Radiacion Electromegnetica

• Radiación electromagnética

• Emisividad o emitancia

• Cuerpo negro

• Pirómetros ópticos

• Pirómetros de radiación

Esto puede ser posible mediante un pirómetro; la pirometría es una técnica

empleada para la detección de temperatura, que permite hacer la medición sin que el

sensor esté en contacto físico con la variable. En lugar de ello, la medición depende de

la relación entre la temperatura de un cuerpo caliente y la radiación electromagnética

emitida por el cuerpo. Los métodos sin contacto para la medición de temperatura son

usados ampliamente en la fabricación de vidrio, de aleación de metales, de materiales

semiconductores y de otros productos que requieren de calor intenso como parte del

proceso de manufactura

Actividad molecular y radiación electromagnética

Es conocido que en la naturaleza toda materia existe en forma sólida, líquida y gaseosa la

cual está formada por moléculas, siendo el espacio entre ellas y el nivel de actividad de

las mismas, lo que determina si la materia es un sólido, un líquido o un gas.

Si a una sustancia le aplicamos calor hace que sus moléculas se vuelvan más activas;

cuando un gas se calienta, aumenta la presión dentro del recipiente que lo contiene,

debido a que las moléculas del gas se hacen más y más activas, chocando unas con otras

y con cada una de las paredes del recipiente. Esta presión seguirá incrementándose en

función de la cantidad de calor que se le aplique al gas. Cuando se calienta un sólido,

no sucede lo mismo, ya que su estructura rígida no permite que sus moléculas se muevan

libremente, debido a esto, la energía molecular aumenta en un sólido, hasta que es

liberada como una explosión de energía.

Una explosión de energía como la emitida por un sólido, es llamada onda electromagnética.

El término onda, en este sentido, se define como una cantidad de energía, que

se propaga a través del espacio.

Todas las ondas que constituyen esta gama se propagan en el vacío a la misma velocidad

3.0 x108 m/s, y son originadas por la aceleración de una carga eléctrica. Por lo tanto

siempre que una carga eléctrica es acelerada, irradia cierto tipo de onda electromagnética,

la cual depende de la aceleración de la carga.

Según el valor de su frecuencia, las ondas electromagnéticas tienen una denominación

especial: ondas de radio, ondas luminosas, rayos gamma, etc., al conjunto de todos estos

tipos de ondas se le denomina espectro electromagnético, en la figura 3-83 se tiene

una representación de tal espectro.

En la tabla 3-12, se menciona la frecuencia en Hertz a la que trabaja cada una de ellas.

Nombre Frecuencia en Hertz

Onda de radio y TV 102 - 108

Microondas 108 - 1012

Radiación infrarroja 1011 - 1014

Radiación visible 4.6 x 1014 - 6.7 x 104

Radiación ultravioleta 6.7 x 1014 - 1018

Rayos X 1020

Rayos Gama 1022

Definición de pirometría

Siempre que una carga eléctrica es acelerada, irradia ondas electromagnéticas, a esto se

le denomina radiación electromagnética. La pirometría es una técnica para determinar

la temperatura de un cuerpo mediante la medición de su radiación electromagnética

y se basa en dos principios: el primero es que la intensidad de la radiación electromagnética

emitida por un cuerpo, depende al menos parcialmente de la emisión del

cuerpo o habilidad para radiar energía. El segundo es que la intensidad de la radiación

electromagnética emitida por un cuerpo, también depende de su temperatura. En otras

palabras, la intensidad de la radiación electromagnética de un cuerpo está en función

de su temperatura y de su habilidad para radiar energía (emisividad o emitancia).

Emisividad

Conocemos que todos los cuerpos calientes emiten radiaciones térmicas que pueden

ser absorbidas por algún otro cuerpo, y que en ciertos casos esta radiación es detectada

aun sin verla. Por ejemplo, se puede sentir el calor irradiado por un horno, aunque no

se ve, ya que la frecuencia de la radiación electromagnética de un horno es menor que

la frecuencia de la luz visible (estos rayos se encuentran dentro de la porción infrarroja

del espectro electromagnético). La emisividad o emitancia (E) es definida como la relación

de la energía que irradia un cuerpo a una temperatura dada con respecto a la energía

que irradia un cuerpo negro a esa misma temperatura. La emisividad en un cuerpo

negro es de 1, por lo tanto, todos los valores de emisividad fluctúan entre 0 y 1.

La emisividad de un cuerpo es una medida de su habilidad para radiar energía. Tenemos

pues que relacionado al término emisividad, se tiene la reflectividad, la transmitancia

y la absorbancia; en donde en cada uno de ellos es la habilidad de reflejar (R),

transmitir (T) o absorber (A) energía.

E = R + T + A = 1.0

En este proceso algo de calor es absorbido, reflejado y transmitido por el objeto Y. La

distribución en estos tres parámetros debe de ser igual a 100% lo cual se representa

como 1.0. Si A = 1.0 entonces todo el calor es absorbido. Si R = 1.0 entonces A y T son

igual a cero. Usualmente existen ciertas combinaciones:

A = 0.7 (70% es absorbido)

R = 0.2 (20% es reflejado)

T = 0.1 (10% es transmitido)

La suma de todos ellos es igual a 1.0 que sería la energía radiada de X a Y. Si un objeto

está en equilibrio térmico, es decir, que no está ni caliente ni frío, indica que la energía

que radia es igual a la energía que absorbe A = E.

Si consideramos que la absorción varía inversamente con la reflexión, entonces los cuerpos

que son absorbedores pobres, son buenos reflectores, por ejemplo: los espejos, los

metales pulidos y las superficies blancas son buenos reflectores de la energía y malos

absorbedores.

En forma inversa, los reflectores pobres son buenos absorbedores. Las carreteras de

asfalto negro, el acero corrugado

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