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¿Cuándo fue la última vez que pensaste en lo que pasa cuando enciendes tu televisor? Puede que no te des cuenta, pero ese pequeño punto rojo en realidad envía ondas electromagnéticas a un procesador que maneja todos tus comandos. No lo verás, pero la luz infrarroja se utiliza para todo, desde tostar el pan por la mañana hasta buscar personas en la oscuridad. Continúa leyendo para conocer todo lo que necesitas saber sobre la radiación infrarroja.
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¿Qué es la luz infrarroja?
La radiación infrarroja (IR) es una porción del espectro electromagnético que tiene longitudes de onda más largas que el espectro visible. Si bien se encuentra junto a la luz roja visible en el espectro, es invisible para el ojo humano. Sin embargo, es probable que lo hayas experimentado antes; El IR se asocia comúnmente con el calor liberado por los objetos.
El espectro electromagnético normalmente se mide con tres métricas diferentes, dependiendo de cuál sea más fácil de leer. El infrarrojo a menudo se mide en longitud de onda, que utiliza metros como unidad. Si bien no existe una línea estricta que defina la longitud de las ondas IR, generalmente miden entre 0,7 µm (IR cercano) y 1000 µm (IR lejano).
La radiación infrarroja se emite desde cualquier objeto que produzca calor y tiene una variedad de usos. Su aplicación más común incluye imágenes térmicas, en las que una herramienta IR especial detecta longitudes de onda y pinta una imagen en función de sus diferentes tamaños. Otros usos del IR incluyen controles remotos y astronomía.
Si bien una parte del infrarrojo penetra la atmósfera, gran parte se disipa en la estratosfera. Debido a su importancia en astronomía, los investigadores utilizan satélites orbitales para observar el universo en este rango de longitud de onda.
Luz infrarroja: una definición exacta
La Comisión Internacional de Protección contra Radiaciones No Ionizantes (ICNIRP) es una organización sin fines de lucro que tiene como objetivo proteger a las personas de los efectos nocivos de la radiación de baja frecuencia. La organización ha trabajado con comités de salud internacionales durante casi 50 años y ha ayudado a establecer gran parte de lo que sabemos sobre la radiación no ionizante.
Según la ICNIRP, la luz infrarroja, “también conocida como radiación térmica, es esa banda del espectro de radiación electromagnética con longitudes de onda superiores a la luz visible roja entre 780 nanómetros (nm) y 1 micrómetro (mm)”.
La IR se clasifica en:
- IR-A o IR cercano (780 nm – 1,4 µm)
- IR-B o IR medio (1,4 µm – 3 µm)
- IR-C o IR lejano (3 µm – 1 mm)
¿De dónde viene la luz infrarroja?
Cuerpos celestes geniales
La radiación infrarroja representa el borde más frío de la luz visible; como sus longitudes de onda son menos frecuentes que las ultravioleta, los objetos que se inclinan hacia el naranja, el rojo y el infrarrojo producen menos calor.
Un gran ejemplo de un objeto que libera ondas IR es nuestro sol. Según el programa UCAR COMET, el sol libera alrededor del 49% de su radiación en forma de infrarrojos (seguido del 43% en forma de luz visible). Esto sugiere que nuestro sol es relativamente frío en comparación con otros.
Los científicos de la NASA utilizan esta información para buscar cuerpos celestes de baja energía, como planetas, nebulosas y otras estrellas frías. Debido a sus ondas más largas, los infrarrojos penetran el denso polvo espacial. Con los instrumentos de infrarrojos, los investigadores pueden descubrir objetos que de otro modo serían invisibles.
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Fuego
Al igual que las estrellas frías, muchas de las fuentes de calor que se encuentran en la Tierra exudan radiación infrarroja. Algunos de los ejemplos más frecuentes de fuentes de IR terrestres incluyen flujos de lava e incendios forestales. Los bomberos pueden utilizar detectores de humo por infrarrojos para descubrir la ubicación de las quemaduras en el bosque antes de que se extiendan fuera de control.
Nuestros cuerpos
Cualquier objeto que produzca calor a una temperatura de menos 450 grados Fahrenheit o más emite radiación infrarroja. Como tal, el cuerpo humano también produce una cantidad significativa de IR. Podemos utilizar cámaras infrarrojas para obtener imágenes de nuestros cuerpos en la oscuridad, como con gafas de visión nocturna.
¿Cómo se crea la luz infrarroja?
Las longitudes de onda infrarrojas se emiten desde objetos que liberan calor. En ese sentido, la mayor parte del calor se crea mediante la fricción. La fricción ocurre cuando dos objetos se presionan y se mueven uno sobre el otro. Cuanta más resistencia encuentren los objetos, mayor será la fricción.
No se necesita mucha fricción para generar calor, pero se necesitaría una cantidad considerable para emitir ondas del infrarrojo cercano. La mayoría de los calentadores que funcionan a esta longitud de onda producen temperaturas de más de 3200 grados Fahrenheit. Más allá de esto, las fuentes de calor pueden empezar a producir luz visible.
¿Quién descubrió la luz infrarroja?
En 1794, William Herschel descubrió una sensación de calidez al observar el sol en zonas con poca luz. Era curioso que las zonas sin luz pudieran emitir más calor que las zonas del espectro de luz visible. Con su comprensión del sol, Herschel razonó que la energía emitida podría ser paralela al calor emitido.
En 1800, Herschel construyó un espectrorradiómetro que podía medir el nivel de energía emitida en diferentes longitudes de onda. El espectrorradiómetro, o espectrómetro, es un prisma que absorbe la luz solar y dispersa los colores donde Herschel podría medir el calor de cada porción. Usó un trozo de cartón con una ranura para enfocar cada sección y usó un termómetro para verificar la temperatura. Descubrió que el amarillo y el verde producen más poder radiante que el rojo o el violeta.
Sin embargo, el calor liberado por cada color no siguió la misma tendencia que la energía radiante; en lugar de alcanzar su punto máximo alrededor del amarillo y el verde, el calor continuó aumentando más allá del rojo. Esto hizo que Herschel creyera que el calor no era causado por la iluminación, sino por las ondas. Llamó a esta onda más allá del rojo «luz invisible«.
¿Cuáles son las aplicaciones de la luz infrarroja?
Usos domésticos
Cuando desenroscas una bombilla incandescente que lleva un tiempo encendida, es posible que sientas un calor intenso. Si bien estas luces emiten luz visible, la mayor parte de su energía se emite en forma de radiación infrarroja. Lo mismo ocurre con otras fuentes de calor domésticas, como lámparas de calor y tostadoras.
Sin embargo, no todos los usos de infrarrojos emiten calor; cuando enciendes tu televisor con tu control remoto, el dispositivo envía longitudes de onda de infrarrojos lejanos para comunicarse. Las longitudes de onda hacen que el microprocesador dentro del televisor reaccione, permitiéndote cambiar de canal, bajar el volumen o apagarlo por completo desde cualquier lugar donde los dos dispositivos puedan verse.
Imágenes infrarrojas
A escala más comercial, el infrarrojo se utiliza para obtener imágenes de objetos de baja temperatura que de otro modo estarían ocultos. Esto se usa típicamente en gafas de visión nocturna y tienen sensores electrónicos que representan diferentes longitudes de onda IR. Si bien es útil para ver humanos en la oscuridad, los investigadores también lo usan para monitorear reacciones químicas en materiales cuando están expuestos a diferentes elementos.
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Astronomía
Al igual que las gafas de visión nocturna, los astrónomos utilizan espectrómetros para observar objetos de baja energía en el espacio. En particular, los investigadores observan el infrarrojo medio para descubrir exoplanetas que no producen tanto calor como las estrellas o las galaxias. Los científicos de la NASA están buscando planetas en galaxias cercanas que tengan características similares a la Tierra para encontrar signos de vida.
Ejemplos de luz infrarroja en el mundo real
Termografía infrarroja médica
Los oncólogos utilizan la termografía infrarroja para descubrir posibles patrones de desarrollo celular anormal. Este proceso utiliza una cámara infrarroja para estudiar áreas de interés; debido a que las células cancerosas producen más calor de lo habitual, la cámara infrarroja puede revelar dónde debe enfocarse el tratamiento. La termografía IR no es invasiva y no produce radiación, lo que la convierte en un método seguro para descubrir el cáncer.
Interferencia de infrarrojos militar
En 1990, el ejército estadounidense encontró rival en los misiles guiados por infrarrojos de Irak durante la Guerra del Golfo. Como respuesta, los militares desarrollaron contramedidas infrarrojas; además de bengalas y objetivos de calor falsos, la Fuerza Aérea construyó bloqueadores para alterar el patrón de sincronización en los buscadores de calor. Esto tuvo un gran éxito, ahorrando hasta el 80% de las pérdidas aéreas del ejército.
Telescopio espacial James Webb
Siguiendo el legado del Telescopio Espacial Hubble , la NASA lanzó el Telescopio James Webb en diciembre de 2021 para observar el universo en el infrarrojo cercano y medio. El enorme observatorio utiliza tres cámaras de infrarrojos y espectrómetros para observar objetos distantes a través del polvo espacial.
Más recientemente, el JWST observó a través de la Nebulosa de la Tarántula , uno de los viveros estelares más grandes del universo conocido, para descubrir características del período en el que las estrellas se produjeron en su apogeo.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre la luz infrarroja y la luz ultravioleta?
La luz infrarroja tiene longitudes de onda más largas que la luz ultravioleta. Su nivel de energía es menor, lo que hace que los infrarrojos sean menos dañinos para los humanos que los ultravioletas. El IR penetra más en la atmósfera que el ultravioleta, lo que le da aplicaciones en la aviación.
¿Para qué se utiliza la luz infrarroja?
Los infrarrojos se utilizan en varias áreas, incluidas el hogar, la industria, el ejército y el espacio. Las aplicaciones comunes incluyen controles remotos, lámparas térmicas, gafas de visión nocturna, tecnología de búsqueda de calor e imágenes celestes.
¿Es segura la luz infrarroja?
Debido a sus niveles de energía más bajos, los infrarrojos son seguros para los humanos incluso durante exposiciones prolongadas. Sin embargo, algunas frecuencias infrarrojas están directamente asociadas con el calor, lo que puede provocar quemaduras.
¿Qué crea la luz infrarroja?
La luz infrarroja se emite desde objetos que liberan calor; Cuanto más calor emite un objeto, más radiación infrarroja libera. Las fuentes infrarrojas destacadas incluyen estrellas de baja energía, planetas, fuego y nuestros cuerpos.
¿De qué color es el infrarrojo?
Las longitudes de onda infrarrojas se encuentran justo más allá de la luz visible roja en el espectro electromagnético. Esta porción es invisible al ojo humano y no tiene color.