Radiometría

Radiometría
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Concepto:Es la ciencia que se ocupa del estudio de la medida de la radiación electromagnética.


La Radiometría. en el campo de la ciencia y de la ingeniería esta relacionado con la medición de la radiación electromagnética, más específicamente, la medición de la energía de radiación electromagnética no coherente.

La Radiometría

Su campo abarca todas las longitudes de onda del espectro electromagnético (frecuencias entre 3×1011 y 3×1016 Hz o longitudes de onda de entre 0,01 y 1000 micrómetros), al contrario que la fotometría que solo se ocupa de la parte visible del espectro, la que puede percibir el ojo humano.

La radiometría es importante en astronomía, especialmente en la radioastronomía y en geofísica. La medida cuantitativa de la intensidad de la radiación se hace por medio de diferentes tipos de detectores que convierten parte de la radiación en calor o en una señal eléctrica, con termopares o fotodiodos.

Magnitudes físicas utilizadas en radiometría

  • Energía radiante (Q)
  • Flujo radiante (Φ)
  • Intensidad radiante (I)
  • Radiancia (L)
  • Irradiancia (E)
  • Emitancia radiante (M)
  • Radiancia espectral (Lλ o Lν)
  • Irradiancia (EλoEν)

Flujo radiante

En radiometría, el flujo radiante es la medida de la potencia de una radiación electromagnética (incluyendo los infrarrojos, ultravioletas y la luz visible. Es la energía que transportan las ondas por unidad de tiempo. Esta potencia puede ser la total emitida por una fuente o la total que llega a una superficie determinada.

La unidad del Sistema Internacional de Unidades (SI) para el flujo radiante es el vatio (W), que indica la energía por unidad de tiempo o, utilizando unidades del SI, los julios por segundo. Así, si tenemos una fuente de radiación que tiene un flujo radiante de 1 W, significa que emite 1 julio de energía cada segundo.

Irradiancia

Espectro de irradiación solar sobre la atmósfera y en la superficie. La irradiancia es la magnitud utilizada para describir la potencia incidente por unidad de superficie de todo tipo de radiación electromagnética. En unidades del sistema internacional se mide en W/m².

En electromagnetismo se define la irradiancia como el valor de la intensidad energética promedio de una onda electromagnética en un punto dado y se calcula como el valor promedio del vector de Poynting.

La irradiancia sirve de base para la definición de magnitudes físicas similares, entre las que la radiancia (energía emitida por unidad de superficie y por unidad de ángulo sólido) es la más utilizada.

También se la utiliza para definir la constante solar, cantidad de energía solar que llega a la atmósfera superior de la Tierra por unidad de superficie y tiempo. Su valor es de 1367 W/m² según la escala del World Radiation Reference Centre (WRRC), de 1373 W/m² según la Organización Mundial de Meteorología (WMO de sus siglas en inglés) o de 1353 W/m². La energía radiante es la energía que poseen las ondas electromagnéticas como la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), etc. La característica principal de esta energía es que se propaga en el vacío sin necesidad de soporte material alguno. Se transmite por unidades llamadas fotones.

Laboratorio

El laboratorio de Espectro-radiometría y Teledetección Ambiental del Instituto de Economía, Geografía y Demografía, creado en 2007 en las nuevas instalaciones del Instituto dentro del Centro de Ciencias Humanas y Sociales del CSIC, tiene como objetivo desarrollar investigación básica y aplicada en el campo de la teledetección y más concretamente en el de la espectro-radiometría. Una de las actividades fundamentales del laboratorio consiste en la obtención de medidas espectrales y el desarrollo de protocolos y técnicas de análisis que permitan derivar, por si solos, o en combinación con información procedente de sensores aeroportados o espaciales, parámetros biofísicos e indicadores relevantes en la gestión medioambiental.

Por otra parte, el laboratorio trata de responder a la demanda de formación en el campo de la espectro-radiometría y sus aplicaciones y contribuir al establecimiento de buenas prácticas mediante la difusión e intercambio de experiencias que pueda ser de utilidad a usuarios actuales y futuros de esta herramienta. Con este interés se ha creado recientemente el Grupo Temático en espectroscopia de campo y laboratorio dentro de la Asociación Española de Teledetección.

Calibración de equipos radiométricos

Para garantizar la exactitud de medición, los radiómetros infrarrojos deben ser calibrados periódicamente. Aunque los termógrafos suelen discutir sobre la calibración, hay confusión en cuanto a su aplicación y su significado con respecto a los instrumentos radiométricos. En este artículo se analiza el arte y la ciencia de la calibración de instrumentos infrarrojos, recursos sobre calibración y el mantenimiento de registros que son trazables por estándares conocidos.

¿Qué es la calibración de un instrumento y para qué sirve?

La Calibración de un instrumento es el acto de comparar las unidades fundamentales de medida del instrumento con otro instrumento. Esta comparación de instrumentos es capaz de dar una lectura más precisa del mismo estímulo medido y que ha sido comparado con un instrumento más preciso. Esta cadena cada vez más estricta de comparaciones está sujeta a organismos nacionales o internacionales. En los EE.UU., este organismo sería el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST).

Estudios realizados aplicando la radiometría

Según los resultados obtenidos en algunos estudios para poner de manifiesto el uso de una técnica rápida y sencilla para detectar en campo las propiedades de los suelos.

  • Se ha comprobado a través del análisis derivativo, una correspondencia espectral para una misma muestra de suelo, antes (inalterada) y después de su preparación física previamente al análisis en laboratorio.
  • Esta correspondencia espectral nos indica que no hay variaciones significativas en la respuesta espectral de reflectancia de las muestras de suelo (rasgos espectrales fundamentales), al menos en las regiones del espectro electromagnético utilizadas en este estudio.
  • Por otro lado, esta correspondencia espectral permite establecer además, una correlación entre parámetros edáficos y el espectro modelado de la muestra inalterada y, por tanto, asociarlo a las características de la cubierta edáfica determinadas mediante el análisis de la muestra por procedimientos de laboratorio habituales, tal y como se ha mostrado en este estudio.
  • Las reflectividades y longitudes de onda se pueden asociar a determinados parámetros edáficos, se podrían estimar cuantitativamente, (mediante la aplicación estadística de regresión múltiple u otra herramienta similar que lo permita).
  • Esto permite mediante la aplicación de radiometría y los estudios que se realizan con esta técnica, desarrollar sistemas para nuevas aplicaciones que implican la generación de nuevos instrumentos tecnológicos y el desarrollo de herramientas de uso y aplicación inmediata en campos de agricultura y medio ambiente.

Aplicaciones

  • Agricultura: gestión del riego, estudio del estado fenológico de la vegetación y, manejo del suelo.
  • Medio ambiente y planificación territorial: incendios forestales, manejo y conservación del suelo y de espacios naturales, gestión del suelo y, toma de decisiones sobre planificación de usos del suelo. Por otro lado, no es sencillo establecer una relación entre las propiedades físicas y químicas de los suelos y sus curvas espectrales, puesto que son muchos los factores que inciden en la variabilidad espectral y espacial por lo que resulta necesario el mantenimiento de líneas de investigación para la evaluación de los suelos que a partir de estas técnicas no destructivas, aporten resultados rápidos para el estudio, conservación y mejora de los suelos.

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