Uso de video y procesamiento de imagen como herramienta para el análisis de vibraciones.

Abstract

Desde la aparición del smartphone en la década de los 90, su uso, en aplicaciones distintas a la comunicación, se ha masificado exponencialmente en áreas como medicina, arquitectura, ingeniería, etc. Recientemente, nace la posibilidad de utilizar una cámara de video de smartphone para, a través de técnicas de procesamiento de imagen, identificar y extraer información del movimiento vibratorio de máquinas o estructuras. En la industria, existen aplicaciones que utilizan cámaras de alta resolución y tasa de captura para realizar mediciones y/o amplificación de movimiento. El uso de cámaras profesionales tiene el objetivo de superar las limitaciones asociadas al uso de cámaras de video y al procesamiento de las imágenes. En esta investigación, se propone y evalúa el uso de cámaras de smartphone para llevar a cabo la misma tarea, aprovechando la amplia disponibilidad de estos dispositivos y su menor costo en comparación con cámaras profesionales. Como cualquier herramienta, este enfoque presenta ventajas y desventajas en comparación con los sensores convencionales utilizados en la industria. La ventaja principal es su capacidad para medir múltiples puntos de forma simultánea. Sin embargo, las limitaciones principales de esta técnica están relacionadas con la velocidad de captura del video y la posible presencia de aliasing en las mediciones. Para determinar en qué situaciones se puede aplicar este método, se introduce el factor K, que considera los tres parámetros principales que afectan el error en la medición de amplitud: la distancia de medición, el diámetro del círculo y la amplitud del movimiento. En cuanto a la frecuencia, el error no se ve afectado por estos parámetros, sino únicamente por el aliasing. Se realizan pruebas en distintas situaciones y equipos, como turbinas, motores y compresores, para verificar su funcionamiento en entornos industriales. Los resultados demuestran una precisión en frecuencia con un error inferior al 1% y una precisión en amplitud menor al 10%. Este estudio presenta y evalúa el uso de cámaras de smartphone para la medición de vibraciones en entornos industriales. Aunque existen limitaciones asociadas a la velocidad de captura del video y al aliasing, este método ofrece la ventaja de medir múltiples puntos de forma simultánea. Los resultados obtenidos demuestran una buena precisión en frecuencia y amplitud, lo que respalda su aplicación en diversas situaciones y equipos. Esta investigación contribuye al desarrollo de técnicas de medición de vibraciones más accesibles y económicas en la industria.