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Rayos infrarrojos, ¿qué son y cómo funcionan?

El descubrimiento de los rayos infrarrojos surgió a partir de un experimento de Sir Frederick William Herschel en el que pretendía hacer pasar la luz solar por un prisma. Herschel colocó un termómetro de mercurio en el espectro obtenido por un prisma de cristal para medir el calor emitido por cada color. Así fue como descubrió que el calor era más fuerte del lado rojo del espectro y observó que allí no había luz.

Termómetro de mercurio

Esta experiencia demostró entonces que el calor puede transmitirse por una forma invisible de luz. En principio se conoció a esta radiación como rayos calóricos, pero más tarde pasó a denominarse radiación infrarroja.

¿QUÉ SON LOS RAYOS INFRARROJOS?

Los rayos infrarrojos son un tipo de radiación electromagnética y térmica, de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. El rango de longitudes de onda oscila entre los 0,7 hasta los 1000 micrómetros. La materia en sí emite radiación siempre que su temperatura sea superior a los 0 grados Kelvin. De acuerdo con la Ley de Wien, la longitud de onda donde un cuerpo emite el máximo de radiación es inversamente proporcional a la temperatura de éste.

LA SENSACIÓN TÉRMICA COMO FUENTE DE CALOR

Así, la mayoría de los objetos a temperaturas cotidianas tienen su máximo de emisión en el espectro infrarrojo. Los seres vivos, en especial los mamíferos, emiten una gran radiación en la parte del espectro infrarrojo debido a su calor corporal.

Sir Frederick W. Herschel
(15-11-1738 / 25-08-1822)

La potencia emitida en forma de calor por un cuerpo humano, por ejemplo, se puede estimar a partir de la superficie de su piel (unos 2 metros cuadrados) y su temperatura corporal (unos 37 °C), por medio de la Ley de Stefan-Boltzmann. De hecho, los rayos infrarrojos pueden utilizarse en dispositivos especiales para ver cuerpos en la oscuridad, registrando precisamente la radiación que emiten. Mientras mayor sea la cantidad de rayos infrarrojos emitidos, se puede captar más luminosidad.

La emisión de energía también está  relacionada con la llamada sensación térmica, según la cual podemos sentir frío o calor independientemente de la temperatura del ambiente, dependiendo de la radiación que recibimos. Si recibimos más de los vatios que emitimos tendremos calor, pero si, por el contrario, recibimos menos, sentiremos frío. En ambos casos la temperatura de nuestro cuerpo es constante (37 °C) y la del aire que nos rodea también.

Por lo tanto, la sensación térmica sin intervención del aire sólo tiene que ver con la cantidad de radiación  que recibimos y su balance con la que emitimos nosotros. Luego, si se considera que haya viento, se altera el equilibrio térmico y se modifica la sensación térmica.

¿PARA QUÉ SIRVEN LOS RAYOS INFRARROJOS?

Actualmente los rayos infrarrojos se utilizan de manera frecuente con diversos fines. Entre sus distintas aplicaciones se pueden mencionar su eficiente y ecológico funcionamiento como fuente de calefacción, su precisión  para la detección de fugas de agua  sin tener que acometer la rotura de ninguna instalación, su utilización en misiones especiales para detectar puntos de interés en condiciones de escasa visibilidad y su gran cantidad de beneficios terapéuticos.