La mejor forma de establecer el comportamiento radiante de un cuerpo, bien sea su emisión o su absorción de energía es compararlo frente a un cuerpo ideal para saber que tanto se asemeja a él y establecer un patrón fijo. Por ello surge la definición de un cuerpo ideal llamado cuerpo negro que presenta las siguientes características1.
- Un cuerpo negro absorbe toda la radiación incidente, sin importar la longitud de onda y la dirección.
- Para una temperatura y longitud de onda establecidas, ninguna superficie puede emitir más energía que un cuerpo negro.
- Aunque la radiación emitida por un cuerpo negro es una función de la longitud de onda y la temperatura, es independiente de la dirección. Es decir, el cuerpo negro es un emisor difuso.
La primera persona que determinó la distribución espectral de emisión de cuerpo negro fue Planck quién sugirió la ecuación (14) para calcular la potencia emisiva espectral en función de la longitud de onda, es decir la energía emitida por unidad de superficie y longitud de onda particular para una temperatura específica (figura 8).
De la distribución es importante destacar lo siguiente:
- La energía emitida corresponde a una función continua con la longitud de onda.
- A medida que la temperatura se incrementa la longitud de onda donde se presenta una mayor emisión se desplaza hacia la izquierda del espectro (ley de desplazamiento de Wien).
- Un mayor porcentaje de la energía emitida se concentra en las longitudes de onda más cortas para cada temperatura particular. La emisión en longitudes de onda mayores es menor.
- Cuando se incrementa la temperatura se incrementa la energía emitida por el cuerpo negro.
- Por debajo de cierta temperatura (alrededor de los 800K), la energía emitida está por fuera del espectro visible y toda hace parte del espectro infrarrojo. Es por esta razón que el ojo humano alcanza a percibir colores fuertes cuando un objeto supera dicha temperatura.
- La mayoría de radiación solar se encuentra en el ancho de banda de 0.3 a 3 μm y casi la mitad de dicha radiación es luz visible, el resto se reparte entre el infrarrojo y los rayos ultravioleta (12% aprox) que por su rango menor (0.01 – 0.38 μm) resulta peligrosa para los seres vivos. Por fortuna la capa de ozono O3 la absorbe y mitiga sus daños.
- INCROPERA y DeWITT. Fundamentos de Transferencia de Calor. México. Prentice Hall, 1999, cap 12, pp. 646 – 647. ↩︎
*Fuente: Jorge René Silva Larrotta, Introducción A La Termografía Industrial. Universidad Libre – Bogotá. 2006. ISBN 978-958-97987-0-6
