Introducción

Un termómetro infrarrojo determina la temperatura superficial de un objeto detectando la radiación infrarroja emitida por su superficie. La medición sin contacto, la rápida respuesta y la posibilidad de medir objetos calientes, en movimiento o de difícil acceso hacen que estos instrumentos sean ampliamente utilizados en mantenimiento industrial, HVAC, inspección eléctrica y procesos de fabricación.

Aunque su funcionamiento puede parecer tan sencillo como apuntar al objetivo y pulsar el gatillo, para obtener resultados fiables es necesario considerar la distancia de medición, la emisividad, el tamaño del objetivo, las características de la superficie y las condiciones ambientales.

En muchos casos, una lectura aparentemente “incorrecta” no se debe a una avería del instrumento, sino a unas condiciones de medición inadecuadas o a un uso incorrecto.

Puntos clave

● Una distancia excesiva puede hacer que el área de medición sea mayor que el propio objetivo.
● Un ajuste incorrecto de la emisividad puede afectar directamente a la temperatura calculada.
● Los metales brillantes y otras superficies de baja emisividad pueden producir errores importantes.
● Un termómetro infrarrojo convencional normalmente no puede medir correctamente un objeto a través de vidrio común.
● Un ángulo de medición excesivo, la óptica sucia, los cambios bruscos de temperatura ambiente, el vapor, el humo y el polvo pueden afectar a la lectura.
● El láser se utiliza principalmente como ayuda de puntería y no representa necesariamente toda el área de medición infrarroja.

Error: ignorar la relación D:S y medir desde una distancia excesiva

Un termómetro infrarrojo no mide únicamente la temperatura en el punto indicado por el láser.

Su sistema óptico recibe radiación infrarroja procedente de una determinada zona de la superficie objetivo. A medida que aumenta la distancia, el diámetro del área de medición normalmente también aumenta.

La relación D:S, o relación entre distancia y diámetro del punto de medición, describe esta característica óptica.

Una relación D:S más alta permite, en general, medir objetivos más pequeños desde una misma distancia.

Si la distancia es demasiado grande y el área de medición supera el tamaño del objeto, el instrumento puede captar también radiación procedente del entorno.

La temperatura mostrada puede entonces ser una combinación de la temperatura del objetivo y de la del fondo.

Por este motivo, debe respetarse la relación D:S especificada y asegurarse de que el objetivo sea claramente mayor que el área real de medición.

Error: considerar que el punto láser es toda el área de medición

Muchos termómetros infrarrojos incorporan uno o varios láseres para facilitar la orientación del instrumento.

Sin embargo, el láser no realiza la medición de temperatura y, por lo general, tampoco representa todo el diámetro del área infrarroja que está siendo medida.

Aunque el láser apunte correctamente al objetivo, el área real de medición puede incluir superficies cercanas si la distancia es excesiva.

Por tanto, además de la posición del láser, deben considerarse la relación D:S, la distancia y el tamaño del objetivo.

Error: utilizar la misma emisividad para todos los materiales

Los distintos materiales emiten radiación infrarroja con diferente eficiencia. Esta propiedad se expresa mediante la emisividad.

El termómetro calcula la temperatura superficial basándose en la energía infrarroja recibida y en el valor de emisividad seleccionado.

Cuando este valor no corresponde adecuadamente al material y a su estado superficial, la lectura puede presentar un error considerable.

Muchos materiales no metálicos, superficies pintadas, caucho, plástico y madera presentan una emisividad relativamente alta. En cambio, los metales pulidos, como aluminio, acero inoxidable o cobre, suelen tener una emisividad mucho menor.

Cuando el termómetro permite ajustar este parámetro, debe seleccionarse un valor adecuado para la superficie medida.

Error: medir directamente metales brillantes o reflectantes

El aluminio pulido, el acero inoxidable brillante, el cobre y otros metales de superficie lisa se encuentran entre los materiales más difíciles de medir mediante infrarrojos.

Estas superficies pueden presentar baja emisividad y alta reflectividad infrarroja.

Como resultado, el instrumento puede detectar no solo la radiación emitida por el objetivo, sino también la radiación reflejada procedente de máquinas, personas, paredes, calentadores u otras fuentes térmicas próximas.

Esto puede provocar valores significativamente superiores o inferiores a la temperatura real.

Al medir este tipo de superficies deben tenerse especialmente en cuenta la emisividad y el acabado superficial. Cuando la aplicación permita modificar temporalmente una pequeña zona de medición, puede emplearse una superficie adecuada de mayor emisividad, siempre esperando a que alcance el equilibrio térmico con el material situado debajo.

Error: medir un objeto a través de vidrio común

Este es uno de los errores más frecuentes en la medición infrarroja.

Que un vidrio sea transparente a la luz visible no significa que también sea transparente a las longitudes de onda infrarrojas utilizadas por un termómetro convencional.

Cuando se apunta a un objeto situado detrás de una ventana de vidrio común, el instrumento normalmente mide principalmente la temperatura superficial del vidrio y no la temperatura real del objeto situado detrás.

La misma limitación puede aplicarse a plásticos transparentes, cubiertas protectoras y otros materiales ópticos.

La posibilidad de medir a través de un material depende de su transmitancia infrarroja y de la respuesta espectral del termómetro.

Error: medir con un ángulo demasiado inclinado

Para obtener resultados más estables, el termómetro debe orientarse, siempre que sea posible, aproximadamente perpendicular a la superficie del objetivo.

Cuando el ángulo es muy oblicuo, el área efectiva observada puede aumentar y la reflexión de determinadas superficies también puede cambiar.

Este efecto resulta especialmente importante al medir objetos pequeños, superficies reflectantes o objetivos situados a mayor distancia.

Siempre que sea posible, oriente el instrumento directamente hacia el objetivo y asegúrese de que toda el área de medición permanezca dentro de la superficie de interés.

Error: ignorar cambios bruscos de temperatura ambiente

Cuando un termómetro infrarrojo pasa rápidamente de un ambiente frío a otro caliente, o viceversa, su sistema óptico y sus circuitos internos de compensación térmica pueden necesitar cierto tiempo para estabilizarse.

Por ejemplo, utilizar inmediatamente un instrumento que acaba de pasar de un interior calefactado a un exterior muy frío puede afectar temporalmente a la estabilidad de la lectura.

Lo mismo puede ocurrir al trasladarlo desde una habitación con aire acondicionado a una zona de producción a alta temperatura.

Después de un cambio ambiental significativo, debe permitirse que el instrumento se adapte según las instrucciones del fabricante antes de efectuar mediciones de precisión.

Error: medir a través de vapor, humo o una elevada concentración de polvo

La medición infrarroja es un método óptico. Por este motivo, es importante mantener una trayectoria despejada entre el instrumento y el objetivo.

El vapor de agua, el humo, el polvo u otras partículas suspendidas pueden absorber, dispersar o bloquear una parte de la radiación infrarroja.

Como consecuencia, la cantidad de energía que llega al detector puede cambiar y afectar al resultado.

Siempre que sea posible, debe utilizarse una línea de visión limpia y evitar mediciones a través de concentraciones elevadas de vapor, humo o polvo.

Error: seguir midiendo con la óptica sucia

El sistema óptico infrarrojo situado en la parte frontal del instrumento recoge la radiación emitida por el objetivo.

El polvo, el aceite, la humedad, la condensación u otros contaminantes pueden alterar la cantidad de energía infrarroja que llega al detector.

Los termómetros utilizados en talleres, plantas industriales, cocinas, instalaciones HVAC o entornos con polvo deben inspeccionarse periódicamente.

La limpieza debe realizarse siguiendo las recomendaciones del fabricante. Deben evitarse materiales abrasivos, objetos afilados y productos de limpieza que puedan dañar la lente o sus recubrimientos ópticos.

Error: medir objetivos muy pequeños desde demasiado lejos

Los cables, componentes electrónicos, conexiones de tuberías, rodamientos y conectores pueden presentar superficies de medición muy pequeñas.

Aunque el punto láser parezca estar perfectamente situado sobre el objetivo, el área infrarroja real puede ser mucho mayor.

Si esa zona incluye superficies circundantes, su temperatura también influirá en el valor mostrado.

El efecto será especialmente importante cuando exista una gran diferencia de temperatura entre el objetivo y el fondo.

Para objetos pequeños, debe reducirse la distancia o utilizar un termómetro con una relación D:S más elevada.

Error: considerar que la temperatura superficial es igual a la temperatura interna

Un termómetro infrarrojo mide la radiación emitida por la superficie de un objeto y, por tanto, determina su temperatura superficial.

En alimentos, líquidos contenidos en recipientes, tuberías, componentes mecánicos o materiales aislantes, la temperatura interna puede ser diferente.

El material, el espesor, la conductividad térmica, la velocidad de transferencia de calor y la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior influyen en esta relación.

Cuando se necesite conocer la temperatura interna, debe utilizarse un sensor de contacto adecuado, como un termopar o una sonda de penetración.

Error: utilizar un termómetro infrarrojo industrial para evaluar la temperatura corporal

Los termómetros infrarrojos industriales están diseñados principalmente para medir la temperatura superficial de objetos.

Su rango de medición, precisión, calibración, relación óptica, distancia de uso y algoritmos pueden diferir de los equipos diseñados específicamente para medir la temperatura corporal.

Aunque un instrumento industrial pueda mostrar una temperatura de la superficie de la piel, este valor no debe interpretarse automáticamente como temperatura corporal clínica.

Para aplicaciones médicas o de control de temperatura corporal deben utilizarse dispositivos específicamente diseñados para ese fin.

Error: obtener una sola lectura y sacar inmediatamente una conclusión

El movimiento de la mano, los cambios de distancia, pequeñas variaciones de posición, las reflexiones y la distribución no uniforme de la temperatura pueden hacer que las lecturas fluctúen.

Para análisis de tendencia, inspecciones de equipos o mediciones comparativas, es preferible realizar varias lecturas en condiciones constantes.

Siempre que sea posible, mantenga la misma posición, distancia, ángulo y ajuste de emisividad.

En mantenimiento preventivo, comparar la evolución de las temperaturas en condiciones equivalentes suele ser más útil que basarse en una sola lectura aislada.

¿Cómo reducir los errores de medición con un termómetro infrarrojo?

● Compruebe el rango de medición, la relación D:S y el rango de ajuste de emisividad antes de utilizar el instrumento.
● Asegúrese de que el objetivo sea mayor que el área real de medición infrarroja.
● Reduzca la distancia cuando mida objetos pequeños.
● Ajuste la emisividad según el material y el estado de la superficie.
● Extreme las precauciones al medir metales brillantes o superficies de baja emisividad.
● No confunda el punto láser con toda el área de medición.
● Oriente el instrumento lo más perpendicularmente posible a la superficie.
● No mida un objeto a través de vidrio común, salvo que el sistema esté específicamente diseñado para ello.
● Evite medir a través de grandes cantidades de vapor, humo o polvo.
● Mantenga limpia la óptica infrarroja.
● Permita que el instrumento se aclimate después de cambios importantes de temperatura ambiente.
● Mantenga constantes la distancia, el ángulo, la posición y la emisividad en mediciones comparativas.

FAQ

¿Por qué el termómetro muestra temperaturas diferentes al medir el mismo objeto?
Las causas pueden incluir cambios en la posición, la distancia, el ángulo, la emisividad, la distribución de temperatura de la superficie o la radiación infrarroja reflejada.

¿Por qué la lectura es incorrecta aunque el láser apunte correctamente al objetivo?
El láser se utiliza principalmente como ayuda de orientación. El área infrarroja real puede ser considerablemente mayor que el punto láser visible.

¿Puede un termómetro infrarrojo medir a través de vidrio?
Un termómetro infrarrojo convencional normalmente no puede medir directamente un objeto situado detrás de vidrio común. En la mayoría de los casos medirá principalmente la superficie del vidrio.

¿Por qué resulta difícil medir acero inoxidable?
El acero inoxidable brillante suele presentar una emisividad relativamente baja y una elevada reflectividad infrarroja, por lo que las fuentes térmicas del entorno pueden influir considerablemente en la lectura.

¿Medir desde más cerca siempre mejora la precisión?
Una menor distancia suele ayudar a mantener el área de medición dentro del objetivo, especialmente cuando este es pequeño. Sin embargo, la distancia es solo uno de los factores que afectan a la precisión.

¿Es necesario ajustar la emisividad antes de cada medición?
No necesariamente. Si se miden superficies similares, puede mantenerse un ajuste adecuado. Cuando cambien significativamente el material o el acabado superficial, deberá revisarse la emisividad.

Conclusión

Los termómetros infrarrojos son fáciles de utilizar, pero una medición fiable requiere comprender correctamente su principio de funcionamiento. La relación D:S, la emisividad, el tamaño del objetivo, la reflectividad de la superficie, el ángulo de medición y las condiciones ambientales pueden afectar al resultado.

Entre los errores más habituales se encuentran confundir el punto láser con toda el área de medición, utilizar una emisividad incorrecta, medir pequeños objetivos desde una distancia excesiva, medir directamente metales brillantes, intentar medir a través de vidrio común y utilizar el instrumento inmediatamente después de un cambio importante de temperatura ambiente.

Mantener unas condiciones de medición consistentes y configurar el instrumento de acuerdo con las características de la superficie permite mejorar considerablemente la repetibilidad y la fiabilidad de las mediciones infrarrojas.