Princípio do aquecimento por infravermelhos ou infravermelhos distantes

A radiação infravermelha (IV) refere-se a ondas electromagnéticas com comprimentos de onda que variam entre 1 milímetro e 760 nanómetros (nm), situando-se entre as micro-ondas e a luz visível. Trata-se de luz não visível emitida por substâncias acima do zero absoluto (-273,15°C). A física moderna classifica a IV como radiação térmica, que em aplicações médicas se divide em infravermelhos próximos e infravermelhos distantes. Uma fonte comum de IV na vida quotidiana é o sol, que transmite o seu calor à Terra principalmente através de IV, fornecendo calor e dando ao IV a alcunha de "luz da vida". Como se pode ver no diagrama, o IV estende-se para além da luz vermelha no espetro (com o ultravioleta para além do violeta), permanecendo invisível a olho nu.

A IV pode ser classificada em quatro tipos com base na fonte emissora:

1. Gama de emissões de incandescência (gama actínica): Também conhecida como "zona de reação fotoquímica", inclui a radiação emitida por objectos incandescentes, desde a luz visível até ao infravermelho. Exemplos incluem lâmpadas de filamento de tungsténio e o sol.
2. Gama de emissões térmicas (gama de objectos quentes): Radiação emitida por objectos não incandescentes, como ferros eléctricos e outros aquecedores eléctricos, que funcionam normalmente a uma temperatura média de cerca de 400°C.
3. Gama de condução de calor (gama calorífica): Radiação produzida pela água em ebulição ou por tubos de vapor, com temperaturas médias inferiores a 200°C. Esta zona é também designada por "região não actínica" devido à ausência de reacções fotoquímicas.
4. Gama de radiação quente (gama quente): Radiação emitida por seres humanos, animais ou fontes geotérmicas, normalmente a uma temperatura média de cerca de 40°C.

A radiação IV, com comprimentos de onda mais longos do que as ondas de rádio, as micro-ondas e a luz visível (ordenadas por ordem crescente de comprimento de onda), provoca uma sensação de calor devido aos seus efeitos térmicos. Apesar das alegações que sugerem a penetração nos interiores atómicos ou moleculares, causando expansão ou desintegração, a baixa frequência e os níveis de energia do IR impedem esses efeitos. Em vez disso, o IV penetra nos espaços entre átomos e moléculas, acelerando a sua vibração e aumentando o espaçamento intermolecular. Macroscopicamente, isto resulta na fusão, ebulição ou vaporização de substâncias, sem alterar a natureza fundamental dos átomos e moléculas. Este efeito térmico do IR permite aplicações como grelhar alimentos e induzir a desnaturação em polímeros orgânicos. No entanto, a IV não pode induzir efeitos fotoeléctricos nem alterar os núcleos atómicos.

Em resumo, o alcance de penetração das ondas aumenta com comprimentos de onda mais curtos, frequências mais altas e níveis de energia mais elevados. Inversamente, os comprimentos de onda mais longos, as frequências mais baixas e os níveis de energia mais baixos limitam as capacidades de penetração.

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