Saltar a: navegación, buscar

Radiación infrarroja

Radiación infrarroja
Información sobre la plantilla
Radiación infrarroja.jpg
Concepto:La radiación infrarroja es uno de los tipos de radiación que ―aunque no es visible― forma parte de la luz visible.

La radiación infrarroja es uno de los muchos tipos de luz que forman el espectro electromagnético (EM).

Las longitudes de onda de la luz visible comprenden entre los 4000 y los 7000 A (angstroms) o entre las 0.4 y las 0.7 micras). En cambio las longitudes de onda de la luz infrarroja comprenden entre las 0.78 y las 10 000  milésimas de milímetro.[1][2]

La frecuencia de la luz infrarroja comprende entre 0.3 y 384 billones de hercios (ciclos por segundo).[3]

Los astrónomos generalmente dividen la parte infrarroja del espectro electromagnético en tres regiones, de acuerdo con su longitud de onda:

  • el infrarrojo cercano (0.78 a 1.1 micras),
  • el infrarrojo mediano (1.2 a 15 micras) y
  • el infrarrojo lejano (16 a 100 micras).



La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo cuya temperatura sea mayor que el cero absoluto ―0 °K (grados kelvin), es decir, −273.15 °C (grados celsius)―.

En el ámbito de la técnica es usual el acrónimo IR (infrared radiation: ‘radiación infrarroja’).

El espectro infrarrojo es la representación gráfica de los valores de longitud de onda o de frecuencia ante los valores de % de transmitancia (%T).

Historia

La luz infrarroja fue descubierta en el año 1800 por William Herschel (1738-1822), un astrónomo británico nacido en Alemania. Herschel estaba interesado en aprender cuánto calor pasaba a través de los filtros coloreados con los que observaba el Sol, ya que había notado que la cantidad de calor que transmitían dependía del color. Herschel pensó que los colores en sí podrían filtrar distintas cantidades de calor, por lo que diseñó un experimento muy original para comprobar su hipótesis. Herschel colocó un termómetro de mercurio en el espectro obtenido por un prisma de cristal con el fin de medir el calor emitido por cada color. Descubrió que el calor era más fuerte al lado de la franja roja del espectro, aunque observó que allí no había luz. Esta fue la primera experiencia que demostró que el calor puede transmitirse por una forma invisible de luz. Herschel denominó a esta radiación «rayos calóricos», denominación bastante popular a lo largo del siglo XIX que, finalmente, fue dando paso al más moderno de «radiación infrarroja».

El primer detector de radiación infrarroja fue el bolómetro, un instrumento que capta la radiación por el aumento de temperatura producido en un detector absorbente.

Características de la radiación infrarroja

El infrarrojo es un tipo de luz que no se puede ver con los ojos, estos solamente pueden ver lo que se llama luz visible. La luz infrarroja brinda una información especial que no se puede obtener de la luz visible: indica la temperatura de un objeto.

El nombre de infrarrojo significa por debajo del rojo pues su comienzo se encuentra adyacente al color rojo del espectro visible. Los infrarrojos se pueden categorizar en:

  • Infrarrojo cercano (0,78-1,1 µm).
  • Infrarrojo medio (1,1-15 µm).
  • Infrarrojo lejano (15-100 µm).

Usos de los rayos infrarrojos

Imagen de una taza de cerámica llena de café caliente.

Los infrarrojos se utilizan en los equipos de visión nocturna cuando la cantidad de luz visible es insuficiente para ver los objetos. La radiación se recibe y después se refleja en una pantalla. Los objetos más calientes se convierten en los más luminosos.

Un uso muy común es el que hacen los comandos a distancia (telecomandos o mando a distancia) que generalmente utilizan los infrarrojos en vez de ondas de radio ya que no interfieren con otras señales como las señales de televisión.

Los infrarrojos también se utilizan para comunicar a corta distancia los ordenadores con sus periféricos. La luz utilizada en las fibras ópticas es generalmente de infrarrojos.

Terapia infrarroja

El calor radiante es simplemente una forma de energía que calienta los objetos directamente a través de un proceso llamado conversión, sin tener que calentar el aire en el medio. Al calor radiante también se le llama «energía infrarroja».

El Sol es la fuente principal de la energía radiante que llega a la Tierra.

La luz infrarroja es una fuerza importante que promueve la salud, produciendo un aumento de glóbulos blancos. Esto es muy bueno porque un mayor número de glóbulos blancos equivale a una mayor inmunidad, una buena salud y una mejor calidad de vida.

En la actualidad, muchas nuevas tecnologías aplican rayos infrarrojos lejanos en productos para la salud y sobresalen en los protocolos médicos como terapias hipertérmicas de desintoxicación y tratamiento del cáncer. El calor infrarrojo lejano sigue el mismo principio: da calor al lugar dañado para acelerar su curación.

¿Por qué el calor infrarrojo es mejor, por ejemplo, que un paño caliente? Porque la energía vibratoria de la luz infrarroja lejana no es de la misma naturaleza que el calor que es usado para actividades de la vida diaria tales como cocinar. El paño caliente puede calentar las capas más externas de la piel, pero su calor no ingresa en los órganos internos. En cambio la luz solar da mucho calor porque contiene rayos infrarrojos muy penetrantes, así como el rango completo de energía del espectro electromagnético.

Entre otros beneficios, los sistemas termales infrarrojos para todo el cuerpo, posibilitan a las personas en silla de ruedas, a aquellas que no pueden moverse por diversos motivos, o no pueden seguir un programa de ejercicios, alcanzar un estado cardiovascular equivalente a quienes realizan entrenamiento físico. Esta posibilidad también ofrece más variantes para los que están siguiendo un plan de ejercicios.

La lista de los beneficios producidos por la terapia infrarroja es extensa:

Imagen infrarroja de un cubo de hielo dentro de un recipiente de vidrio.

La terapia infrarroja no lo cura todo, pero su valor no puede ser ignorado, especialmente viendo que millones de personas sufren de una sobrecarga tóxica con su amplio abanico de síntomas. Tal vez para muchas más sea el tratamiento de salud del futuro, así como ya lo es para los astronautas de la NASA y para los bebés recién nacidos.

Emisores de infrarrojo industriales

Representación gráfica del espectro electromagnético de la luz solar.

Otra de las muchas aplicaciones de la radiación infrarroja es la del uso de equipos emisores de infrarrojo en el sector industrial. En este sector las aplicaciones ocupan una extensa lista pero se puede destacar su uso en diversas aplicaciones:

La irradiación sobre el material en cuestión puede ser prolongada o momentánea teniendo en cuenta aspectos como la distancia de los emisores al material, la velocidad de paso del material (en el caso de cadenas de producción) y la temperatura que se desee conseguir.

Generalmente, cuando se habla de equipos emisores de infrarrojo, se distinguen cuatro tipos en función de la longitud de onda que utilicen:

  • Emisores de infrarrojo de onda corta.
  • Emisores de infrarrojo de onda media rápida
  • Emisores de infrarrojo de onda media
  • Emisores de infrarrojo de onda larga

Interacción de la radiación térmica con los cuerpos

Todos los cuerpos emiten y absorben radiación de su entorno. Si el cuerpo está más caliente que su entorno, se enfriará, ya que la rapidez con que emite energía excede la rapidez con que la absorbe. Cuando alcanza el equilibrio térmico, la rapidez de emisión y la de absorción son iguales.

Comparación entre una fotografía ordinaria (que solo registra la luz visible) y una fotografía infrarroja (que registra el calor de los cuerpos).

Del mismo modo, dos cuerpos que se encuentran en el vacío y a distintas temperaturas, tienden a llegar al equilibrio dinámico a través de la radiación. En las imágenes infrarrojas mostradas arriba, colores diferentes son usados para representar diferentes temperaturas. Puedes encontrar cuál temperatura es representada por un color usando la escala color-temperatura a la derecha de las imágenes. Las temperaturas están en grados Fahrenheit.

En la imagen de la derecha se tiene una vista óptica y una vista infrarroja de la mano de una persona dentro de una bolsa de polietileno negro. En la imagen en luz visible no se puede ver la mano. En cambio con una cámara infrarroja, el calor de la mano puede viajar a través de la bolsa. La luz infrarroja puede pasar a través de muchos materiales a través de los cuales la luz visible no puede pasar. Sin embargo, al revés también es cierto. Hay algunos materiales que pueden pasar la luz visible pero no la luz infrarroja. Por ejemplo, los lentes del hombre se pueden ver con luz visible pero no con luz infrarroja, porque el calor no puede viajar a través del vidrio. Como el calor del cuerpo del hombre no puede viajar a través de sus lentes, estos últimos aparecen oscuros.

Cámaras infrarrojas

Usando cámaras infrarrojas especiales, se puede tener una visión infrarroja del mundo. Estas cámaras son muy útiles y han ayudado incluso a salvar la vida a personas. En el infrarrojo se puede "ver" en la oscuridad. Incluso si el Sol está poniéndose y la luz es escasa, el mundo alrededor todavía irradia algo de calor.

Fotografía infrarroja de un venado.

En la fotografía infrarroja de la izquierda se ve un venado en el bosque durante una noche oscura. Se puede ver claramente el calor proveniente del venado, especialmente en las áreas que no están cubiertas por el grueso pelaje (como las orejas, la cara y las patas). Los árboles y la tierra irradian menos calor que el venado, pero aún pueden ser observados a través de la cámara infrarroja.

La materia emite radiaciones. En general, la longitud de onda donde un cuerpo emite el máximo de radiación es inversamente proporcional a la temperatura de este (de acuerdo con la ley de Wien). De esta manera, la mayoría de los objetos a temperaturas cotidianas tienen su máximo de emisión en el infrarrojo. Debido a su calor corporal, los seres vivos ―en especial los mamíferos― emiten una gran proporción de su radiación en la parte del espectro infrarrojo.

Véase también

Fuentes