicação das técnicas 
termográficas, mostrando-se as vantagens da aplicação da termografia nos mesmos. 
No capítulo 4, mostra-se o desenvolvimento da metodologia para a aplicação das técnicas 
termográficas descritas nos capítulos anteriores. Faz-se uma caracterização do problema, 
mostra-se os tipos de problemas a considerar e a metodologia para os tratar, os resultados 
obtidos e, por fim, o modo operatório proposto. Na parte final mostra-se a folha de cálculo, 
que foi desenvolvida para complementar as possibilidades do software disponível na FEUP. 
 No capítulo 5, são enunciadas as conclusões e faz-se uma síntese do trabalho 
desenvolvido. São também propostos alguns temas para trabalhos de investigação futuros. 
 
 
4 Introdução 
 
 
 
O trabalho possui ainda dois anexos. No anexo A apresenta-se um catálogo de 
emissividades de diversos materiais, tendo como fonte a consulta da bibliografia apresentada, 
principalmente na informação fornecida por empresas fornecedoras de câmaras 
termográficas. No anexo B, mostra-se todos os dados relevantes obtidos nos ensaios efetuados 
para a calibração da câmara termográfica. 
 
 
 
Capítulo 2 
Tecnicas termográficas e seus 
fundamentos 
A termografia sem contacto é uma técnica de deteção da distribuição de energia térmica 
emitida pela superfície de um ou vários corpos ou objetos, por radiação. É um método não 
invasivo, capaz de detetar, visualizar e gravar diferentes níveis de distribuição de 
temperatura através da superfície de um objeto. A termografia sem contacto permite o 
estudo da temperatura dos corpos, através da radiação infravermelha emitida pelos mesmos 
usando uma câmara radiométrica [1]. Na maioria dos processos e atividades industriais, o 
parâmetro temperatura é muito importante. Uma câmara radiométrica é uma câmara térmica 
com capacidade de medir temperaturas apresentando algumas vantagens em relação aos 
outros sistemas de medição de temperatura, nomeadamente aos que usam técnicas de 
contacto [2,3]: 
• Fácil medição da temperatura de objetos móveis e de difícil acesso; 
• Técnica sem contacto, não interferindo com o funcionamento e com o 
comportamento do elemento a medir; 
• Facilidade e rapidez na medição de grandes superfícies; 
• Medição da temperatura de vários objetos de forma simultânea; 
• Tempo rápido de resposta, permitindo seguir fenómenos transitórios de temperatura; 
• Precisão elevada, alta repetibilidade e fiabilidade das medições. 
A termografia é aplicável em qualquer situação onde o conhecimento do padrão térmico 
através de uma superfície forneça dados significativos de uma estrutura, processo ou sistema, 
nomeadamente [2]: 
• Sistemas Elétricos; 
• Sistemas Mecânicos; 
 
6 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
• Sistemas de Fluidos e Vapor; 
• Indústria Automóvel; 
• Indústria de processo; 
• Perdas de Energia (Edifícios, Fornos e Caldeiras); 
• Eletrónica; 
• Aeronáutica; 
• Vigilância e Segurança; 
• Aplicações Médicas: Medicina e Medicina Veterinária. 
É uma ferramenta com forte implementação em Manutenção Preditiva, Manutenção 
Preventiva, Manutenção Condicionada, Garantia da Qualidade e Forenses e pode ser usada, 
com vantagens, em fase de desenvolvimento de novos produtos onde a temperatura seja uma 
variável crítica. 
2.1 - Fenómenos de transferência de calor 
O calor é a energia térmica em transição. A quantidade de calor simboliza-se pela letra 𝑄 
e tem como unidades do Sistema Internacional (𝑆𝐼) o joule (𝐽). Outra unidade conhecida para 
o calor será a caloria (𝑐𝑎𝑙) [3]. Como todas as outras formas de energia, o calor nem pode ser 
criado nem destruído. Pode, no entanto, ser convertido de e para outras formas de energia 
como, por exemplo, energia elétrica em bombas de calor, dispositivos termoelétricos e 
geradores de vapor. Uma fonte de criação de calor (aquecedor elétrico, por exemplo) é, na 
verdade, um sistema de conversão de energia. O calor é dinâmico, ou seja, ele resiste à 
estabilidade, fluindo a partir de pontos de maior temperatura para os pontos de temperatura 
mais baixa. A transferência de calor continuará até que os dois pontos se encontrem à mesma 
temperatura, encontrando assim um equilíbrio térmico [3]. 
A transferência de calor é quantificada pelo fluxo de calor ou fluxo térmico, que 
representa uma taxa de energia térmica (calor) transferida através de uma superfície. Emunidades 𝑆𝐼, é medido em 𝑊/𝑚2, ou seja, representa a quantidade de calor transferido por 
unidade de área, na unidade de tempo. O fluxo de calor é uma grandeza vetorial com 
intensidade, direção e sentido e representa-se por 𝑞′′����⃗ . O seu valor escalar será representado 
por 𝑞′′ [4]. 
Existem três modos de Transferência de Calor [2]: 
• Condução – A transferência de calor dá-se no interior ou entre corpos; 
• Convecção – A transferência de calor dá-se entre uma superfície sólida e um fluido. 
• Radiação – A transferência de calor dá-se através de ondas eletromagnéticas, 
podendo ocorrer através de meios transparentes ou do vácuo. É o único modo de 
transferência de calor detetado diretamente pelo equipamento de infravermelhos. 
 
Fenómenos de transferência de calor 7 
 
 
Temperatura é diferente de calor e define-se como a medida da velocidade média das 
moléculas e átomos que formam a substância. A temperatura é um escalar e pode ser medida 
em °𝐶 (Celsius) ou K (Kelvin), no Sistema Internacional de Unidades [2]. Num determinado 
espaço, pode definir-se um campo de temperaturas (campo térmico), que é um campo 
escalar. 
2.1.1 - Condução 
O processo de condução é simples, estando associado à transferência de calor efetuada ao 
nível molecular. As partículas mais energéticas (maior temperatura), ao colidir com as 
partículas contíguas menos energéticas (menor temperatura), transferem parte da sua 
energia vibracional, rotacional e translaccional. O movimento da energia térmica é 
transmitido ao longo de um átomo para outro. A transferência de calor ocorre em gases, 
líquidos ou sólidos [4,5,6,7]. 
A transferência de calor por condução pode ser avaliada pela sua rapidez, sendo 
dependente da condutividade térmica do material. Os metais têm alta condutividade 
térmica, enquanto os isolantes têm baixa condutividade térmica. Outros fatores que afetam a 
transferência de calor por condução são a diferença de temperaturas, a área de superfície e a 
qualidade da superfície de contacto. Estes fatores são diretamente proporcionais à rapidez da 
transferência de calor [2,6]. 
A condução de calor é regida pela Lei de Fourier que estabelece que o fluxo de calor 𝑞′′, 
num ponto do meio é proporcional ao gradiente de temperatura nesse ponto [4]: 
 
 𝑞𝑐′′ = 𝑘× (𝑇1 −𝑇2) 𝑙⁄ (2.1) 
 
onde 𝑘 é a condutividade térmica (𝑊/𝑚 ∗ 𝐾), 𝑇1 − 𝑇2 é a diferença de temperaturas (K), 𝑙 é 
o comprimento do material condutor (𝑚) e 𝑞𝑐′′ é a quantidade de calor transferido por 
condução, por unidade de área, na unidade de tempo (𝑊/𝑚2). 
A quantidade de calor transferido por condução, através de uma superfície 𝑞𝑐, é 
proporcional à secção transversal 𝐴, através da qual o calor flui e à diferença de temperatura 
𝑇1 − 𝑇2, e inversamente proporcional ao comprimento 𝑙 do material [5]: 
 
 𝑞𝑐 = 𝐴× 𝑞𝑐′′ = 𝐴× 𝑘× (𝑇1 −𝑇2) 𝑙⁄ (2.2) 
 
onde 𝐴 é a secção transversal (𝑚2) e 𝑞𝑐 é a quantidade de calor transmitido por condução, 
através de uma superfície (𝑊). Pode-se observar um exemplo da transferência de calor por 
condução na Figura 2.1. 
 
 
8 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
 
 
Figura 2.1 - Exemplo de fluxo de calor condutivo [4]. 
2.1.2 - Convecção 
O fluxo de calor por convecção ocorre quando, um gás ou um líquido flui ao passar numa 
superfície sólida, cuja temperatura é diferente da temperatura do fluido [5]. O movimento 
pode ser provocado por agentes externos, como por exemplo pela atuação de uma ventoinha, 
ou por diferenças de densidade resultantes do próprio aquecimento do fluido. No primeiro 
caso, diz-se que a transferência de calor se processa por convecção forçada, enquanto, no 
segundo, por convecção natural ou livre. Assim, mesmo que um fluido se encontre em 
repouso (do ponto de vista macroscópico), a diferença de temperaturas gera diferenças de 
densidade no seio do fluido que poderão ser suficientes para induzir um movimento 
ascendente do fluido mais quente (sob a ação da gravidade) [4,7]. 
A quantidade de calor transferido por condução 𝑞ℎ′′, por unidade de área, na unidade de 
tempo (𝑊/𝑚2) é dada por [5]: 
 
 𝑞ℎ′′ = ℎ× (𝑇𝑠 − 𝑇𝑏) (2.3) 
 
onde 𝑇𝑠 é a temperatura de superfície (K) e 𝑇𝑏 é a temperatura do fluido que envolve a 
superfície (K), ℎ é o coeficiente de transferência de calor (𝑊/𝑚2 ∗ 𝐾), que depende de 
propriedades físicas do fluido, tais como temperatura, e da situação física em que ocorre a 
convecção. 
A quantidade de calor transmitido por convecção, através de uma superfície 𝑞ℎ, é dada 
por [5]: 
 
 𝑞ℎ = 𝐴 × ℎ × (𝑇𝑠 − 𝑇𝑏) (2.4) 
 
 
Fenómenos de transferência de calor 9 
 
 
onde 𝐴 é a área de transferência de calor, perpendicular ao fluxo de calor (𝑚2). A diferença 
de temperatura 𝑇𝑠 − 𝑇𝑏 ou, ∆𝑇, também se pode designar por driving-force, ou seja, a causa 
para a ocorrência da transferência de calor. 
A transferência de calor por convecção pode ser afetada por fatores como a diferença de 
temperatura entre objeto e fluido, a densidade do fluido, a área da superfície, a velocidade 
do fluido e a rugosidade da superfície, como se vê na equação 2.4. Quanto maiores forem a 
diferença de temperatura, a área da superfície e a velocidade do fluido, maior será a taxa de 
transferência de calor. Em relação à densidade do fluido, uma menor densidade implica uma 
maior rapidez da transferência de calor. Em relação à rugosidade da superfície, sabe-se que 
superfícies rugosas diminuem a velocidade do fluido o que implica uma transferência de calor 
mais lenta [2]. 
Pode-se observar um exemplo de fluxo de calor convectivo forçado na Figura 2.2. 
 
 
Figura 2.2 - Exemplo de fluxo de calor convectivo forçado [4]. 
2.1.3 - Radiação 
A radiação térmica é a energia emitida de um dado material, dada a sua temperatura 
diferente de zero. A radiação térmica está relacionada com a energia libertada devido às 
oscilações ou transições dos eletrões que constituem os átomos, iões ou moléculas mantidos 
pela energia interna do material. Toda a forma de matéria com temperatura acima do zero 
absoluto emite energia por radiação [1,4]. A energia do campo de radiação é transportada por 
ondas eletromagnéticas através do espaço vazio. A transferência de energia por condução ou 
convecção exige a presença de um meio material, ao contrário da radiação, que ocorre de um 
modo mais eficiente no vácuo [4,8]. 
Existem alguns fatores que afetam a transferência de calor por radiação. Enquanto uma 
maior diferença de temperaturas entre objetos implica maior rapidez de transferência de 
calor, a mesma pode ser diminuída por fatores atmosféricos (humidade, CO2, e partículas). 
Uma menor distância ao corpo quente e uma maior emissividade do objeto implicam maior 
rapidez de transferência de calor [2]. 
 
10 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
Para uma avaliação do poder emissivo de uma superfície, tem que se explicar o conceito 
do corpo negro. Um corpo negro é um corpo capaz de absorver toda a radiação incidente, 
independentemente do comprimento de onda e direção da radiação. Para uma determinada 
temperatura e comprimento de onda, não existe nenhuma superfície capaz de emitir mais 
energia que um corpo negro. Apesar da emissão de radiação ser em função da temperatura e 
comprimento de onda, é independente da sua direção, ou seja, é um emissor difuso [4]. Um 
corpo negro representa um sistema físico que, em equilíbrio térmico, possui a capacidade 
máxima de emitir e de absorver toda a energia recebida por radiação, ou seja, considera-se 
teoricamente um emissor perfeito, 𝜀 = 1. Como o corpo negro é um conceito teórico, não 
existindo na vida real, iremos sempre encontrar valores de ε inferioresa 1 [9]. 
Pode-se assim introduzir as leis da radiação [2]: 
• Lei de Stephan-Boltzmann: relaciona temperatura e energia 
• Lei de Planck: relaciona energia e comprimento de onda 
• Lei do deslocamento de Wien: relaciona temperatura e comprimento de onda 
 
2.1.3.1 - Lei de Stephan-Boltzmann 
Estabelece que a quantidade de calor transferido por radiação, por unidade de área de 
superfície de um corpo negro, na unidade de tempo (radiação do corpo negro), é diretamente 
proporcional à quarta potência da sua temperatura [2,4]: 
 
 𝑞𝑟′′ = 𝜎 ∗ 𝑇4 (2.5) 
 
onde 𝜎 é a constante de Stephan-Boltzmann (5.67 𝑥 10 −8 𝑊/(𝑚2𝐾4)), 𝑇 é a temperatura (K) 
e 𝑞𝑟′′ é a quantidade de calor transferido por radiação, por unidade de área, na unidade de 
tempo (𝑊/𝑚2). 
A quantidade de calor transmitido por convecção, através de uma superfície 𝑞ℎ, é dada 
por [2,4]: 
 
 𝑞𝑟 = 𝐴× 𝑞𝑟′′ (2.6) 
 
onde 𝐴 é a área de transferência de calor, perpendicular ao fluxo de calor (𝑚2). 
2.1.3.2 - Lei de Planck 
A lei de Planck descreve, matematicamente, a quantidade de energia emitida por um 
material numa dada temperatura, para cada comprimento de onda 𝜆. Max Planck (1858-1947) 
foi capaz de descrever a distribuição espetral da radiação de um corpo negro, através da 
seguinte fórmula [4]: 
 
Fenómenos de transferência de calor 11 
 
 
 𝑊(𝜆,𝑇) = 2𝜋ℎ𝑐2
𝜆5�𝑒(ℎ𝑐 𝜆𝑘𝑇⁄ )−1�
× 10−6 (2.7) 
 
onde ℎ é a constante de Planck (6.626 × 10−34 𝐽 ∙ 𝑠), 𝜆 é o comprimento de onda (m), 𝑇 é a 
temperatura do corpo negro (K), 𝐾 é a constante de Boltzmann (1.381 × 10−23 𝐽/𝐾), 𝑒 é o 
número de Euler, 𝑐 é a velocidade da luz (≃ 3 × 108 𝑚/𝑠) e 𝑊(𝜆,𝑇) é a emitância espetral do 
corpo negro radiante no comprimento de onda 𝜆 (𝑊 𝑚2,⁄ 𝜇𝑚). O fator 10−6 é usado desde que 
a emitância espetral nas curvas é expresso em 𝑊 𝑚2,⁄ 𝜇𝑚. Na Figura 2.3, vê-se um traçado 
gráfico da emitância espetral do corpo negro radiante, numa escala linear, para várias 
temperaturas, produzindo-se uma família de curvas. 
 
 
Figura 2.3 - Traçado da emitância espetral de um corpo negro radiante [9]. 
Da observação do gráfico da Figura 2.3 pode-se concluir [4]: 
• A radiação emitida varia continuamente com o comprimento de onda; 
• Com qualquer comprimento de onda, a magnitude da radiação emitida aumenta com 
o aumento da temperatura; 
• A região espetral em que a radiação é concentrada depende da temperatura, 
aparecendo mais radiação em comprimentos de onda mais curtos à medida que a 
temperatura aumenta. 
 
12 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
2.1.3.3 - Lei do deslocamento de Wien 
Lei da física que afirma que existe uma relação entre a temperatura e o comprimento de 
onda na qual ocorre a máxima emissão de energia [2]: 
 𝜆𝑚𝑎𝑥 = 𝑏 𝑇⁄ (2.8) 
onde 𝑏 = 2898 𝜇𝑚 ∗ 𝐾 é uma constante de radiação. Na Figura 2.4, podemos observar a 
localização de 𝜆𝑚𝑎𝑥. 
 
 
Figura 2.4 - Traçado da emitância espetral corpo negro em escala logarítmica [4]. 
 
A Figura 2.4 mostra que o espetro emissivo de potência máxima desloca-se para 
comprimentos de onda mais pequenos, à medida que aumenta a temperatura [4]. 
Uma onda eletromagnética tem duas caraterísticas fundamentais: a frequência e o 
comprimento de onda. Define-se frequência 𝑓 como o número de vezes que se repete um 
fenómeno, por unidade de tempo. Define-se comprimento de onda 𝜆 como a distância entre 
dois pontos consecutivos que se encontram no mesmo estado de fase [8]. 
Estas relacionam-se pela seguinte fórmula: 
 
 𝜆 = 𝑐 𝑓⁄ (2.9) 
 
onde 𝑐 representa a velocidade da luz (≃ 300000 𝐾𝑚/𝑠). Da análise da fórmula, conclui-se 
que a frequência e o comprimento de onda estão inversamente relacionados. A compreensão 
das caraterísticas da radiação eletromagnética é importante para a classificação do espetro 
eletromagnético [8]. 
 
Espetro Eletromagnético 13 
 
 
2.2 - Espetro Eletromagnético 
A energia de um objeto quente é irradiada em diferentes níveis, em todo o espetro 
eletromagnético. O espetro eletromagnético divide-se em diferentes faixas espetrais, que vão 
desde comprimentos de onda mais curtos, incluindo raios gama e raio-X, até comprimentos de 
onda mais longos, incluindo micro-ondas e ondas de rádio transmissão [10]. Existem ainda as 
faixas espetrais ultravioleta, visível e infravermelho, tal como se pode observar na Figura 2.5. 
 
Figura 2.5 - Espetro eletromagnético [11]. 
A luz que o olho humano pode detetar é a faixa visível do espetro eletromagnético, sendo 
uma mistura de comprimentos de onda, percebidos como diferentes cores. Os limites do olho 
humano encontram-se entre 0,4 µm (violeta) a 0,7 µm (vermelho), situando-se 
intermediamente todas as outras cores tal, como vemos no arco-íris [10]. 
A faixa do infravermelho encontra-se entre os limites 0,75 µm, no limite da perceção 
visual, até aos 1000 µm, onde se funde com as micro-ondas. A faixa do infravermelho é 
frequentemente subdividida em quatro faixas menores, onde os limites são escolhidos 
aleatoriamente. Definem-se assim o infravermelho próximo (0,75-3 µm), o infravermelho 
médio (3-6 µm), o infravermelho distante (6-15 µm) e infravermelho extremo (15-1000 µm) 
[12]. 
A termografia faz uso da faixa de infravermelho, através do uso de uma câmara 
radiométrica, usualmente denominadas como câmara termográfica. 
 
 
14 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
2.3 - Caraterísticas da radiação infravermelha 
Todas as leis da radiação discutidas no ponto 2.1.3 são relativas a corpos negros. Os 
corpos reais não são corpos negros, apesar de se poderem comportar aproximadamente como 
tal em determinados intervalos espetrais. Por isso, as leis enunciadas não podem ser 
aplicadas sem se ter em consideração determinadas correções [12]. 
Existem três processos que impedem um objeto real de agir como um corpo negro: uma 
fração 𝛼 da radiação que pode ser absorvida, uma fração 𝜌 da radiação que pode ser 
refletida e uma fração 𝜏 da radiação que pode ser transmitida. Todos estes fatores são 
dependentes do comprimento de onda [12]. 
A absorção espetral 𝛼 é a razão entre a radiância absorvida pelo objeto e a radiância 
total que incide no objeto, entendendo-se radiância como, a quantidade de luz que passa por 
ou que é emitida numa área em particular [12,13]. 
A reflexão espetral 𝜌 é a razão entra a radiância refletida pelo objeto e a radiância total 
que incide no objeto [12,13]. A reflexão depende das propriedades da superfície, da 
temperatura e do tipo de material. O ângulo de reflexão da radiação infravermelha refletida 
é sempre igual ao ângulo de incidência [12]. 
A transmissão espetral 𝜏 é a razão entre a radiância transmitida e a radiância total que 
incide no objeto [12,13]. A transmissão depende do tipo e da espessura do material, sendo 
que a maioria dos materiais são não transmissivos [12]. 
A soma dos três fatores adimensionais deve ser igual à unidade, para qualquer 
comprimento de onda, pela seguinte relação [12]: 
 
 𝛼 + 𝜌 + 𝜏 = 1 (2.10) 
 
Um objeto também tem a capacidade de radiar ou emitir energia infravermelha em 
comparação com um corpo negro à mesma temperatura e comprimento de onda, definindo-se 
assim a emissividade 𝜀 [2]. 
A emissividade varia com as propriedades da superfície, do material e, para alguns 
materiais, varia com a temperatura do objeto. Materiais não metálicos (PVC, cimento e 
substâncias orgânicas) têm alta emissividade para a faixa do infravermelho distante e estanão depende da temperatura, 0,8 < 𝜀 < 0,95. Metais com superfície brilhantes, têm baixa 
emissividade, que varia com a temperatura [12]. 
Tal como referido no ponto 2.1.3, um corpo negro é um emissor perfeito 𝜀 = 1. Num 
corpo negro, tanto a reflexão como a transmissão, são nulas. Um corpo cinzento possui 
emissividade constante menor que o corpo negro 𝜀 < 1 e a transmissão é nula. Num corpo não 
cinzento possui emissividade que varia ao longo de diferentes comprimentos de onda, 
existindo também a reflexão e transmissão da radiação infravermelha [3]. 
 
Caraterísticas da radiação infravermelha 15 
 
 
A maioria dos sólidos, superfícies pintadas ou orgânicas e metais oxidados são corpos 
cinzentos com emissividade elevada. Superfícies de metal polidas e brilhantes, e alguns 
materiais semicondutores, são corpos cinzentos com baixa emissividade e alta refletividade. 
Filme de plástico fino, vidro, gases e materiais óticos são corpos não cinzentos cuja 
emissividade varia com o comprimento de onda [3]. Na Figura 2.6, observam-se as curvas da 
variação da emissividade com o comprimento de onda. 
 
Figura 2.6 - Variação da emissividade com o comprimento de onda [15]. 
Segundo a lei de Kirchhoff, para qualquer material a uma determinada temperatura e 
para um dado comprimento de onda, a emissividade espetral e a absorção espetral são iguais, 
ou seja, 𝛼 = 𝜀 [12]. A lei de conservação de energia enunciada na equação 2.10 pode ser 
assim alterada para a seguinte fórmula: 
 𝜀 + 𝜌 + 𝜏 = 1 (2.11) 
Na Figura 2.7, podemos ver que a radiação registada pelo sensor de imagem térmica 
consiste na emissão, reflexão e transmissão de ondas longas da radiação infravermelha 
através de um objeto, no campo de visão da câmara termográfica. 
 
Figura 2.7 - Emissão, Reflexão e Transmissão [14]. 
 
16 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
A aplicação da Lei de Stephan-Boltzmann para corpos cinzentos e não cinzentos mostra 
que a quantidade de calor transferido por radiação, por unidade de área, na unidade de 
tempo (𝑊/𝑚2) de um corpo a uma dada temperatura 𝑇 é dado por [12]: 
 
 𝑞𝑟′′ = 𝜀 ∗ 𝜎 ∗ 𝑇4 (2.12) 
 
Alguns materiais apresentam valores específicos para os processos descritos, como se 
mostra na Tabela 2.1 [12,13]. 
 
Tabela 2.1 - Valores típicos dos processos para diferentes corpos. 
Corpo Emissividade ε Reflexão ρ Transmissão τ 
Negro ε=1 ρ=0 τ=0 
Transparente ε=0 ρ=0 τ=1 
Espelho 
Perfeito 
ε=0 ρ=1 τ=0 
Superfície 
Opaca 
ε+ρ=1 τ=0 
Cinzento ε=constante ρ=constante τ=0 
. 
2.4 - Medição da radiação infravermelha 
Uma câmara termográfica não mede apenas a radiação emitida a partir de um objeto, 
como também mede a radiação do ambiente refletida através da superfície de um objeto. 
Ambas as radiações esbatem-se no meio de transmissão, existindo também uma radiação da 
atmosfera. Estas considerações ilustram-se na Figura 2.8 [12]. 
 
Figura 2.8 - Medição da radiação infravermelha [12]. 
 
Medição da radiação infravermelha 17 
 
 
O sinal de saída do detetor da câmara termográfica pode ser descrito pela seguinte 
fórmula [12,16]: 
 
 𝑈 = 𝐶 ∗ 𝑊𝑡𝑜𝑡 (2.13) 
 
onde C é uma constante (depende da atmosfera, dos componentes óticos da câmara 
termográfica e das propriedades do detetor) e 𝑊𝑡𝑜𝑡 é a quantidade de calor transferido por 
radiação, por unidade de área, na unidade de tempo, total. 
A potência radiante total é composta em três termos, como mostra a Figura 2.8. A 
potência radiante emitida pelo objeto é dada por 𝜀 ∗ 𝜏 ∗ 𝑊𝑜𝑏𝑗, onde 𝜀 é a emissividade do 
objeto. A Quantidade de calor transferido por radiação, por unidade de área, na unidade de 
tempo, refletida por uma fonte ambiental é dada por (1 − 𝜀) ∗ 𝜏 ∗𝑊𝑟𝑒𝑓𝑙, onde (1 − 𝜀) é a 
reflexão do objeto. Supõe-se que a temperatura da fonte ambiental é igual para todas as 
superfícies emissoras e que a emissividade para o ambiente é 𝜀 = 1 (toda a radiação que 
interfere com as superfícies envolventes acabará por ser absorvida pelas superfícies). A 
quantidade de calor transferido por radiação, por unidade de área, na unidade de tempo, 
pela atmosfera é dada por (1 − 𝜏) ∗ 𝑊𝑎𝑡𝑚, onde (1 − 𝜏) é a emissividade da atmosfera. 
Concluí-se que a quantidade de calor transferido por radiação, por unidade de área, na 
unidade de tempo, total é dada por [12]: 
 
 
 𝑊𝑡𝑜𝑡 = 𝜀 ∗ 𝜏 ∗ 𝑊𝑜𝑏𝑗 + (1 − 𝜀) ∗ 𝜏 ∗ 𝑊𝑟𝑒𝑓𝑙 + (1 − 𝜏) ∗ 𝑊𝑎𝑡𝑚 (2.14) 
 
 
2.4.1 - Fatores de influência na medição da radiação infravermelha 
A análise das medições termográficas pode ser complicada, podendo levar a conclusões 
erradas, sendo necessário tomar precauções antes e durante os ensaios termográficos [13]. A 
avaliação de erros de medição é muito importante para a precisão do serviço termográfico. 
Os erros podem ser classificados como erros de método, erros de calibração e erros 
eletrónicos. Em condições reais, os erros da medição podem ocorrer devido a [16]: 
• Incorreta avaliação da emissividade do objeto, temperatura atmosférica, 
temperatura ambiente e da distância entre o objeto e a câmara, 
• Influência da radiação (direta e/ou refletida pelo objeto) que chega ao detetor 
da câmara, 
• Incorreta avaliação da transmissão e radiação atmosférica 
 
18 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
A emissividade depende do comprimento de onda 𝜆, da temperatura 𝑇, do material, do 
estado da superfície e da direção da observação. A influência da radiação emitida pelo 
ambiente aumenta quando diminui a emissividade. A influência da radiação do Sol sobre a 
precisão da termografia é bastante difícil de avaliar, uma vez que a vizinhança do objeto 
pode abranger diferentes valores de emissividade [16]. 
2.4.2 - Emissividade 
A emissividade, descrita na secção 2.3, é um fator muito importante para a medição da 
radiação infravermelha e um fator de erro na mesma. A emissividade de um objeto varia com 
a temperatura do objeto, ângulo de visão, geometria do objeto e condição da superfície. Em 
geral, a emissividade espetral varia lentamente com o comprimento de onda em sólidos, 
sendo que varia rapidamente no caso de gases e líquidos. 
Para um determinado material, a emissividade é avaliada numa incidência normal e 
integrada em todos os comprimentos de onda: 
 
 𝜀 = 1
𝜎∗𝑇4 ∫ 𝜀(𝜆)∞
0
𝑑𝑅(𝜆,𝑇)
𝑑𝜆
𝑑𝜆 (2.15) 
 
onde 𝑑𝑅(𝜆,𝑇) 𝑑𝜆⁄ é a radiância espetral por comprimento de onda (𝑊/𝑚3). A fórmula 2.15 
refere-se à emissividade total, que é a relação da energia irradiada por um material na 
temperatura 𝑇 e da energia irradiada por um corpo negro à mesma temperatura [15]. Na 
Figura 2.6 da secção 2.3, mostra-se como a emissividade varia com o comprimento de onda. 
2.4.2.1 - Variação da emissividade com o ângulo de visão 
A emissividade de uma superfície diminui quando o ângulo de visão aumenta, em relação 
à sua normal. Medidas exatas só podem ser efetuadas com um ângulo menor que 30°. Nas 
medidas efectuadas com um ângulo entre 30° e 60°, introduz-se um erro moderado na 
medição da radiação infravermelha. Quando o ângulo é maior que os 60° ocorrem grandes 
erros na medição da radiação infravermelha [6,17]. Estas observações podem ser vistas na 
Figura 2.9. 
 
Medição da radiação infravermelha 19 
 
 
 
 
Figura 2.9 - Variação da emissividade com o ângulo de visão [6]. 
2.4.2.2 - Variação da emissividade com a temperatura do objeto 
Os metais têm uma emissividade total pouco elevada, que aumenta com o aumento da 
temperatura do metal. Um aumento de temperatura corresponde à redução da condutividade 
elétrica devido ao movimento térmico da estrutura molecular, que produz um aumentoda 
emissividade [15]. 
 
Figura 2.10 - Variação da emissividade com a temperatura (metais) [15]. 
Para materiais dielétricos, a emissividade total diminui com o aumento da temperatura, 
uma vez que o índice de refração desse material aumenta com a temperatura. Na Figura 
2.11, podemos ver a variação da emissividade de materiais como borracha (1), cerâmica (2), 
cortiça (3), papel (4) e argila (5), em função da temperatura [15]. 
 
20 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
 
Figura 2.11 - Variação da emissividade com a temperatura (dielétricos) [15]. 
2.4.2.3 - Variação da emissividade com a condição e forma de uma superfície 
A emissividade depende consideravelmente do estado da superfície do material, como se 
pode comprovar nos metais. O nível de oxidação de um metal faz variar a sua emissividade. 
Quanto mais baixo for o nível de oxidação, mais baixa será a sua emissividade, como, por 
exemplo, em metais polidos. Quando aumenta o nível de oxidação, também aumenta a 
emissividade desse material [15]. 
 
 
Figura 2.12 - Variação da emissividade com a condição da superfície [15]. 
A geometria da superfície também influencia a quantidade de energia emitida por um 
objeto. As alterações de forma de um objeto causam variações na emissividade. Formas 
côncavas aumentam o valor da emissividade, enquanto formas convexas diminuem o valor da 
emissividade. Sendo assim, cabos, tubos e veios emitem uma menor quantidade de energia na 
zona exterior, pelo que as câmaras termográficas apresentam uma diferença de temperaturas 
nas zonas exteriores, surgindo assim um erro de medição [2]. 
Cada vez que um feixe de luz é refletido, a sua intensidade é reduzida pela refletividade 
de uma superfície. Se o feixe de luz for refletido N vezes, a intensidade resultante é: 
 
Medição da radiação infravermelha 21 
 
 
 𝐼 = 𝐼0 ∗ 𝜌𝑁 (2.16) 
 
onde 𝐼 é a intensidade da radiação incidente (𝑊 ∙ 𝑠𝑟−1) e 𝐼0 é a intensidade da radiação 
incidente inicial (𝑊 ∙ 𝑠𝑟−1). Se existirem múltiplas reflexões, isso influenciará a intensidade 
refletida. Por exemplo, se uma superfície for altamente refletiva, 𝜌 = 0,9, e o feixe de luz 
for refletido 10 vezes, a intensidade diminui significativamente. Pelo contrário, a 
emissividade aproxima-se da unidade. 
Estes factos são usados para projetar fontes de calibração de corpos negros. Nos primeiros 
projetos, usaram-se corpos em forma de cone para aumentar o número de reflexões. 
Atualmente, as fontes de calibração têm uma superfície plana, que é pintada com uma tinta 
com alta emissividade, produzindo uma superfície muito difusa [6]. 
2.4.2.4 - Técnica para determinação da emissividade de um objeto 
Como decorre do que antes se disse, para se medir os valores reais da temperatura de um 
objeto, o parâmetro mais importante a definir é o valor efetivo da emissividade do objeto. O 
valor efetivo da emissividade pode ser determinado através de métodos simples. Em seguida 
mostra-se, em pequenos, passos como determinar a emissividade de um objeto [12,13,14]. 
Passo 1. Determinar temperatura aparente refletida: apresentam-se dois métodos para 
determinar a temperatura aparente refletida. 
1. Método Direto: O primeiro passo é procurar fontes de reflexão possíveis, 
considerando que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. O segundo 
passo será medir a intensidade da radiação (igual à temperatura aparente) da fonte 
de radiação com as seguintes definições, 𝜀 = 1 𝑒 𝑑𝑜𝑏𝑗 = 0, usando-se um termómetro 
pontual de infravermelhos. 
 
Figura 2.13 - Fonte de reflexão (1) [12]. 
 
22 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
 
Figura 2.14 - Medição da intensidade da radiação da fonte de reflexão [12]. 
2. Método Refletor: Usar uma folha de alumínio com superfície áspera, de modo a que a 
reflexão seja difusa. Anexa-se a folha de alumínio a um pedaço de papelão do mesmo 
tamanho. Coloca-se o pedaço de papelão à frente do objeto a medir, garantindo que 
o lado com a folha de alumínio está virado para a câmara. Define-se ainda 𝜀 = 1. 
 
 
Figura 2.15 - Metodo Refletor [12]. 
Passo 2. Determinação da emissividade: Apresentam-se os passos para a determinação da 
emissividade. 
1. Seleção do local para colocação da amostra; 
2. Determinar e definir a temperatura aparente refletida de acordo com os 
procedimentos anteriores. Se for escolhido o método direto, coloca-se um pedaço de 
fita isolante com alta emissividade numa parte da amostra. Se for escolhido o método 
refletor, usa-se a folha de alumínio; 
 
Medição da radiação infravermelha 23 
 
 
3. Aquecer a amostra pelo menos 20°𝐾 acima da temperatura ambiente. O aquecimento 
deve ser uniforme; 
4. Focar e ajustar a câmara, congelando a imagem; 
5. Ajustar o nível e amplitude de brilho e contraste de imagem; 
6. Definir a emissividade da fita isolante, normalmente 0,97, ou a emissividade da folha 
de alumínio, normalmente 1; 
7. Medir a temperatura da fita usando uma das seguintes funções de medição da câmara 
• Isotherm: ajuda a determinar tanto a temperatura e como foi aquecida 
uniformemente a amostra; 
• Spot: simples; 
• Box Avg: boa para as superfícies com emissividade variável; 
8. Anotar a temperatura; 
9. Medir a temperatura na superfície da amostra, sem fita isolante ou folha de alumínio, 
com a mesma função usada anteriormente; 
10. Alterar a emissividade da configuração até que a leitura da temperatura da superfície 
da amostra seja igual à leitura da temperatura da superfície com a fita isoladora ou 
com a folha de alumínio; 
11. Anotar a emissividade. 
2.4.2.5 - Tabela de emissividade 
A importância da emissividade foi comprovada nos pontos anteriores. A maioria de 
materiais não metálicos, superfícies pintadas e pele humana emitem energia de forma muito 
eficiente. Outros materiais, tais como metais não pintados e polidos, são menos eficientes a 
emitir energia. A emissividade da maioria dos materiais é conhecida, pelo que se organizou 
um catálogo de emissividades, para facilitar a realização de todos os ensaios e inspeções 
necessárias. 
O catálogo está organizado com várias informações: tipo de material, condição do 
material, temperatura ℃, espetro eletromagnético e emissividade. Todos os valores indicados 
servem como referência, embora no caso de alguma das especificidades não se verificar a 
emissividade deverá ser determinada com mais rigor através dos métodos descritos no ponto 
2.4.2.4. O catálogo de emissividades é apresentado no Anexo A, tendo como fonte a consulta 
da bibliografia apresentada [6,12,13,14], principalmente na informação fornecida por 
empresas fornecedoras de câmaras termográficas. Na tabela 2.2 apresenta-se alguns 
exemplos de diversos materiais. 
 
 
 
 
24 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
 
Tabela 2.2 - Valores típicos de emissividade para diferentes materiais. 
Material Estado da superfície Espetro Temperatura ℃ Emissividade 
Alumínio Anodizado, cinza claro, opaco SW 70 0,61 
Alumínio Polido T 50 - 100 0,04 – 0,06 
Tijolo Alvenaria SW 35 0,94 
Ferro Fundido Oxidado T 38 0,63 
Ferro Fundido Polido T 38 0,21 
Cobre Polido, comercial T 27 0,03 
Cobre Oxidado, profundamente T 20 0,78 
Tinta Branca T 40 – 100 0,8 – 0,95 
Tinta 
3 Cores, pulverizadas sobre 
alumínio 
LW 70 0,92 – 0,94 
Tinta 
3 Cores, pulverizadas sobre 
alumínio 
SW 70 0,50 – 0,53 
Plástico PVC, opaco, estruturado SW 70 0,94 
 
2.4.3 - Influência atmosférica 
Define-se atmosfera como o ambiente entre o objeto a medir e a câmara termográfica. A 
atmosfera atenua ou reduz o sinal de infravermelhos devido à existência de diversos 
componentes [2]. A transmissão atmosférica, a radiação emitida pelo sol, a temperatura 
ambiente, o vento, a chuva e a humidade são fatores que podem afetar a distribuição térmica 
dos componentes a inspecionar,bem como a radiação infravermelha que chega à câmara 
termográfica [17]. 
4.3.3.1 - Transmissão atmosférica 
A transmissão atmosférica varia em função da temperatura, da humidade relativa do ar e 
da quantidade de partículas suspensas no ar (poeira, poluição, neblina e nevoeiro). A 
atmosfera pode influenciar a radiação emitida pelos objetos por meio dos seguintes 
fenómenos [6,17]: 
• Absorção: provoca a atenuação da radiação e pode ser de dois tipos, molecular ou 
por ação de aerossóis. Na absorção molecular, as moléculas dos gases presentes no 
ambiente absorvem a energia de radiação, atenuando-a. Na absorção por ação de 
 
Medição da radiação infravermelha 25 
 
 
aerossóis, as partículas suspensas no ambiente absorvem e dispersam a energia da 
radiação. A absorção molecular tem uma ação mais significante que a absorção por 
ação de aerossóis. 
• Dispersão: provoca uma redistribuição do fluxo incidente em todas as direções de 
propagação, diminuindo o fluxo incidente na direção original. O efeito da dispersão 
diminui quando o comprimento de onda da propagação da radiação aumenta. 
• Emissão: a radiação emitida pela atmosfera soma-se à radiação emitida pelo 
componente sob inspeção. No entanto considera-se desprezável, tal como é explicado 
na introdução do ponto 2.4. 
• Turbulência: causado por movimentos irregulares do ar. Este movimento provoca a 
flutuação aleatória do índice de refração da atmosfera, resultando em imperfeições 
nas imagens geradas pela câmara termográfica. No entanto como a distância entre o 
objeto e a câmara não é significativa, este fenómeno é desprezável. 
A atmosfera terrestre seca é constituída, em ordem decrescente de concentração (% 
volume), pelos gases azoto (𝑁2), oxigénio (𝑂2), árgon (𝐴𝑟), néon (𝑁𝑒), hélio (𝐻𝑒), crípton 
(𝐾𝑟), xénon (𝑋𝑒), hidrogénio (𝐻2) e protóxido de azoto (𝑁2𝑂). Todos estes gases têm 
tendência a ter uma concentração constante. Existem também os gases ozónio (𝑂3), 
monóxido de carbono (𝐶𝑂), vapor de água (𝐻2𝑂) e dióxido de carbono (𝐶𝑂2), cujas 
concentrações são bastante variáveis [6,17]. 
Os gases vapor de água e dióxido de carbono têm um papel importante na transmissão da 
radiação. O vapor de água está sujeito a grandes variações devido à sua dependência em 
relação a fatores como altitude, estação do ano, localização geográfica, hora do dia e 
condições meteorológicas. O dióxido de carbono existe em maiores concentrações em áreas 
industriais e florestais, enquanto o monóxido de carbono é mais frequente em áreas urbanas 
[6]. 
As caraterísticas de transmissão do ambiente entre o objeto a medir e a câmara 
termográfica devem ser tomadas em conta nas medidas sem contacto. Para distâncias curtas, 
a maioria dos gases absorvem muito pouca energia, como se pode ver na Figura 2.16. Para 
distâncias maiores a absorção pode tornar-se um fator decisivo como se observa na Figura 
2.17 [18]. 
 
26 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
 
Figura 2.16 - Transmissão infravermelha (Distância = 0,3Km, Nível do mar) [18]. 
 
 
 
Figura 2.17 - Transmissão infravermelha (Distância = 1,8Km, Nível do mar) [17]. 
Da observação das duas figuras, identificam-se dois intervalos espetrais com percentagens 
de transmissão muito altas, 1 − 5 𝜇𝑚 e 8 − 14 𝜇𝑚 [18]. 
4.3.3.2 – Fatores climáticos 
A imagem térmica de um objeto depende das transferências de calor entre a superfície e 
a sua envolvente. Por exemplo, a radiação solar que incide sobre os componentes e 
equipamentos de uma subestação elétrica, que estejam ao ar livre, influencia a inspeção 
termográfica. Os objetos que aquecem ao sol, como resultado da absorção da luz solar, 
afetam consideravelmente a temperatura da sua superfície e o reflexo da luz solar pode levar 
a leituras erradas da radiação infravermelha emitida por um objeto. Um objeto com 
exposição prolongada à radiação solar, aumenta a sua temperatura e dificulta a distinção 
entre defeito e funcionamento normal [14,17]. Outras fontes de calor são, por exemplo, 
radiadores, lâmpadas fluorescentes, lâmpadas halogéneas, lâmpadas incandescentes, veículos 
automóveis e equipamentos em funcionamento. 
 
Medição da radiação infravermelha 27 
 
 
A água pode afetar a radiação infravermelha emitida por um objeto de várias maneiras, 
devido ao facto de poder existir no estado líquido, sólido e gasoso. A humidade é a 
quantidade de vapor de água na atmosfera. Em ambientes com humidade muito alta e devido 
à precipitação, à alta condutividade térmica da água e ao processo de evaporação, ajuda a 
dissipar o calor produzido por um objeto. A dissipação do calor produzido por um objeto 
resulta na redução da temperatura do objeto a inspecionar, dificultando a deteção, análise e 
diagnóstico de um defeito [6]. 
Em inspeções termográficas realizadas em ambientes abertos, o vento tem influência nos 
resultados obtidos. O vento é equivalente ao resfriamento por convecção forçada, ou seja, 
um arrefecimento forçado proporciona um maior arrefecimento do objeto, aumentando 
também o coeficiente de transferência de calor ℎ. À medida que aumenta a velocidade do 
vento, desce a temperatura do objeto inspecionado, como é possível verificar na Figura 2.18 
[6]. 
 
Figura 2.18 - Redução da Temperatura em função da velocidade do vento [6]. 
Analisando o gráfico da Figura 2.18 verifica-se que a um aumento da velocidade do vento 
corresponde a uma diminuição da temperatura. Através de vários estudos, construíu-se uma 
tabela com fatores de correção para determinar a temperatura real [2,6]. 
 
 
 
 
28 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
 
Tabela 2.3 - Fator de correção devido à ação do vento. 
Velocidade do vento 
m/s 
Fator de 
correção 
1 1,00 
2 1,36 
3 1,64 
4 1,86 
5 2,06 
6 2,23 
7 2,40 
8 2,54 
Um objeto que apresente um defeito, com uma velocidade do vento de 5 𝑚/𝑠, terá uma 
temperatura real duas vezes maior. 
As inspeções termográficas em ambientes abertos também devem ter em conta a 
temperatura ambiente, especialmente nos extremos do verão e do inverno. Em dias quentes, 
um aumento da temperatura ambiente pode resultar num aumento de temperatura do 
objeto, aumentando a probabilidade de ocorrência de defeito. Em dias frios, a diminuição da 
temperatura ambiente pode levar a um resfriamento do objeto e à não deteção de um 
possível defeito [17]. 
2.4.4 - Exatidão da medição de temperatura 
Tal como descrito em todo o ponto 2.4, a exatidão da medição da temperatura de um 
objeto pode ser afetada por vários fatores. A emissividade, a reflexão, a influência 
atmosférica e fatores climáticos são fatores a ter em conta antes da realização de um ensaio 
termográfico. Por exemplo, se o objeto de ensaio for de um material com baixa emissividade, 
pode-se alterar as caraterísticas da sua superfície com a aplicação de uma tinta com alta 
emissividade [13]. 
Se não for possível eliminar os fatores que afetam a exatidão da medição da temperatura 
de um objeto, deve-se referir num relatório final as condições do ensaio que se acharem 
relevantes para se corrigir e minimizar possíveis erros de interpretação dos resultados [2,13]. 
A precisão dos instrumentos de teste infravermelhos modernos é bastante elevada. Ao ver 
objetos com emissividade alta, com superfícies moderadamente quente dentro da resolução 
 
Ensaios Termográficos: Análise Qualitativa e Quantitativa 29 
 
 
de um sistema de medições, a precisão dos testes é geralmente 2%. Os seguintes fatores 
podem ser esperados para reduzir a precisão da medição de temperatura [19]: 
• Valores de emissividade abaixo de 0,6; 
• Variações de temperatura de ±30℃; 
• Condições ambientais não ótimas; 
• Leitura feita para além da resolução do sistema (alvo muito pequeno ou muito 
longe); 
• Campo de visão. 
2.5 - Ensaios Termográficos: Análise Qualitativa e Quantitativa 
Como decorre dos pontos anteriores, aradiometria baseia-se na deteção da radiação 
eletromagnética emitida pelos corpos, em função da sua temperatura absoluta. O radiómetro 
é o equipamento eletrónico que converte a energia infravermelha emitida pela superfície de 
um objeto num valor de temperatura [2]. 
Embora a gama do infravermelho seja entre 0,75 µ𝑚 𝑎 1000 µ𝑚, as câmaras de infra-
vermelhos, usadas no mercado, são fabricadas para trabalharem em duas gamas diferentes, 
escolhendo-se a mais adequada para a aplicação em causa, [2,3,12,14]: 
• Onda curta – 2 𝑎 5 µ𝑚 (SW) 
• Onda larga - 8 𝑎 14 µ𝑚 (LW) 
As câmaras de onda larga são mais usadas em medições de longa distância, de modo a 
reduzir atenuações atmosféricas, e em medições exteriores, de modo a reduzir os reflexos 
solares. Se o corpo a medir for um objeto com reflexo, aconselha-se o uso de uma câmara de 
onda curta, de modo a reduzir os reflexos. Para medição de sistemas interiores podem ser 
usadas câmaras dos dois tipos de onda [2]. 
A interpretação de uma imagem termográfica é um aspeto fundamental nos ensaios 
termográficos. O objetivo do ensaio e a natureza do objeto em estudo determinam se a 
análise deve ser qualitativa ou quantitativa [13]. 
2.5.1 - Análise Qualitativa 
A análise qualitativa deve ser utilizada sempre que se pretende uma abordagem 
superficial do problema, efetuando-se termogramas onde, apenas pela observação e sem 
grandes detalhes de medição, se pode avaliar termicamente o objeto em estudo [20]. 
 
30 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
Os termogramas, ou imagens termográficas, podem ser obtidos com emissividade 
constante, uma vez que se pretende visualizar as diferenças de temperatura superficiais. A 
interpretação pode ser feita no local do ensaio termográfico [13]. 
Apesar da simplificação inicial, os ensaios devem ser realizados por uma pessoa 
qualificada e capaz de interpretar os resultados, para saber qual o tipo de imagem esperada 
quando não existe nenhuma anomalia. Para evitar erros de interpretação, aconselha-se que, 
sempre que possível, sejam efetuados termogramas para referência de zonas não afetadas do 
objeto em estudo. Desde que as condições do ensaio e envolvente sejam idênticas, a 
avaliação do termograma do objeto defeituoso pode ser feita por comparação com o 
termograma de referência [2,20]. 
2.5.2 - Análise Quantitativa 
Na análise quantitativa, são calculadas as temperaturas superficiais através de uma 
imagem termográfica e parâmetros analíticos [20]. 
O ensaio termográfico requer mais detalhe e condições de ensaio mais rígidas, demorando 
mais tempo, mas é mais eficaz que a análise qualitativa, uma vez que permite medir 
temperaturas. Os resultados da análise quantitativa são gravados e anotam-se todos os 
parâmetros que se considerem essenciais para análise posterior. Toda a informação recolhida 
durante o ensaio é processada no software de análise, por exemplo o QuickReport da FLIR, e 
posteriormente interpretada, realizando-se um relatório completo [2,13]. 
A câmara termográfica deve estar calibrada, uma vez que se pretendem valores reais da 
temperatura do objeto em estudo. Os procedimentos de calibração devem ser feitos em 
conformidade com o respetivo manual [14]. 
2.6 - Breve História da Termografia 
A associação da ideia de temperatura de um objeto como quente ou frio é uma descrição 
qualitativa. Quando dois objetos a diferentes temperaturas estão em contacto ocorrem trocas 
de calor entre eles até ser atingido o equilíbrio térmico, durante o qual o valor da 
temperatura é idêntico para os dois corpos. Um instrumento calibrado, como por exemplo, 
um termómetro é usado para medir a temperatura de forma quantitativa. Em todos os 
termómetros inventados até hoje foram utilizadas substâncias com uma determinada 
propriedade que varia linearmente com a temperatura, sendo designada como meio 
termométrico. O mercúrio é um elemento líquido que, para uma determinada gama de 
temperaturas, se expande a uma taxa linear quando aquece e é de fácil calibração [13]. 
 
 
Breve História da Termografia 31 
 
 
2.6.1 - Escalas de temperatura e Termómetros 
Nos tempos mais remotos da história antiga, os antigos filósofos e médicos gregos 
Hipócrates e Galeno fascinaram-se com o reconhecimento da relação entre o calor e a vida. 
Hipócrates verificou que existiam variações de temperatura em diferentes zonas do corpo 
humano considerando o aumento do calor humano em certa zona como principal diagnóstico 
de doença localizada. Hipócrates apercebia-se de zonas quentes pelo tato, obtendo a 
confirmação científica utilizando um método de cobertura de lama observando qual a zona 
onde a lama endurecia primeiro [21]. 
Os antigos conceitos de calor corporal foram retomados pela descoberta e 
desenvolvimento do primeiro termómetro de ar, em 1592, pelo astrónomo Galileu Galilei. O 
termómetro de Galileu consiste numa coluna de vidro cheia de um líquido onde se encontram 
imersos pequenos globos de vidro cheios do mesmo líquido. A densidade efetiva de cada globo 
é ajustada usando diferentes quantidades de líquido. Deste modo quando a temperatura 
ambiente é superior a um dado valor, apresentado numa pequena placa que pende do globo, 
este flutua no cimo da coluna, caso contrário desce até ao fundo da coluna. Portanto pode 
estimar-se a temperatura ambiente verificando qual a temperatura máxima indicada pelos 
globos que flutuam junto ao cimo da coluna. Este instrumento rudimentar dava somente 
indicações grosseiras das mudanças de temperatura, não havia escalas de medidas e era 
influenciado pela pressão atmosférica [21]. 
Em 1641, foi desenvolvido por Ferdinand II, Grão-duque da Toscânia, o primeiro 
termómetro selado utilizando álcool, com 50 divisões marcadas no tubo, mas sem um ponto 
fixo que constituísse o zero da escala. Robert Hook, Curador da Royal Society, introduziu em 
1644, um pigmento vermelho no álcool e definiu uma escala padrão onde cada divisão 
representa um incremento de volume equivalente a cerca de 1/500 do volume do líquido do 
termómetro e o ponto fixo adotado correspondia ao ponto de congelação da água [13]. 
Daniel Gabriel Fahrenheit propôs em 1724 o grau Fahrenheit (℉) como escala de 
temperatura, usando o mercúrio como meio termométrico devido às suas vantagens: 
expansão térmica acentuada e uniforme, não aderência ao vidro, estado líquido para uma 
gama alargada de temperaturas e aparência prateada para uma fácil leitura. Para a 
calibração da escala, Fahrenheit considerou como zero a posição obtida após colocar o 
termómetro dentro de uma mistura de cloreto de sódio, gelo e água. O segundo ponto da 
escala (posição 30) é a temperatura de uma mistura de gelo e água e o terceiro ponto da 
escala (posição 96) é a temperatura de um homem saudável. O ponto de ebulição da água 
corresponde à posição 212. Mais tarde o ponto de congelação da água foi ajustado para a 
posição 32, de modo a que o intervalo entre os pontos de congelação e de ebulição fosse 
representado por um número mais racional [13]. 
 
32 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
Em 1742, um astrónomo sueco Anders Celsius apresentou uma escala de temperaturas à 
qual a posição 100 correspondia ao ponto de congelação da água e a posição zero ao ponto de 
ebulição da água, definindo 100 intervalos entre os dois pontos de referência. Em 1747, 
Carolus Linnaeus estabeleceu a escala centígrada (100 partes), inversa da anterior, ou seja, o 
ponto de congelação da água corresponde à posição 0 e o ponto de ebulição da água 
corresponde à posição 100. Em 1948, o nome da escala centígrada foi substituída para escala 
Celsius com unidade de grau Celsius (℃), para eliminar conflitos de uso do prefixo centi do 
Sistema Internacional (SI), sendo mais tarde adotada como unidade SI. A escala Celsius atual 
define como valores de referência 0,01 ℃ para o ponto de congelação da água e 99,975 ℃ 
para o ponto de ebuliçãoda água. Existe uma fórmula de conversão de graus Celsius em graus 
Fahrenheit: 𝑇(℉) = 1,8 × 𝑇(℃) + 32 [13]. 
A escala proposta por Fahrenheit foi utilizada principalmente por países colonizados pelos 
britânicos, estando atualmente restringido a poucos países de língua inglesa, como os Estados 
Unidos. A escala Celsius ganhou grande aceitação na Europa e atualmente é usada em quase 
todo o mundo quotidianamente, principalmente em previsões do tempo [27]. 
Em 1787, o físico francês Jacques Alexandre César Charles, estudou as variações de 
volume de amostras de alguns gases e de ar, causadas por variações de temperatura. Em 
1802, o físico e químico francês Louis Joseph Gay-Lussac, definiu a lei de Charles que é uma 
lei dos gases perfeitos: à pressão constante, o volume de uma quantidade constante de gás 
aumenta proporcionalmente com a temperatura. Surgiu assim o termómetro de gás a volume 
constante, uma vez que a sua pressão varia linearmente com a temperatura [13]. 
Experiências posteriores demonstraram ser possível definir, para os termómetros de gás, 
uma escala de temperatura independente do meio termométrico, caso o gás utilizado 
estivesse a baixa pressão. Nesta situação todos os gases comportam-se como “Gases Nobres”, 
para os quais o produto da pressão pelo volume é diretamente proporcional à temperatura. 
Surgiu assim uma nova escala de temperaturas designada por “Temperatura Termodinâmica”. 
O zero adotado para esta escala corresponde ao ponto em que a pressão do gás nobre é nula 
ou se anula a temperatura. O segundo ponto fixo definido foi o “ponto triplo” da água onde a 
temperatura e a pressão nos três estados da matéria (sólido, líquido e gasoso) coexistem em 
equilíbrio termodinâmico correspondendo a 273,16 𝐾. A unidade de temperatura desta escala 
é o Kelvin (K), em honra ao Lord William Thompson Kelvin, e existe uma fórmula de 
conversão de graus Celsius em graus Kelvin: 𝑇(K) = 𝑇(℃) + 273,16 [13]. 
 Thomas Johann Seebeck foi o físico responsável pela descoberta em 1821 do efeito 
termoelétrico, ou seja, uma junção de metais distintos que produz uma tensão elétrica, cujo 
potencial depende dos materiais que a compõem e da temperatura a que se encontra. 
Conhecido como efeito Seebeck, explica o funcionamento do termopar. Em 1871, Sir William 
Siemens, propôs um termómetro cujo meio termodinâmico era um condutor metálico, cuja 
resistência varia com a temperatura, como por exemplo, os termómetros termoelétricos. 
 
Breve História da Termografia 33 
 
 
Atualmente para a medição de temperaturas tem vindo a ser utilizada a sensibilidade 
magnética de substâncias paramagnéticas, cuja variação é inversa à temperatura [13]. 
2.6.2 - Radiação Infravermelha 
A descoberta da radiação infravermelha foi feita acidentalmente, durante testes a novos 
materiais óticos. Em 1800, Sir Frederick William Herschel, astrónomo real ao Rei George III da 
Inglaterra, e já famoso pela descoberta do planeta Úrano, tentava descobrir materiais para 
um filtro ótico de forma a reduzir o brilho da imagem do sol durante as observações em 
telescópios solares. Embora o teste de diferentes amostras de vidros coloridos mostrarem 
reduções semelhantes no brilho, Herschel ficou intrigado ao descobrir que enquanto em 
algumas das amostras passou pouco calor do sol, noutras amostras passou tanto calor que 
arriscou danos oculares após a observação durante alguns segundos [12]. 
Herschel começou a repetir as experiências do prisma de Newton, mas com um interesse 
particular para o efeito de aquecimento. Para detetor de radiação usou o bulbo de um 
termómetro de mercúrio enegrecido, começando a testar o efeito do aquecimento das várias 
cores do espetro projetadas num alvo ao passar a luz solar por um prisma de vidro. À medida 
que o termómetro enegrecido foi movido lentamente ao longo das cores do espetro, as 
leituras de temperatura mostraram um aumento constante desde o violeta ao vermelho. A 
temperatura medida no alvo imediatamente a seguir à cor vermelha do espetro, numa zona 
sem luz solar aparente, era ainda mais elevada [12,13]. 
Após a observação dos resultados desta e outras experiencias, Herschel concluiu que as 
radiações que se situam para além da luz vermelha, invisíveis ao olho humano, eram 
responsáveis pelo aquecimento dos objetos, referindo-se a esta nova porção do espetro 
eletromagnético como o espetro termométrico e à radiação como raios invisíveis. Foram 
renomeados posteriormente por raios infravermelhos [12,13]. 
O uso de um prisma de vidro na experiência original levantou alguma controvérsia sobre a 
existência real do infravermelho. Outros investigadores, na tentativa de confirmar o trabalho 
de Herschel, utilizaram diferentes tipos de vidro com as suas respetivas transparências no 
infravermelho. Através das suas experiências posteriores, Herschel estava ciente da 
transparência limitada de vidro para a descoberta da radiação térmica e foi forçado a 
concluir que a ótica para infravermelhos estaria limitada exclusivamente à utilização de 
elementos reflexivos, ou seja, espelhos planos e curvos [12]. 
Em 1830, o investigador italiano Macedonio Melloni, descobriu que o sal (𝑁𝑎𝐶𝑙), estava 
disponível em grande quantidade em cristais naturais usados em lentes e prismas, sendo 
extremamente transparente para o infravermelho. O sal tornou-se o principal material ótico 
de infravermelhos, permanecendo assim durante os cem anos seguintes, até a arte de 
crescimento do cristal sintético ser dominado em 1930 [12]. 
 
34 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
Em 1829, o investigador italiano Leopoldo Nobili inventou o termopar. Melloni ligando em 
série vários termopares formou a termopilha. Este novo dispositivo era 40 vezes mais sensível 
que o melhor termómetro da altura para a deteção de radiação de calor [12,13]. 
A primeira “imagem de calor” tornou-se possível em 1840 devido ao trabalho de Sir John 
Frederick William Herschel, filho de Sir Frederick William Herschel, um pioneiro no campo da 
fotografia. Com base na evaporação diferencial de uma fina película de óleo quando exposta 
a um padrão de calor, a imagem térmica pode ser vista por luz refletida onde os efeitos da 
interferência da película de óleo possibilitam que a imagem seja visível ao olho humano. John 
Herschel também conseguiu obter um registo primitivo da imagem térmica em papel, 
designando-a por termograma [6,12,21]. 
As fontes de calor naturais e artificiais começavam a despertar algum interesse junto dos 
estudiosos, filósofos e investigadores. A termografia é uma técnica que surge bastante mais 
tarde, mas que têm em conta toda a investigação realizada. Em 1884, Boltzmann mostrou 
como a lei empírica do corpo negro de Josef Stefan, formulada em 1879, poderia ser derivada 
dos princípios físicos termodinâmicos. A Lei de Stephan-Boltzmann está descrita no ponto 
2.1.3.1. Consequentemente, Boltzmann foi chamado o pai da termografia infravermelha [1]. 
Em 1880, o físico norte-americano Samuel Pierpont Langley, inventou o bolómetro. O 
aparelho consiste numa tira fina de platina enegrecida ligada a um braço do circuito elétrico 
de uma ponte de Wheatstone sobre a qual a radiação infravermelha foi focalizada e para a 
qual um galvanómetro sensível responde, sendo capaz de detetar radiação de um corpo a uma 
distancia superior a 400 metros [12,22]. 
Um cientista escocês Sir James Dewar introduziu pela primeira vez o uso de gases 
liquefeitos como agentes de refrigeração (nitrogénio líquido a uma temperatura de −196℃) 
em pesquisas de baixa temperatura. Em 1892 ele inventou um recipiente isolado a vácuo 
sendo possível armazenar gases liquefeitos por dias inteiros. Os termos 
usados para armazenar bebidas quentes e frias são baseados na sua invenção. Esta inovação 
seria usada anos mais tarde para a refrigeração de detetores presentes nas câmaras 
termográficas [12,17]. 
Em 1900, Max Karl Ernst LudwigPlanck descobriu a lei da radiação térmica mais 
conhecida por Lei de Planck que descreve a distribuição espetral da radiação de um corpo 
negro, tal como explicado no ponto 2.1.3.2. Em 1905, Albert Einstein descreveu a luz como 
constituída por quantuns discretos, mais conhecidos por fotões, ao contrário de ondas 
contínuas. Baseado na Lei de Planck, a teoria de Einstein diz a energia de cada quantum de 
luz é igual à sua frequência multiplicada por uma constante, mais tarde chamada constante 
de Planck. Um fotão absorvido pela matéria, acima de um limiar de frequência tem a energia 
necessária para que um eletrão seja emitido a partir da matéria, criando o efeito 
fotoelétrico. Esta descoberta levou à revolução na física quântica e Einstein ganhou o Prémio 
Nobel de Física em 1921 [22,23,24]. 
 
Breve História da Termografia 35 
 
 
 Entre os anos de 1900 e 1920, muitas patentes foram emitidas para os dispositivos de 
deteção de pessoal, aeronaves, artilharia, navios e até mesmo os icebergs. A primeira 
patente de um pirómetro ótico surge em 1899, por parte de Morse. Holborn e Kurlbaum, 
aparentemente sem saber da sua existência, desenvolveram um aparelho similar dois anos 
mais tarde, em 1901. Em 1913, L. Bellingham apresentou um método para detetar a presença 
de icebergs e navios a vapor usando um espelho e uma termopilha. O seu termómetro de 
infravermelhos apresenta melhorias em relação ao pirómetro ótico sendo possível detetar 
objetos com temperatura inferior à temperatura ambiente [1,12]. 
O avanço da tecnologia nestas décadas alterou a natureza da deteção, com o detetor de 
infravermelhos ou o sistema detetor agindo como transdutor, ou seja, deixou de ser criado 
um sinal eletrónico devido ao efeito da radiação térmica e passou a ocorrer uma conversão 
direta da radiação em sinais elétricos. Os detetores de infravermelho podem ser separados 
em dois grupos: os detetores de fotões e detetores térmicos. Nos detetores de fotões, a 
transdução é uma etapa única que leva a mudanças de concentração ou da mobilidade dos 
portadores de carga livres no elemento detetor após a absorção de fotões da radiação 
infravermelha. Se a radiação incidente gerar portadores de carga não equilibrados, a 
resistência elétrica do elemento detetor é alterado (fotocondutores) ou é gerada uma 
fotocorrente adicional (fotodíodos). Os detetores térmicos a transdução engloba duas etapas. 
Primeiro, a radiação incidente é absorvida para mudar a temperatura de um material e em 
seguida a saída elétrica do sensor térmico é produzida pela mudança das propriedades físicas 
de um material (bolómetro) [13,23]. 
Os primeiros sistemas operacionais, no sentido moderno, começaram a ser desenvolvidos 
durante a 1ª Guerra Mundial (1914-18), quando ambos os lados tinham programas de 
investigação dedicados à exploração militar do infravermelho. Estes programas incluíam 
sistemas experimentais de deteção de intrusão do inimigo, deteção remota de temperatura, 
comunicações seguras e orientação de torpedos. Um sistema de infravermelhos testado 
durante este período foi capaz de detetar um avião a uma distância de 1,5 km ou uma pessoa 
mais de 300 metros de distância [12,17,25]. 
Os sistemas mais sensíveis da época eram baseados em variações do bolómetro, mas no 
período entre as duas Guerras Mundiais desenvolveram-se novos e revolucionários detetores 
de infravermelhos: o conversor de imagem e o detetor de fotões. Em 1917, Theodore Willard 
Case desenvolveu o primeiro fotodetector, dispositivo baseado na interação direta entre os 
fotões da radiação incidente com os eletrões do material (sulfureto de tálio) e cuja 
sensibilidade e tempo de resposta eram superiores às do bolómetro. O conversor de imagem 
permitia ao observador “ver no escuro”, mas tinha a desvantagem da sensibilidade do 
conversor de imagem ser limitada aos comprimentos de onda do infravermelho próximo, e os 
alvos militares mais interessantes terem que de ser iluminados por raios infravermelhos de 
busca envolvendo o risco de denúncia de posição [12,17,22,25]. 
 
36 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
No período da 2ª Guerra Mundial (1939-1945), tanques alemães durante a invasão da 
Rússia foram equipados com Sistemas de Visão Noturna. A resposta dos aliados foi a 
elaboração e o desenvolvimento do sistema FLIR - Foward Looking Infra Red (visão dianteira 
por infravermelho), utilizada pelo exército americano para localização dos inimigos. O 
emprego do sistema não se limitou à localização de tropas, abrangendo também o 
desenvolvimento de armamento com detetores de calor [26]. 
Entre 1930 e 1960, foram desenvolvidos diversos detetores de infravermelhos com 
diferentes comprimentos de onda conforme o material utilizado no seu fabrico: Sulfureto de 
Chumbo (𝑃𝑏𝑆) sensível na banda de 1,5 𝑎 3 𝜇𝑚, Antimónio de Índio (𝐼𝑛𝑆𝑏) sensível na banda 
de 3 𝑎 5 𝜇𝑚 e Mercúrio-Cádmio-Telúrio (𝐻𝑔𝑇𝑒𝐶𝑑) sensível na banda de 8 𝑎 14 𝜇𝑚. Todos estes 
detetores funcionavam através de sistemas de varrimento ótico-mecânicos com necessidade 
de refrigeração criogénica [13]. 
Em 1946, surgiu o primeiro scanner de linha, ou seja, um detetor de infravermelho que 
mostrava o perfil de temperatura ao longo de uma linha com possibilidade de formar uma 
imagem bidimensional necessitando do movimento relativo do objeto sob inspeção. A imagem 
bidimensional demorava uma hora a ser produzida. Em 1954, com a inclusão de um sistema de 
sistema de varrimento ótico-mecânico ou eletrónico, o equipamento formava diretamente a 
imagem em 45 minutos. Os primeiros sistemas de imagem térmica eram pesados, lentos a 
adquirir dados e com muito fraca resolução, sendo usados sobretudo em aplicações industriais 
[6,19,26]. 
Na década de 1970, o desenvolvimento de aplicações militares, permitiu construir os 
primeiros sistemas de imagem térmica portáteis, usados sobretudo nos diagnósticos de 
edifícios e em testes não destrutivos de materiais. Estes sistemas de imagem térmica eram 
resistentes e fiáveis, mas continuavam com fraca qualidade de imagem [19, 22]. 
A partir de 1980, a imagem térmica começou a ser largamente usada para fins médicos, 
nas principais industrias e em inspeções de edifícios. O desenvolvimento de refrigeradores de 
imagem térmica fiáveis, para substituir, o gás comprimido ou liquifeito para arrefecer os 
sistemas térmicos permitiu o aparecimento da 2ª geração das câmaras termográficas. O 
desenvolvimento da piroeletricidade e do tubo de raios catódicos, levou ao aparecimento de 
sistemas térmicos mais leves, portáveis, sem necessidade de arrefecimento e mais baratos. 
Contudo continuavam a ser sistemas não radiométricos [19,22,23]. 
Foi com o aparecimento de um novo dispositivo, o focal-plane array (FPA), que foi 
possível o enorme desenvolvimento verificado nos sistemas de imagem térmica, aumentando 
a qualidade de imagem e a resolução espacial. O FPA é um dispositivo de sensoriamento de 
imagens que consiste num array (tipicamente retangular) de detectores de infravermelhos 
num plano focal de uma lente. Os arrays típicos podem ir de 16 × 16 pixeis até 640 × 480 
pixeis [19]. 
 
Síntese 37 
 
 
A partir do ano 2000, com o desenvolvimento de novos detetores e da tecnologia dos FPA, 
apareceram a 3ª geração das câmaras termográficas, podendo já operar para ondas largas e 
ondas médias. O preço de produção das câmaras termográficas foi descendo drasticamente 
com o aumento da qualidade, levando a um crescimento exponencial como industria própria. 
O desenvolvimento da ciência computacional levou ao aparecimento de software para análise 
das imagens radiométricas e elaboração de relatórios [19]. 
 
 
 
Figura 2.19 – Desenvolvimento dos detectores de infravermelhos ao longo dos anos [22]. 
2.7 - Síntese 
Ao longo deste capítulo fez-se uma descrição pormenorizada dos fundamentos das 
técnicas termográficas. Descreveu-se os fenómenos de transferênciade calor, com a 
explicação das leis que regem este fenómeno. Em relação à radiação infravermelha, explicou-
se todas as suas características e descreveu-se todos os fatores de influência na medição da 
mesma. Conclui-se que a emissividade é um fator preponderante para a exatidão da medição 
da radiação infravermelha. 
Por fim, contou-se uma breve história sobre a termografia, monstrando a desenvolvimento 
da medição da temperatura ao longo dos tempos. No capítulo seguinte está uma descrição de 
algumas aplicações das técnicas termográficas. 
 
 
38 Tecnicas termográficas e seus fundamentos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 3 
Técnicas termográficas e suas aplicações 
O desenvolvimento tecnológico das últimas décadas levou ao aparecimento de vários 
equipamentos usados nas mais diversas áreas. Esses equipamentos fazem uso de todas as 
gamas espetrais do espetro eletromagnético, tais como equipamentos de esterilização (raios 
gama), raios X para auxílio de diagnóstico médico, lâmpadas de “luz negra” (radiação 
ultravioleta), forno de micro-ondas, redes sem fio bluetooth e WIFI (micro-ondas), estações 
de radiodifusão, serviços de comunicação aérea ou marítima (ondas rádio). 
 
Figura 3.1 - Termograma com escala de cores. 
 
40 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
Todos os objetos com uma temperatura superior ao zero absoluto podem ser vistos às 
escuras através de câmaras termográficas, uma vez que emitem radiações infravermelhas, 
como dito no capítulo anterior. Quanto maior for a temperatura do objeto, maior será a 
quantidade de radiação infravermelha por ele emitida, como também se esclareceu ncapítulo 
anterior. Os infravermelhos podem ser representados de forma visível através de 
termogramas, onde as diferentes temperaturas da superfície do objeto são apresentadas com 
diferentes cores, numa escala escolhida pelo utilizador. 
Esta tecnologia, inicialmente usada para fins militares especializados, tem evoluído 
através do seu desenvolvimento e aperfeiçoamento. Na atualidade, o uso dos infravermelhos 
é feito na ciência, na tecnologia, na segurança e vigilância, na construção civil, em sistemas 
mecânicos, em sistemas de fluidos e vapor, instalações elétricas e energias renováveis. O 
comando da televisão, leitor de CD-ROM, o leitor de códigos de barras, sistemas de fecho e 
abertura dos automóveis e sistema de segurança de edifícios são exemplos onde esta 
tecnologia é usada por qualquer pessoa no seu dia a dia. As vantagens da tecnologia de 
infravermelhos, descritas na introdução do Capítulo 2, permitem o seu uso generalizado para 
a melhoria do nível de vida das populações. 
3.1 - Aplicação na Ciência 
A aplicação da termografia na ciência tem vindo a aumentar significativamente em 
diversas áreas. Medicina, medicina veterinária, arqueologia, geologia, meteorologia, 
oceanografia são algumas das áreas onde a aplicação do método de termografia tem sido 
usado como instrumento de trabalho. 
A Deteção Remota é um processo através do qual a energia eletromagnética emitida ou 
refletida por uma superfície é captada e medida por um instrumento (sensor) que não está 
em contacto direto com essa superfície. Uma vez que as propriedades e o estado de 
determinada superfície influenciam as caraterísticas e a quantidade da energia que é emitida 
ou refletida, a medição e a análise desta última pode fornecer informação preciosa sobre a 
superfície que se pretende estudar. Se considerarmos que o objeto de estudo pode ser por 
exemplo a superfície terrestre, a atmosfera, ou os oceanos, facilmente se compreende que a 
Deteção Remota representa uma poderosa ferramenta de conhecimento sobre o nosso planeta 
[10]. 
 
Aplicação na Ciência 41 
 
 
3.1.1 - Medicina 
 A temperatura do corpo humano tem sido amplamente utilizada como um indicador de 
doença desde a antiguidade. A temperatura corporal é uma consequência da energia térmica 
produzida continuadamente pelo metabolismo. O princípio da regulação térmica é que deve 
existir um equilíbrio entre o calor produzido dentro dos tecidos do corpo e o calor perdido 
para o meio ambiente. A uniformidade da temperatura num corpo saudável é perturbada no 
caso de existência de uma doença, mudanças genéticas ou mudanças fisiológicas. Os níveis de 
temperatura e a sua mudança ao longo de um período de tempo podem caracterizar 
patologias específicas [27]. 
A termografia é apropriada para o diagnóstico, como ferramenta auxiliar para a 
determinação do tipo de desordem funcional, da localização, do grau de desenvolvimento e 
do prognóstico do tratamento. O uso da termografia facilita a avaliação do caso em estudo e 
a determinação do tratamento mais eficaz [13]. Como a pele humana tem um nível de 
emissividade muito alto, recomenda-se o uso de câmaras termográficas com sensibilidade às 
ondas eletromagnéticas emitidas na faixa 8 𝑎 14 µ𝑚 (LW) e que detetem variações de 
temperatura, de pelo menos 0,08℃ [22]. 
Os avanços na evolução tecnológica dos sensores infravermelhos, no processamento de 
imagem e desenvolvimento de algoritmos inteligentes permitem novos métodos de pesquisa e 
protocolos diagnósticos na imagiologia, resolvendo a insuficiência da antiga termografia. 
Estes avanços tecnológicos levaram ao aumento de programas de investigação patrocinados 
pelos governos da Europa, Estados Unidos da América e Japão. As principais aplicações da 
termografia na medicina são nos campos da oncologia (cancro da pele, cancro da mama, 
tiroide), dor, doenças vasculares (diabetes, trombose venosa profunda), artrite, reumatismo, 
viabilidade tissular (queimaduras, transplantes, enxertos), cirurgias e doenças neuro -
musculares esqueléticas [27]. 
Com o aumento da eficácia das câmaras termográficas, os investigadores acreditam que 
os exames infravermelhos poderiam ser um complemento à mamografia, mais simples e 
menos dispendioso, relativamente à biopsia numa deteção precoce. Outra aplicação 
promissora dos exames infravermelhos é na determinação de risco de cancro [27]. 
A termografia é usada na investigação do Síndrome de Dor Regional Complexa (CRPS). O 
CRPS assemelha-se a uma reação inflamatória, desenvolvendo um evento traumático, como 
um ferimento, fratura ou trauma. O CRPS é acompanhado por, entre outras coisas, em 
alterações demonstráveis do fornecimento de sangue para a pele, resultando em alterações 
na pele, edemas, mobilidade reduzida e contínua dor [22]. 
O uso de imagens infravermelhas durante procedimentos cirúrgicos, nomeadamente na 
avaliação da microcirculação de órgãos e tecidos. O fluxo de sangue, que através de perfusão 
é introduzido num órgão, é determinado pela temperatura [27]. 
 
42 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
 
Figura 3.2 - Deteção de cancro da mama [27]. 
 
Figura 3.3 - Zonas de Dor [28]. 
 
Figura 3.4 - Procedimentos Cirúrgicos [27]. 
 
 
Aplicação na Ciência 43 
 
 
Investigadores da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) e da 
Faculdade de Medicina Dentária da Universidade do Porto (FMDUP) apresentaram 
recentemente um estudo que, através da captação de imagem biomédica, com recurso a uma 
câmara termográfica, avalia alterações ao nível dos músculos posturais e dos músculos da 
mastigação do complexo crânio-cérvico-mandibular em músicos de orquestra. Trata-se de 
uma investigação que vem contribuir no diagnóstico de lesões músculo – esquelécticas. 
 
Figura 3.5 - Lesão músculo – esquelécticas [27]. 
Uma área onde a termografia teve uma enorme divulgação foi na utilização de câmaras 
termográficas nos aeroportos, para deteção do vírus da gripe. Nos últimos anos o 
aparecimento de pandemias de gripe das aves (H5N1) e gripe A (H1N1), provocou algum 
pánico nas populações mundiais, levando os aeroportos a aumentar os níveis de alerta em 
relação aos vírus da gripe. O local mais prático do corpo humano para deteção do vírusda 
gripe, dando um resultado mais confiável, é no canto dos olhos onde o ducto lacrimal vem à 
tona [29]. 
 
Figura 3.6 - Deteção de gripe [29]. 
 
44 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
3.1.2 - Medicina Veterinária 
O uso da termografia em medicina veterinária possibilita aos veterinários uma ferramenta 
de diagnóstico sem contacto, reduzindo o stress do animal durante o exame médico. É usado 
frequentemente nos estudos em populações de animais no estado selvagem, de espécies de 
grande porte ou notívagas [13]. 
As modificações de temperatura de certas zonas do organismo estão diretamente ligadas á 
irrigação sanguínea. Um tecido lesionado está mais fortemente irrigado do que o normal 
porque necessita de uma maior quantidade de glóbulos brancos, de forma a controlar a lesão. 
Um ponto com maior temperatura indica uma inflamação com consequente afluxo de sangue, 
enquanto um ponto mais frio indica um edema, trombose ou a existência de tecido 
cicatrizado. Em termografia procuram-se assimetrias, ou seja, em condições normais as 
imagens dos dois membros são idênticas. Uma alteração de 1º𝐶 em 25% da área observada é 
considerada como um caso patológico. Normalmente os tendões e articulações apresentam 
alterações de temperatura cerca de duas semanas antes de aparecer uma claudicação. 
Problemas no dorso, abcessos do casco, tendinites, lesões nervosas, musculares, atrofias 
musculares, são tudo lesões bem visíveis quando se utiliza a termografia como ferramenta de 
diagnóstico. Cavalos de grande valor fazem regularmente exames termográficos como medida 
de prevenção, antes de competições importantes [30]. 
 
Figura 3.7 - Deteção de lesões em cavalos [30]. 
Em medicina veterinária, os aparelhos estão graduados para detetar variações de 
0,5 ℃ 𝑎 1℃ e recomenda-se que se deixe o animal aclimatizar-se durante 15 a 20 minutos à 
temperatura ambiente do local onde se realiza o exame. As câmaras termográficas já são 
usadas em larga escala, desde os Jogos Olímpicos de Atlanta [30]. A termografia pode ser 
usada em todos os tipos de animais, fazendo-se uma prevenção precoce de lesões e doenças. 
 
Aplicação na Ciência 45 
 
 
3.1.3 - Astronomia 
A existência de regiões no espaço envoltas em gases e poeiras muito densas desaconselha 
a utilização dos telescópios óticos. A radiação infravermelha, com maior comprimento de 
onda consegue atravessar as regiões referidas sem sofrer dissipação, pelo que passou a ser 
possível conhecer e estudar, por exemplo, a região central da Via Láctea [13]. 
O Infrared Astronomical Satellite (IRAS) foi lançado em 1983 e digitalizou mais de 96% do 
céu em quatro bandas do infravermelho centrado em 12, 25, 60 𝑒 100 𝜇𝑚. O IRAS aumentou o 
número de fontes astronómicas catalogadas em 50%, detectando cerca de 250000 fontes de 
infravermelho. O Telescópio Espacial Spitzer, lançado em Agosto de 2003, tem como missão 
obter imagens e espetros, detetando a energia infravermelha irradiada por objetos no espaço 
entre os comprimentos de onda de 3 𝑒 180 𝜇𝑚 [31]. 
 
 
Figura 3.8 - Galáxia Maffei2 [31]. 
 
Na Figura 2.26, podemos ver uma imagem termográfica de uma galáxia cujos 99,5% da 
sua luz vísivel era bloqueada por uma nuvem de poeiras na região central da Via Láctea. 
Quando existem grandes quantidades de poeiras e gás, ocorrem explosões de formações de 
estrelas, sendo dirigidas para o centro da galáxia, muitas vezes por interações gravitacionais 
que criam estruturas em espiral [31]. 
 
 
46 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
3.1.4 - Arqueologia 
 
O espetro da luz solar refletida pela superfície da Terra contém informações sobre a 
composição da superfície e pode revelar traços do passado atividades humanas, como, por 
exemplo, a agricultura. Todos os tipos de rocha têm temperaturas distintas, por isso emitem 
calor em diferentes taxas. Diferenças na textura do solo são reveladas pelas variações de 
temperatura fracionárias sendo possível identificar terra solta, onde existiram campos 
agrícolas pré-históricos. A calçada Maya foi detetada através das emissões de radiação 
infravermelha de comprimento de onda diferente da vegetação circundante. As versões mais 
avançadas de câmaras termográficas podem detetar valas de irrigação preenchidas com 
sedimentos, retendo mais humidade e apresentando uma temperatura diferente de outro 
solo. O terreno acima de um muro de pedra enterrada, por exemplo, pode apresentar 
temperaturas mais quentes que o terreno circundante, porque a pedra absorve mais calor. 
Um radar pode penetrar a escuridão, a cobertura de nuvens, a copa de mata fechada, e até 
mesmo o chão [32]. 
A Deteção Remota pode ser uma técnica de descoberta, uma vez que se pode procurar 
radiações de energia emitida distintas em locais conhecidos ou em áreas onde as pesquisas 
nunca foi realizada. As imagens termográficas servem como recursos de reconhecimento ou 
impressões digitais. Caraterísticas como a altitude, a distância da água, a distância entre os 
locais ou cidades, caminhos e rotas de transporte podem ajudar a prever a localização de 
potenciais sítios arqueológicos [32]. 
 
Figura 3.9 - Estrada Arqueológica [32]. 
 
 
Aplicação na Ciência 47 
 
 
3.1.5 - Geologia 
A geologia envolve o estudo de formas de relevo, estruturas e do subsolo, para entender 
os processos físicos da criação e da modificação da crosta terrestre. Normalmente está ligada 
à prospeção e exploração de recursos minerais e de hidrocarbonetos, geralmente para 
melhorar as condições e a qualidade de vida na sociedade, tais como, o petróleo, o carvão, 
metais variados e calcário. A Geologia também inclui o estudo de riscos potenciais, como 
vulcões, deslizamentos de terras e terramotos, constituindo um fator crítico para estudos 
geotécnicos relativos à construção e engenharia. 
A Deteção Remota é utilizada como uma ferramenta para extrair informações sobre a 
estrutura, a composição ou subsolos da superfície da terra, muitas vezes combinada com 
outras fontes de dados fornecendo medidas complementares. Um radar fornece uma 
expressão topográfica de superfície e a sua rugosidade sendo extremamente valioso, 
principalmente quando integrado com outra fonte de dados para prestar informações 
detalhadas. 
Um mapeamento estrutural consiste na identificação e caracterização da expressão 
estrutural, incluindo falhas, dobras sinclinais e anticlinais e alinhamentos. A compreensão das 
estruturas é importante para a interpretação os movimentos da crosta terrestre que deram 
forma ao terreno atual. As estruturas podem indicar os potenciais locais de petróleo e gás, 
por exemplo [10]. 
 
Figura 3.10 - Imagem termográfica geológica [10]. 
 
48 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
3.1.6 - Monitorização da cobertura do solo 
O mapeamento da cobertura do solo serve como base para um inventário dos recursos da 
terra, interessando aos governos, aos órgãos ambientais e ao setor privado, em todo o mundo. 
De âmbito regional ou local, a Deteção Remota oferece um meio de aquisição e apresentação 
da cobertura da terra de dados em tempo útil. A cobertura da terra inclui tudo, desde tipo de 
culturas, gelo e neve, os principais ecossistemas, incluindo floresta de coníferas, floresta e 
terra árida [10]. 
O mapeamento regional da cobertura do solo é realizado por qualquer um que esteja 
interessado em obter um inventário dos recursos da terra, para ser usado como um mapa de 
base para a futura monitorização e o uso da terra. Os programas são realizados em todo o 
mundo para observar as condições das culturas regionais, bem como investigar as alterações 
climáticas a nível regional através da monitorização dos ecossistemas. O mapeamento da 
biomassa fornece estimativas quantificáveis de cobertura vegetal, e as informações biofísicas, 
tais como o índice de área de folhagem, a produtividade primária líquida e a acumulação 
total de biomassa. Estasmedições são parâmetros importantes para medir a saúde das 
florestas [10]. 
 
 
Figura 3.11 - Monitorização da cobertura do solo [10]. 
 
 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Floresta�
http://pt.wikipedia.org/wiki/Con%C3%ADfera�
 
Aplicação na Ciência 49 
 
 
3.1.7 - Oceanografia 
Os oceanos não só fornecem alimento e valiosos recursos biofísicos, como também servem 
de rotas de transporte, são de importância crucial na formação do sistema climático, no 
tempo de armazenamento de dióxido de carbono (𝐶𝑂2) e são um elemento importante no 
equilíbrio hidrológico da Terra. 
Compreender a dinâmica oceânica é importante para a avaliação de recursos pesqueiros, 
rotas de navios, a previsão de circulação global em consequência de fenómenos como o El 
Niño. A previsão e acompanhamento de tempestades são muito importante de modo a reduzir 
o impacto do desastre na navegação marítima, exploração offshore, e a consolidação 
costeira. Estudos sobre a dinâmica oceânica incluem o vento, a recuperação de onda 
(direção, velocidade, altura), a identificação de sistema de tempo em mesoescala, o estudo 
da profundidade subaquática de lagos ou oceanos, temperatura da água, e a produtividade do 
oceano [10]. 
O Litoral é uma zona costeira sensível ao ambiente entre o mar e a terra e responde às 
mudanças trazidas pelo desenvolvimento económico às e mudanças no uso da terra. 
Frequentemente o litoral é biologicamente diverso em certas zonas, e também pode ser 
altamente urbanizadas. Mais de 60% da população mundial vive perto do mar, logo a zona 
costeira é uma região sujeita ao aumento de stress da atividade humana. 
As agências governamentais envolvidas com o impacto das atividades humanas nessas 
regiões precisam de novas fontes de dados com as quais podem acompanhar 
alterações diversas como a erosão costeira, perda de habitat natural, a urbanização, 
efluentes e poluição no mar. Muitas das dinâmicas do oceano aberto e as mudanças na região 
costeira podem ser mapeados e monitorizados utilizando técnicas de deteção remota. As 
aplicações de deteção remota no Oceano são as seguintes [10]: 
• Identificação de padrões do Oceano: correntes, padrões de circulação regional, 
zonas frontais, ondas internas, ondas de gravidade, remoinhos, zonas de 
afloramento de águas rasas; 
• Previsão de tempestade: vento e onda de recuperação; 
• Stock de peixe e de avaliação de mamíferos marinhos: monitorização da 
temperatura da água, qualidade da água, produtividade do oceano e a 
concentração de fitoplâncton e inventário e monitorização da aquicultura; 
• Derramamento de óleo: mapeamento e extensão do derramamento, 
derramamento de óleo em decisões de emergência e identificação de áreas de 
infiltração natural de petróleo para a exploração; 
• Frete: rotas de navegação, estudos de tráfego, operações de vigilância da pesca, 
mapeamento da profundidade perto da costa. 
 
50 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
 
Figura 3.12 - Monitorização dos oceanos [10]. 
3.1.8 - Meteorologia 
A medição da temperatura é fundamental no estudo e previsão do tempo. Satélites de 
infravermelhos são utilizados para monitorizar o tempo na Terra, através da medição da 
temperatura das nuvens e da altitude a que se situam do solo. Os mapas usados nos 
programas televisivos são mapas de infravermelhos. Os satélites de infravermelhos também 
são utilizados para estudo de ciclones e tornados, sendo detetada a sua formação durante a 
noite. O uso dos satélites infravermelhos facilita a compreensão das transferências de energia 
entre o Sol e a Terra, fator que condiciona as condições climatéricas [13]. 
 
Figura 3.13 - Mapa Meteorológico [10]. 
 
Aplicação em Segurança e Vigilância 51 
 
 
3.2 - Aplicação em Segurança e Vigilância 
Os desenvolvimentos verificados pelos sensores infravermelhos devem-se em grande parte 
à sua utilização nas áreas militares e policiais, principalmente após a 2ª Guerra Mundial, para 
deslocação do utilizador ou então para deteção de um alvo. As aplicações militares nos dias 
de hoje são mais variadas e atualmente a termografia é usada em áreas de busca e 
salvamento, combate de incêndios e navegação. 
3.2.1 - Militar 
A utilização inicial para fins militares, após a 2ª Guerra Mundial, foi a deslocação de 
forças militares durante a noite. Em aplicações militares, as câmaras de infravermelho são 
fixadas em armas, tanques, helicópteros e vários tipos de equipamento militar para efeitos de 
digitalização do campo de batalha e de fácil deteção e infiltração de alvos durante a noite. 
Com o desenvolvimento dos sensores infravermelhos, a termografia é agora usada para 
localização de alvos, recolha de informações em terreno inimigo, sistemas de deteção de 
minas terrestres e prevenção de ataques, quer aéreos, quer terrestre [6]. 
 
Figura 3.14 - Aplicações Militares [2,6]. 
O uso da termografia por parte da Marinha é bastante diversificado. A termografia é usada 
para patrulha das vias navegáveis para ajudar a garantir que estes canais marítimos são 
seguros, além de ser uma ferramenta muito utilizada na manutenção dos submarinos e navios. 
Devido aos longos percursos efetuados, muitas vezes com alteração das condições de 
operação (climatéricas, carga), as reparações tem que ser da maior eficácia possível, de 
forma a não comprometer uma navegação segura [6]. 
 
52 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
 
Figura 3.15 - Fiscalização de canais marítimos [20]. 
 
Figura 3.16 - Inspeção de um Navio [2]. 
A aplicação dos desenvolvimentos tecnológicos em instrumentos de defesa é 
inquestionável em todas as áreas de aplicação do Poder Aéreo. Na procura de soluções que 
reduzam os riscos de perda de recursos de alto valor, a Ciência tem vindo a aplicar os 
conhecimentos em tecnologias que potenciam, sem diminuição da eficácia, a consecução dos 
objetivos militares e políticos superiormente definidos, através de soluções menos onerosas, 
de que o uso de aeronaves não - tripuladas parece constituir uma das opções mais aplicadas. 
Desde a Guerra do Vietname que os Estados Unidos já utilizaram veículos aéreos não – 
tripulado, mais conhecidos por UAV, para missões de reconhecimento, vigilância e 
informações sendo, no entanto, a tecnologia neles envolvida ainda bastante embrionária 
quando comparada com os padrões atuais. De facto, não tem cessado de aumentar, desde 
então, a contribuição destes sistemas no contexto de operações militares, quanto ao número 
de saídas, horas de voo acumuladas e tipos de missões desempenhadas. 
 
Aplicação em Segurança e Vigilância 53 
 
 
De acordo com o Unmanned Aircraft Systems Roadmap 2007-2032 do Departamento de 
Defesa dos Estados Unidos da América, os veículos aéreos autónomos não tripulados 
classificam-se em seis categorias que vão do nível 0 ao nível 5, caracterizando-se cada nível 
pela velocidade máxima da plataforma, peso e altitude máxima de operação. 
É notório o esforço que várias Forças Armadas Europeias estão a fazer no sentido de se 
equiparem com sistemas desta natureza. Em Portugal encontra-se em desenvolvimento o 
Programa de Investigação e Tecnologia em Veículos Aéreos Autónomos Não Tripulados 
(PITVANT) da Academia da Força Aérea com a colaboração da FEUP, uma vez que esta Escola 
dispõe de knowhow tecnológico e experiência operacional reconhecidos no âmbito de 
sistemas de controlo para veículos submarinos autónomos não - tripulados o que, desde logo, 
fazia prever a possibilidade de uma rápida adaptação destas competências a veículos aéreos 
autónomos não tripulados. É ainda de referir que, tanto a AFA como a FEUP mantiveram 
colaborações e contactos frequentes com diversas Instituições, de entre as quais se destacam: 
a Universidade da Califórnia em Berkeley, a Universidade de Munique, a Agência de Defesa 
Sueca, as Empresas Brasileiras de Aeronáutica S.A.-Embraer em São José de Campos, Brasil, a 
Honeywell e a Universidadede Michigan [33]. 
 
 
Figura 3.17 - UAV Antex – X03 desenvolvido em Portugal [33]. 
3.2.2 - Vigilância 
As câmaras digitais de infravermelho são muito úteis na indústria de segurança e 
vigilância, sendo já de uso corrente. As forças policiais conseguem com a utilização de 
câmaras termográficas, uma vigilância mais eficaz relativamente a qualquer atividade 
suspeita, sem denunciar a mesma. A segurança de instalações pode detetar qualquer ameaça 
 
54 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
sem a utilização de luz artificial, como por exemplo, stands de automóveis que têm os carros 
expostos ao ar livre, refinarias e subestações elétricas prevenindo vandalismo e roubos. 
Muitas instalações que possuem grandes parques de estacionamento mal iluminados, 
apresentando riscos para os seus utilizadores, usam câmaras termográficas para o aumento do 
nível de segurança. Eventos noturnos podem ser policiados com mais eficácia na deteção de 
elementos perturbadores. Na fiscalização de fronteiras, podem-se procurar produtos ilegais, 
armas e emigrantes ilegais escondidos [6]. 
 
Figura 3.18 - Vigilância de suspeitos [2]. 
 
Figura 3.19 - Vigilância de instalações [2]. 
 
 
 
 
Aplicação em Segurança e Vigilância 55 
 
 
3.2.3 - Buscas e salvamento 
Nas operações de salvamento, durante a noite e com condiçoes climatéricas adversas, o 
uso de infravermelhos pode ajudar a encontrar pessoas em perigo. Deteção de pessoas 
soterradas, devido a avalanches ou terramotos, ou localização de vítimas de naufrágio 
mostram a vantagem do uso da termografia. 
 
Figura 3.20 - Buscas de vítimas de naufrágio [33]. 
3.2.4 - Combate a incêndios 
O combate do fogo sejam eles, incêndios de recursos naturais, incêndios acidentais ou 
incêndios urbanos, apresentam muitos desafios para aqueles que estão envolvidos no combate 
dos incêndios. Uma câmara de infravermelhos é uma ferramenta para os bombeiros e equipas 
de socorro no esforço para obter essas informações em tempo real. Uma vez que é uma 
tecnologia destinada a assinaturas de calor sentido e exibição de imagem, as câmaras 
permitem a visualização em ambientes escuros e cheio de fumo, cujo valor é inestimável no 
processo de decisão. É uma ferramenta muito útil no auxílio da procura de vítimas em 
ambientes com muito fumo [6]. 
 
Figura 3.21 - Deteção de vítimas em incêndios [13]. 
 
56 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
A instalação de câmaras de infravermelhos em satélites, helicópteros e aviões de 
reconhecimento permite a identificação de zonas de maior calor em florestas densas, deteção 
de incêndios em alto mar e focos de incêndio encobertos por fumo muito denso. Em incêndios 
em edifícios as câmaras termográficas são utilizadas para deteção de pontos quentes no 
interior de paredes e telhados, determinado se existe fogo ou não por trás de um elemento 
construtivo [13]. 
 
Figura 3.22 - Imagem termográfica de combate a incêndio [2]. 
 
Figura 3.23 - Imagem termográfica de incêndio num navio [33]. 
 
 
 
Aplicação em Edifícios 57 
 
 
3.3 - Aplicação em Edifícios 
A termografia é utilizada na construção civil como ferramenta de diagnóstico de edifícios, 
diques, barragens e pontes. Nos edifícios a termografia é utilizada na manutenção e na 
reabilitação, permitindo a identificação de defeitos e a realização de estudos do desempenho 
térmico de elementos construtivos ou do próprio edifício. A termografia também pode ser útil 
nas diversas fases do processo construtivo, desde a conceção do projeto até à avaliação da 
execução em obra, facilitando a investigação de novos materiais [13]. 
O setor da construção civil representa 40% dos gastos de energia na União Europeia e 
oferece um potencial único para o aumento da eficiência energética. Devido ao enorme 
potencial, a Comissão Europeia criou uma diretiva de regulamentação do rendimento 
energético de edifícios, posteriormente adotada pelas leis nacionais dos países integrantes da 
União Europeia. Os Certificados Energéticos tornaram-se obrigatórios para edifícios novos, 
para reabilitações importantes de edifícios já existentes (custo da obra > 25% do custo do 
edifício) e para locações ou vendas de edifícios de habitação e de serviços existentes [35]. 
A termografia permite ao dono da obra, à fiscalização e aos utilizadores verificarem se o 
trabalho em obra foi executado conforme o projeto e identificar anomalias e áreas 
degradadas. Através de ensaios termográficos, é possível de uma forma eficaz e localizada 
delimitar as áreas com problemas, facilitando assim a manutenção dos edifícios e evita-se a 
danificação dos componentes [13]. 
Uma inspeção termográfica ajuda nos diagnósticos de construção [35,36]: 
• Visualização de perdas de energia; 
• Deteção de falta de isolamento ou áreas mal isoladas; 
• Deteção de fugas ou infiltrações de ar; 
• Deteção de humidade no isolamento, no teto e paredes (interno e externo); 
• Localização de fugas em telhados; 
• Inspeção de tubagens, sistema de aquecimento e ar condicionado. 
 
58 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
 
Figura 3.24 - Imagem termográfica de um edifício [35]. 
3.3.1 - Deteção de zonas com isolamento deficiente 
A termografia permite a monitorização e a avaliação do desempenho das diversas técnicas 
de isolamento térmico. Se o isolamento térmico for menor numa zona delimitada do 
elemento construtivo, com emissividade uniforme, o termograma mostra uma variação da 
temperatura superficial, resultante da não existência do isolamento térmico ou da sua 
deficiente aplicação. 
Os defeitos em elementos construtivos são identificados por variação do fluxo de calor ou 
do fluxo de ar, facilitando a transferência de calor. Uma área com maior fluxo de calor 
corresponde a uma zona de menor isolamento. A deficiente colocação de isolamento numa 
caixa de ar ou a rutura dos pontos de fixação ao suporte do isolamento rígido permite a 
circulação de ar frio na caixa de ar, entre as placas de isolamento e a parede interior. Uma 
ponte térmica corresponde ao local onde a caixa de ar e o respetivo isolamento térmico da 
parede exterior do edifício estão interrompidos. Devido a uma maior condutibilidade térmica 
nesta zona, a transferência de calor do interior para o exterior é facilitada, sendo 
identificado num termograma com a forma do componente com menor resistência térmica 
[13]. 
A espessura típica do isolamento varia de país para país. Em climas frios o isolamento 
normalmente é espesso, enquanto nos países com climas temperados mais quentes, a 
espessura é reduzida. Deve existir no mínimo 10 ℃ de diferença de temperatura entre o 
exterior e o interior dos lados da parede, para que o ensaio termográfico seja fiável. Se for 
usada uma câmara termográfica com maior resolução e com maior sensibilidade, a diferença 
de temperatura pode ser menor [35]. 
 
Aplicação em Edifícios 59 
 
 
 
Figura 3.25 - Deteção de isolamento deficiente [36]. 
A diferente absorção da radiação solar pelos elementos constructivos pode influenciar os 
resultados do ensaio termográfico. Durante as épocas do ano mais quentes, a assinatura 
térmica mostra o interior mais frio e o exterior mais quente. Durante as épocas do ano mais 
frias, a assinatura térmica é o oposto. Também é importante saber qual o tipo de isolamento 
presente uma vez que cada tipo de isolamento tem a sua assinatura térmica [19]. 
3.3.2 - Deteção de fugas de ar 
Uma fuga de ar é a passagem de ar através do revestimento de um edifício, parede, 
janela ou junta. O movimento excessivo de ar reduz significativamente a integridade térmica 
e o desempenho do revestimento e é, por isso, um grande responsável pelo consumo de 
energia num edifício. Para além da perda de energia causada pela fuga excessiva de ar, pode 
causar a formação de condensação no interior das paredes e no seu exterior. Isto pode causar 
diversos problemas,tais como, reduzir o valor da resistência do isolamento, danificar 
permanentemente o isolamento e degradar gravemente os materiais. Pode causar o 
apodrecimento da madeira, a corrosão de metais e tijolos ou superfícies de cimento, e em 
casos extremos pode mesmo levar à separação entre tijolos, lascas no cimento, porosidade na 
argamassa e à queda de secções de uma parede, colocando em risco a segurança dos 
ocupantes. Pode corroer o aço estrutural, barras e hangar e parafusos de metal, com 
problemas de segurança e manutenção muito graves. A acumulação de humidade nos 
materiais de construção pode causar a formação de bolor, que pode necessitar de uma 
reparação extensiva [20]. 
Dependendo da quantidade condensada e dos materiais que constituem a envolvente, as 
condensações superficiais junto aos pontos de fuga podem agravar a variação da temperatura 
superficial. A extensão da variação de temperatura em torno do ponto de fuga depende da 
 
60 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
natureza e tamanho do ponto de fuga, da pressão diferencial a que está sujeito o elemento 
construtivo e da diferença de temperatura entre o interior e o exterior. Fuga para o interior é 
denominado infiltração e fuga para o exterior é denominado exfiltração [13]. 
As perdas de calor em janelas ocorrem por condução ou por transferência ocorrem por 
condução ou por transferência de ar através dos pontos de fuga. Para detetar as perdas de 
calor devido a pontos de fuga no caixilho, nas dobradiças ou nos encaixes das janelas, deve 
recorrer-se à diminuição artificial da pressão interior para evidenciar o fenómeno. As perdas 
por condução só podem ser detetadas se forem eliminadas as radiações visíveis, transmitidas 
através do vidro, recorrendo a filtros espetrais [13]. 
Para a identificação dos pontos de fuga basta uma diferença de temperatura entre o 
interior e o exterior de pelo menos 5℃. Para um estudo mais detalhado, estabelece-se uma 
diferença de pressão artificial no edifício com recurso a equipamentos mecânicos, de modo a 
que os padrões da fuga de ar sejam conhecidos e quantificados. Os equipamentos de extração 
mecânica de ar reduzem a pressão no interior do edifício, tornando-a inferior à pressão do ar 
no exterior. A diminuição da pressão provoca um aumento do fluxo de ar frio vindo do 
exterior, arrefecendo a superfície interior adjacente ao ponto de entrada de ar do edifício 
[13,19]. 
 
Figura 3.26 - Deteção de fugas de ar [36]. 
3.3.3 - Deteção de humidade 
Os danos causados pela humidade são a forma mais comum de deterioração de um 
edifício, devido à degradação causada nos materiais de construção. Os pontos de penetração 
típicos são juntas estruturais e pontos de emenda (falhas intermitentes, revestimentos). 
A humidade também pode resultar através da condensação. A condensação é 
normalmente causada por fugas de ar quente e húmido dos edifícios para as cavidades mais 
 
Aplicação em Edifícios 61 
 
 
frias da construção, tais como, o interior de paredes, pisos ou tetos e isolamentos molhados 
que levam muito tempo para secar, tornando-se locais privilegiados para a formação de 
bolores e fungos. Uma inspeção termográfica vai determinar a localização inerente das áreas 
com humidade que promovem o aparecimento de bolores e consequentemente problemas de 
saúde. As outras fontes de humidade típicas são inundações, águas subterrâneas e fugas dos 
sistemas de canalização e aspersão [19,35]. 
A assinatura térmica da humidade é visível com muita facilidade através das câmaras 
termográficas, especialmente se as condições forem adequadas para que exista evaporação 
das superfícies molhadas. Neste caso a temperatura dessas superfícies vai mudar mais 
lentamente que as superfícies secas, aparecendo mais frias. Contudo materiais de construção 
molhados são mais propícios à transmissão de calor por condução e durante a transição 
térmica, apresentam uma maior capacidade térmica do que os materiais secos. Nesta 
situação as assinaturas térmicas não são claras ou óbvias, recomendando-se o uso de um 
medidor de humidade para a confirmação da imagem termográfica da área detetada [19,35]. 
 
Figura 3.27 - Deteção de humidade [36]. 
Por razões relacionadas com o design, instalação e manutenção, a maioria dos telhados 
com baixo declive desenvolvem problemas ao fim de dois anos após a instalação. Os telhados 
de baixo declive são telhados planos com ligeiros graus de inclinação para drenar a 
precipitação, sendo composto por uma plataforma estrutural onde é colocado um isolamento 
rígido e uma membrana impermeável. Os danos causados a longo prazo pela humidade são 
geralmente muito dispendiosos uma vez que provocam a degradação e falhas prematuras no 
telhado [19]. 
A assinatura térmica vista numa câmara termográfica depende da condição e do tipo de 
isolamento térmico aplicado. Isolamentos absorventes como fibra de vidro, fibra de madeira 
ou perlite expandida são o tipo de isolamento mais usado, mostrando assinaturas térmicas 
claras. Isolamentos não absorventes como placas de espuma sintética laminada usadas em 
 
62 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
sistemas de telhados de camada simples são mais difíceis de inspecionar, porque absorvem 
pouca água. Os telhados de camada simples são muitas vezes cobertos por uma pesada 
camada de pedra influenciando a sua assinatura térmica. As condições meteorológicas, a 
forma do edifício e o tipo de construção também podem influenciar as assinaturas térmicas 
[19]. 
Idealmente deve ser feita uma inspeção termográfica à cobertura pouco tempo após a sua 
instalação de modo a estabelecer uma assinatura térmica de base. Quando ocorrer uma fuga, 
deve-se realizar rapidamente uma inspeção termográfica para determinar o local exato da 
fuga e a extensão dos danos no isolamento. A poupança de custos é significativa quando se 
consegue reparar as áreas com humidade em vez da substituição total do telhado. O sol 
funciona como um aquecedor do telhado, sendo verificado um arrefecimento do isolamento 
durante a noite. A câmara termográfica deteta humidade quando encontra áreas molhadas 
que arrefecem mais lentamente, aparecendo o isolamento húmido como áreas mais quentes 
nas imagens termográficas. Uma grande vantagem das câmaras termográficas é a 
possibilidade de conseguir mostrar grandes áreas com humidade, mostrando as suas 
temperaturas enquanto os outros métodos apenas conseguem medir pontos simples [35]. 
 
Figura 3.28 - Deteção de humidade em coberturas [35]. 
3.3.4 - Inspeção de tubagens, sistema de aquecimento e ar condicionado 
A termografia é uma ferramenta útil e de fácil utilização para a deteção e análise de 
infiltrações em tubagens e canalizações, independentemente da sua localização (chão ou 
parede). Em sistemas típicos como pavimentos aquecidos ou sistemas de aquecimento 
urbano, o calor irradia dos tubos através da superfície e o padrão pode ser facilmente 
detetado com uma câmara termográfica. A determinação da localização exata das infiltrações 
impede obras destrutivas desnecessárias e redução de custos [35]. 
A temperatura interna tem um efeito considerável sobre o sentimento de bem-estar e 
desempenho. A termografia pode fornecer informações sobre o estado das saídas de ar 
condicionado e sistemas de ventilação, pode mostrar uma distribuição de temperatura 
irregular e consegue detetar a obstrução e bloqueios em radiadores [20]. 
 
Aplicação em Sistemas de Fluido e Vapor 63 
 
 
 
Figura 3.29 - Inspeção de tubagens e sistema de aquecimento [10,20,35]. 
3.4 - Aplicação em Sistemas de Fluido e Vapor 
A termografia pode ser utilizada também na monitorização da condição de funcionamento 
e da operação dos componentes integrantes dos sistemas de fluido e vapor. Problemas de 
caudais de fluidos, fugas e bloqueios em sistemas de vapor e em sistemas de fluidos quentes 
ou frios, danificação e defeitos no isolamentode refratários são acompanhados por uma 
mudança na temperatura de operação [45]. 
Em sistemas de vapor, devem ser inspecionados as linhas de transmissão de vapor, 
purgadores e válvulas de vapor, permutadores de calor, caldeiras e outros equipamentos de 
utilizem vapor. Os purgadores de vapor são válvulas destinadas à remoção de condensados e 
ar do sistema de vapor, devendo ser sujeitos a teste na abertura e no fecho. De modo a 
procurar-se bloqueios nas linhas de transmissão e nos permutadores de calor devem procurar 
diferenças de temperatura significativas. Nas válvulas fechadas e linhas de vapor 
subterrâneas, a termografia é útil para encontrar fugas de vapor [20,45]. 
A indústria petroquímica está entre os setores que apostam mais em sistemas de vapor 
devido à sua elevada intensidade energética, requerendo uma monitorização térmica 
cuidadosa para adquirir níveis de eficiência de segurança e térmico de cada processo. As 
refinarias podem atingir um elevado nível de produtividade e aumentar a rentabilidade ao 
utilizar câmaras termográficas para executar a verificação do nível do depósito, o diagnóstico 
da aleta do condensador, a manutenção do forno, a gestão das perdas refratárias [20]. 
 
64 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
 
Figura 3.30 - Imagens termográficas de sistemas de vapor [45]. 
Nos sistemas de fluido, a inspeção de fornos e caldeiras é essencial de modo a eliminar 
fontes de perdas de energia. As perdas de energia podem ocorrer por oxidações, fugas de ar e 
pela danificação do refratário [45]. 
As câmaras termográficas facilitam a inspeção de tubos do aquecedor em fornos para 
deteção de áreas com acumulação de coque, aparecendo como mais quentes do que as outras 
áreas da superfície do tubo. Isto mostra que o coque impede que o produto absorva 
uniformemente o calor do tubo. As desvantagens adicionais da coqueificação incluem 
elevadas taxas de acendimento do forno e vida útil do tubo reduzida. As fugas e os acidentes 
devidos a isso podem ocorrer após um determinado período de tempo devido a corrosão dos 
meios, fendas devido aos defeitos de soldadura ou tensão e deterioração do material. Para 
assegurar um funcionamento seguro dos tubos é necessário ter uma ideia da integridade das 
paredes dos tubos e substituir apenas os tubos criticamente danificados. Através da 
termografia pode-se observar as descontinuidades nos padrões de fluxo de calor resultantes 
de defeitos na parede para tubos de pressão de alta temperatura [20]. 
 
 
Figura 3.31 - Imagens termográficas de refratário e tubagem [45]. 
 
 
Aplicação em Sistemas Mecânicos 65 
 
 
3.5 - Aplicação em Sistemas Mecânicos 
Em muitas indústrias, os sistemas mecânicos servem de espinha dorsal das operações a 
realizar, podendo afetar tanto a quantidade como a qualidade do produto final. O principal 
método de inspeção de sistemas mecânicos é a análise de vibrações, mas a termografia é uma 
excelente fonte de informações complementar para estudos de monitorização de vibrações 
em equipamentos mecânicos [46]. 
Quando os componentes mecânicos trabalham, é gerado calor. Forças originadas por 
fricção, desalinhamentos, lubrificação e tensão impróprias das correias de transmissão podem 
originar aquecimento excessivo ou podem provocar a danificação do equipamento. As 
inspeções são normalmente direcionadas a ligações elétricas, acoplamentos, rotor e estator 
de motores e geradores, rolamentos, correias de transmissão e caixas de engrenagem [47]. 
 
Figura 3.32 - Imagens termográficas de sistemas mecânicos [47]. 
As ligações elétricas devem ser inspecionadas nas caixas de junção, devendo estar todas 
as ligações á mesma temperatura. É uma anomalia muito usual uma vez que as ligações 
elétricas são ignoradas nas ações de manutenção. Na inspeção das carcaças dos motores, a 
imagem termográfica deverá apresentar uma temperatura uniforme. Motores que apareçam 
mais quentes poderão indicar problemas nos enrolamentos ou curto-circuitos. Na inspeção de 
rolamentos, caso eles se encontrem quentes podem indicar problemas de lubrificação ou um 
elevado desgaste do mesmo. Um rolamento em bom estado apresenta uma temperatura de 
funcionamento de 60℃. 
 
66 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
Se existir um diferencial de temperaturas alto entre dois rolamentos, pode-se suspeitar 
de desalinhamento ou desequilíbrio. O desalinhamento de motores provoca forças que causam 
um aumento de temperatura nas uniões do acoplamento sendo essa temperatura maior 
quanto maior for o desalinhamento. Caixas de engrenagem e correias de transmissão em boas 
condições devem funcionar a uma temperatura próxima da temperatura ambiente. O 
aumento de calor é gerado por forças de fricção, desalinhamento e lubrificação imprópria 
[47]. 
3.6 - Aplicação em Instalações Elétricas 
A importância da segurança nas instalações elétricas é vital, quer a nível doméstico quer 
a nível industrial. A temperatura é a principal variável detetável no processo de falha de uma 
instalação elétrica, sendo a termografia um recurso valioso para uma manutenção eficaz. O 
aumento de temperatura em material elétrico aumenta o risco de incêndio numa instalação 
elétrica, pode causar avarias irreparáveis em equipamentos fundamentais e pode provocar 
acidentes em pessoas e bens. 
Quando a corrente elétrica passa num condutor, é gerado calor. Todos os componentes 
elétricos começam a deteriorar-se após a instalação, devido à carga elétrica, vibrações, 
corrosão e envelhecimento. As anomalias aparecem com o aumento da temperatura durante 
um largo período de tempo, antes da ocorrência de uma falha. A lei de joule mostra que a 
energia elétrica se transforma em energia calorífica num recetor ou condutor, sendo 
diretamente proporcional à resistência deste, ao quadrado da intensidade de corrente e ao 
tempo de passagem de corrente. O aquecimento anormal associado à resistência elevada ou à 
excessiva passagem de corrente é a causa principal de muitos problemas elétricos. 
Uma inspeção termográfica em instalações elétricas identifica problemas causados devido 
à elevada resistência causada por superfícies com contacto deficiente, a um circuito 
sobrecarregado, a um problema de desequilíbrio de cargas e harmónicos. O contacto 
deficiente deve-se a ligações soltas, corroídas ou oxidadas e por falhas de componentes. As 
sobrecargas podem-se dever a erros de projeto, falhas de montagem e falta de manutenções 
preventivas. Um desequilíbrio de cargas mostra uma errada distribuição de carga num sistema 
trifásico, sendo que uma das fases transporta mais corrente que as outras. Se existir neutro, 
este aparecerá sobrecarregado. A utilização intensiva de cargas não lineares no setor de 
serviços e em muitas indústrias e uma intensa transformação tecnológica está na base dos 
problemas dos harmónicos. Os harmónicos geram sobreaquecimento nos condutores, podendo 
afetar as três fases (efeito pelicular) ou só o neutro (harmónico homopolar). Um caso 
particular é a deteção de circuitos abertos, onde a imagem termográfica mostra os 
componentes frios [20,48,49]. 
 
Aplicação em Instalações Elétricas 67 
 
 
Os equipamentos normalmente inspecionados são motores, geradores, transformadores, 
disjuntores, interruptores, fusíveis, cabos elétricos, quadros elétricos e todos os dispositivos 
de passagem de corrente em carga. A inspeção termográfica tem de ser feita com a 
instalação elétrica em carga, sendo necessária uma visão desimpedida do ponto de medição. 
As portas dos armários e painéis têm de ser abertos ou removidos, incluindo os acrílicos [48]. 
3.6.1 - Ligações soltas ou deterioradas 
Sempre que existe um contacto defeituoso numa ligação elétrica, cria-se uma resistência 
de contacto. Esta condição leva à geração por “efeito de joule” de uma energia térmica 
proporcional à resistência de contacto e ao tempo durante o qual passa a corrente, elevandoa temperatura no ponto de defeito. O aumento da temperatura pode alterar a superfície dos 
contactos, aumentando a sua resistência de contacto e agravando o “efeito de joule”. A 
corrosão e deterioração de ligações elétricas podem ser causadas por causas ambientais, 
enquanto a vibração, a fadiga e a idade fazem com que as ligações estejam soltas. 
A termografia é muito útil para a deteção de ligações soltas ou deterioradas, mostrando 
pontos quentes em elementos de aperto, como por exemplo, parafusos. Os pontos quentes 
são causados por elevada resistência de contacto e estão localizados nas ligações. A deteção 
e a correção deste tipo de falhas são essenciais de modo a evitar incêndios e interrupções que 
podem ser críticas em operações de fabrico e comerciais. As ligações devem ser 
desmontadas, limpas, reparadas e montadas novamente e em seguida alvo de uma nova 
inspeção termográfica. Se a anomalia persistir sugere-se o uso de um multímetro para 
investigar a causa da anomalia [20,48]. 
As condições dos equipamentos que geram riscos à segurança devem ser as prioridades 
mais altas de reparação. As diretrizes da NETA afirmam que, quando a diferença de 
temperatura entre componentes similares sob carga semelhante é superior a 15℃, devem 
ocorrer reparações imediatamente [20]. 
 
Figura 3.33 - Imagens termográficas de ligações soltas [48,49]. 
 
68 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
3.6.2 - Circuitos em Sobrecarga 
Se a corrente 𝐼𝐵 ultrapassar o valor máximo 𝐼𝑍 permitido nos condutores, diz-se que 
existe sobreintensidade. Uma sobrecarga é uma sobreintensidade em que a corrente de 
serviço no circuito é superior ou ligeiramente superior à intensidade máxima permitida nos 
condutores 𝐼𝐵 > 𝐼𝑍. 
O excesso de corrente origina que os condutores funcionem mais quentes, aquecendo ao 
longo de todo o seu comprimento. O aquecimento dos condutores poderá ser igual em todas 
as fases e deve ser confirmado com um amperímetro. Através de imagens termográficas é 
possível detetar e localizar sobrecargas sem necessidade de contacto [48]. 
 Erros de projeto, como por exemplo, demasiados aparelhos ligados simultaneamente num 
mesmo circuito, falhas de montagem e falta de manutenções preventivas são as causas 
principais da ocorrência de sobreintensidades. As medidas de proteção contra 
sobreintensidades residem numa execução e exploração mais criteriosas das instalações e na 
instalação de instrumentos (disjuntores magnetotérmicos e corta circuitos fusíveis) que 
interrompem automática e seletivamente os circuitos em caso de anomalia. Outros tipos de 
sobreintensidades, como o curto-circuito e defeito de isolamento, também podem provocar 
um sobreaquecimento. 
 
 
 
Figura 3.34 - Imagem termográfica de circuito em sobrecarga. 
 
Aplicação em Instalações Elétricas 69 
 
 
3.6.3 - Circuitos com desequilibrio de cargas 
Os desequilíbrios de corrente ocorrem quando as intensidades de corrente que circulam 
pelas três fases de um sistema trifásico não são iguais, devido à má distribuição das cargas da 
instalação. O desequilíbrio provoca uma corrente no condutor neutro, levando a um aumento 
de temperatura geral nos componentes da instalação. O desequilíbrio de cargas deve ser 
previsto na fase de projeto das instalações elétricas, de modo a evitar problemas graves, quer 
em equipamentos, quer para a segurança das pessoas. 
O desequilíbrio pode ser provocado por diferentes causas: problemas na qualidade de 
energia, subtensões devido a excesso de carga ligada, um defeito de isolamento em cablagem 
ou um mau dimensionamento de cargas na instalação elétrica [20]. 
 
Figura 3.35 - Imagem termográfica de circuito com desequilíbrio de carga. 
Na Figura 3.35 podem-se observar diferentes temperaturas nas diferentes fases, 
indiciando um problema de desequilíbrio de cargas. Uma linha de perfil é útil para ajudar na 
avaliação da inspeção termográfica ao circuito elétrico. 
 
Figura 3.36 - Linha de perfil da imagem termográfica da Figura 2.58. 
 
 
70 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
3.6.4 - Harmónicos 
A qualidade de energia, além de ter em atenção os aspetos relativos a serviços 
(fornecimento sem interrupções) e de qualidade da onda de sinal, também tem que ter em 
conta a qualidade comercial. A utilização intensiva de cargas não lineares no setor de serviços 
e em muitas indústrias e uma intensa transformação tecnológica está na base dos problemas 
na qualidade de energia, através da deformação das formas de onda resultante da presença 
de harmónicos [50]. 
Uma harmónica de tensão ou corrente não é mais que um sinal sinusoidal, cuja frequência 
é múltipla inteira da frequência fundamental do sinal principal. Os sinais harmónicos são 
classificados quanto à sua ordem, frequência e sequência. Existem harmónicas de ordem 
impar e harmónicas de ordem par. As harmónicas de ordem impar são frequentes nas 
instalações elétricas em geral e as de ordem par existem nos casos de haver assimetrias do 
sinal devido à presença da componente contínua. As harmónicas têm uma sequência podendo 
esta ser positiva, negativa ou nula (zero). As harmónicas de sequência positiva e negativa 
provocam sobreaquecimentos, enquanto as harmónicas de sequência nula (harmónicas 
homopolares) são as que mais preocupam os responsáveis por instalações e redes elétricas 
[51]. 
Os efeitos da poluição harmónica revelam-se quer ao nível das redes de distribuição de 
energia quer ao nível do funcionamento dos equipamentos dispersos pelo sistema. Assim os 
problemas que podem ocorrer são, entre outros, os seguintes [50,51]: 
• A presença de harmónicas de terceira ordem e suas múltiplas (Sequência nula) 
conduz a uma corrente no condutor de neutro muito superior á esperada, 
podendo por vezes ser superior á das fases (IN=IR+IS+IT). Uma corrente muito 
superior leva ao aumento da temperatura no condutor de neutro e consequente 
sobreaquecimento; 
• À medida que a frequência do sinal de corrente aumenta, devido às harmónicas, a 
corrente tende a circular pela periferia do condutor, o que significa um aumento 
da sua resistência elétrica e, consequentemente, um aumento das perdas por 
efeito Joule (efeito pelicular); 
• Os harmónicos de corrente provocam perdas óhmicas suplementares nos 
enrolamentos principais e nos enrolamentos amortecedores dos alternadores. Por 
outro lado a interação entre correntes harmónicas e o campo magnético 
fundamental pode originar binários oscilatórios que provocam vibrações no veio 
dos alternadores e consequentemente o aumento da fadiga mecânica das 
máquinas; 
 
Aplicação em Instalações Elétricas 71 
 
 
• Nos transformadores, os harmónicos de corrente provocam o aumento das perdas 
nos enrolamentos e os harmónicos de tensão criam correntes de Foucault e perdas 
por histerése suplementares nos circuitos magnéticos; 
• Nos motores assíncronos ocorrem aumentos nas perdas por efeito de Joule, com o 
consequente sobreaquecimento dos enrolamentos estatóricos, e por efeito 
pelicular uma distribuição assimétrica da corrente induzida nas barras rotóricas, o 
que por sua vez provoca vibrações com torção do veio da máquina; 
• O corte das correntes com elevada taxa de distorção harmónica provoca 
dificuldades acrescidas ao funcionamento dos disjuntores. As componentes de alta 
frequência têm uma variação mais rápida na passagem por zero da corrente o que 
dificulta o corte da corrente. 
Um analisador de qualidade de energia é a ferramenta mais indicada para a deteção de 
harmónicos mas não consegue detetar os efeitos provocados pelos harmónicos nos elementos 
de uma instalação elétrica. A termografia é um excelente complemento para uma 
manutenção preditiva mais eficaz. 
 
Figura 3.37 - Imagem termográfica de efeitos de harmónicos [49]. 
 
3.6.5 - Equipamentos defeituosos 
 
A manutenção preditiva é o acompanhamento periódico de equipamentos, baseado na 
análise dedados recolhidos através de monitorização ou inspeções no local. Uma manutenção 
preditiva é uma poderosa ferramenta para garantir um funcionamento contínuo de uma 
instalação elétrica. Uma das técnicas de análise não destrutivas da manutenção preditiva é a 
termografia que é capaz de detetar, visualizar e gravar diferentes níveis de distribuição de 
temperatura através da superfície de um equipamento elétrico. 
 
72 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
A monitorização da temperatura de equipamentos elétricos é útil para indicar a existência 
ou evolução de problemas internos dos mesmos. O aquecimento de um equipamento elétrico 
depende da sua capacidade térmica. O controlo da temperatura de operação é muito 
importante, porque o funcionamento a um nível de temperatura acima do nível máximo de 
temperatura permitido pela sua classe de isolamento. Por exemplo, um incremento de 10℃ 
sobre a temperatura máxima especificada para um motor reduz a sua esperança de vida em 
50% [20,49]. 
Na origem de problemas podem estar erros de projeto, aplicações indevidas e operações 
indevidas. As causas desses problemas podem ser sobrecargas, lubrificação, humidade, 
sujidade e envelhecimento. 
 
Figura 3.38 - Imagens termográficas de equipamentos defeituosos. 
3.6.6 - Transformadores 
Uma das máquinas electricas mais utilizadas em instalações elétricas é o transformador, 
dado que permite ajustar tensões e correntes às necessidades existentes. A utilização do 
transformador em baixa tensão é feita em diversas aplicações, desde a alimentação de 
circuitos de comando, alimentação de cargas lineares e de instalações com presença 
acentuada de cargas não lineares, sendo próprios para instalações elétricas em plantas 
comerciais e industriais [52]. 
 
Aplicação em Instalações Elétricas 73 
 
 
Em baixa tensão são usados transformadores secos. Nos postos de transformação cuja 
função é reduzir a média tensão para baixa tensão, os transformadores podem ser 
transformadores secos ou transformadores imersos em óleo. Os transformadores secos e os 
transformadores imersos em óleo são fabricados para operarem a temperaturas mais altas do 
que a temperatura ambiente. 
Para os transformadores imersos em óleo, a temperatura máxima de operação é de 65℃ 
no ponto mais quente dos enrolamentos, sendo que as partes metálicas não devem atingir 
temperaturas superiores à máxima especificada para o ponto mais quente do isolamento [53]. 
Os defeitos internos em transformadores imersos em óleo podem detetar-se como um 
sobreaquecimento superficial [49]. 
Para os transformadores secos, os limites de elevação de temperatura dependem da 
classe de isolamento dos materiais isolantes empregados nos transformadores. Os materiais 
isolantes empregados nos transformadores secos devem ser das classes F (155℃) ou H 
(180℃). Em condições normais de funcionamento, um transformador secos, deve funcionar a 
uma temperatura ambiente não superior a 40℃ e com temperatura média, em qualquer 
período de 24 horas, não superior a 30℃ [54]. 
Uma inspeção termográfica consegue facilmente identificar sobreaquecimentos no 
transformador, nos terminais de alta tensão, média tensão e baixa tensão, nos pontos de 
conexão, nos painéis de comutação, nos tubos de refrigeração, nos ventiladores e bombas de 
refrigeração. A origem do sobreaquecimento pode ser de ligações soltas ou deterioradas, 
sobrecargas, circulação de ar de refrigeração insuficiente e temperatura do ar de refrigeração 
acima da temperatura prevista [20,49,53,54]. 
Nos terminais e nos pontos de conexão, o sobreaquecimento indica pontos de alta 
resistência, devendo ser limpos e apertados novamente. Além disso deve-se comparar as 
temperaturas das diferentes fases, procurando-se sobrecargas e desequilíbrios de cargas 
[20,54]. Nos tubos de refrigeração dos transformadores imersos em óleo aparecem 
normalmente quentes. Se um tubo aparecer mais frio recomenda-se uma limpeza dos canais 
de ar de refrigeração e verificação de ductos e aberturas para a circulação de ar de 
refrigeração, quanto ao dimensionamento e a obstruções [20,53]. Se for detetado um 
sobreaquecimento do transformador deve-se aumentar a circulação de ar da refrigeração 
[54]. 
 
74 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
 
Figura 3.39 - Imagens termográficas de transformadores [49]. 
3.6.7 - Quadros Elétricos 
Na estrutura de uma instalação elétrica industrial são contemplados diferentes painéis 
elétricos, cada um com uma função específica. A partir do Quadro Geral de Baixa Tensão do 
Posto de Transformação (QGBT) existem quadros de distribuição (QD), quadros parciais (QP) e 
quadros de máquinas (QM). 
Os quadros elétricos contêm equipamentos para proteção, seccionamento e manobra de 
energia elétrica. A complexidade e o projeto do sistema de distribuição estão diretamente 
relacionados com as necessidades inerentes a cada aplicação ou instalação, industrial ou 
comercial. Nos quadros de distribuição é comum encontrar diversas funções montadas na 
mesma estrutura, mas também podemos encontrar colunas com funções específicas como: 
entrada, interligação e saída. Estas funções em colunas poderão ser montadas num único 
quadro ou em quadros separados fisicamente, porém interligados eletricamente [55]. 
Nos quadros de máquinas, existem os quadros de comando de motores (QCM), que contêm 
equipamentos para proteção, seccionamento e manobra de cargas. Apesar de 
aproximadamente 85% das cargas industriais serem motores (motivo do nome QCM), o termo 
cargas é mais abrangente, podendo significar qualquer equipamento que consuma energia 
elétrica. Cada unidade tem um interruptor geral externo, um ramal, proteção contra 
sobreintensidade do motor, um acionador magnético de arranque do motor, barramentos, 
controladores, contactores, relés, fusíveis, disjuntores, alimentadores, transformadores, etc. 
[20,55]. 
Uma inspeção termográfica incide em todos os problemas já descritos no ponto 2.6.7, 
sempre que possível com as portas e proteções removidas de modo a existir uma visão 
desimpedida. O aquecimento excessivo dos equipamentos existentes nos quadros elétricos 
pode levar à ocorrência de um arco elétrico, que, por sua vez, pode originar um incêndio do 
quadro elétrico. 
 
Aplicação em Instalações Elétricas 75 
 
 
Um arco elétrico é um curto-circuito através do ar, devido à passagem de corrente 
elétrica através do ar entre condutores expostos entre si ou à terra. O arco elétrico pode 
ocorrer por danificação do isolamento dos condutores elétricos, isolamentos que não 
suportam a tensão aplicada, desapertos, acumulação de poeiras condutoras, corrosão e 
contacto acidental com equipamento elétrico. No arco elétrico, uma enorme quantidade de 
concentração de energia radiada explode para fora do equipamento, criando faíscas 
brilhantes, ruído elevado e temperaturas que podem ser superiores a 2760℃ [56,57]. 
Com o aumento do nível de consciência em relação à segurança elétrica e redução do 
nível de riscos, a instalação de janelas de infravermelho oferecem às empresas um lugar mais 
seguro e mais eficiente para realizar uma inspeção termográfica, mantendo fechados e 
guardados os condutores e peças do circuito, preservando um estado de equilíbrio dentro do 
quadro elétrico. Um quadro elétrico fechado durante o processo de inspeção irá eliminar o 
aumento do nível de risco associado com inspeções de painel aberto. Janelas de IR ajudam as 
empresas a cumprir as normas e diminuem o tempo de inspeção, aumentam a segurança dos 
inspetores, das plantas industriais e dos processos de fabrico. Em última análise, ajuda as 
empresas a economizar tempo e dinheiro [57]. 
A janela de infravermelho é utilizada para ambientes separados de diferentes pressões e 
temperaturas, permitindo que a energia de um determinado comprimento de onda 
eletromagnética passe entre os dois ambientes. Janela de infravermelhoé um termo genérico 
usado para descrever um ponto de inspeção que é projetado para permitir que a radiação 
infravermelha seja transmitida para o ambiente externo. Todas as janelas de infravermelho 
devem cumprir a resistência, rigidez e exigências ambientais do tipo de equipamento em que 
está instalado. Também deve ser compatível com a câmara infravermelha utilizada. Algumas 
janelas de infravermelho são simplesmente uma caixa com um centro aberto e uma tampa 
que protege a abertura. Normalmente, a janela de infravermelho irá conter uma grelha ou 
uma ótica. O design, tamanho e material utilizado são motivados por especificações da 
câmara termográfica como o campo de visão, a compatibilidade da lente da câmara, 
considerações ambientais, requisitos de vedação e segurança [58]. 
 
Figura 2.63 – Imagens termográficas através de janelas de infravermelhos [58]. 
 
76 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
3.7 - Aplicação em Energias Renováveis 
A forte penetração das energias renováveis nas últimas décadas levou a um aumento da 
energia elétrica produzida a partir de fontes de energias renováveis. Equipamentos, como por 
exemplo, painéis solares e turbinas eólicas, sofreram um desenvolvimento tecnológico ao 
longo dos anos, sendo muito importante uma manutenção cuidada para que a eficiência 
destes equipamentos não diminua. 
A termografia, passiva ou ativa, é uma técnica poderosa para a deteção de diferentes 
defeitos. No campo das energias renováveis, há inúmeras aplicações, muitas de grande 
simplicidade, que permitem a deteção de elementos com defeitos. Quer seja no fabrico, na 
instalação ou na manutenção, há vantagens claras em utilizar esta técnica [59]. 
3.7.1 - Aproveitamentos de Energia Eólica 
As pás das turbinas são dos elementos mais importantes presentes nos parques eólicos. 
São estruturas que suportam forças aerodinâmicas, gravitacionais e centrífuga, tendo que 
sustentar cargas de vento forte e condições ambientais severas. Devido a estas situações de 
stress, diferentes tipos de defeitos podem aparecer, como por exemplo, delaminações e 
fendas. A maioria das pás é constituída por duas placas de fibra de vidro reforçadas com 
meias conchas de plástico, sendo posteriormente coladas as duas faces da pá. Para reforçar a 
rigidez da pá são introduzidos diferentes tipos de vigas. Durante o processo de colagem das 
duas metades da pá, podem ocorrer defeitos na peça final, comprometendo a sua estrutura 
[59,60]. 
Uma inspeção periódica, através da termografia, previne este tipo de situações. Existem 
dois tipos de técnicas que podem ser utilizadas: termografia passiva e termografia ativa. A 
termografia passiva mede a distribuição de temperatura superficial de um objeto. A 
termografia ativa utiliza sistemas de excitação adicionais para causar transferência de 
energia nos materiais [59]. 
A inspeção termográfica durante o processo de produção das pás pode fornecer 
informações sobre possíveis defeitos internos. Depois da colagem das duas faces da pá é 
necessário realizar um acabamento superficial da pá. A penetração de ar durante a injeção a 
vácuo da cola cria zonas de má ligação entre o material laminado, podendo ser detetados 
com uma câmara termográfica. Na Figura 3.40 vê-se dois exemplos de uma inspeção 
termográfica. A imagem termográfica de cima é do interior da pá e mostra a distribuição de 
temperatura pouco tempo depois da colagem das duas metades. A imagem termográfica de 
baixo mostra os defeitos ocorridos durante a colagem das duas metades, vistos na parte 
exterior da pá no seu flanco ou borda. Os pontos de defeito estão identificados com as setas 
vermelhas na imagem termográfica [60]. 
 
Aplicação em Energias Renováveis 77 
 
 
 
Figura 3.40 - Imagens termográficas de uma pá [60]. 
Vento forte e mudanças de pressão de ar têm um grande impacto sobre o material 
laminado das pás. A influência contínua de cargas cíclicas afeta o material, aparecendo 
fendas degradando a pá. A constante mudança das cargas irá produzir diferenças de 
temperatura nas pás durante a rotação, indicando tensões em diferentes áreas da lâmina. 
Para além da distribuição de tensões, pequenas fissuras e laminados secos produzem calor por 
atrito devido à excitação cíclica. A Figura 3.41 mostra imagens termográficas dos impactos 
sofridos pelas pás. Na imagem da esquerda, o efeito das cargas mecânicas na pá vê-se nas 
áreas mais claras (mais quentes) que provocam a degradação do material. Na imagem da 
direita identificam-se as delaminações (setas vermelhas) derivadas do calor produzido pelo 
atrito das fendas [60]. 
 
 
Figura 3.41 - Imagens termográficas de impactos sofridos por uma pá [60]. 
 
78 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
As condições ambientais severas podem causar defeitos tanto na superfície da pá como na 
própria pá. A diferença de temperatura que pode existir entre as duas metades de uma pá 
pode levar a um desgaste mais rápido da mesma [60]. 
Devido à elevada dificuldade para o transporte e montagem das pás, a fase de teste das 
pás é extremamente importante. A termografia ativa é um método de inspeção muito útil na 
fase de testes, de forma a descobrir os defeitos do processo de fabrico. Quer seja integrado 
num sistema de inspeção móvel, quer seja num laboratório com recurso a radiadores 
infravermelhos, podem-se encontrar bolhas de ar, delaminações, fendas e fazer-se uma 
avaliação da degradação do material, de modo a garantir a máxima qualidade da pá. As 
diferentes distribuições de temperatura em diversas partes da pá, no aquecimento controlado 
ou no arrefecimento, indicam danos. Na Figura 3.42, as áreas brancas mostram delaminações 
e as áreas mais escuras mostram as vigas usadas no reforço da rigidez da pá. Os custos 
implicados na substituição de uma pá e consequente paragem de funcionamento de uma 
turbina eólica, principalmente em parques offshore, podem ser muito prejudiciais para 
qualquer empresa, levando a prejuízos avultados [60]. 
 
Figura 3.42 - Imagem termográfica de termografia ativa [60]. 
Uma turbina eólica incorpora muitos outros componentes, elétricos e mecânicos, 
suscetíveis a desgaste e avarias que podem causar tempos de inatividade com elevados custos 
e acidentes perigosos. Falhas no travão de disco ou na caixa de velocidades incorporadas na 
turbina eólica, permite que as pás rodem com uma velocidade acima do normal e por 
consequência um aumento de cargas nas pás. O desgaste do gerador, dos rolamentos, dos 
veios do rotor e do gerador, das engrenagens devem ser monitorizados de forma a evitar 
falhas mecânicas não desejadas. Todos os componentes elétricos como retificadores, 
controladores, sensores, mecanismos de orientação, transformadores, cabos elétricos devem 
ser incluídos na manutenção periódica de forma a prevenir sobreaquecimentos causadores de 
incêndios. A Figura 3.43 é de uma imagem termográfica do interior de uma cabina a 50 m de 
altura [61]. 
 
Aplicação em Energias Renováveis 79 
 
 
 
Figura 3.43 - Imagem termográfica do interior da cabina de uma turbina eólica [61]. 
3.7.2 - Sistemas Fotovoltaicos 
Um sistema fotovoltaico faz a transformação direta da luz em energia elétrica, 
recorrendo a células solares. Painéis fotovoltaicos constituídos por células de silício 
monocristalino têm uma eficiência de 15 − 18% [62,63]. 
Para se poder comparar diferentes células ou mesmo diferentes módulos fotovoltaicos, 
encontram-se especificadas condições uniformes de teste, sob as quais os dados elétricos da 
curva característica da célula solar são identificados. Estas “Condições de Teste Standard” 
(CTS) estão em consonância com as normas IEC 60904 / DIN EN 60904 [62]: 
1. Irradiância 𝐸 de 1000 𝑊/𝑚2; 
2. Temperatura 𝑇𝑐 na célula de 25℃, com uma tolerância de ±2℃; 
3. Espetro de luz definido (distribuição do espetro da irradiância solar de referência 
de acordo com a norma IEC 60904-3)com uma massa de ar AM = 1,5. 
A curva característica de uma célula solar é caracterizada pelos seguintes pontos [62,64]: 
1. MPP (Ponto de Potência Máxima) é o ponto da curva característica onde a célula 
solar funciona à máxima potência. Para este ponto estão especificadas a potência 
𝑃𝑀𝑃𝑃, a corrente 𝐼𝑀𝑃𝑃 e a tensão 𝑈𝑀𝑃𝑃; 
2. A corrente do curto-circuito 𝐼𝐶𝐶 é aproximadamente 5 𝑎 15% maior do que a 
corrente 𝐼𝑀𝑃𝑃. Com células standard cristalinas (10cm x 10cm) sob condições de 
referência CTS, a corrente de curto-circuito é cerca de 3 𝐴; 
3. A tensão em circuito aberto 𝑈𝑂𝐶 regista, com células cristalinas, 
aproximadamente 0,5 𝑎 0,6 𝑉 e para células amorfas, aproximadamente 
0,6 𝑎 0,9 𝑉. 
 
80 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
 
Figura 3.44 - Curva característica de uma célula solar [64]. 
Um dos indicadores de qualidade de uma célula solar é o fator de forma 𝐹𝐹. É definido 
como o quociente entre a potência 𝑃𝑀𝑃𝑃 e a potência máxima teórica que surge como o 
produto da corrente do curto-circuito 𝐼𝐶𝐶 e da tensão em circuito aberto 𝑈𝑂𝐶. Para as células 
cristalinas solares, o fator de forma tem um valor que se situa entre 0,75 𝑎 0,85 [62,64]. 
A eficiência 𝜂 ou rendimento das células solares é o resultado do rácio entre a potência 
entregue pela célula solar 𝑃𝑀𝑃𝑃 e a potência da radiação solar. A potência da radiação solar é 
o produto da irradiância 𝐸 e da área da superfície 𝐴 da célula solar [62]. 
O fator de forma e a eficiência das células solares cristalinas decrescem com o aumento 
da temperatura. Por este motivo, as células solares cristalinas atingem a sua maior eficiência 
a baixas temperaturas. No caso do silício cristalino, o coeficiente de variação da eficiência 
em função da temperatura toma o valor aproximado de 0,45 %/℃ [62]. 
Um aumento da temperatura da célula solar provoca uma diminuição da tensão da célula, 
o que implica um ligeiro aumento da corrente da célula. Sendo mais significativa a diminuição 
da tensão que o aumento da corrente, resulta numa diminuição da potência. Quando diminui 
a potência retirada de uma célula aumenta ainda mais a sua temperatura, amplificando o seu 
efeito [64]. 
Os coeficientes térmicos da corrente e da tensão podem ser determinados. A tensão em 
circuito aberto 𝑈𝑂𝐶 diminui com o aumento da temperatura, segundo o coeficiente 𝛽 (𝑉/℃). 
A corrente do curto-circuito 𝐼𝐶𝐶 aumenta com a temperatura, segundo o coeficiente 𝛼 (𝐴/℃). 
As unidades dos coeficientes térmicos também podem aparecer em %/℃. Tipicamente 𝛽 tem 
uma ordem de grandeza 10 vezes superior a 𝛼 [64]. 
 
Aplicação em Energias Renováveis 81 
 
 
 
Figura 3.45 - Efeito da temperatura na curva característica de uma célula solar [65]. 
Os painéis fotovoltaicos têm uma folha de caraterísticas onde vêm descritas todas as suas 
caraterísticas elétricas e mecânicas, tal como os dados recolhidos em ensaios. Um desses 
dados será a gama de temperaturas em que a célula opera e que está compreendida entre os 
−40℃ 𝑒 + 85℃ [62]. 
Os benefícios ambientais da produção de energia a partir de fontes de energia renováveis 
são inegáveis, no entanto o custo de produção de energia fotovoltaica ainda é elevado em 
comparação ao custo de produção de energia a partir de fontes não renováveis. Projetos de 
investigação e desenvolvimento destinam-se ao aumento da eficiência da tecnologia das 
células solares e à redução dos custos de produção, através da eliminação de defeitos [66]. 
As células solares sofrem de uma variedade de defeitos que limitam a eficiência de 
conversão. A frequência e gravidade destes problemas dependem da tecnologia utilizada no 
fabrico das células solares e sua posterior montagem em painéis fotovoltaicos. As inspeções 
devem ser contínuas ao longo do ciclo de vida do painel [67]. 
A termografia, passiva e ativa, é uma excelente técnica não destrutiva que permite o 
mapeamento e deteção de defeitos em células solares desde a investigação e 
desenvolvimento, no fabrico, na instalação e manutenção dos diversos sistemas fotovoltaicos, 
térmicos e termodinâmicos. A termografia ativa permite detetar derivações com modulação 
ótica ou elétrica, fazer análise de emissões, detetar fissuras e avaliar o CDI (Carrier Density 
Imaging). Ao estimular-se uma célula solar com luz pulsada, calor ou sinais elétricos, permite 
que o sistema detete as respostas térmicas da célula [53,68]. 
A Eletroluminescência (EL) é um fenómeno ótico e elétrico durante o qual um material 
emite luz em resposta a uma corrente elétrica que o atravessa. A célula solar ao ser 
estimulada por EL emite luz no infravermelho próximo (0,75-3 µm) permitindo uma inspeção 
capaz de examinar a uniformidade da célula solar em relação á sua capacidade de converter 
os fotões em eletrões. A inspeção deve ser feita com uma câmara de onda curta [67]. 
 
82 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
 
Figura 3.46 - Esquema de termografia ativa [67]. 
A termografia ativa também é muito útil para a descoberta de derivações na célula solar 
na fase de teste. Muitas vezes há pontos quentes na fronteira da célula solar devido a um 
condicionamento insuficiente das bordas de silício durante a abertura do díodo de proteção. A 
qualidade do material também pode ser responsável por pontos quentes, principalmente em 
células de silício policristalinas onde as recombinações dos portadores podem ocorrer nos 
contornos do grão. Outra origem de pontos quentes pode ser as conexões dos fios de cobre 
que ligam os contactos das células solares e a caixa de junção. Uma soldadura defeituosa leva 
ao aparecimento de resistência elevada nos contactos, elevando a temperatura da célula 
[68]. Na Figura 3.47, podemos observar pontos negros que representam pontos quentes 
resultantes de derivações. 
 
Figura 3.47 - Imagens termográficas de derivações em células solares defeituosas [66]. 
Na área de investigação existe muito interesse na caracterização do comportamento dos 
portadores de carga nas células solares. Uma das técnicas é o CDI, ou seja, imagens de 
densidade de carga usadas para avaliar a saturação da célula. O processo de metalização 
pode influenciar o tempo de vida dos portadores de carga, sendo importante monitorizar este 
processo. Com a ajuda de termografia ativa consegue-se fazer rapidamente um mapeamento 
da densidade de saturação de um painel fotovoltaico [66]. 
 
Aplicação em Energias Renováveis 83 
 
 
Para inspeçõs em painéis fotovoltaicos já em funcionamento a termografia passiva é 
muito útil como ferramenta de controlo de qualidade devido à rapidez com que é executada 
em comparação a outros testes. Uma inspeção termográfica deve ser feita com o maior nível 
de irradiância possível, uma vez que a temperatura de uma célula solar defeituosa aumenta 
com a carga solar. Uma célula solar defeituosa, em vez de produzir energia, consome energia 
das células vizinhas, aumentando a sua temperatura. As inspeções devem-se realizar de 
ambos os lados, anterior e posterior. Visto que o painel fotovoltaico tem uma garantia ligada 
à temperatura de funcionamento das células, é necessário identificar sobreaquecimentos e 
defeitos iniciais o mais cedo possível, para poder determinar garantias futuras [65]. 
 
Figura 3.48 - Imagem termográfica de um painel fotovoltaico [65]. 
Na Figura 3.48, podemos ver uma imagem termográfica de um painel fotovoltaico. Na 
imagem da esquerda vê-se um painel fotovoltaico sem defeitos aparentes. Com a inspeção 
termográfica detetou-se uma célula solar defeituosa que compromete o rendimento do painel 
fotovoltaico. Uma célula solar com uma temperatura elevada embora inferior a 85℃, é 
classificada como uma célula solar sobreaquecida quando comparada com as restantes células 
do painel fotovoltaico. 
 
Figura 3.49 - Imagem termográfica de painéis com zonas sobreaquecidas [65]. 
 
84 Técnicas termográficas e suasaplicações 
 
 
 
3.8 - Outras aplicações na Indústria 
Os processos de engenharia e os processos fabris estão sob constante pressão para tornar 
os sistemas e os processos de produção mais eficientes e com menos custos. A termografia 
pode ser utilizada numa série de aplicações industriais, para além das já descritas, incluindo 
a monitorização e controlo de processos, garantia de qualidade, gestão de ativos e 
monitorização das condições da maquinaria. Com o uso da termografia, a indústria valida e 
aumenta a qualidade dos seus produtos, ganhando evidentes vantagens competitivas e um 
aumento de rentabilidade [37]. 
3.8.1 - Controlo do Processo de Fabrico 
Um programa de manutenção é fundamental para o funcionamento dos equipamentos com 
o máximo rendimento, detetando-se as falhas nos diversos componentes da linha de 
montagem antes que se tornem demasiado graves e obriguem a uma interrupção da produção 
[13]. 
Em processos de fabrico, a temperatura é uma das variáveis mais significativas para a 
uniformidade em todos os setores de processos. A uniformidade é verificada na monitorização 
de sensores de montagem fixa, nos componentes do sistema de fornecimento em 
sobreaquecimento, no acompanhamento das condições dos produtos e na inspeção dos 
equipamentos críticos [20]. 
O aparecimento de alimentos pré-cozinhados gerou uma grande revolução na indústria 
alimentar. Com o aumento da conveniência deste tipo de alimentos, o processo de fabrico 
tem que ser cada vez mais preciso de forma a cumprir os limites impostos de segurança, 
qualidade do produto e economia. A segurança exige que todas as partes de um produto de 
alimentos sejam mantidos acima de uma temperatura limite por um período específico para a 
eliminação de bactérias perigosas. No entanto, se a temperatura for muito elevada ou o 
período for excessivo, o produto apresenta uma qualidade inaceitável. Para que exista 
economia na produção, a linha tem que se mover rapidamente para atingir os volumes 
desejados e para que o forno opere a uma temperatura mínima de modo a reduzir as despesas 
de combustível. As economias diárias de produção são moderadas pela constatação de que 
uma única violação de segurança pode ter consequências, económicas e morais, desastrosas 
para toda a empresa. Da mesma maneira, uma quebra na qualidade do produto pode desfazer 
anos de conquistas num mercado competitivo. As imagens termográficas representam um 
recurso para atingir a alta qualidade de um produto, segura e economicamente, através da 
monitorização constante das temperaturas do próprio produto. 
 
Outras aplicações na Indústria 85 
 
 
As temperaturas do produto podem variar significativamente de acordo com parâmetros, 
como a temperatura do forno, a velocidade da correia, o volume do produto, a composição do 
produto e a separação e instalação do produto [20,38]. 
 
Figura 3.50 - Imagens termográficas na indústria alimentar [39]. 
A natureza do processo de fabrico do vidro é termica, pelo que a qualidade do vidro 
fabricado depende de leituras de temperatura precisas de vários elementos, como o molde de 
vidro, a "gota", a correia transportadora de aço e o forno, resultando num produto com mais 
qualidade e na minimização dos custos com a prevenção de falhas. O vidro é transportado do 
forno para o molde num corredor. No final do corredor, uma ventosa força o vidro para fora 
em esferas chamadas "gotas" para calhas que levam até à máquina de molde. É extremamente 
importante monitorizar a temperatura das "gotas", porque controla o peso do vidro, a sua 
viscosidade e a formação do recipiente no molde. Os recipientes de vidro são transportados 
numa correia transportadora de aço da máquina de molde para a arca de recozimento em 
forma de túnel. Para evitar que a correia arrefeça as partes inferiores dos recipientes de 
modo irregular, causando assim a rutura, a correia é aquecida com chamas de gás antes de 
atingir as máquinas de engarrafamento. É crítico para os fabricantes medir a temperatura da 
correia em intervalos regulares de modo a evitar a rutura e garantir um retorno bastante 
elevado para manter a rentabilidade numa indústria competitiva. A monitorização da 
temperatura do molde é importante porque pode afetar a qualidade do recipiente. Se o 
molde não estiver a refrigerar de forma adequada, o recipiente não irá reter a sua forma após 
sair do molde, ou se o molde estiver demasiado frio, o recipiente não será moldado de forma 
adequada. 
 
86 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
A fusão económica de matérias-primas em vidro requer supervisão e monitorização 
constantes. A maioria dos fornos são acionados por gás natural através das portas laterais e a 
temperatura de fusão é de cerca de 1200℃. O vidro fundido sai do forno através dos 
alimentadores para as máquinas de formação anexadas a cada forno. A condição e a 
segurança da estrutura refratária de todo o forno e refinador são extremamente importantes 
[20]. 
O processo de fabrico de papel é um setor industrial competitivo no qual a redução de 
custos operacionais e o aumento de lucros é um desafio constante. É baseado na remoção de 
água por meio de drenagem, prensagem mecânica e na aplicação de calor, sendo constituído 
por várias etapas diferentes que mostram diferentes imagens termográficas. Na etapa de 
secagem, A raia de frio em direção ao extremo do rolo de papel é causada pelo arrefecimento 
por evaporação, correspondendo a variações de humidade resultantes de uma secagem 
irregular. As alterações feitas no processo de secagem para corrigir esse problema podem ser 
imediatamente monitorizadas em todas as etapas da produção. Os chuveiros de alta pressão 
são utilizados para manter a secção de prensagem de tecidos limpa. Por vezes, o padrão de 
fluxo do chuveiro é transferido para o rolo de papel e estes padrões podem ser identificados 
numa imagem termográfica. Esta condição pode causar problemas na secção de secagem, tais 
como o enferrujamento de rolos de retorno que leva ao desgaste prematuro do tecido do 
secador. Se o papel tiver listras molhadas pode ter um efeito prejudicial na qualidade e no 
desempenho do papel num processo de conversão e impressão subsequente. As fugas de vapor 
nas bobinas de vapor do sistema de ventilação da secção do secador podem ser identificadas 
durante uma inspeção termográfica à máquina de papel. As fugas de vapor podem fazer com 
que a máquina de papel passe por falhas frequentes de papel prejudicando a produção [20]. 
 
Figura 3.51 - Imagem termográfica na indústria papeleira [40]. 
 
Outras aplicações na Indústria 87 
 
 
A indústria farmacêutica, aproveitando os recentes desenvolvimentos das câmaras 
termográficas, está a desenvolver novos medicamentos com a ajuda de imagens 
termográficas. Os cientistas usam placas de titulação, constituídas por múltiplas células 
usadas como pequenos tubos de ensaio. Nessas células ocorrem reações químicas, onde os 
cientistas monitorizam as mudanças de temperatura com recurso a câmaras termográficas 
[39]. 
3.8.2 - Automação 
O objetivo da indústria automóvel é desenvolver novos modelos de um modo mais rápido e 
mais eficiente ao nível dos custos, de forma a alcançar o sucesso comercial. Os investigadores 
procuram soluções para a gestão de calor num automóvel. A termografia permite testar o 
desempenho de motores, pneus, travões, sistemas de descongelação do para-brisas, sistemas 
de aquecimento de assentos, correias de transmissão e conversores catalíticos [39]. 
 
Figura 3.52 - Imagens termográficas de assento e vidros num automóvel [41]. 
Os assentos de automóveis modernos são feitos de materiais diferentes em relação aos 
assentos tradicionais. A base de produção dos assentos é um esqueleto com suportes de aço, 
que numa fase posterior de produção é preenchido com plástico espumado. 
 
88 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
A configuração destescomponentes varia conforme o modelo de carro. Devido ao pouco 
contraste entre o material de moldagem brilhante e os suportes de aço, o processamento de 
imagens de vídeo tradicionais não serve para inspecionar o processo de moldagem. As 
câmaras termográficas conseguem eliminar esse problema, permitindo um controlo 
automático de montagem ao verificar a presença de elementos, ao selecionar a posição para 
os elementos de suporte e ao inspecionar o produto final. Um elemento preponderante para a 
segurança do automóvel são os vidros dianteiro e traseiro. Uma câmara termográfica 
consegue detetar defeitos como pontos quentes sobre os fios de aquecimento do vidro 
traseiro, detetar defeitos no para-brisas aquecido (ponto quente) e ajuda na otimização da 
descongelação do para-brisas [41]. 
A Audi é reconhecida como um das melhores marcas mundiais no segmento Premium, 
devido aos elevados requisitos para peças e componentes assegurando padrões de alta 
qualidade na segurança dos veículos e uma condução dinâmica. As câmaras termográficas são 
usadas em teste de motores para conhecer os padrões de acumulação e distribuição de calor, 
para visualização de ciclos de funcionamento e para a determinação do ponto de falha. 
Correias de transmissão, turbocompressores, conversores catalíticos e pneus são 
exaustivamente testados antes de estarem disponíveis para a produção final do carro de 
forma a evitar campanhas de recolha de carros, prejudiciais em termos económicos e de 
imagem para as marcas [42]. 
 
Figura 3.53 - Imagens termográficas de pneus e conversores catalíticos [42]. 
Na indústria aeronáutica a termografia tem um papel muito importante nas questões de 
pesquisa e desenvolvimento. É usada para análise de estruturas e do comportamento térmico 
de componentes mecânicos e elétricos em fase de protótipo e em fase de produção. 
A capacidade de controlar e medir a temperatura de materiais compostos e o 
conhecimento das distribuições relativas dos parâmetros permitem um aumento de segurança 
em geral. As principais aplicações são a medição da temperatura dos pontos críticos, a análise 
 
Outras aplicações na Indústria 89 
 
 
do comportamento térmico das pás e caracterização térmica dos reatores, a avaliação da 
distribuição térmica da placa eletrónica, a avaliação da integridade das estruturas e testes 
dinâmicos de materiais compostos [13]. 
Num estudo de inspeção dos danos por impacto em laminados de matriz polimérica 
reforçados por fibras de carbono mostra que a termografia é um método de ensaio simples, 
robusto e confiável para a deteção de danos por impacto mostrando a presença de defeitos 
superficiais causando a perturbação do fluxo de calor [43]. 
Na indústria de transformação e reciclagem de resíduos a termografia é usada como 
medida de segurança. Os resíduos são submetidos a processos de compostagem, correndo o 
risco de combustão espontânea em materiais altamente inflamáveis como o plástico. Uma 
câmara termográfica consegue identificar bolsas de fogo numa primeira fase e em seguir 
desencadear alarmes de incêndio quando se atinge uma determinada temperatura [41]. 
3.8.3 - Eletrónica 
O desenvolvimento eletrónico nas últimas décadas tem sido muito expressivo. À medida 
que o nosso mundo se torna cada vez mais informatizado, a tendência é para projetar e 
fabricar produtos mais pequenos, com melhor desempenho e fáceis de usar. Os cientistas e 
engenheiros envolvidos na conceção destes produtos são desafiados a controlar a dissipação 
de calor, sem sacrificar desempenho ou custo. Equipamentos como telemóveis, computadores 
portáteis, televisões LCD e plasma, leitores de música e DVD são exemplos dos equipamentos 
que ganharam com o aumento de qualidade no setor eletrónico. Até recentemente, a 
compreensão exata do fluxo de calor era extremamente difícil. Com a termografia, consegue-
se facilmente visualizar e quantificar padrões de calor nos dispositivos criados. A termografia, 
além de ser útil na prevenção de incêndios ou no controlo de qualidade, tem um papel 
importante na fase de projeto. Com as câmaras termográficas, consegue-se fazer uma análise 
térmica e conhecer-se a distribuição de temperatura de placas de circuitos impressos, detetar 
e localizar curto-circuitos e realizar o controlo das especificações dos componentes. [39, 44]. 
Nas placas de circuitos impressos podem-se localizar problemas, tais como, soldagem 
imprópria de circuitos, identificação reduzida entre componentes, flutuação de energia de 
cabos que foram levantados, componentes em falta ou indevidamente soldados, polaridade 
invertida de um componente e substituições erradas de componentes que levam ao 
aquecimento do circuito. As placas de circuito desprotegidas, feitas de fibra de vidro e 
resina, têm de ser cozidas em fornos de ar quente. Estas placas são constituídas por múltiplas 
camadas que têm de ser aquecidas diversas vezes de modo a cozer cada camada. A 
temperatura à qual estas camadas são aquecidas é extremamente de modo a não inutilizar a 
placa. 
 
90 Técnicas termográficas e suas aplicações 
 
 
 
Dado que os fabricantes de placas têm margens de lucro reduzidas, tal desperdício pode 
afetar drasticamente o lucro. De modo a prevenir a eliminação e a maximizar o lucro, os 
fabricantes de placas são aconselhados a usar câmaras termográficas para medir a 
temperatura de cozedura das placas e assim controlar eficazmente a temperatura. A fase de 
ligação de fios durante a produção do circuito integrado pode ser um ponto de 
estrangulamento. Isto deve-se a um elevado número de soldaduras envolvidas e à necessidade 
de controlar o aquecimento e arrefecimento. As temperaturas de soldadura às quais os fios 
são soldados ao circuito integrado baseiam-se no diâmetro e material do fio. Os fabricantes 
de circuitos integrados devem monitorizar o perfil térmico bem como as temperaturas do 
processo imediatamente antes e após os fios serem soldados ao circuitos integrados. Isto 
permite-lhes aumentar a produtividade ajustando os tempos de soldadura com base em dados 
recolhidos na monitorização térmica do processo. Além disso, permite-lhes diminuir a 
eliminação do produto final porque poucos circuitos integrados têm falhas de calor e poucas 
placas se perdem devido a uma soldadura fraca [20]. 
 
Figura 3.54 - Imagens termográficas de placas de circuitos impressos [44]. 
3.9 - Síntese 
Tal como descrito ao longo do capítulo, a termografia pode ser uma ferramenta muito 
útil, como por exemplo, detetar problemas elétricos antecipadamente a riscos sérios para a 
instalação e para o utilizador. Cada vez mais, importa reduzir custos e obter a maxima 
eficiência, sendo necessário ter ferramentas adequadas para as tarefas. Uma boa calibração 
de uma câmara termográfica é fundamental, para que o processo de medição da radiação 
infravermelh seja fiável. 
No capítulo seguinte descreve-se o desenvolvimento de uma metodologia para aplicação 
das técnicas termográficas em grandes transformadores de potência. 
 
 
 
Capítulo 4 
Aplicação da termografia a grandes 
transformadores de potência 
Um dos objetivos definidos no Capítulo 1 foi o desenvolvimento de uma metodologia para 
aplicação de técnicas termográficas em grandes transformadores de potência (imersos em 
óleo). A investigação experimental tem como objetivo a definição de procedimentos padrões 
para o uso das técnicas termográficas, apresentadas no Capítulo 2, para validação de leituras 
efetuadas através de uma câmara termográfica. A investigação experimental vai ser 
apresentado em quatro partes distintas: caraterização do problema, tipo de problemas a 
considerar e metodologia para os tratar, resultados obtidos e, por fim, o modo operatório 
proposto. 
4.1 - Caraterização do problema 
A investigação experimental foi realizada com a colaboração da empresa Efacec, onde se 
teve acesso aos transformadores de potência. Um transformadoré uma máquina elétrica que, 
por indução, promove uma transferência de energia, com alteração das caraterísticas das 
grandezas do respetivo sistema elétrico. Um transformador de potência é um equipamento 
importante e de alto custo num sistema elétrico de energia, destinado a baixar ou elevar a 
tensão e, consequentemente elevar ou reduzir a corrente de um circuito, de modo que não se 
altere a potência do mesmo. 
A transferência de energia é acompanhada de perdas que dependem normalmente, da 
construção do transformador, do seu regime de funcionamento e da sua manutenção. 
As atividades de empresas industriais e de serviços fundamentais para as populações, 
dependem do bom funcionamento do transformador elétrico. 
Um transformador em regime de funcionamento contínuo necessita de um conjunto de 
ações de manutenção capazes de detetarem, ou de preverem, processos de desgaste e de 
 
92 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
envelhecimento no seu sistema de isolamento. Os efeitos de fadiga térmica, química, elétrica 
e mecânica, tais como, pontos quentes, sobreaquecimentos, sobretensões e vibração são 
responsáveis por alterações do sistema isolante, devendo ser monitorizadas para garantir a 
máxima eficiência do equipamento, permitindo intervenções de manutenção preditiva e 
preventiva. 
A termografia é um método muito útil utilizado, quer na manutenção preditiva, quer na 
manutenção preventiva, para localizar e quantificar os pontos quentes e os 
sobreaquecimentos. O objetivo principal será a calibração da câmara termográfica 
disponibilizada pela empresa Efacec, em todos os aspetos considerados relevantes. 
 
 
Figura 4.1 - Exemplar de um transformador de potência. 
 
Caraterização do problema 93 
 
 
4.1.1 - Identificação dos pontos de interesse nos transformadores de potência 
Foram definidos pela empresa Efacec os pontos de interesse no transformador para 
futuras inspeções com recurso a uma camara termográfica: 
• Paredes Laterais do transformador 
• Golas do transformador 
• Tampa Superior de Baixa Tensão 
Os pontos de interesse foram escolhidos por se considerar que serão os locais onde a 
informação obtida é mais relevante para caracterizar eventuais pontos quentes. Todas as 
superfícies dos pontos de interesse são lisas e pintadas, sendo as cores mais comuns o 
cinzento claro, o cinzento escuro, o verde e o creme, conforme a indicação do fabricante. 
4.1.2 - Caraterização da câmara termográfica 
A camara termográfica disponibilizada pela empresa é a Câmara Termográfica Industrial 
Fluke Ti32, com as suas principais caraterísticas a serem enumeradas em seguida: 
• Tipo de Detetor: Sistema FPA (Focal Plane Array) de 320 x 240, com microbolómetro 
não refrigerado; 
• Gama de medição de temperatura: −20 °𝐶 𝑎 + 600 °𝐶; 
• Precisão de medição de temperatura: ± 2 °𝐶 𝑜𝑢 2 %; 
• Sensibilidade térmica (NETD): ≤ 0,045 °𝐶 (45 𝑚𝐾); 
• Total de pixéis: 76800; 
• Banda espetral IR: 7,5 𝜇𝑚 𝑎 14 𝜇𝑚 (onda longa); 
• Tipo de lente de infravermelho standard: 
− Campo de visão 23 ° 𝑥 17 °; 
− Resolução espacial (IFOV) 1,25 𝑚𝑅𝑎𝑑; 
− Distância mínima de focagem 15 cm. 
Na Câmara Termográfica Industrial Fluke Ti32 é permitido ajustar a palete de cores, a 
mistura e o nível de imagens visuais com infravermelhos (modo IR-Fusion), a emissividade, a 
compensação da temperatura de fundo refletida e a correção de transmissão de uma imagem 
capturada antes de a armazenar. 
 
94 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
4.1.3 - Parametrização revelante e dificuldades intrínsecas 
Tal como descrito no Capítulo 2, na subsecção 2.4.1, existem fatores de influência na 
medição da radiação infravermelha. 
A parametrização da emissividade, a avaliação da reflexão, a influência atmosférica e os 
fatores climáticos são fatores a ter em conta antes da realização de um ensaio termográfico. 
Tendo em conta que são superfícies lisas em objetos de grande dimensão, considerou-se 
que a reflexão será constante. 
Os ensaios foram realizados em ambiente laboratorial, ou seja, não existe influência 
atmosférica nos ensaios realizados, uma vez que não existe humidade, não há radiação solar a 
incidir no objeto e verifica-se a ausência de vento. Em relação à transmissão atmosférica, foi 
considerada 100%, tendo em conta a banda espetral de infravermelhos em que a câmara 
termográfica funciona. 
Em relação à emissividade, foi necessário considerar a distância ao objeto, o ângulo de 
observação, as condições e forma da superfície e a temperatura do objeto. 
Sempre que existiu disponibilidade do laboratório da empresa Efacec, todos os ensaios 
foram realizados sem que o transformador de potência estivesse em ação, ou seja, todas as 
superfícies estavam a frio. Para testar a variação da emissividade com a variação da 
temperatura do transformador só foi possível realizar um único ensaio com o transformador a 
funcionar, durante um ensaio de aquecimento do mesmo. 
4.2 - Tipos de problemas a considerar e metodologias para os 
tratar 
Tendo em conta que o transformador de potência é ensaiado em ambiente laboratorial, o 
único aspeto considerado relevante para a calibração da câmara termográfica será a 
parametrização da emissividade. Todos os aspetos que podem influenciar a emissividade 
estão descritos no Capítulo 2, na subsecção 2.4.2. 
A variação da emissividade com a condição e forma de uma superfície não é considerada 
pois as superfícies do transformador são superfícies planas, lisas e pintadas. 
A variação da emissividade com o ângulo de visão, com a distância, com a temperatura do 
objeto foi determinada por um método experimental, parecido ao explicado no ponto 2.4.2.4, 
que é descrito em seguida. Todas as regras descritas respeitam as normas de segurança da 
empresa Efacec. 
 
Tipos de problemas a considerar e metodologias para os tratar 95 
 
 
Passo 1. Determinar temperatura refletida aparente: usado Método Refletor descrito no 
Capítulo 2, no ponto 2.4.2.4. 
Passo 2. Determinação da emissividade: Apresentam-se os passos para a determinação da 
emissividade. 
1. Seleção dos pontos de interesse no transformador de potência; 
2. Determinar e definir a temperatura aparente refletida; 
3. Colocar um termopar do tipo K no ponto de interesse a medir e realizar a leitura da 
temperatura com um instrumento de medição de temperatura de 2 canais TP Tipo K; 
4. Considera-se que a temperatura do termopar como Temperatura de Referência; 
5. Focar e ajustar a câmara, congelando a imagem; 
6. Ajustar o nível e amplitude de brilho e contraste de imagem; 
7. Medir a temperatura na superfície da amostra com a câmara termográfica; 
8. Alterar a emissividade da configuração até que a leitura da temperatura da superfície 
da amostra, seja igual ou aproximada, à temperatura indicado pelo termopar; 
9. Se a temperatura da câmara for aproximada, considera-se como desvio máximo em 
relação à Temperatura de Referência ∆𝑚𝑎𝑥= 1℃; 
10. Anotar a emissividade. 
Passo 3. Determinação da distância/do ângulo 
1. Considerar como distância mínima de segurança 2 metros; 
2. Medir a distância/o ângulo relativamente ao ponto de interesse; 
3. Alterar a emissividade da configuração até que a leitura da temperatura da superfície 
da amostra seja igual ou aproximada à temperatura indicado pelo termopar; 
4. Anotar a emissividade. 
4.2.1 - Pontos de interesse selecionados 
Os diferentes pontos de interesse, selecionados previamente, encontram-se em diferentes 
posições e alturas, podendo variar para os diferentes transformadores: 
1. Paredes Laterais - O termopar deve ser colocado a uma altura tal, de modo a que a 
câmara termográfica forme um ângulo reto relativamente a uma linha, imaginária e 
paralela ao chão; 
 
96 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
2. Golas do transformador – A sua posição variapara diferentes transformadores, 
variando também a sua altura relativamente ao chão. Sempre que possível, o 
utilizador deve utilizar um escadote, de modo a que a câmara termográfica forme um 
ângulo reto relativamente a uma linha, imaginária e paralela ao chão. Se a altura do 
escadote não for suficiente (por exemplo, Figura 4.1), o utilizador deve-se colocar à 
máxima altura possível e fazer com a câmara termográfica o menor ângulo agudo 
possível relativamente a uma linha, imaginária e paralela ao chão; 
3. Tampa Superior de Baixa Tensão – o procedimento é igual ao das golas do 
transformador. 
4.3 - Resultados Obtidos 
Nesta secção vão ser apresentados os resultados obtidos durante o período experimental 
para a parametrização da emissividade. Foi testada a variação da emissividade em relação à 
distância, ao ângulo de visão, à cor da superfície e à variação da temperatura. Neste Capítulo 
só vão ser apresentados, os gráficos ou tabelas mais significativos, sendo apresentados na sua 
totalidade no Anexo B. 
4.3.1 - Variação da emissividade com a distância ao objeto 
Seguindo os passos apresentados na secção 4.2, apresentam-se na Tabela 4.1 os valores da 
variação da emissividade com a distância. Refira-se que existe uma distância mínima de 
segurança de 2 metros. 
Tabela 4.1 - Variação da emissividade com a distância ao objeto 
Distância 
(m) Emissividade Temp. 
Câmara (℃) 
Temp. 
Termopar (℃) 
2 0,9 15.1 14,7 
3 0,9 15,1 14,7 
4 0,89 15,1 14,7 
5 0,88 15,1 14,7 
6 0,88 15,1 14,7 
7 0,87 14,4 14,7 
8 0,86 14,4 14,7 
9 0,85 14,4 14,7 
10 0,85 14,4 14,7 
11 0,84 14,3 14,7 
12 0,83 14,1 14,7 
13 0,83 14,1 14,7 
14 0,82 14,1 14,7 
 
Resultados Obtidos 97 
 
 
Da análise da Tabela 4.1, pode-se concluir que a variação da emissividade com a distância 
ao objeto é muito pouco significativa. Como os ensaios foram realizados num ambiente 
laboratorial, todos os fatores que influenciam a emissividade na atmosfera entre o objeto a 
medir e a câmara termográfica são considerados desprezáveis. Respeitando sempre a 
distância de segurança, recomenda-se que se use a menor distância possível. 
4.3.2 - Variação da emissividade com o ângulo de visão 
Seguindo os passos apresentados na secção 4.2, apresentam-se na Tabela 4.2 os valores da 
variação da emissividade com o ângulo de visão. Para cada ângulo, foi medido a uma 
distância de 2 metros do transformador. 
 
Tabela 4.2 - Variação da emissividade com o ângulo de visão 
Ângulo 
(°) Emissividade Temp. 
Câmara (℃) 
Temp. 
Termopar (℃) 
0 0,9 15,1 14,7 
5 0,9 15,1 14,7 
10 0,9 15,1 14,7 
15 0,89 15,1 14,7 
20 0,89 15,1 14,7 
25 0,88 15,1 14,7 
30 0,87 14,4 14,7 
35 0,82 14,1 14,7 
40 0,81 14 14,7 
45 0,8 13,9 14,7 
50 0,74 13,4 14,7 
55 0,72 13 14,7 
60 0,7 12,6 14,7 
65 0,68 12,3 14,7 
70 0,59 10,9 14,7 
75 0,56 10,3 14,7 
80 0,46 9,1 14,7 
85 0,34 5,1 14,7 
90 0,1 0 14,7 
 
 
 
98 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
Da análise da Tabela 4.2 pode-se concluir que a variação da emissividade com o ângulo de 
visão segue aproximadamente o que foi dito no ponto 2.4.2.1: 
• Para ângulos menores que 30°, as medidas efetuadas são muito próximas da 
temperatura de referência; 
• Para ângulos entre 30° e 60°, introduz-se um pequeno erro na medição das 
temperaturas; 
• Para um ângulo maior que os 60° ocorrem grandes erros na medição da temperatura. 
Na Figura 4.1, pode-se ver a curva da variação da emissividade com o ângulo de visão, 
muito próxima da curva teórica apresentada na Figura 2.9. 
 
Figura 4.2 - Variação da emissividade com o ângulo de visão (experimental). 
4.3.3 - Variação da emissividade com a cor da superfície 
Seguindo os passos apresentados na secção 4.2, apresentam-se na Tabela 4.3, os valores 
da variação da emissividade, em todo o intervalo possível (entre 0 e 1), com as respetivas 
temperaturas. Cada valor de emissividade, todas as medições foram feitas a uma distância de 
2 metros do transformador e com um ângulo de 0°. Foram efetuadas medidas para as quatro 
cores predominantes, indicadas pela empresa Efacec: cor creme, cor cinzenta claro, cor 
cinzento escuro e cor verde. 
0 
0,1 
0,2 
0,3 
0,4 
0,5 
0,6 
0,7 
0,8 
0,9 
1 
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 
Em
is
si
vi
da
de
 
Ângulo (⁰) 
Variação da emissividade com o ângulo 
 
Resultados Obtidos 99 
 
 
4.3.3.1 - Variação da emissividade com a cor creme 
Tendo como temperatura de referência o valor de 14,7℃, variou-se a emissividade desde 
o seu valor máximo (1) até ao seu valor mínimo (0,01), apontando-se o valor das 
temperaturas lido pela câmara termográfica. O valor da temperatura lido pela câmara 
termográfica, superior e mais próximo, ao valor da temperatura de referência, corresponderá 
ao valor de emissividade para a cor selecionada. 
 
 
Tabela 4.3 - Variação da emissividade com a cor da superfície (creme). 
Emissividade Temp. Câmara (℃) Emissividade Temp. Câmara (℃) 
1 16,3 0,89 15,1 
0,99 16 0,88 15,1 
0,98 16 0,87 14,4 
0,97 15,8 0,86 14,4 
0,96 15,7 0,85 14,4 
0,95 15,6 0,84 14,3 
0,94 15,5 0,83 14,1 
0,93 15,5 0,82 14,1 
0,92 15,4 0,81 14 
0,91 15,2 0,8 13,9 
0,9 15,1 0,79 13,8 
Da análise da Tabela 4.3 pode-se concluir que, com a variação da emissividade em todo o 
seu intervalo, a temperatura mais próxima da temperatura de referência foi de 15,1℃. Sendo 
assim, a emissividade para a cor creme será de 0,9. Na Figura 4.3 vê-se a variação da 
temperatura ao longo de um intervalo da emissividade. 
 
100 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
 
Figura 4.3 - Variação da emissividade com a cor da superfície (creme). 
4.3.3.2 - Variação da emissividade com a cor cinzento claro 
Tendo como temperatura de referência o valor de 14,4℃, variou-se a emissividade desde 
o seu valor máximo (1) até ao seu valor mínimo (0,01), apontando-se o valor das 
temperaturas lido pela câmara termográfica. O valor da emissividade para esta cor será de 
0,86, como se pode verificar na Tabela B.4 do Anexo B. 
 
Figura 4.4 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento claro). 
13,5 
14 
14,5 
15 
15,5 
16 
16,5 
0,79 0,89 0,99 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (⁰
C)
 
Emissividade 
Emissividade Cor Creme 
13 
13,5 
14 
14,5 
15 
15,5 
16 
16,5 
17 
0,8 0,85 0,9 0,95 1 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (⁰
C)
 
Emissividade 
Emissividade Cor Cinzento Claro 
 
Resultados Obtidos 101 
 
 
4.3.3.3 - Variação da emissividade com a cor cinzento escuro 
Tendo como temperatura de referência o valor de 13,6℃, variou-se a emissividade desde 
o seu valor máximo (1) até ao seu valor mínimo (0,01), apontando-se o valor das 
temperaturas lido pela câmara termográfica. O valor da emissividade para esta cor será de 
0,86, como se pode verificar na Tabela B.5 do Anexo B. 
 
Figura 4.5 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento escuro). 
4.3.3.4 – Variação da emissividade com a cor verde 
Tendo como temperatura de referência o valor de 15,9℃, variou-se a emissividade desde 
o seu valor máximo (1) até ao seu valor mínimo (0,01), apontando-se o valor das 
temperaturas lido pela câmara termográfica. O valor da emissividade para esta cor será de 
0,70, como se pode verificar na Tabela B.6 do Anexo B. 
12,5 
13 
13,5 
14 
14,5 
15 
15,5 
16 
16,5 
17 
0,8 0,85 0,9 0,95 1 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (⁰
C)
 
Emissividade 
Emissividade Cor Cinzento Escuro 
 
102 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
 
Figura 4.6 - Variação da emissividade com a cor da superfície (verde). 
4.3.4 - Testes sobre um transformador de potência em funcionamento 
Para testar a variação da emissividade com o aumento de temperatura do objeto, 
realizou-se um ensaio de aquecimento num transformador de potência. 
O ensaio de aquecimento é realizado para cada par de enrolamentos, sendo curto-
circuitado um dos sistemas de enrolamentos, tal com se vê naFigura 4.6. 
 
Figura 4.7 - Método de curto-circuito para ensaio de aquecimento (modelo monofássico). 
 
15 
15,5 
16 
16,5 
17 
0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (⁰
C)
 
Emissividade 
Emissividade Cor Verde 
 
Resultados Obtidos 103 
 
 
O transformador é sujeito á corrente de perdas totais, calculada pela determinação da 
corrente das perdas em carga, à temperatura de referência, mais a corrente das perdas sem 
carga. O ensaio de aquecimento é realizado em duas etapas: primeiro, injeta-se a corrente de 
perdas totais, para se obter o aumento de temperatura do óleo superior, e, segundo, passa-se 
para a corrente nominal, para descobrir o aumento médio da temperatura nos enrolamentos. 
A tensão de alimentação para este ensaio é a mesma que a tensão de curto-circuito, 
significando que não há praticamente perdas no núcleo de ferro. No entanto, são necessárias 
as perdas totais para obter corretamente o aumento de temperatura do óleo superior. 
Portanto as perdas sem carga devem ser simuladas nos enrolamentos pela injeção de uma 
corrente ligeiramente superior à corrente nominal. 
O propósito do ensaio de aquecimento é o de verificar a garantia da subida de 
temperatura no óleo e nos enrolamentos. Também é útil para se estabelecer os possíveis 
pontos quentes. 
4.3.4.1 - Resultados e sua análise 
Foram definidos 7 pontos de interesse no transformador ensaiado e são os seguintes: 
• Paredes Laterais (3) 
• Golas do transformador trifásico (3) 
• Tampa Superior da Baixa Tensão 
Foram realizadas 9 séries de medições, ao longo do tempo, durante o ensaio de 
aquecimento: a primeira série é com o transformador ainda a frio, sendo as restantes já com 
a injeção da corrente de perdas totais e a última com a passagem para corrente nominal. 
O objetivo é identificar o comportamento da emissividade, de um transformador pintado 
com a cor creme, relativamente ao aumento da temperatura. A metodologia é igual à 
indicada na secção 4.2, respeitando sempre as regras de segurança. Em todos os pontos de 
interesse, foi escolhida a distância de 2 metros. Para o ângulo de visão foi escolhido o ângulo 
0° para todos os pontos de interesse, em exceção das golas onde foi escolhido o ângulo 15°. 
Na Tampa Superior da Baixa Tensão escolheu-se uma altura de modo a que a câmara 
termográfica forme um ângulo reto relativamente a uma linha, imaginária e paralela ao chão, 
tal como na Parede Lateral 2. 
O primeiro resultado relevante a apresentar, mostra a evolução da temperatura de 
referência nos pontos de interesse escolhidos, onde facilmente se encontra os locais, nos 
quais a temperatura atingiu maiores valores. 
 
 
104 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
 
Figura 4.8 - Variação da temperatura de referência ao longo das séries de medidas. 
Em todos os pontos selecionados, monitorizou-se o comportamento da emissividade com o 
aumento da temperatura de referência. Como o transformador era de cor creme, a 
emissividade inicial será de 0,9. 
Tabela 4.4 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (BT Tampa Superior). 
Medidas Local Temp 
Refletida 
Temp 
Termopar 
Temp 
Câmara Emissividade Dist Alt Âng 
0 BT Tampa Sup 17,5 16 16,5 0,9 2 4 0 
1 BT Tampa Sup 17,5 31,1 31,8 0,9 2 4 0 
2 BT Tampa Sup 19,6 39,6 40,2 0,9 2 4 0 
3 BT Tampa Sup 20,6 43,1 43,6 0,9 2 4 0 
4 BT Tampa Sup 22,3 49,9 50,4 0,9 2 4 0 
5 BT Tampa Sup 23,8 46,4 47,0 0,9 2 4 0 
6 BT Tampa Sup 22,7 46,1 46,6 0,9 2 4 0 
7 BT Tampa Sup 22,4 45,3 46,2 0,9 2 4 0 
8 BT Tampa Sup 21,6 45,2 45,7 0,9 2 4 0 
 
11 
16 
21 
26 
31 
36 
41 
46 
51 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (⁰
C)
 
Série de Medidas 
Evoluçao da temperatura de referência 
(termopar) 
BT Tampa 
superior 
Parede 
Lateral 1 
Parede 
Lateral 2 
Parede 
Lateral 3 
Gola 1 
Gola 2 
Gola 3 
 
Resultados Obtidos 105 
 
 
 
 
Tabela 4.5 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Gola 1). 
Medidas Local Temp 
Refletida 
Temp 
Termopar 
Temp 
Câmara Emissividade Dist Alt Âng 
0 Gola 1 16,8 15,3 15,9 0,9 2 0 15 
1 Gola 1 16,8 19,5 19,7 0,9 2 0 15 
2 Gola 1 19,1 29,5 29,7 0,9 2 0 15 
3 Gola 1 19,3 35,8 35,9 0,9 2 0 15 
4 Gola 1 22,1 41,4 41,9 0,9 2 0 15 
5 Gola 1 23,2 39,4 40,0 0,9 2 0 15 
6 Gola 1 23,8 40,9 41,3 0,9 2 0 15 
7 Gola 1 22,8 38,3 38,8 0,9 2 0 15 
8 Gola 1 20,8 38,4 38,7 0,9 2 0 15 
 
Aqui estão apresentadas as tabelas para os pontos Tampa Superior da Baixa Tensão e Gola 
1, sendo que, para os restantes pontos, as tabelas encontram-se no Anexo B, na secção B.4. 
Analisando as tabelas apresentadas, conclui-se que não existe variação da emissividade com o 
aumento da temperatura, sendo válida para os diferentes locais de inspeção. 
Outro aspeto relevante é o facto de a temperatura indicada pela câmara termográfica 
nunca ultrapassar o desvio máximo em relação à Temperatura de Referência ∆𝑚𝑎𝑥= 1℃. Nas 
Figuras 4.9 e 4.10, pode-se verificar a boa aproximação das leituras efetuadas com recurso a 
uma câmara termográfica. 
 
 Figura 4.9 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (BT Tampa Superior). 
0,8 
0,85 
0,9 
0,95 
15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 
Em
is
si
vi
da
de
 
Temperatura (⁰C) 
BT Tampa Superior 
T termopar 
T camara 
 
106 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
 
Figura 4.10 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Gola 1). 
Considerando-se como 𝑈0 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑇𝑒𝑟𝑚𝑜𝑝𝑎𝑟 e 𝑈𝑚𝑒𝑑 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝐶â𝑚𝑎𝑟𝑎, é 
possível calcular os erros relativos para todos os pontos estudados. Nas Tabelas 4.6 e 4.7 
podemos ver que os erros relativos nunca ultrapassam o valor de 4%, o que se pode 
considerar um erro bastante aceitável. Na Figura 4.10, podemos ver os erros relativos de 
todos os pontos inspecionados, ao longo das séries de medidas efetuadas. 
Tabela 4.6 - Erros relativos das leituras efetuadas (BT Tampa Superior). 
Medida |Uo-Umed| |Uo-Umed|/Uo (%) 
0 0,5 3,13% 
1 0,7 2,25% 
2 0,6 1,52% 
3 0,5 1,16% 
4 0,5 1,00% 
5 0,6 1,29% 
6 0,5 1,09% 
7 0,9 1,99% 
8 0,5 1,11% 
 
0,8 
0,82 
0,84 
0,86 
0,88 
0,9 
0,92 
0,94 
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 
Em
is
si
vi
da
de
 
Temperatura (⁰C) 
Gola 1 
T termopar 
T camara 
 
Resultados Obtidos 107 
 
 
 
Tabela 4.7 - Erros relativos das leituras efetuadas (Gola 3). 
Medida |Uo-Umed| |Uo-Umed|/Uo (%) 
0 0,2 1,30% 
1 0,3 1,42% 
2 0,2 0,66% 
3 0,5 1,39% 
4 0,6 1,46% 
5 0,4 1,02% 
6 0,2 0,49% 
7 0,9 2,34% 
8 0,6 1,55% 
 
4.3.5 - Conclusões experimentais 
Através dos resultados experimentais obtidos, podemos concluir que: 
• A emissividade varia com o ângulo de visão; 
• A emissividade varia para as diferentes cores das superfícies pintadas; 
• A emissividade não depende da variação da temperatura; 
• A emissividade não varia nos diferentes pontos de interesse identificados; 
• A distância, em ambiente laboratorial, não é decisiva para uma grande variação da 
emissividade. 
Com estas conclusões, podemos afirmar que um transformador de potência, operando 
nesta gama de temperaturas (0℃ ≥ 𝑇 ≥ 100℃), comporta-se como um corpo cinzento, tal 
como é afirmado no Capítulo 2, na secção 2.3. Ou seja, num transformador de potência com 
as suas superfícies pintadas, não existe variação da emissividade para os diferentes 
comprimentos de onda. 
Pode-se então definir os diferentes valores de emissividade, consoante a cor da 
superfície: 
 
 
 
 
 
108 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
 
Tabela 4.8 - Valor da emissividade para as diferentes cores de tinta. 
Cor Emissividade 
Creme 0.9 
Cinzento Claro 0,86 
Cinzento Escuro 0,86 
Verde 0,7 
 
4.4 - Modo Operatório Proposto 
 Nesta secção vai-se enumerar um conjunto de regras a cumprir numa inspeção 
termográfica. Essas regrasfazem parte de um protocolo autónomo desenvolvido para a 
empresa Efacec. 
1. Respeitar todas as regras de segurança do local onde é realizado a inspeção 
termográfica; 
2. Manter uma distância de segurança mínima de 2 metros; 
3. Sempre que possível realizar as leituras com um ângulo de visão de 0℃. Se tal não se 
verificar, nunca ultrapassar os 30℃, por forma a não introduzir erros nas leituras 
efetuadas; 
4. Colocar sempre o termopar a uma altura em que seja possível a câmara termográfica 
formar um ângulo reto relativamente a uma linha, imaginária e paralela ao chão; 
5. Sempre que possível, eliminar todos os fatores climáticos que prejudiquem uma 
inspeção termográfica, como, por exemplo, vento, humidade e radiação solar; 
6. Calibrar a câmara termográfica, na sua emissividade, para a cor da superfície pintada 
7. Nunca ultrapassar o desvio máximo em relação à Temperatura de Referência ∆𝑚𝑎𝑥=
1℃. Assim existe, a garantia das medições possuírem uma precisão elevada, alta 
repetibilidade e fiabilidade. 
 
Desenvolvimento de uma folha de cálculo para análise de imagens termográficas 109 
 
 
4.5 - Desenvolvimento de uma folha de cálculo para análise de 
imagens termográficas 
Um dos objetivos definidos no Capítulo 1 foi a ampliação do potencial do software FLIR 
QuickReport para análise de imagens termográficas da câmara termográfica disponibilizada 
pela FEUP e pelo Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores. 
A ampliação do software tem como objetivo melhorar a análise quantitativa e as 
ferramentas para interpretação das imagens termográficas, depois de realizada a calibração 
recomendada, de modo a descrever os resultados obtidos. A interpretação dos resultados 
obtidos é normalmente apresentada sob a forma de um relatório. 
A secção vai ser apresentado em três partes distintas: caraterização do problema, 
desenvolvimento da aplicação e resultados obtidos. 
4.5.1 - Caraterização do problema 
Nesta subsecção é apresentada uma caracterização da câmara termográfica e do software 
base que acompanha a câmara termográfica. O objetivo será desenvolver um software 
“universal”, Microsoft Office Excel 2007, para realizar uma análise gráfica, ampliando as 
possibilidades do software FLIR QuickReport. 
4.5.1.1 - Caracterização da câmara termográfica 
A camara termográfica disponibilizada pela empresa é a Câmara Termográfica Industrial 
Flir i60, com as suas principais caraterísticas a serem enumeradas em seguida: 
• Tipo de Detetor: Sistema FPA (Focal Plane Array) de 180 x 180, com microbolómetro 
não refrigerado; 
• Gama de medição de temperatura: −20 °𝐶 𝑎 + 120 °𝐶 𝑜𝑢 0 ℃ 𝑎 350 ℃; 
• Precisão de medição de temperatura: ± 2 °𝐶 𝑜𝑢 2 %; 
• Sensibilidade térmica (NETD): ≤ 0,10 °𝐶 (100 𝑚𝐾); 
• Total de pixéis: 32400; 
• Banda espetral IR: 7,5 𝜇𝑚 𝑎 13 𝜇𝑚 (onda longa); 
• Tipo de lente de infravermelho standard: 
− Campo de visão 25 ° 𝑥 25 °; 
− Resolução espacial (IFOV) 2,42 𝑚𝑅𝑎𝑑; 
− Distância mínima de focagem 0,4 m. 
https://www.fe.up.pt/si/unidades_geral.visualizar?p_unidade=13�
 
110 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
Na Câmara Termográfica Industrial Flir i60 é permitido ajustar a palete de cores, a 
mistura e o nível de imagens visuais com infravermelhos (modo IR-Fusion), a emissividade, a 
compensação da temperatura de fundo refletida e a correção de transmissão de uma imagem 
capturada antes de a armazenar. A câmara incorpora um ponteiro de laser com um marcador 
na imagem de infravermelho, facilitando a localização precisa do objeto a inspecionar. 
4.5.1.2 - Caracterização do software FLIR QuickReport 
O software FLIR QuickReport é a versão base do software disponibilizado juntamente com 
a Câmara Termográfica Industrial Flir i60. 
No software, é possível realizar todas as operações básicas, tais como, ajuste da escala de 
temperaturas, da palete de cores, da emissividade, da compensação da temperatura de fundo 
refletida, da distância. Para a análise quantitativa, é possível saber a temperatura máxima, a 
temperatura mínima, a temperatura média de toda a imagem ou de partes relevantes. Uma 
das ferramentas disponíveis no software FLIR QuickReport é a criação de uma área relevante 
ou de uma linha de perfil, sendo possível analisar o comportamento da temperatura nas 
mesmas. 
Numa imagem radiométrica, cada pixel corresponde a uma determinada temperatura, ou 
seja, a uma imagem radiométrica de 180 × 180 pixeis corresponde uma matriz de 
temperaturas com 180 linhas e 180 colunas. Outra ferramenta disponível no software FLIR 
QuickReport é a exportação de uma matriz de temperaturas (ferramenta área) ou de um 
vetor de temperaturas (ferramenta linha) para o Microsoft Office Excel 2007. 
Não sendo possível realizar uma análise gráfica no software FLIR QuickReport, pode-se 
usar a exportação dos dados radiométricos para o Microsoft Office Excel 2007 e a capacidade 
de gerar gráficos no mesmo, para construir uma ferramenta útil para uma melhor análise 
quantitativa. 
 
4.5.2 - Desenvolvimento da aplicação 
O esquema apresentado na Figura 4.11 mostra os passos para gerar gráficos num 
simulador gráfico. O simulador gráfico lê os dados armazenados em cada folha de Excel 
individual, conforme seja linha ou superfície, e constrói os gráficos a partir desses dados. 
 
Desenvolvimento de uma folha de cálculo para análise de imagens termográficas 111 
 
 
Passo 1: 
Análise da 
imagem IR 
QuickReport
Folha de Excel 
Passo 2: Exportação de 
dados radiométricos
Passo 3: Guardar Folha de Excel 
Pasta Imagem X 
(Linha/Superfície)
Passo 4: Correr 
Simulador Gráfico
FIM
 
Figura 4.11 - Esquema do processo de geração de gráficos. 
4.5.2.1 - Modo Operatório 
O modo de tratar os dados radiométricos, por forma a gerar os gráficos necessários para a 
análise quantitativa, está representado na Figura 5.1. A seguir vão ser descrito os passos, 
desde a análise da imagem até à geração dos gráficos. 
xPasso 1. Análise e uso das ferramentas do software QuickReport: marcação de uma linha 
ou mais linhas e de uma ou mais superfícies. Repare-se que a linha e a superfície indicam 
automaticamente a temperatura mínima e a temperatura máxima, informações úteis para a 
indicação dos limites mínimos e máximos do gráfico. Na Figura 4.12 está representado um 
exemplo demonstrativo. 
 
112 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
 
Figura 4.12 - Marcação de linha e superfície com QuickReport. 
Passo 2. Exportação de dados radiométricos: utilizar a ferramenta de exportação de dados 
para uma folha de Excel. A exportação pode ser feita relativamente à imagem inteira, a uma 
linha ou a uma superfície (Figura 4.13). 
 
Figura 4.13 - Opções para exportação de dados radiométricos. 
Passo 3. Guardar Folha de Excel: a exportação é sempre feita para uma folha temporária de 
Excel, que será guardada num ficheiro Excel (.xlsx), numa pasta da Imagem X, com uma 
subpasta para linhas e uma subpasta para superfícies. Para que a identificação do ficheiro 
seja fácil e rápida, convêm guardar com o respetivo nome e índice numérico, da linha ou 
superfície, que são automaticamente atribuídos. 
 
Desenvolvimento de uma folha de cálculo para análise de imagens termográficas 113 
 
 
Passo 4. Correr Simulador Gráfico: no simulador gráfico existe uma folha de Excel para 
linhas de perfil e outra folha de Excel para superfícies: 
• Se for escolhido a folha de linhas, será desenhado um gráfico com uma linha de perfil 
onde mostra a variação da temperatura ao longo dessa linha. A variação da 
temperatura será mostrada na linha de perfil, através da variação de cores conforme 
uma escala; 
• Se for escolhido a folha de superfície, será desenhado um gráfico de superfície 3D 
onde mostra a tendência dos valores de temperatura. As faixas coloridas de um 
gráfico de superfície 3D mostram a distinção entreos diferentes valores de 
temperatura na superfície; 
• No espaço de inserir função do Microsoft Office Excel 2007 indica-se o caminho para 
ler os valores radiométricos, guardados previamente no Passo 3 (Figura 4.14); 
 
Figura 4.14 - Indicação de caminho para leitura dos valores radiométricos. 
• Depois de indicado o caminho, carrega-se no botão Executar, gerando-se 
automaticamente o gráfico desejado 
 
Figura 4.15 - Geração do gráfico. 
 
114 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
4.5.3 - Resultados 
 Mostra-se agora alguns resultados demonstrativos da aplicação desenvolvida, com um 
exemplo para linha de perfil e um exemplo para uma superfície. 
4.5.3.1 - Linha de Perfil 
Passo 1 e 2: Traçado de uma linha de perfil e exportação dos dados radiométricos da linha no 
QuickReport; 
 
Figura 4.16 - Marcação de linha e exportação de dados radiométricos com QuickReport. 
Passo 3: Guardar folha de Excel numa pasta indicada, como por exemplo, 
E:\TERMOGRAFIA\IMAGEM X\LINHAS\LINHA 1.xlsx; 
 
Passo 4: Indicar no simulador o caminho para o ficheiro a ler (E:\TERMOGRAFIA\IMAGEM 
X\LINHAS\LINHA 1.xlsx) e carregar no botão Executar para obter o gráfico pretendido. Na 
Figura 5.7, podemos observar a variação da temperatura ao longo da linha de perfil, desde o 
ponto mais quente ao ponto mais frio. 
 
 
 
Desenvolvimento de uma folha de cálculo para análise de imagens termográficas 115 
 
 
 
Figura 5.7 – Linha de Perfil da linha 1. 
4.5.3.2 - Gráfico de Superfície 3D 
Passo 1 e 2: Imagem radiométrica da superfície total e exportação dos dados radiométricos 
da superfície no QuickReport; 
 
Figura 4.17 - Superfície total e exportação de dados radiométricos com QuickReport. 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
19 
20 
21 
22 
Linha de Perfil 
 
116 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
Passo 3: Guardar folha de Excel numa pasta indicada, como por exemplo, 
E:\TERMOGRAFIA\IMAGEM X\SUPERFICIES\SUPERFICIE 1.xlsx; 
 
Passo 4: Indicar no simulador o caminho para o ficheiro a ler (E:\TERMOGRAFIA\IMAGEM 
X\LINHAS\LINHA 1.xlsx) e carregar no botão Executar para obter o gráfico pretendido. Na 
Figura 5.9, podemos observar a variação da temperatura ao longo de toda a superfície, 
identificando-se facilmente as zonas mais quentes e as zonas mais frias. 
 
Figura 4.18 - Superfície 3D. 
4.5.4 - Graduação de cores 
Foi definido uma graduação de cores, para tornar mais fácil a identificação de zonas mais 
quentes e de zonas mais frias. A graduação adotada tem como base a faixa espetral do 
espetro eletromagnético e é dividida em 7 zonas. A marca 1 representa a zona mais quente e 
a marca 7 representa a zona mais fria: 
10 
11,7 
13,4 
15,1 
16,8 
18,5 
20,2 
21,9 
Superfície 3D 
20,2-21,9 
18,5-20,2 
16,8-18,5 
15,1-16,8 
13,4-15,1 
11,7-13,4 
10-11,7 
 
Síntese 117 
 
 
• Marca 1: Cor de laranja 
• Marca 2: Dourado 
• Marca 3: Amarelo 
• Marca 4: Verde 
• Marca 5: Azul 
• Marca 6: Púrpura 
• Marca 7: Púrpura Escuro 
 
4.6 - Síntese 
De acordo com os objetivos propostos, a metodologia desenvolvida para aplicação das 
técnicas termográficas foi bem sucedida. Os resultados experimentais mostram que a câmara 
termográfica consegue-se aproximar dos resultados esperados, ou seja, as suas medições são 
fiáveis. Através dos procedimentos padrão, foi possível chegar a um valor para a 
emissividade, para as diferentes cores, por forma a atingir correta calibração da câmara 
termográfica. 
De acordo com o objetivo proposto, conseguiu-se desenvolver uma ferramenta simples, 
com recurso a software facilmente acessível a qualquer utilizador. A visualização de um 
gráfico é uma ferramenta muito útil para interpretação do comportamento da temperatura, 
especialmente, para utilizadores que não estejam familiarizados com as técnicas 
termográficas descritas no Capítulo 2. Os gráficos gerados também são importantes para 
constar em documentos, como por exemplo, relatórios, de modo a que a análise quantitativa 
seja mais eficaz. 
 
 
 
118 Aplicação da termografia a grandes transformadores de potência 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 5 
Conclusões e trabalho futuro 
5.1 - Conclusões 
Após análise do trabalho desenvolvido e apresentado na dissertação, considera-se que 
todos os objetivos propostos foram atingidos de forma muito satisfatória. 
Nos capítulos 2 e 3, conseguiu-se mostrar todo o potencial da termografia como 
ferramenta muito útil para ações de manutenção preditiva, manutenção preventiva, 
manutenção condicionada. Também foi possível dar a conhecer múltiplas aplicações das 
técnicas termográficas. Foi descrito o processo de medição da radiação infravermelha e os 
fatores de influência desse processo. Conclui-se que a emissividade é um fator muito 
importante para a medição da radiação infravermelha e um fator de erro na mesma. 
No capítulo 4, foram identificados os pontos de interesse no transformador para futuras 
inspeções: paredes laterais do transformador, golas do transformador e a tampa superior da 
baixa tensão. A parametrização dos fatores de influência na medição da radiação 
infravermelha foi executada com sucesso, ou seja, foi feita uma correta calibração da câmara 
termográfica. Dos resultados experimentais pode-se concluir que a emissividade varia com o 
ângulo de visão e para as diferentes cores das superfícies pintadas, e que não depende da 
temperatura nem varia nos diferentes pontos de interesse. Através dos resultados 
experimentais, podemos afirmar que o transformador de potência, na gama de temperaturas 
em que opera, comporta-se como um corpo cinzento. Num transformador de potência, com 
superfícies pintadas, não existe variação da emissividade para os diferentes comprimentos de 
onda. Foram ainda definidos os valores de emissividade para as cores mais comuns, indicadas 
pelo fabricante. 
Relativamente ao desenvolvimento da folha de cálculo, conseguiu-se uma ferramenta 
simples, com recurso a software universal e facilmente acessível a qualquer utilizador. 
 
120 Conclusões e trabalho futuro 
 
 
 
As novas imagens gráficas geradas são um importante auxiliar para a avaliação do 
comportamento da temperatura, aumentando-se assim a eficácia da análise quantitativa de 
imagens termográficas. 
 
5.2 - Trabalho futuro 
Como foi possível demonstrar ao longo da dissertação, a diversidade de aplicações das 
técnicas termográficas mostra o potencial de investigação para futuros trabalhos. 
A calibração de câmaras termográficas para a inspeção termográfica dos diversos 
componentes dos sistemas de energia e das diferentes máquinas elétricas será muito 
importante para a definição de mais procedimentos padrão para o uso das técnicas 
termográficas. 
A definição, através de ensaios experimentais, de níveis de prioridade de intervenção 
para os diferentes equipamentos, de acordo com a sua condição de funcionamento ou de 
conservação, também seria muito importante para uma melhoria de serviço nos istemas de 
nergia e nas máquinas elétricas. 
Relativamente ao software disponibilizado na FEUP, aconselha-se o desenvolvimento de 
aplicações para melhorar a análise quantitativa e para elaboração de relatórios mais 
completos. Se existir possibilidade, devia-se adquirir a aplicação ThermoVision SDK da FLIR 
para o desenvolvimento de aplicações através de programação. Assim poder-se-ia desenvolver 
o software base disponível. 
 
 
 
 
 
 
 
Referências bibliográficas 
[1] ITEAG, “Termografia: Teoria, Procedimentos e Vantagens”, Portugal, março 2010. 
[2] SPECMAN, “Medição e Análise Termográfica Capítulo I, Conceitos Básicos de Termografia”, 
Portugal 2010. 
[3] EPRI, “Infrared Thermography Field Application Guide”, Palo Alto, CA: 1999, 
Report TR-107142. 
[4] Incropera, Frank P.; DeWitt, David P.; Bergman, Theodore L.; Lavine, Adrienne S., 
“Fundamentals of Heat and MassTransfer (6th edition)”, Wiley, October 2006. 
[5] Serth, R.W., “Process heat transfer: principles and applications”, Elsevier, 2007. 
[6] Holst, Gerald C., “Common sense approach to thermal imaging”, JCD Publishing and SPIE – 
The International Society for Optical Engineering, 2000. 
[7] Portal Laboratórios Virtuais de Processos Químicos. Disponível em 
http://labvirtual.eq.uc.pt. Acesso em 29/novembro/2011. 
[8] Arpaci, Vedat S.; Selamet, Ahmet; Kao, Shu-Hsin, “Introduction to Heat Transfer”, 
Prentice Hall, 2000. 
[9] Bruno Perez, “Curso de Termografia - Iniciante”, Instronic Instrumentos de Teste Ltda., 
São Paulo, Brasil, 2010. 
[10] Natural Resources Canada, “Fundamentals of Remote Sensing”, Canada 2007 
http://ccrs.nrcan.gc.ca/resource/index_e.php#tutor. 
[11] Instituto Geográfico Português, Grupo de Deteção Remota, “Tutorial de Deteção 
Remota”, novembro 2010, http://www.igeo.pt/gdr/tutorial_gdr.php. 
[12] FLIR, “ThermaCAM Researcher Professional (Version 2.10)”, September 2010. 
[13] Eva Sofia Botelho Machado Barreira, “Aplicação da Termografia ao Estudo do 
Comportamento Higrotérmico dos Edifícios”, Tese de Mestrado em Construção de 
Edifícios, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, março 2004. 
[14] TESTO, “Pocket Guide Thermography”, outubro 2010. 
[15] Gaussorgues, Gilbert; “Infrared Thermography”, Chapman & Hall, 1994. 
[16] Minkina, Waldemar; Dudzik, Sebastian, “Infrared Thermography: Errors and 
Uncertainties”, John Wiley & Sons, 2009. 
[17] Craveiro, Marco Antonio Conti, “Desenvolvimento de um Sistema para Avaliação dos 
Fatores de Influência sobre Análises Termográficas em Subestações Desabrigadas”, 
Dissertação Submetida ao Programa de Pós-Graduacão em Engenharia de Automação 
http://labvirtual.eq.uc.pt/�
http://ccrs.nrcan.gc.ca/resource/index_e.php#tutor�
http://www.igeo.pt/gdr/tutorial_gdr.php�
 
122 Referências bibliográficas 
 
 
 
como requisito para a obtenção do título de Mestre em Ciências em Engenharia da 
Elétrica, Universidade Federal de Itajubá, fevereiro de 2008. 
[18] EPRI, “Infrared Thermography Guide (Revision 3)”, Palo Alto, CA: 2002. 1006534. 
[19] FLUKE, “Introduction to Thermography Principles”, American Technical Publishers, Inc., 
Fluke Corporation and The Snell Group, 2009. 
[20] FLUKE, “Thermography Education Series”, Fluke Corporation, USA, 2005. 
[21] Brioschi, Marcos Leal, “A História da Termografia”, Sociedade Brasileira de Termologia, 
Panamerican Thermology Society. 
[22] Rogalski, Antoni, “Infrared detectors (2nd edition)”, Taylor and Francis Group, LLC and 
CRC Press, 2011. 
[23] Vollmer, Michael; Möllmann, Klaus-Peter, “Infrared Thermal Imaging: Fundamentals, 
Research and Applications”, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co, 2010. 
[24] Palmer, James M.; Grant, Barbara G., “The Art of Radiometry”, Society of Photo-Optical 
Instrumentation Engineers (SPIE), 2010. 
[25] Santos, Laerte dos, “Termografia Infravermelha em Subestações de Alta Tensão 
Desabrigadas”, Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia da 
Energia da Universidade Federal de Itajubá como requisito parcial para obtenção do título 
de Mestre em Engenharia da Energia, Universidade Federal de Itajubá, Itajubá 2006. 
[26] Cortizo, Eduardo Cabaleiro, “Avaliação da técnica de termografia infravermelha para 
identificação de estruturas ocultas e diagnóstico de anomalias em edificações: ênfase em 
edificações do patrimônio histórico”, Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação 
em Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Minas Gerais, como requisito parcial 
à obtenção do título de Doutor em Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Minas 
Gerais, Belo Horizonte, 02 de julho de 2007. 
[27] Brioschi, Marcos Leal; Yeng, Lin Tchia; Teixeira, Manoel Jacobsen, “Diagnóstico Avançado 
em Dor por Imagem Infravermelha e Outras Aplicações”, Revista Prática Hospitalar, Nº 
50, pp. 93 – 98, março – abril, 2007. 
[28] FLIR Systems, “FLIR Application Story Eramus MC”, FLIR, Erasmus Medical Centre, 
Holland. 
[29] FLIR Systems, “FLIR Application Story Viral Infections”, FLIR, Bélgica. 
[30] FLIR Systems, “FLIR Application Story”, FLIR, Fachhochschule Weihenstephan, Germany. 
[31] Centro de Análise e Processamento Infravermelho. Centro de dados para astronomia 
infravermelha. Disponível em http://www.ipac.caltech.edu/. Acesso em 
10/dezembro/2011. 
[32] Earth Science Office NASA. Disponível em http://weather.msfc.nasa.gov/. Acesso em 
10/dezembro/2011. 
[33] Morgado, José Augusto; Borges de Sousa, João Tasso, “O Programa de Investigação e 
Tecnologia em Veículos Aéreos Autónomos Não-Tripulados da Academia da Força Aérea”, 
IDN Cadernos, Nº 04, II Série, pp. 9 – 24, julho 2009. 
http://www.ipac.caltech.edu/�
http://weather.msfc.nasa.gov/�
 
Referências bibliográficas 123 
 
 
[34] FLIR Systems, “Sea Star SAFIRE® III Applications”, FLIR, USA, 2010. 
[35] FLIR, “Infrared Guidebook for Building Applications”, Flir Systems AB, Infrared Training 
Centre, 2009. 
[36] SPECMAN, “Aplicações de Termografia em Edifícios”, Portugal 2009. 
[37] FLIR, “Thermal Imaging Cameras for Automation and Safety”, Flir Systems Inc, junho 
2010. 
[38] FLIR Systems, “IR Automation Guidebook, Temperature Monitoring and Control with IR 
Cameras”, Flir Systems Inc. 
[39] FLIR Systems, “Infrared Thermography for scientific applications”, Flir Systems AB. 
[40] FLIR Systems, “Infrared Thermography for predictive maintenance”, Flir Systems AB. 
[41] FLIR Systems, “Applications for fixed mounted infrared camera systems”, Flir Systems 
AB. 
[42] FLIR Systems, “FLIR Application Story: AUDI AG uses infrared thermography to uphold its 
quality standards”, Flir Systems AB. 
[43] Tarpani, José R. et al., “Inspeção Termográfica de Danos por Impacto em Laminados de 
Matriz Polimérica Reforçados por Fibras de Carbono”, Polímeros: Ciência e Tecnologia, 
vol. 19, nº 4, p. 318-328, 2009. 
[44] FLIR, “Thermal imaging cameras for Research and Development”, Flir Systems Inc, maio 
2010. 
[45] SPECMAN, “Medição e Análise Termográfica Capítulo IV, Inspeção de Outros Sistemas”, 
Portugal 2010. 
[46] FLIR, “Thermal imaging cameras for Predictive Maintenance”, Flir Systems Inc, maio 
2010. 
[47] SPECMAN, “Medição e Análise Termográfica Capítulo III, Inspeção de Sistemas 
Mecânicos”, Portugal 2010. 
[48] SPECMAN, “Medição e Análise Termográfica Capítulo II, Inspeção de Sistemas Elétricos”, 
Portugal 2010. 
[49] Ribeiro, Vicente, “Seminário de Termografia”, Fluke Corporation, Portugal 2011. 
[50] Lopes, João Abel Peças, “Perturbações na Tensão e Seus Impactos nas Explorações de 
Redes Elétricas Industriais”, Instalações Elétricas Industriais, Licenciatura em Engenharia 
Eletrotécnica e de Computadores, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. 
[51] Correia, Paulo Jorge de Figueiredo, “O Impacto dos Problemas de Qualidade da Energia 
em Instalações Elétricas, O Caso Particular das Perturbações Harmónicas”, Departamento 
de Engenharia Eletrotécnica e Computadores, Faculdade de Ciências e Tecnologia da 
Universidade de Coimbra. 
[52] WALTEC, “Transformadores de Baixa Tensão”, Waltec Equipamentos Elétricos Ltda. 
[53] WEG, “Manual de Instalação e Manutenção para Transformadores imersos em óleo”, WEG 
Equipamentos Elétricos S.A. – Transformadores. 
 
124 Referências bibliográficas 
 
 
 
[54] WEG, “Manual de Instalação e Manutenção para Transformadores secos”, WEG 
Equipamentos Elétricos S.A. – Transformadores. 
[55] LAVILL, “Painéis Elétricos e CCM’s de Baixa Tensão”, LAVILL Serviços de Montagens 
Industriais Ltda, Brasil 2010. 
[56] SPECMAN, “Medição e Análise Termográfica Capítulo VII, Programa de Inspeção 
Termográfica”, Portugal 2010. 
[57] Robinson, Martin; Rohrer, Tim, “NFPA and its Implications on Thermographic 
Inspections”, IRISS, Inc. 2008. 
[58] Robinson, Martin, “10 Things You Need To Know About Infrared Windows”, IRISS, Inc. 
2009. 
[59] Pinto, Clara,“Alguns Exemplos de Termografia Aplicada à Energia Solar e Eólica”, 
Caderno das Energias Renováveis, p. 18-20. 
[60] Meinlschmidt, Peter; Aderhold, Jochen, “Thermographic Inspection of Rotor Blades”, 
European Conference on Non-destructive Testing, Berlim, Alemanha, 2006. 
[61] FLIR Systems, “FLIR Application Story: Inspecting wind turbines with FLIR thermal 
imaging cameras”, FLIR Commercial Systems B.V., Breda, Netherlands. 
[62] GREENPRO, “Manual e Guia Técnico de Energia Solar Fotovoltaica – Tecnologias, Projeto 
e Instalação”, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Superior Técnico, 2004. 
[63] Monteiro, Cláudio, “Energia Solar Fotovoltaica: Tecnologias FV”, Energia Eólica e Solar, 
Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores. 
[64] Monteiro, Cláudio, “Energia Solar Fotovoltaica: A célula FV”, Energia Eólica e Solar, 
Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores. 
[65] Ribeiro, Vicente, “Seminário de Termografia: Painéis Solares”, Fluke Corporation, 
Portugal 2011. 
[66] FLIR Systems, “FLIR Solution Series: Solar Cell Development”, FLIR Systems, Inc., 
MoviTHERM, Automation Technology GmbH, Irvine, CA, USA. 
[67] Bainter, Chris, “Solar Cell Production Requires Effective Metrology - Recent IR 
Thermography Developments can help”, SOLAR 2010 National Solar Conference, Phoenix, 
Arizona, USA, maio 2010. 
[68] Kaminski, A. et al., “Application of infrared thermography to the characterization of 
multicristalline silicon solar cells”, Quantitative InfraRed Thermography 2000, Université 
de Reims, Champagne-Ardenne (Reims), France. 
 
 
Anexo A 
Neste anexo é apresentado uma tabela com os valores de emissividade mais comuns. 
 
 
Tabela A.1 – Valores de emissividade 
Material 
Estado da 
superfície 
Espetro Emissividade 
3M tipo 35 
Fita eléctrica 
(várias cores) 
LW 0,96 
3M tipo 88 
Fita elétrica 
vinil preto 
MW 0,96 
Aço inoxidável 
folha, não tratado, 
estriado 
LW 0,28 
Aço inoxidável folha, polido LW 0,14 
Aço inoxidável folha, polido SW 0,18 
Aço inoxidável laminado T 0,45 
Água gelo T 0,96 
Água neve T 0,85 
Água destilada T 0,96 
Alcatrão T 0,79 – 0,84 
Alumínio Anodizado, opaco LW 0,97 
Alumínio Anodizado, folha LW 0,55 
Alumínio polido T 0,04 – 0,06 
Barro Refratário T 0,91 
Betão T 0,92 
Borracha dura T 0,97 
Cobre Comercial T 0,07 
Cobre oxidado T 0,6 – 0,7 
Cobre polido T 0,03 
Couro T 0,75 – 0,8 
Ferro moldado T 0,81 
Ferro oxidado T 0,65 
 
126 Anexo A 
 
 
 
Ferro Polido T 0,21 
Ferro galvanizado T 0,07 
Granito rugoso LW 0,87 
Latão laminado T 0,06 
Latão oxidado T 0,61 
Madeira T 0,8 – 0,9 
Papel Diferentes cores T 0,92 – 0,94 
Pele Humana T 0,98 
Plástico Fibra de vidro LW 0,91 
Plástico PVC T 0,93 
Tijolo Alvenaria SW 0,94 
Tinta 
Cores e Qualidades 
Diferentes 
SW 0,88 – 0,96 
Tinta Verde crómio SW 0,64 – 0,7 
Tinta Plástica SW 0,84 
Titânio oxidado T 0,6 
Titânio Polido T 0,15 
Zinco folha T 0,2 
Zinco Oxidado T 0,5 – 0,7 
Zinco Polido T 0,04 – 0,05 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anexo B 
Neste anexo são apresentados, em forma de tabelas e gráficos, todos os dados recolhidos 
durante a investigação experimental descrita no Capítulo 4. 
B.1 - Variação da emissividade com a distância ao objeto 
Tabela B.1 - Variação da emissividade com a distância ao objeto 
Distância(𝒎) Emissividade Temp. Câmara(℃) Temp. Termopar(℃) 
2 0,9 15.1 14,7 
3 0,9 15,1 14,7 
4 0,89 15,1 14,7 
5 0,88 15,1 14,7 
6 0,88 15,1 14,7 
7 0,87 14,4 14,7 
8 0,86 14,4 14,7 
9 0,85 14,4 14,7 
10 0,85 14,4 14,7 
11 0,84 14,3 14,7 
12 0,83 14,1 14,7 
13 0,83 14,1 14,7 
14 0,82 14,1 14,7 
 
 
 
 
128 Anexo B 
 
 
 
B.2 – Variação da emissividade com o ângulo de visão 
 
 
Tabela B.2 - Variação da emissividade com o ângulo de visão 
Ângulo (°) Emissividade Temp. Câmara (℃) Temp. Termopar (℃) 
0 0,9 15,1 14,7 
5 0,9 15,1 14,7 
10 0,9 15,1 14,7 
15 0,89 15,1 14,7 
20 0,89 15,1 14,7 
25 0,88 15,1 14,7 
30 0,87 14,4 14,7 
35 0,82 14,1 14,7 
40 0,81 14 14,7 
45 0,8 13,9 14,7 
50 0,74 13,4 14,7 
55 0,72 13 14,7 
60 0,7 12,6 14,7 
65 0,68 12,3 14,7 
70 0,59 10,9 14,7 
75 0,56 10,3 14,7 
80 0,46 9,1 14,7 
85 0,34 5,1 14,7 
90 0,1 0 14,7 
 
 
 
Anexo B 129 
 
 
 
Figura B.1 - Variação da emissividade com o ângulo de visão (experimental). 
 
B.3 – Variação da emissividade com a cor da superfície 
 
B.3.1 - Variação da emissividade com a cor creme 
Tabela B.3 - Variação da emissividade com a cor da superfície (creme). 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
1,00 16,3 0,71 12,9 0,42 8,4 
0,99 16,0 0,70 12,6 0,41 7,8 
0,98 16 0,69 12,6 0,4 7,5 
0,97 15,8 0,68 12,3 0,39 7,2 
0,96 15,7 0,67 12,3 0,38 6,8 
0,95 15,6 0,66 12,1 0,37 6,5 
0,94 15,5 0,65 12,1 0,36 6,4 
0,93 15,5 0,64 12,1 0,35 6 
0,92 15,4 0,63 11,8 0,34 5,4 
0,91 15,2 0,62 11,8 0,33 4,8 
0,9 15,1 0,61 11,7 0,32 3,7 
0,89 15,1 0,60 11,3 0,31 3,2 
0,88 15,1 0,59 10,9 0,30 2,6 
0,87 14,4 0,58 10,7 0,29 2,1 
0,86 14,4 0,57 10,5 0,28 1,4 
0 
0,2 
0,4 
0,6 
0,8 
1 
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 
Em
is
si
vi
da
de
 
Ângulo (⁰) 
Variação da emissividade com o 
ângulo 
 
130 Anexo B 
 
 
 
0,85 14,4 0,56 10,3 0,27 1,0 
0,84 14,3 0,55 10,1 0,26 0,2 
0,83 14,1 0,54 9,8 0,25 0,0 
0,82 14,1 0,53 9,6 0,24 0,0 
0,81 14,0 0,52 9,4 0,23 
0,8 13,9 0,51 9,3 0,22 
0,79 13,8 0,5 9,3 0,21 
0,78 13,7 0,49 9,3 0,2 
0,77 13,7 0,48 9,2 0,19 
0,76 13,6 0,47 9,2 0,18 
0,75 13,5 0,46 9,1 0,17 
0,74 13,4 0,45 9,0 0,16 
0,73 13,1 0,44 9,0 0,15 
0,72 13,0 0,43 8,7 0,14 
 
 
 
 
Figura B.2 - Variação da emissividade com a cor da superfície (creme). 
 
 
 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
0,25 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (⁰
C)
 
Emissividade 
Emissividade Cor Creme 
 
Anexo B 131 
 
 
B.3.2 - Variação da emissividade com a cor cinzento claro 
 
Tabela B.4 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento claro). 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
1 16,5 0,71 12,3 0,42 6,9 
0,99 16,2 0,7 12,2 0,41 6,7 
0,98 15,9 0,69 12,1 0,4 6,6 
0,97 15,8 0,68 12 0,39 6 
0,96 15,8 0,67 12 0,38 5,6 
0,95 15,7 0,66 11,9 0,37 5,4 
0,94 15,5 0,65 11,6 0,36 4,8 
0,93 15,4 0,64 11,5 0,35 4,3 
0,92 15,2 0,63 11,5 0,34 3,8 
0,91 15,2 0,62 11,4 0,33 3,6 
0,9 15,2 0,61 11,2 0,32 3 
0,89 15 0,6 11,2 0,31 2,6 
0,88 15 0,59 10,8 0,3 2 
0,87 14,7 0,58 10,6 0,29 1,4 
0,86 14,6 0,57 10,4 0,28 0,7 
0,85 14,1 0,56 10,2 0,27 0 
0,84 13,7 0,55 10 0,26 0 
0,83 13,6 0,54 9,9 0,25 0 
0,82 13,5 0,53 9,8 0,24 0 
0,81 13,4 0,52 9,8 0,23 
 
0,8 13,3 0,51 9,5 0,22 
 
0,79 13,2 0,5 9 0,21 
 
0,78 13 0,49 8,7 0,2 
 
0,77 13 0,48 8,4 0,19 
 
0,76 12,8 0,47 8 0,18 
 
0,75 12,6 0,46 7,9 0,17 
 
0,74 12,6 0,45 7,6 0,16 
 
0,73 12,6 0,44 7,4 0,15 
 
0,72 12,4 0,43 7,2 0,14 
 
 
 
132 Anexo B 
 
 
 
 
Figura B.3 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento claro). 
 
B.3.3 – Variação da emissividade com a cor cinzento escuro 
 
Tabela B.5 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento escuro). 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
1 16,5 0,71 11,9 0,42 6,3 
0,99 16,2 0,7 11,8 0,41 6 
0,98 16,1 0,69 11,7 0,4 5,6 
0,97 15,8 0,68 11,7 0,39 5,1 
0,96 15,4 0,67 11,4 0,38 4,8 
0,95 15 0,66 11,3 0,37 4,4 
0,94 14,6 0,65 11,3 0,36 4,2 
0,93 14,4 0,64 11,1 0,35 3,7 
0,92 14,2 0,63 10,9 0,34 2,9 
0,91 14,1 0,62 10,8 0,33 1,4 
0,9 13,9 0,61 10,8 0,32 0,9 
0,89 13,9 0,6 10,4 0,31 0,7 
0,88 13,8 0,59 10,2 0,3 0 
0,87 13,8 0,58 10,2 0,29 0 
0,86 13,7 0,57 10 0,28 0 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,650,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (⁰
C)
 
Emissividade 
Emissividade Cor Cinzento Claro 
 
Anexo B 133 
 
 
0,85 13,7 0,56 9,7 0,27 0 
0,84 13,4 0,55 9,2 0,26 0 
0,83 13,2 0,54 9,1 0,25 0 
0,82 13,1 0,53 9,1 0,24 0 
0,81 12,9 0,52 8,8 0,23 
 
0,8 12,8 0,51 8,5 0,22 
 
0,79 12,7 0,5 8,5 0,21 
 
0,78 12,7 0,49 8,3 0,2 
 
0,77 12,6 0,48 8,1 0,19 
 
0,76 12,4 0,47 7,8 0,18 
 
0,75 12,2 0,46 7,5 0,17 
 
0,74 12,1 0,45 7,3 0,16 
 
0,73 12,1 0,44 7 0,15 
 
0,72 12 0,43 6,6 0,14 
 
 
 
 
Figura B.4 - Variação da emissividade com a cor da superfície (cinzento escuro). 
 
 
 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (⁰
C)
 
Emissividade 
Emissividade Cor Cinzento Escuro 
 
134 Anexo B 
 
 
 
B.3.4 – Variação da emissividade com a cor verde 
 
Tabela B.6 - Variação da emissividade com a cor da superfície (verde). 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
Emissividade 
Temp 
Câmara(℃) 
1 17,5 0,71 16,1 0,42 12,9 
0,99 17,4 0,7 16 0,41 12,7 
0,98 17,4 0,69 15,7 0,4 12,5 
0,97 17,4 0,68 15,7 0,39 12,2 
0,96 17,3 0,67 15,6 0,38 12,2 
0,95 17,3 0,66 15,6 0,37 12,1 
0,94 17,3 0,65 15,4 0,36 12,1 
0,93 17,2 0,64 15,3 0,35 12 
0,92 17,2 0,63 15,3 0,34 12 
0,91 17,1 0,62 15,2 0,33 11,9 
0,9 17,1 0,61 15,2 0,32 11,7 
0,89 17,1 0,6 15,2 0,31 11,4 
0,88 17 0,59 15,1 0,3 10,9 
0,87 17 0,58 15 0,29 10,6 
0,86 17 0,57 14,9 0,28 10,2 
0,85 16,9 0,56 14,9 0,27 9,9 
0,84 16,9 0,55 14,8 0,26 9,5 
0,83 16,9 0,54 14,7 0,25 9 
0,82 16,8 0,53 14,7 0,24 8,5 
0,81 16,8 0,52 14,5 0,23 7,7 
0,8 16,6 0,51 14,4 0,22 7 
0,79 16,6 0,5 14,3 0,21 6,5 
0,78 16,5 0,49 14,2 0,2 5,9 
0,77 16,4 0,48 14 0,19 5 
0,76 16,4 0,47 13,9 0,18 3,9 
0,75 16,4 0,46 13,7 0,17 3,2 
0,74 16,3 0,45 13,6 0,16 2,4 
0,73 16,3 0,44 13,4 0,15 1,8 
0,72 16,2 0,43 13,2 0,14 1,2 
 
 
Anexo B 135 
 
 
 
Figura B.5 - Variação da emissividade com a cor da superfície (verde). 
 
B.4 – Testes sobre um transformador de potência em 
funcionamento 
 
Figura B.6 - Variação da temperatura de referência ao longo das séries de medidas. 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
19 
0,14 0,19 0,24 0,29 0,34 0,39 0,44 0,49 0,54 0,59 0,64 0,69 0,74 0,79 0,84 0,89 0,94 0,99 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (⁰
C)
 
Emissividade 
Emissividade Cor Verde 
11 
16 
21 
26 
31 
36 
41 
46 
51 
0 2 4 6 8 
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (⁰
C)
 
Emissividade 
Evoluçao da temperatura de referência 
(termopar) 
BT Tampa superior 
Parede Lateral 1 
Parede Lateral 2 
Parede Lateral 3 
Gola 1 
Gola 2 
Gola 3 
 
136 Anexo B 
 
 
 
 
Tabela B.7 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (BT Tampa Superior). 
Medidas Local 
Temp 
Refletida 
Temp 
Termopar 
Temp 
Câmara 
Emissividade Dist Alt Âng 
0 BT Tampa Sup 17,5 16 16,5 0,9 2 4 0 
1 BT Tampa Sup 17,5 31,1 31,8 0,9 2 4 0 
2 BT Tampa Sup 19,6 39,6 40,2 0,9 2 4 0 
3 BT Tampa Sup 20,6 43,1 43,6 0,9 2 4 0 
4 BT Tampa Sup 22,3 49,9 50,4 0,9 2 4 0 
5 BT Tampa Sup 23,8 46,4 47 0,9 2 4 0 
6 BT Tampa Sup 22,7 46,1 46,6 0,9 2 4 0 
7 BT Tampa Sup 22,4 45,3 46,2 0,9 2 4 0 
8 BT Tampa Sup 21,6 45,2 45,7 0,9 2 4 0 
 
Tabela B.8 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Parede Lateral 1). 
Medidas Local 
Temp 
Refletida 
Temp 
Termopar 
Temp 
Câmara 
Emissividade Dist Alt Âng 
0 Parede Lateral 1 16,3 14,9 15,2 0,9 2 0 0 
1 Parede Lateral 1 16,3 21 21,4 0,9 2 0 0 
2 Parede Lateral 1 18,7 31,9 32 0,9 2 0 0 
3 Parede Lateral 1 19,9 37,2 37,9 0,9 2 0 0 
4 Parede Lateral 1 22,3 41,8 42 0,9 2 0 0 
5 Parede Lateral 1 23,7 38,6 38,8 0,9 2 0 0 
6 Parede Lateral 1 22,6 38 38,1 0,9 2 0 0 
7 Parede Lateral 1 22,5 38 38,3 0,9 2 0 0 
8 Parede Lateral 1 21,4 38,4 39,3 0,9 2 0 0 
 
 
 
 
 
Anexo B 137 
 
 
 
Tabela B.9 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Parede Lateral 2). 
Medidas Local 
Temp 
Refletida 
Temp 
Termopar 
Temp 
Câmara 
Emissividade Dist Alt Âng 
0 Parede Lateral 2 17 15,8 16 0,9 2 3 0 
1 Parede Lateral 2 17,1 22,4 22,6 0,9 2 3 0 
2 Parede Lateral 2 19,4 35,2 36,1 0,9 2 3 0 
3 Parede Lateral 2 20,2 39,7 40,3 0,9 2 3 0 
4 Parede Lateral 2 21,4 45,1 45,6 0,9 2 3 0 
5 Parede Lateral 2 22,4 41,4 42,1 0,9 2 3 0 
6 Parede Lateral 2 21,9 42,4 42,7 0,9 2 3 0 
7 Parede Lateral 2 21,4 40,9 41,2 0,9 2 3 0 
8 Parede Lateral 2 20,2 40,9 41,6 0,9 2 3 0 
 
 
Tabela B.10 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Parede Lateral 3). 
Medidas Local 
Temp 
Refletida 
Temp 
Termopar 
Temp 
Câmara 
Emissividade Dist Alt Âng 
0 Parede Lateral 3 16,8 15,4 15,7 0,9 2 0 0 
1 Parede Lateral 3 16,8 30,2 31,1 0,9 2 0 0 
2 Parede Lateral 3 19,5 38,8 39,2 0,9 2 0 0 
3 Parede Lateral 3 19,9 40,9 41,5 0,9 2 0 0 
4 Parede Lateral 3 22,4 42,2 42,9 0,9 2 0 0 
5 
Parede 
Lateral 3 
23,1 39,8 39,9 0,9 2 0 0 
6 Parede Lateral 3 22,4 41,6 41,7 0,9 2 0 0 
7 Parede Lateral 3 22,1 39,1 39,5 0,9 2 0 0 
8 Parede Lateral 3 21,2 39,6 39,9 0,9 2 0 0 
 
 
 
138 Anexo B 
 
 
 
 
Tabela B.11 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Gola 1). 
Medidas Local 
Temp 
Refletida 
Temp 
Termopar 
Temp 
Câmara 
Emissividade Dist Alt Âng 
0 Gola 1 16,8 15,3 15,9 0,9 2 0 15 
1 Gola 1 16,8 19,5 19,7 0,9 2 0 15 
2 Gola 1 19,1 29,5 29,7 0,9 2 0 15 
3 Gola 1 19,3 35,8 35,9 0,9 2 0 15 
4 Gola 1 22,1 41,4 41,9 0,9 2 0 15 
5 Gola 1 23,2 39,4 40 0,9 2 0 15 
6 Gola 1 23,8 40,9 41,3 0,9 2 0 15 
7 Gola 1 22,8 38,3 38,8 0,9 2 0 15 
8 Gola 1 20,8 38,4 38,7 0,9 2 0 15 
 
 
Tabela B.12 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Gola 2). 
Medidas Local 
Temp 
Refletida 
Temp 
Termopar 
Temp 
Câmara 
Emissividade Dist Alt Âng 
0 Gola 2 16,8 15,2 15,8 0,9 2 0 15 
1 Gola 2 16,8 18,4 18,5 0,9 2 0 15 
2 Gola 2 18,9 27,8 28,3 0,9 2 0 15 
3 Gola 2 19 33,1 33,3 0,9 2 0 15 
4 Gola 2 21,6 39,1 39,5 0,9 2 0 15 
5 Gola 2 22,7 37,9 38,3 0,9 2 0 15 
6 Gola 2 22,3 38,6 38,9 0,9 2 0 15 
7 Gola 2 21,9 36,8 37,3 0,9 2 0 15 
8 Gola 2 19,9 36,8 37,2 0,9 2 0 15 
 
 
 
Anexo B 139 
 
 
 
Tabela B.13 - Variação da emissividade com aumento da temperatura (Gola 3). 
Medidas Local 
Temp 
Refletida 
Temp 
Termopar 
Temp 
Câmara 
Emissividade Dist Alt Âng 
0 Gola 3 16,6 15,4 15,6 0,9 2 0 15 
1 Gola 3 16,6 21,2 21,5 0,9 2 0 15 
2 Gola 3 19,2 30,4 30,6 0,9 2 0 15 
3 Gola 3 19,4 35,9 36,4 0,9 2 0 15 
4 Gola 3 22,2 41,2 41,8 0,9 2 0 15 
5 Gola 3 23,1 39,4 39,8 0,9 2 0 15 
6 Gola 3 23,8 40,7 40,9 0,9 2 0 15 
7 Gola 3 22,7 38,4 39,3 0,9 2 0 15 
8 Gola 3 20,8 38,6 39,2 0,9 2 0 15 
 
 
 
Figura B.7 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (BT Tampa Superior). 
0,8 
0,82 
0,84 
0,86 
0,88 
0,9 
0,92 
0,94 
15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 
Em
is
si
vi
da
de
 
Temperatura (⁰C) 
BT Tampa Superior 
T termopar 
T camara 
 
140 Anexo B 
 
 
 
 
Figura B.8 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Parede Lateral 1). 
 
 
 
Figura B.9 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Parede Lateral 2). 
 
0,8 
0,82 
0,84 
0,86 
0,88 
0,9 
0,92 
0,94 
14,5 16,5 18,5 20,5 22,5 24,5 26,5 28,5 30,5 32,5 34,5 36,5 38,5 40,5 42,5 44,5 
Em
is
si
vi
da
de
 
Temperatura (⁰C) 
Parede Lateral 1 
T termopar 
T camara 
0,8 
0,82 
0,84 
0,86 
0,88 
0,9 
0,92 
0,94 
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 
Em
is
si
vi
da
de
 
Temperatura (⁰C) 
Parede Lateral 2 
T termopar 
T camara 
 
Anexo B 141 
 
 
 
Figura B.10 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Parede Lateral 3). 
 
 
Figura B.11 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Gola 1). 
 
0,8 
0,82 
0,84 
0,86 
0,88 
0,9 
0,92 
0,94 
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 
Emis
si
vi
da
de
 
Temperatura (⁰C) 
Parede Lateral 3 
T termopar 
T camara 
0,8 
0,82 
0,84 
0,86 
0,88 
0,9 
0,92 
0,94 
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 
Em
is
si
vi
dd
ad
e 
Temperatura (⁰C) 
Gola 1 
T termopar 
T camara 
 
142 Anexo B 
 
 
 
 
Figura B.12 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Gola 2). 
 
 
 
Figura B.13 - Comparação dos valores de referência com as leituras da câmara (Gola 3). 
 
0,8 
0,82 
0,84 
0,86 
0,88 
0,9 
0,92 
0,94 
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 
Em
is
si
vi
da
de
 
Temperatura (⁰C) 
Gola 2 
T termopar 
T camara 
0,8 
0,82 
0,84 
0,86 
0,88 
0,9 
0,92 
0,94 
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 
Em
is
si
vi
da
de
 
Temperatura (⁰C) 
Gola 3 
T termopar 
T camara 
 
Anexo B 143 
 
 
 
Tabela B.14 - Desvios relativos das leituras efetuadas (BT Tampa Superior). 
Medida |Uo-Umed| |Uo-Umed|/Uo % 
0 0,5 0,03125 3,125% 
1 0,7 0,022508039 2,251% 
2 0,6 0,015151515 1,515% 
3 0,5 0,011600928 1,160% 
4 0,5 0,01002004 1,002% 
5 0,6 0,012931034 1,293% 
6 0,5 0,010845987 1,085% 
7 0,9 0,01986755 1,987% 
8 0,5 0,011061947 1,106% 
 
 
Tabela B.15 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Parede Lateral 1). 
Medida |Uo-Umed| |Uo-Umed|/Uo % 
0 0,3 0,020134228 2,013% 
1 0,4 0,019047619 1,905% 
2 0,1 0,003134796 0,313% 
3 0,7 0,018817204 1,882% 
4 0,2 0,004784689 0,478% 
5 0,2 0,005181347 0,518% 
6 0,1 0,002631579 0,263% 
7 0,3 0,007894737 0,789% 
8 0,9 0,0234375 2,344% 
 
 
 
 
144 Anexo B 
 
 
 
 
Tabela B.16 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Parede Lateral 2). 
Medida |Uo-Umed| |Uo-Umed|/Uo % 
0 0,2 0,012658228 1,266% 
1 0,2 0,008928571 0,893% 
2 0,9 0,025568182 2,557% 
3 0,6 0,01511335 1,511% 
4 0,5 0,011086475 1,109% 
5 0,7 0,016908213 1,691% 
6 0,3 0,007075472 0,708% 
7 0,3 0,007334963 0,733% 
8 0,7 0,017114914 1,711% 
 
 
 
Tabela B.17 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Parede Lateral 3). 
Medida |Uo-Umed| |Uo-Umed|/Uo % 
0 0,3 0,019480519 1,948% 
1 0,9 0,029801325 2,980% 
2 0,4 0,010309278 1,031% 
3 0,6 0,014669927 1,467% 
4 0,7 0,016587678 1,659% 
5 0,1 0,002512563 0,251% 
6 0,1 0,002403846 0,240% 
7 0,4 0,010230179 1,023% 
8 0,3 0,007575758 0,758% 
 
 
 
Anexo B 145 
 
 
 
Tabela B.18 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Gola 1). 
Medida |Uo-Umed| |Uo-Umed|/Uo % 
0 0,6 0,039215686 3,922% 
1 0,2 0,01025641 1,026% 
2 0,2 0,006779661 0,678% 
3 0,1 0,002793296 0,279% 
4 0,5 0,012077295 1,208% 
5 0,6 0,015228426 1,523% 
6 0,4 0,009779951 0,978% 
7 0,5 0,01305483 1,305% 
8 0,3 0,0078125 0,781% 
 
 
 
Tabela B.19 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Gola 2). 
Medida |Uo-Umed| |Uo-Umed|/Uo % 
0 0,6 0,039473684 3,947% 
1 0,1 0,005434783 0,543% 
2 0,5 0,017985612 1,799% 
3 0,2 0,006042296 0,604% 
4 0,4 0,010230179 1,023% 
5 0,4 0,01055409 1,055% 
6 0,3 0,007772021 0,777% 
7 0,5 0,013586957 1,359% 
8 0,4 0,010869565 1,087% 
 
 
 
146 Anexo B 
 
 
 
 
Tabela B.20 - Desvios relativos das leituras efetuadas (Gola 3). 
Medida |Uo-Umed| |Uo-Umed|/Uo % 
0 0,2 0,012987013 1,299% 
1 0,3 0,014150943 1,415% 
2 0,2 0,006578947 0,658% 
3 0,5 0,013927577 1,393% 
4 0,6 0,014563107 1,456% 
5 0,4 0,010152284 1,015% 
6 0,2 0,004914005 0,491% 
7 0,9 0,0234375 2,344% 
8 0,6 0,015544041 1,554% 
 
 
 
Figura B.14 - Desvios Relativos em todos os pontos de estudo, ao longo das séries de medidas. 
 
0,000% 
0,500% 
1,000% 
1,500% 
2,000% 
2,500% 
3,000% 
3,500% 
4,000% 
BT Tampa 
Sup 
Parede 
Lateral 1 
Parede 
Lateral 2 
Parede 
Lateral 3 
Gola 1 Gola 2 Gola 3 
Erro relativo 
Medida 0 
Medida 1 
Medida 2 
Medida 3 
Medida 4 
Medida 5 
Medida 6 
Medida 7 
Medida 8 
 
Anexo B 147 
 
 
 
Tabela B.21 - Valor da emissividade para as diferentes cores de tinta. 
Cor Emissividade 
Creme 0.9 
Cinzento Claro 0,86 
Cinzento Escuro 0,86 
Verde 0,7 
 
B.5 – Gráficos de Superfície 
 
Figura B.15 – Grafico de superfície 3D rodado 90 graus 
 
 
 
 
10 
11,7 
13,4 
15,1 
16,8 
18,5 
20,2 
21,9 
Superfície 3D 
20,2-21,9 
18,5-20,2 
16,8-18,5 
15,1-16,8 
13,4-15,1 
11,7-13,4 
10-11,7 
 
148 Anexo B 
 
 
 
 
 
Figura B.16 – Gráfico de superfície 3D rodado 180 graus. 
 
 
Figura B.17 – Grafico de superfície 3D rodado 90 graus. 
10 
11,7 
13,4 
15,1 
16,8 
18,5 
20,2 
21,9 
Superfície 3D 
20,2-21,9 
18,5-20,2 
16,8-18,5 
15,1-16,8 
13,4-15,1 
11,7-13,4 
10-11,7 
10 11,7 13,4 15,1 16,8 18,5 20,2 21,9 
Superfície 3D 
20,2-21,9 
18,5-20,2 
16,8-18,5 
15,1-16,8 
13,4-15,1 
11,7-13,4 
10-11,7 
	Anexo B