Radiación infrarroja

Espectro de la irradiancia solar en la parte superior de la atmósfera.

Radiación solar es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El Sol se comporta prácticamente como un cuerpo negro el cual emite energía siguiendo la ley de Planck a una temperatura de unos 6000 K. La radiación solar se distribuye desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. No toda la radiación alcanza la superficie de la Tierra, porque las ondas ultravioletas más cortas, son absorbidas por los gases de la atmósfera fundamentalmente por el ozono. La magnitud que mide la radiación solar que llega a la Tierra es la irradiancia, que mide la energía que, por unidad de tiempo y área, alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/m² (vatio por metro cuadrado).

Efectos sobre la salud

Espectro de la radiación solar por encima de la atmósfera y a nivel del mar.

La exposición exagerada a la radiación solar puede ser perjudicial para la salud. Esto está agravado por el aumento de la expectativa de vida humana, que está llevando a toda la población mundial, a permanecer más tiempo expuesto a las radiaciones solares, con el riesgo mayor de cáncer de piel.

La radiación ultravioleta, es emitida por el Sol en longitudes de onda que van aproximadamente desde los 150 nm (1500 Å), hasta los 400 nm (4000 Å), en las formas UV-A, UV-B y UV-C pero a causa de la absorción por parte de la atmósfera terrestre, el 99% de los rayos ultravioletas que llegan a la superficie de la Tierra son del tipo UV-A. Ello nos libra de la radiación ultravioleta más peligrosa para la salud. La atmósfera ejerce una fuerte absorción que impide que la atraviese toda radiación con longitud de onda inferior a 290 nm (2900 Å). La radiación UV-C no llega a la tierra porque es absorbida por el oxígeno y el ozono de la atmósfera, por lo tanto no produce daño. La radiación UV-B es parcialmente absorbida por el ozono y llega a la superficie de la tierra, produciendo daño en la piel. Ello se ve agravado por el agujero de ozono que se produce en los polos del planeta.

Dirección de incidencia de la irradiación solar

El estudio de la dirección con la cual incide la irradiación solar sobre los cuerpos situados en la superficie terrestre, es de especial importancia cuando se desea conocer su comportamiento al ser reflejada. La dirección en que el rayo salga reflejado dependerá de la incidente.

Con tal fin se establece un modelo que distingue entre dos componentes de la irradiación incidente sobre un punto: la irradiación solar directa y la irradiación solar difusa.

Irradiación Solar Directa es aquella que llega al cuerpo desde la dirección del Sol.

Irradiación Solar Difusa es aquella cuya dirección ha sido modificada por diversas circunstancias (densidad atmosférica, partículas u objetos con los que choca, reemisiones de cuerpos, etc.). Por sus características esta luz se considera venida de todas direcciones. En un día nublado, por ejemplo, sólo tenemos radiación difusa.

La suma de ambas es la irradiación total (o global) incidente. La superficie del planeta está expuesta a la radiación proveniente del Sol. La tasa de irradiación depende en cada instante del ángulo que forman la normal a la superficie en el punto considerado y la dirección de incidencia de los rayos solares. Por supuesto, dada la lejanía del Sol respecto de nuestro planeta, podemos suponer, con muy buena aproximación, que los rayos del Sol inciden esencialmente paralelos sobre el planeta. No obstante, en cada punto del mismo, localmente considerado, la inclinación de la superficie respecto a dichos rayos depende de la latitud y de la hora del día para una cierta localización en longitud. Dicha inclinación puede definirse a través del ángulo que forman el vector normal a la superficie en dicho punto y el vector paralelo a la dirección de incidencia de la radiación solar.

Debemos evitar la exposición prolongada al sol puesto que esta representa una agresión contra la piel que puede producir el envejecimiento de la misma, la aparición de manchas o arrugas y es la responsable de la aparición de melanomas o cánceres de piel. Una exposición moderada al sol, especialmente los primeros días una protección del sol con la ropa adecuada, o el uso de cremas solares es la mejor prevención contra quemaduras producidas por el sol.”

La radiación infrarroja.

La radiación infarroja corresponde a la zona del espectro electromagnétrico cuya longitud de onda se encuentra en el rango entre 0.7 micras y 0.1 milímetros, un rango cien veces mas grande que el que corresponde a la luz visible (nuestros ojos son ciegos mas allá de las 0.7 micras).

La radiación infrarroja es ubicua en todas las actividades de nuestra vida moderna, aunque raramente les prestamos atención. Por ejemplo, uno de los grandes inventos de la civilización moderna, el control remoto de electrodomésticos como la televisión y los equipos de audio, se basa en la emisión y recepción de rayos infrarrojos. Tambien son los rayos infrarrojos los que permiten a un ratón inalámbrico mantener el contacto con un ordenador personal, o bien abrir automáticamente las puertas en edificios. Con sensores infrarrojos los ejércitos pueden conocer los movimientos y la ubicación de sus adversarios. Y, por supuesto, es la radiación infrarroja la que controla el efecto invernadero, que ocasiona el calentamiento global.

Todos los objetos que nos rodean emiten radiación electromagnética. Las estrellas lo hacen en la parte visible del espectro, mientras que los cuerpos más frios lo hacen en el infrarrojo.

Todo cuerpo emite radiacion infrarroja, y cuanto mas caliente esta el cuerpo, mas radiación emite de una manera maxima a una determinada longitud de onda. El cuerpo humano, por ejemplo, a una temperatura corporal de 36-37 grados centigrados, emite mas fuertemente a una emision de 10 micrones (una millonésima de metro), o aproximadamente 50 Watts, en las ondas largas del infrarrojo, aunque nuestros ojos solo nos dejan ver la luz que reflejamos. Al ser un mamífero, la temperatura corporal tiene que autoregularse entre unos limites muy estrechos, y por lo tanto se puede diferenciar claramente del medio ambiente.

Aunque la evolución nos haya hecho eficientes para detectar lo que llamamos la radiación visible, eso no significa que no podamos percibir la radiación infrarroja. Se encuentra en el calor que recibimos del sol, en el que percibimos en la piel de una hornalla en la cocina, o en el calor que detectamos del fuego sin siquiera tocarlo.

Los humanos sienten la radiación infrarroja por el calor de la piel, ya que los nervios que terminan en nuestra piel son sensibles para diferenciar la temperatura entre el interior del cuerpo y su superficie. Los rayos infrarrojos emitidos por el Sol producen transiciones en las moleculas que forman la estructura de la piel. Aunque las moléculas están continuamente vibrando, si la energía que llevan los rayos infrarrojos tiene el valor adecuado, las moléculas pasan a un estado vibracional superior. Es ese cambio lo que sentimos como calor.

¿Qué es la radiación infrarroja?

Radiación electromagnética de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Equivalentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas. Su nombre proviene precisamente de que su frecuencia está justo por debajo de la de la luz roja.

Los rayos infrarrojos o radiación térmica son un tipo de radiación electromagnética de una longitud de onda superior a la de la luz visible pero más corta que la de las microondas. El nombre de infrarrojo significa por debajo del rojo. El rojo es el color de longitud de onda más larga de la luz visible, comprendida entre 700 nanómetros y un milímetro.

Los infrarrojos son a menudo subdivididos en infrarrojos cortos (0,7-5 µm), infrarrojos medios (5-30 µm) e infrarrojoas largos (30-1000 µm). Sin embargo esta clasificación no es precisa porque en cada área de su utilización, se tiene una idea de los límites de los diferentes tipos.

Los infrarrojos están asociados al calor debido a que a temperatura normal los objetos emiten espontáneamente radiaciones en el rango de los infrarrojos.