¿Qué es la radiación infrarroja? - Aprende todo sobre los infrarrojos

La radiación infrarroja es un tipo de radiación electromagnética con una longitud de onda mayor que la de la luz visible, pero menor que la de las ondas de radio. Esta radiación se encuentra en el espectro electromagnético entre las longitudes de onda de 0,75 y 1000 micrómetros.

La radiación infrarroja se divide en tres categorías según su longitud de onda: infrarrojo cercano, infrarrojo medio e infrarrojo lejano. El infrarrojo cercano es utilizado en aplicaciones como la comunicación de datos por infrarrojos, el control remoto y la detección de presencia; el infrarrojo medio se utiliza para la medición de temperatura y la detección de gases; y, el infrarrojo lejano, por otro lado se utiliza en aplicaciones como la termografía, la radiometría y la detección de objetos en el espacio.

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Concepto y significado de la radiación infrarroja

La radiación infrarroja es un tipo de radiación electromagnética que se produce debido a la vibración de los átomos y moléculas en los objetos que tienen temperatura. Esta vibración produce un cambio en el campo eléctrico y magnético, lo que a su vez produce una onda electromagnética con una longitud de onda específica. La longitud de onda de la radiación infrarroja varía entre 0,00075 y 1 milímetro (mm).

Como mencionamos anteriormente, la radiación infrarroja se divide en tres categorías según su longitud de onda: infrarrojo cercano, infrarrojo medio e infrarrojo lejano.

• El infrarrojo cercano tiene una longitud de onda de 1,4 mm aproximadamente.
• El infrarrojo medio tiene una longitud de onda de 0.003 mm.
• El infrarrojo lejano tiene una longitud de onda de 1 mm.

La radiación infrarroja es importante en la detección de gases, ya que muchos de estos cuentan con una absorción específica en el espectro infrarrojo. Esto permite la detección de gases como el dióxido de carbono, el monóxido de carbono y el metano.

La radiación infrarroja también se utiliza en la medición de la temperatura de los objetos, por el hecho de que la cantidad de radiación infrarroja emitida por uno es proporcional a su temperatura, donde se aplica en la termografía y la medición de la temperatura de los cuerpos celestes en astronomía.

Además, la radiación infrarroja es utilizada en la comunicación inalámbrica, ya que sirve para transmitir señales de datos. También se utiliza en la medicina para terapias de calor, en la industria para el secado y curado de materiales y en la seguridad para la detección de objetos y personas en situaciones de baja visibilidad.

¿Qué significa la palabra infrarrojo?

El término 'infrarrojo' proviene del latín 'infra' que significa 'debajo de', y 'rojo' que es un color visible en el espectro electromagnético.

Por lo tanto, 'infrarrojo' significa 'debajo del rojo' y hace referencia a que la longitud de onda de la radiación infrarroja es más larga que la de la luz visible de color rojo.

¿Qué es la radiación infrarroja del sol?

La radiación infrarroja del sol es una forma de energía electromagnética que es emitida por el sol y que se encuentra en el rango del espectro infrarrojo. Esta radiación es una de las muchas formas de energía que emite el sol y es importante para el clima y la vida en la Tierra.

La radiación infrarroja del sol se transmite a través del espacio vacío y llega a la Tierra junto con otras formas de radiación electromagnética, como la luz visible y los rayos ultravioleta. Parte de esta radiación es absorbida por la atmósfera de la Tierra y el resto llega a la superficie terrestre.

La radiación infrarroja del sol es importante para mantener la temperatura de la Tierra en un rango adecuado para la vida, ya que es absorbida por la superficie terrestre y luego es remitida de nuevo hacia el espacio como radiación de onda larga.

Cabe destacar que la concentración excesiva de gases de efecto invernadero en la atmósfera puede impedir que esta radiación infrarroja escape al espacio, lo que puede causar un aumento en la temperatura global, conocido como calentamiento global.

¿Qué es la radiación infrarroja de emisión?

La radiación infrarroja de emisión es la radiación electromagnética que es emitida por un objeto debido a su temperatura. Todo objeto que tiene una temperatura por encima del cero absoluto (-273,15 grados Celsius) emite radiación infrarroja de emisión.

La cantidad de radiación infrarroja emitida por un objeto depende de su temperatura y de su capacidad para absorber y emitir radiación. Esta radiación se transmite a través del espacio vacío y se puede detectar utilizando dispositivos como cámaras termográficas.

La radiación infrarroja de emisión es importante en una variedad de aplicaciones, como en:

• La medición de la temperatura de objetos en la industria.
• La detección de fugas de gas en la industria.
• La medición de la temperatura de los cuerpos celestes en astronomía.

¿Qué usos tiene la radiación infrarroja?

La radiación infrarroja tiene una variedad de usos en diferentes campos, algunos de los cuales son:

• Industria: Se utiliza en la industria para la medición de la temperatura de objetos en movimiento, la detección de fugas de gas y en la fabricación de productos de plástico, caucho y textiles.
• Medicina: La radiación infrarroja se utiliza en la terapia de calor para tratar lesiones musculares y articulares, además de ser utilizada en la detección de anomalías en la piel y los tejidos.
• Seguridad: La radiación infrarroja se utiliza en sistemas de seguridad para detectar objetos y personas en situaciones de baja visibilidad, como en cámaras de vigilancia nocturna.
• Investigación científica: La radiación infrarroja se utiliza en la investigación científica en campos como la astronomía, la química y la física, para el estudio de la composición química de los objetos celestes, la interacción molecular y la caracterización de materiales.
• Tecnología: La radiación infrarroja se utiliza en una variedad de dispositivos electrónicos, como sensores de temperatura, control remoto de dispositivos y en la transmisión de datos a través de fibra óptica.
• Energía solar: La radiación infrarroja se utiliza en la producción de energía solar, ya que se puede utilizar para calentar agua y producir vapor para generar electricidad.

¿Cómo se produce la radiación infrarroja?

La radiación infrarroja se produce cuando los átomos y moléculas emiten fotones de energía electromagnética en el rango del espectro infrarrojo. Esto ocurre cuando los átomos y moléculas experimentan cambios en su estado energético, por ejemplo cuando se calientan.

Cuando se calienta un objeto, los átomos y moléculas que lo componen se agitan y se mueven más rápido, haciendo que aumente la energía de los átomos y moléculas y, por lo tanto, su temperatura. A medida que aumenta la temperatura del objeto, se emite radiación infrarroja de emisión, que es proporcional a su temperatura.

Por otro lado, cuando la radiación electromagnética, como la luz visible, llega a la superficie de un objeto, parte de ella se absorbe y parte se refleja. Si la radiación absorbida es suficiente para aumentar la energía de los átomos y moléculas del objeto, entonces este objeto también emitirá radiación infrarroja de emisión.

¿Cuáles son las características de la radiación infrarroja?

La radiación infrarroja tiene una longitud de onda más larga que la luz visible, teniendo menos energía que ésta y las ondas de radio, y asociándose con el calor y una capacidad limitada para penetrar la materia. Además, la radiación infrarroja no es visible al ojo humano pero puede ser detectada por cámaras especiales.

Las características principales de la radiación infrarroja son las siguientes:

• Longitud de onda: Es la distancia entre dos crestas adyacentes de una onda. En el caso de la radiación infrarroja, ésta longitud de onda es mayor que la de la luz visible, lo que significa que las ondas son más largas. La radiación infrarroja se encuentra en el rango de longitud de onda entre 0,78 micrómetros y 1 milímetro.
• Energía: La energía de la radiación infrarroja es menor que la de la luz visible y las ondas de radio, pero mayor que la de las microondas. Esto significa que la radiación infrarroja puede transferir energía a la materia, lo que se traduce en un aumento de la temperatura.
• Calor: La radiación infrarroja es una forma de energía que se transfiere a través de la radiación por calor y asi se siente el calor cuando se absorbe. Es por eso que la radiación infrarroja se utiliza comúnmente para calentar objetos y espacios.
• Penetración: La radiación infrarroja tiene una capacidad limitada para penetrar la materia, ya que es absorbida y dispersada por los materiales en su camino, haciendo que pueda ser bloqueada por objetos opacos e imposibilitando que pueda penetrar a través de ellos.
• Detectabilidad: Aunque la radiación infrarroja no es visible al ojo humano, puede ser detectada por cámaras especiales como cámaras termográficas, que detectan la radiación emitida por los objetos.
• Interacción: La radiación infrarroja interactúa con la materia de varias maneras, como la absorción, reflexión y transmisión. Por ejemplo, algunos objetos absorben la radiación infrarroja y se calientan mientras que otros objetos la reflejan y la transmiten sin ser absorbidos.

¿Cuáles son los tipos de radiación infrarroja?

Existen tres tipos de radiación infrarroja, que se diferencian entre sí por su longitud de onda y su capacidad para penetrar en la materia:

• Infrarrojo cercano (NIR): El infrarrojo cercano tiene una longitud de onda de aproximadamente 0,75 a 1,4 micrómetros. Es el tipo de radiación infrarroja que se utiliza en la comunicación inalámbrica de corta distancia, en aplicaciones como el control remoto de televisores y otros dispositivos.
• Infrarrojo medio (MIR): El infrarrojo medio tiene una longitud de onda de aproximadamente 1,4 a 3 micrómetros. Este tipo de radiación infrarroja se utiliza en la espectroscopia, una técnica analítica que permite determinar la composición de una muestra.
• Infrarrojo lejano (FIR): El infrarrojo lejano tiene una longitud de onda de aproximadamente 3 a 1000 micrómetros. Es el tipo de radiación infrarroja que se utiliza en las aplicaciones de termografía, que permiten medir la temperatura de los objetos sin necesidad de contacto físico.

Onda corta

La onda corta es un tipo de radiación electromagnética que se encuentra en el espectro visible de la luz e incluye longitudes de onda que van desde los 280 hasta los 1.400 nanómetros (Nm). A menudo se refiere a la radiación ultravioleta (UV) de longitud de onda corta, que tiene una longitud de onda de 280 a 320 nanómetros y es conocida por sus efectos perjudiciales sobre la salud, como quemaduras solares, daño ocular y aumento del riesgo de cáncer de piel.

La radiación de onda corta es capaz de penetrar en la piel y en otros tejidos, lo que puede tener efectos dañinos a largo plazo. Sin embargo también puede ser útil en ciertas aplicaciones, como en la esterilización de superficies y en la producción de energía solar a través de paneles solares que absorben la radiación UV de longitud de onda corta.

En general, es importante protegerse especialmente de la radiación UV de longitud de onda corta mediante el uso de protectores solares, ropa protectora y gafas de sol con filtro UV.

Onda media

La onda media es un tipo de radiación infrarroja que se encuentra en el espectro electromagnético, con longitudes de onda que van desde los 1.400 hasta los 3.000 nanómetros. Es la banda de radiación infrarroja que se emite principalmente por los objetos a temperatura ambiente, como el cuerpo humano, los animales y los objetos cotidianos.

La radiación de onda media es importante en aplicaciones como la termografía, la seguridad en edificios y la detección de fugas de gas. La termografía permite medir la temperatura de los objetos a distancia, lo que es útil en la detección de anomalías térmicas en sistemas mecánicos, eléctricos y de plomería. También se utiliza en aplicaciones de seguridad para detectar intrusos y en la detección de fugas de gas y otros contaminantes en el aire.

Otra aplicación importante de la radiación infrarroja de onda media es en la medicina, donde se utiliza en la termografía médica para detectar anomalías térmicas en el cuerpo como inflamaciones y lesiones. También se utiliza en la investigación biomédica para estudiar la termorregulación y la respuesta del cuerpo a diferentes estímulos.

Infrarrojos de onda larga

Los infrarrojos de onda larga son una forma de radiación infrarroja con longitudes de onda que oscilan entre los 8 y los 15 micrómetros. Esta longitud de onda es más larga que la de la radiación infrarroja de onda media y corta. Los objetos a temperatura ambiente emiten principalmente radiación de onda larga.

La radiación infrarroja de onda larga tiene una variedad de aplicaciones prácticas, incluyendo:

• Calefacción: Los sistemas de calefacción por infrarrojos de onda larga utilizan la radiación infrarroja para calentar objetos y superficies en lugar de calentar el aire. Esto proporciona una forma más eficiente de calentar espacios y reduce el consumo de energía.
• Control climático: Los sensores de infrarrojos de onda larga se utilizan en sistemas de control climático para detectar la temperatura y la humedad en el aire. Esto permite a los sistemas de climatización ajustar automáticamente la temperatura y la humedad para crear un ambiente interior cómodo y saludable.
• Seguridad: Los sistemas de cámaras de infrarrojos de onda larga se utilizan en la seguridad para detectar personas y objetos en la oscuridad o en condiciones de baja visibilidad. También se utilizan para detectar incendios y para la inspección de construcciones y estructuras.
• Agricultura: Los sensores de infrarrojos de onda larga se utilizan en la agricultura para medir la temperatura de los cultivos y el suelo. Esto permite a los agricultores ajustar el riego y los niveles de fertilización para maximizar el crecimiento y la producción de los cultivos.
• Secado: La radiación infrarroja de onda larga se utiliza para secar pinturas, barnices, alimentos y otros productos. La radiación infrarroja se dirige a los objetos o productos que se van a secar, lo que acelera el proceso de secado en comparación con otros métodos convencionales.
• Termografía: La termografía de infrarrojos de onda larga se utiliza para detectar puntos calientes y fríos en edificios, estructuras y equipos mecánicos. La termografía permite a los ingenieros y técnicos detectar y solucionar problemas antes de que se produzcan fallos, lo que ayuda a reducir los costos de mantenimiento y reparación.
• Control de calidad: La radiación infrarroja de onda larga se utiliza en la fabricación para controlar la calidad de los productos. Por ejemplo se puede utilizar para detectar la uniformidad de la temperatura en materiales y componentes electrónicos.
• Investigación científica: La radiación infrarroja de onda larga también se utiliza en la investigación científica para estudiar las propiedades de los materiales y los procesos físicos. La espectroscopía de infrarrojos de onda larga se utiliza para analizar la composición química de los materiales y la estructura molecular de las sustancias.

¿Por qué es peligrosa la radiación infrarroja?

La radiación infrarroja no es necesariamente peligrosa en sí misma, ya que está presente en la luz solar y es emitida por todos los objetos a temperatura ambiente. Sin embargo la exposición excesiva o prolongada a ésta puede tener efectos negativos en la salud humana.

La exposición a la radiación infrarroja de onda corta y media en niveles elevados puede causar quemaduras en la piel, conocidas como quemaduras solares. La radiación infrarroja de onda corta también puede ser dañina para los ojos, ya que puede provocar quemaduras en la córnea e incluso ceguera temporal. Se ha demostrado que la exposición prolongada a niveles elevados de radiación infrarroja puede tener efectos negativos en la piel como el envejecimiento prematuro y la aparición de manchas oscuras. También se ha relacionado con el cáncer de piel en algunos estudios.

Por lo tanto, es importante protegerse de la exposición excesiva a la radiación infrarroja, especialmente a la de onda corta y media. Esto puede incluir el uso de protector solar y ropa adecuada en ambientes soleados, así como el uso de equipo de protección personal en ambientes de trabajo que presentan exposición elevada a la radiación infrarroja.

¿Cuál es la diferencia entre la radiación infrarroja y ultravioleta?

La principal diferencia entre la radiación infrarroja y la radiación ultravioleta es su longitud de onda. La radiación infrarroja tiene una longitud de onda más larga que la radiación ultravioleta, encontrándose ésta en el rango de 700 nanómetros a 1 milímetro mientras que la radiación ultravioleta tiene una longitud de onda más corta, en el rango de 10 a 400 nanómetros.

Otra diferencia importante es cómo afecta la radiación a la materia. La radiación infrarroja se absorbe por los objetos y se convierte en energía térmica, lo que significa que calienta los objetos que la absorben. Por otro lado, la radiación ultravioleta es absorbida por la piel y puede causar daño en las células de la piel, lo que aumenta el riesgo de cáncer de piel y otras enfermedades.

También hay diferencias en su origen. La radiación infrarroja se origina a partir del calor emitido por objetos a temperatura ambiente o superior, como el sol o las llamas. Por otro lado la radiación ultravioleta se origina a partir del sol y también se puede emitir por fuentes artificiales como lámparas de bronceado y luces UV utilizadas para curar materiales.

¿Qué es más peligrosa, la radiación UV o la infrarroja?

Tanto la radiación infrarroja como la radiación ultravioleta pueden ser peligrosas si se exponen a niveles excesivos o por períodos prolongados. La radiación ultravioleta puede ser peligrosa para la salud humana porque puede dañar la piel y aumentar el riesgo de cáncer de piel y otras enfermedades. Además, la exposición excesiva a la radiación ultravioleta también puede dañar los ojos y provocar cataratas, otros problemas de visión.

Por otro lado, la radiación infrarroja puede ser peligrosa si se expone a niveles excesivos y durante períodos prolongados, ya que puede calentar el cuerpo y provocar quemaduras y otros problemas de salud. La exposición prolongada a la radiación infrarroja puede dañar la piel y aumentar el riesgo de cáncer de piel.