Radiación infrarroja: ¿Qué método de calentamiento es?

La radiación infrarroja se menciona con frecuencia en diversos artículos, sobre todo en referencia a los tubos de calefacción por infrarrojos de fibra de carbono, como una forma de calefacción radiante. ¿Qué es la calefacción radiante? Hoy voy a dar una explicación detallada de la radiación térmica, uno de los tres modos de transferencia de calor.

El proceso de transferencia de calor por radiación

La radiación es un método de transferencia de energía mediante ondas electromagnéticas. Los objetos emiten radiación por diversas razones, y el fenómeno de emisión de radiación debido al calor se denomina radiación térmica. En la naturaleza, todos los objetos emiten continuamente radiación térmica al espacio circundante, al tiempo que absorben la radiación térmica emitida por otros objetos. Bajo un escáner de infrarrojos, todos los objetos mostrarán alguna indicación de temperatura o imagen de barrido, excepto un cuerpo negro teóricamente puro, que no exhibe radiación térmica.

Características de la transferencia de calor por radiación

Los procesos naturales de radiación y absorción dan lugar conjuntamente a la transferencia de calor entre objetos a través de la radiación, también conocida comúnmente como intercambio de calor por radiación infrarroja. Cuando un objeto está en equilibrio térmico con su entorno, la transferencia neta de calor por radiación es nula. Sin embargo, esto no implica una ausencia de intercambio de radiación en el entorno, sino que la energía radiada por los objetos del entorno es igual a la energía que absorben, alcanzándose un equilibrio relativo en el que los procesos de radiación y absorción están continuamente activos.

Transferencia de calor por radiación frente a conducción y convección

A diferencia de la radiación, los otros dos modos de transferencia de calor, la conducción y la convección, requieren un medio para la transmisión de energía, como materiales sólidos, aire, agua u otros gases y líquidos, incluidas sus mezclas. La radiación no requiere un medio y puede producirse incluso en el vacío, lo que la convierte en el método más eficaz de transferencia de calor en entornos de vacío. Esta distinción es una característica fundamental que diferencia la radiación de la conducción y la convección. Cuando dos objetos están separados por el vacío, no pueden producirse ni conducción ni convección, y sólo es posible la transferencia de calor por radiación.

Ejemplos prácticos y conversión de energía

La energía transportada por la luz solar se transmite a través del vasto vacío del espacio hasta la Tierra por medio de la radiación térmica, donde es absorbida y utilizada por todos los seres vivos. Artículos de uso cotidiano como los termos y las tazas aisladas al vacío utilizan el principio del aislamiento al vacío para lograr el aislamiento térmico y la separación de temperaturas. Otro aspecto único de la transferencia de calor por radiación es que no sólo implica la transferencia de energía, sino también la conversión de formas de energía; la energía se emite como energía radiante y se convierte de nuevo en energía térmica al ser absorbida.

Observaciones experimentales

Los experimentos han demostrado que la capacidad de radiación de un objeto depende de la temperatura y que, a la misma temperatura, los distintos objetos presentan capacidades de radiación y absorción diferentes. Un material ideal conocido como cuerpo negro puede absorber toda la energía radiada, aunque tales materiales son poco frecuentes en la vida real. Esta variabilidad en la absorción de la radiación infrarroja por los distintos materiales es la razón por la que se seleccionan distintos tipos de tubos calefactores en función del producto cuando se utilizan tubos calefactores de fibra de carbono para secar materiales.

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