Introducción
Un termómetro infrarrojo determina la temperatura superficial de un objeto detectando la radiación infrarroja que este emite, por lo que no necesita contacto físico con la superficie.
Sin embargo, esto no significa que las condiciones ambientales no puedan influir en la medición.
Si el instrumento pasa directamente de un ambiente frío a un taller cálido, o si durante la medición está expuesto a fuertes corrientes de aire, fuentes de calor intensas o cambios rápidos de temperatura ambiente, el detector infrarrojo, el sistema óptico y la compensación térmica interna pueden no encontrarse todavía en equilibrio térmico.
Durante este periodo de transición, las mediciones repetidas sobre el mismo objeto pueden mostrar cierta deriva antes de estabilizarse.
Por este motivo, las condiciones ambientales relativamente estables son especialmente importantes cuando se requiere una buena precisión y repetibilidad.
Puntos clave
● La temperatura del propio termómetro infrarrojo puede influir en la estabilidad de la medición.
● Los cambios rápidos de temperatura ambiente pueden afectar temporalmente a la compensación térmica interna.
● Las corrientes de aire intensas, las fuentes de calor cercanas y la radiación solar directa pueden aumentar la incertidumbre de medición.
● Después de trasladar el instrumento entre entornos con diferencias térmicas importantes, debe dejarse un tiempo suficiente para su aclimatación.
● Un entorno estable no significa mantener una temperatura perfectamente constante, sino evitar cambios bruscos y significativos durante la medición.
¿Por qué los cambios ambientales pueden afectar a la medición infrarroja?
Un termómetro infrarrojo no se limita a recibir radiación infrarroja y mostrar directamente una temperatura.
Normalmente incorpora un detector infrarrojo, un sistema óptico, un sensor de temperatura interna o ambiente y circuitos electrónicos de compensación.
Para calcular la temperatura, el instrumento utiliza tanto la energía infrarroja detectada como información relacionada con su propio estado térmico.
Cuando la temperatura ambiente cambia rápidamente, la carcasa, la óptica, la electrónica y el detector infrarrojo no necesariamente se calientan o enfrían a la misma velocidad. Como resultado, el equipo puede permanecer temporalmente fuera del equilibrio térmico.
Por ejemplo, un termómetro que haya permanecido durante horas dentro de un vehículo frío seguirá estando frío al introducirlo inmediatamente en una planta de producción climatizada.
Durante el tiempo necesario para alcanzar el nuevo equilibrio térmico puede producirse cierta deriva en las lecturas.
¿Cómo afectan los cambios rápidos de temperatura ambiente?
La mayoría de los termómetros infrarrojos incorporan compensación de temperatura ambiente y están diseñados para funcionar correctamente dentro de un rango de temperatura de operación especificado.
Por lo tanto, una variación normal de la temperatura ambiente no provoca automáticamente una medición incorrecta.
El principal problema son los cambios significativos que se producen en poco tiempo.
Algunas situaciones habituales son:
● Pasar directamente de una sala con aire acondicionado a un ambiente exterior caliente;
● Entrar desde un entorno exterior frío en un taller calefactado;
● Pasar de una zona refrigerada a una zona de producción caliente;
● Utilizar inmediatamente un instrumento que ha permanecido durante mucho tiempo dentro de un vehículo;
● Moverse repetidamente entre equipos a alta temperatura y zonas con temperatura ambiente normal.
En estas condiciones, conviene dejar que el instrumento se aclimate antes de realizar mediciones que requieran mayor precisión.
¿Las corrientes de aire intensas pueden afectar a la medición?
Las corrientes de aire no modifican directamente el principio fundamental de la medición infrarroja. Sin embargo, pueden influir indirectamente al modificar la temperatura superficial del objeto o el estado térmico del propio instrumento.
Cerca de salidas de sistemas HVAC, ventiladores industriales o flujos de aire de alta velocidad, una corriente continua puede enfriar o calentar la superficie medida.
El termómetro puede estar midiendo correctamente la temperatura real de esa superficie, pero dicha temperatura representa las condiciones existentes bajo la influencia del flujo de aire. No necesariamente corresponde a la temperatura interna del equipo ni a la temperatura que tendría sin dicha corriente.
Si un flujo de aire frío o caliente incide directamente sobre el termómetro, la temperatura del instrumento también puede cambiar con mayor rapidez y aumentar el tiempo necesario para estabilizar las lecturas.
¿Por qué deben tenerse en cuenta las fuentes de calor cercanas?
En entornos industriales es habitual encontrar hornos, calentadores, tuberías calientes, motores y otros equipos que emiten una cantidad considerable de radiación térmica.
Si el termómetro permanece durante mucho tiempo cerca de estas fuentes, su carcasa, sistema óptico y componentes internos pueden calentarse progresivamente.
Además, las superficies brillantes o de baja emisividad pueden reflejar radiación infrarroja procedente de objetos calientes cercanos. En consecuencia, la temperatura indicada puede ser superior a la temperatura superficial real del objeto.
Cuando se trabaja en ambientes de alta temperatura, conviene:
● Evitar la exposición prolongada del instrumento a una radiación térmica intensa;
● Evitar que el sol o una fuente de calor intensa incidan directamente sobre la óptica;
● Tener en cuenta la radiación reflejada al medir superficies metálicas o de baja emisividad;
● Realizar la medición desde una posición térmicamente estable siempre que sea posible;
● Repetir las mediciones importantes para comprobar su consistencia.
¿La luz solar directa puede afectar a la medición infrarroja?
La radiación solar es un factor importante en las mediciones realizadas en exteriores.
La luz solar puede calentar directamente la superficie del objeto. Por este motivo, la temperatura medida puede ser considerablemente superior a la del mismo objeto situado a la sombra.
En este caso, el termómetro infrarrojo no necesariamente está midiendo de forma incorrecta. La temperatura superficial real ha cambiado debido al calentamiento solar.
La exposición directa de la carcasa o del sistema óptico del termómetro al sol también puede aumentar progresivamente la temperatura del instrumento.
Por ello, cuando se comparan mediciones realizadas en distintos objetos o en diferentes momentos, conviene mantener unas condiciones de iluminación y ambientales similares.
¿Cuánto tiempo debe aclimatarse un termómetro infrarrojo?
No existe un tiempo de aclimatación único aplicable a todos los modelos y situaciones.
El tiempo necesario depende principalmente de:
● La diferencia de temperatura entre el entorno anterior y el actual;
● El diseño y la masa térmica del instrumento;
● La presencia de corrientes de aire o radiación térmica intensa;
● Las recomendaciones del fabricante relativas a la aclimatación y a las condiciones de uso.
Si el termómetro ya está funcionando en condiciones normales y la temperatura ambiente cambia poco, normalmente no es necesario esperar antes de cada medición.
Después de un cambio térmico importante, conviene dejar el instrumento en el nuevo entorno hasta que alcance una condición térmica estable.
Para mediciones de mayor precisión, deben seguirse siempre las recomendaciones del fabricante.
¿Cómo saber si el instrumento ya se ha estabilizado?
Una serie de mediciones repetidas puede servir como comprobación práctica.
Seleccione un objeto cuya temperatura y superficie sean relativamente estables. Mantenga constantes la distancia, la posición de medición, el área objetivo y el ajuste de emisividad mientras realiza varias lecturas consecutivas.
Si las lecturas cambian inicialmente y posteriormente tienden a estabilizarse, es posible que el instrumento todavía estuviera adaptándose a las nuevas condiciones ambientales.
Si las variaciones continúan siendo importantes, compruebe también:
● Si la temperatura del propio objeto está cambiando;
● Si la distancia de medición se mantiene constante;
● Si el objeto cubre completamente el punto de medición del instrumento;
● Si el ajuste de emisividad es correcto;
● Si la superficie es altamente reflectante;
● Si la óptica presenta polvo, aceite o condensación;
● Si existen fuentes de calor intensas o corrientes de aire cerca de la zona de medición.
¿En qué aplicaciones son más importantes las condiciones estables?
No todas las mediciones infrarrojas requieren un control estricto del entorno.
Para inspecciones rutinarias de equipos suele ser suficiente utilizar el instrumento dentro de sus condiciones de funcionamiento especificadas y aplicar siempre una técnica de medición coherente.
La estabilidad ambiental adquiere mayor importancia en:
● Seguimiento de tendencias de temperatura del mismo equipo a lo largo del tiempo;
● Comparación de pequeñas diferencias térmicas entre componentes similares;
● Mediciones de laboratorio o de control de calidad;
● Procesos industriales con requisitos elevados de repetibilidad;
● Mediciones entre entornos fríos, calientes, interiores y exteriores con diferencias térmicas importantes;
● Aplicaciones en las que deben evaluarse diferencias de solo unos pocos grados o incluso menores.
En estos casos, mantener constantes el entorno, la distancia, el ángulo, la emisividad y el estado del instrumento es especialmente importante.
FAQ
¿Es necesario utilizar un termómetro infrarrojo en una sala con temperatura controlada?
No. La mayoría de los termómetros pueden funcionar correctamente dentro de su rango de temperatura ambiente especificado. Un entorno estable significa principalmente evitar cambios rápidos y significativos, no mantener una temperatura perfectamente constante.
¿Puedo medir inmediatamente después de llevar el instrumento del exterior al interior?
Si la diferencia de temperatura es pequeña, el efecto suele ser limitado. Si existe una diferencia importante, es recomendable dejar que el instrumento se aclimate antes de realizar mediciones de mayor precisión.
¿Un entorno inestable produce siempre mediciones incorrectas?
No. El efecto depende de la magnitud y velocidad del cambio ambiental, del diseño del instrumento y de la precisión requerida.
¿Por qué cambia lentamente la lectura cuando mido varias veces el mismo objeto?
La temperatura del objeto puede estar cambiando o el termómetro puede estar todavía adaptándose al ambiente. También deben comprobarse la distancia de medición, la emisividad, el tamaño del punto de medición y las posibles reflexiones térmicas.
¿Se puede utilizar un termómetro infrarrojo en un taller de alta temperatura?
Sí, siempre que las condiciones ambientales se mantengan dentro del rango de funcionamiento especificado por el fabricante. Debe evitarse la exposición prolongada a radiación térmica intensa y prestarse especial atención a las superficies de baja emisividad.
Conclusión
Los termómetros infrarrojos se benefician de unas condiciones ambientales relativamente estables porque los cambios rápidos pueden afectar al equilibrio térmico del instrumento, a su sistema de compensación interna y a la temperatura superficial real del objeto medido.
Las mediciones industriales habituales no requieren un control estricto de la temperatura ambiente. Sin embargo, cuando el instrumento se traslada entre entornos con diferencias térmicas importantes, existen fuertes corrientes de aire o radiación térmica, o se necesita una elevada repetibilidad, resulta conveniente dejar suficiente tiempo para la aclimatación.
Una medición infrarroja fiable depende de la combinación de unas condiciones estables, una emisividad correctamente ajustada, una distancia de medición adecuada y una técnica de medición coherente.
