Introducción
Una de las principales ventajas de un termómetro infrarrojo es que permite medir la temperatura superficial sin contacto. Por ello, puede parecer razonable pensar que es posible aumentar la distancia siempre que el instrumento siga apuntando correctamente al objetivo.
Sin embargo, en la práctica, una mayor distancia no significa necesariamente una mejor medición.
A medida que aumenta la distancia entre el termómetro y el objetivo, también aumenta el área cubierta por el campo de visión del instrumento. Si el objetivo es demasiado pequeño para ocupar completamente dicha área, el termómetro puede recibir simultáneamente radiación infrarroja del objetivo y de las superficies circundantes. Como resultado, la temperatura indicada puede diferir de la temperatura superficial real que se desea medir.
Por tanto, no basta con comprobar que el instrumento apunta al objetivo. También es necesario asegurarse de que el objetivo cubra completamente el punto de medición a la distancia seleccionada.
Puntos clave
● Cuanto mayor sea la distancia entre el termómetro infrarrojo y el objetivo, mayor será normalmente el punto de medición.
● La distancia adecuada depende principalmente de la relación D:S y del tamaño del objetivo.
● Si el objetivo es menor que el área de medición, las superficies circundantes pueden influir en la lectura.
● El láser sirve principalmente como ayuda para apuntar y no representa toda el área de medición infrarroja.
● Para medir objetivos pequeños, conviene reducir la distancia y asegurar que el objetivo cubra completamente el punto de medición.
● En equipos calientes, maquinaria en movimiento o zonas peligrosas, debe buscarse un equilibrio entre los requisitos ópticos y la seguridad del operador.
¿Por qué aumenta el área de medición con la distancia?
Un termómetro infrarrojo utiliza un sistema óptico para captar la radiación infrarroja emitida por una determinada zona de la superficie. Posteriormente, el detector y la electrónica interna convierten esa radiación en una lectura de temperatura.
El instrumento no mide normalmente un punto infinitamente pequeño, sino una superficie denominada punto o área de medición.
A medida que aumenta la distancia, el campo de visión cubre una zona mayor:
● A corta distancia, el punto de medición es relativamente pequeño.
● Al aumentar la distancia, el punto de medición aumenta de tamaño.
● A una distancia excesiva, el área medida puede extenderse más allá de los límites del objetivo.
Por esta razón, un mismo termómetro puede utilizarse desde mayor distancia para medir una pared, una tubería de gran tamaño o la carcasa de una máquina, mientras que cables pequeños, componentes electrónicos o rodamientos suelen requerir una distancia menor.
La relación D:S determina la distancia práctica de medición
Uno de los parámetros más importantes para determinar una distancia adecuada es la relación D:S, o Distance-to-Spot Ratio, que expresa la relación entre la distancia y el diámetro del punto de medición.
Por ejemplo, para un termómetro infrarrojo con una relación D:S de 12:1, la relación geométrica ideal puede interpretarse aproximadamente de la siguiente manera:
● A 120 mm de distancia, el punto de medición tiene unos 10 mm de diámetro.
● A 600 mm de distancia, el punto de medición tiene unos 50 mm de diámetro.
● A 1200 mm de distancia, el punto de medición tiene unos 100 mm de diámetro.
Esto demuestra que, al aumentar la distancia, también aumenta la superficie de la que el instrumento recibe radiación infrarroja.
Una relación D:S más alta permite normalmente obtener un punto de medición menor a la misma distancia, por lo que resulta más adecuada para medir objetivos relativamente pequeños desde una mayor separación.
No obstante, la relación D:S describe principalmente la geometría del sistema óptico. Para una medición real deben consultarse siempre las especificaciones y el diagrama distancia-punto del modelo utilizado.
¿Cuál es el problema más frecuente al medir desde demasiado lejos?
El principal problema no suele ser que la señal infrarroja desaparezca repentinamente. Lo más habitual es que el área de medición llegue a ser mayor que el propio objetivo.
Por ejemplo, si se desea medir una tubería de agua caliente relativamente estrecha y el diámetro del punto de medición ya supera la anchura de la tubería, el termómetro puede recibir radiación infrarroja procedente de:
● la superficie de la tubería;
● la pared situada detrás;
● equipos próximos;
● otras superficies incluidas en el campo de visión.
La temperatura mostrada estará entonces influida por la radiación combinada de toda el área observada y dejará de representar exclusivamente la temperatura superficial de la tubería.
Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre el objetivo y el fondo, más evidente puede ser este efecto.
¿Una distancia excesiva siempre produce una temperatura más baja?
No.
La lectura puede resultar más alta o más baja dependiendo principalmente de la temperatura de las superficies que rodean al objetivo.
Por ejemplo:
● Al medir una tubería caliente delante de una pared más fría, incluir el fondo en el área de medición puede reducir la temperatura indicada.
● Al medir un objeto frío rodeado de equipos más calientes, la lectura puede resultar superior a la temperatura real.
● Si el objetivo y el fondo presentan temperaturas similares, el efecto de una distancia excesiva puede resultar difícil de identificar.
Por tanto, no es correcto afirmar que una mayor distancia siempre produce una lectura más baja.
El verdadero problema es que una distancia excesiva puede cambiar lo que el instrumento está midiendo realmente: en lugar de medir únicamente el objetivo, mide una combinación del objetivo y las superficies circundantes.
Si el láser apunta al objetivo, ¿la medición es necesariamente correcta?
No.
Muchos termómetros infrarrojos incorporan un puntero láser para facilitar la orientación del instrumento. El láser indica aproximadamente la dirección de apuntado, pero no realiza la medición de temperatura.
La temperatura se determina a partir de la superficie cubierta por el sistema óptico infrarrojo, no únicamente a partir del punto láser.
A una distancia elevada, el punto láser puede seguir situado exactamente en el centro del objetivo mientras que el área de medición real ya es considerablemente mayor.
Por ello, al utilizar el láser es necesario comprobar:
● que el láser apunta correctamente al objetivo;
● qué tamaño tiene el punto de medición a la distancia utilizada;
● si el objetivo es suficientemente grande para cubrir toda el área medida.
Que el punto láser se encuentre sobre el objetivo no garantiza por sí solo que la distancia de medición sea adecuada.
¿Cuánto mayor debe ser el objetivo que el punto de medición?
En aplicaciones reales, no es recomendable que el tamaño del objetivo coincida exactamente con el diámetro teórico del punto de medición.
Para reducir la influencia de errores de apuntado, movimientos de la mano, bordes del objetivo y variaciones del campo óptico, es preferible que la superficie útil sea claramente mayor que el área medida.
Por ejemplo, si el diámetro teórico del punto de medición es de unos 50 mm a una determinada distancia, conviene disponer de una superficie uniforme sensiblemente mayor que esos 50 mm.
Para objetivos pequeños:
● Reducir la distancia entre el termómetro y el objetivo.
● Utilizar un termómetro con una relación D:S más alta.
● Apuntar preferentemente al centro de la superficie.
● Evitar que el área de medición incluya el fondo u objetos adyacentes.
El margen adecuado debe definirse en función de las especificaciones del instrumento, las dimensiones del objetivo y la precisión requerida.
¿Medir desde más cerca siempre mejora la precisión?
No necesariamente.
Si el objetivo cubre completamente el punto de medición, reducir la distancia suele ser útil al trabajar con objetos pequeños. Sin embargo, la distancia es solo uno de los factores que afectan a la precisión de una medición infrarroja.
También influyen:
● el ajuste de emisividad;
● el material y el acabado de la superficie;
● las superficies altamente reflectantes;
● la limpieza de la óptica;
● las variaciones de temperatura ambiente;
● vapor, humo o polvo presentes en la trayectoria óptica;
● la precisión especificada y las características de respuesta del instrumento.
Por tanto, el criterio correcto no es simplemente “cuanto más cerca, mejor”, sino seleccionar una distancia razonable que permita que el objetivo llene adecuadamente el campo de visión y, al mismo tiempo, mantener unas condiciones de trabajo seguras.
¿Qué debe tenerse en cuenta al medir a mayor distancia?
Algunas aplicaciones industriales requieren mantener cierta separación respecto al objetivo, por ejemplo al trabajar con equipos a alta temperatura, maquinaria en movimiento, instalaciones eléctricas o zonas de difícil acceso.
En estas situaciones:
● Calcular o estimar la distancia máxima práctica según el tamaño del objetivo.
● Comprobar la relación D:S del instrumento.
● Asegurarse de que el objetivo sea claramente mayor que el punto de medición a la distancia seleccionada.
● Apuntar preferentemente al centro de la superficie y evitar los bordes.
● Para objetivos pequeños, utilizar un modelo con una relación D:S superior en lugar de limitarse a aumentar la distancia.
● En equipos calientes o zonas peligrosas, respetar siempre los procedimientos de seguridad del lugar de trabajo y no acercarse únicamente para reducir el tamaño del punto de medición.
La distancia correcta representa un equilibrio entre los requisitos de medición, las dimensiones del objetivo y la seguridad del operador.
FAQ
¿A qué distancia máxima puede medir un termómetro infrarrojo?
No existe una distancia máxima universal para todos los termómetros infrarrojos. La distancia práctica depende de la relación D:S, del tamaño del objetivo y de la precisión requerida. Los objetivos grandes pueden medirse desde mayor distancia, mientras que los pequeños suelen requerir una distancia menor o una relación D:S más alta.
¿Un termómetro infrarrojo deja de detectar el objetivo si está demasiado lejos?
No necesariamente. El problema más frecuente es que el punto de medición aumenta de tamaño con la distancia y empieza a incluir superficies situadas alrededor del objetivo.
¿Por qué la temperatura es incorrecta aunque el punto láser esté sobre el objetivo?
El láser funciona únicamente como ayuda de orientación y no representa toda el área de medición infrarroja. Aunque el punto láser esté correctamente situado, el área real medida puede ser mayor que el objetivo e incluir el fondo.
¿Qué significa 12:1 en un termómetro infrarrojo?
Una relación D:S de 12:1 representa aproximadamente la relación entre la distancia de medición y el diámetro del punto. En condiciones geométricas ideales, una distancia de 1200 mm correspondería, por ejemplo, a un punto de unos 100 mm de diámetro. Deben consultarse siempre las especificaciones ópticas del fabricante.
¿Cómo deben medirse componentes electrónicos pequeños?
Conviene reducir la distancia para que el punto de medición sea menor que la superficie relevante del componente. Para objetivos muy pequeños puede ser necesario utilizar un termómetro con una relación D:S superior o un método de medición de temperatura más adecuado para superficies reducidas.
Conclusión
Los termómetros infrarrojos permiten realizar mediciones de temperatura sin contacto desde cierta distancia, pero una mayor distancia no garantiza una mejor medición.
A medida que aumenta la distancia, también aumenta el tamaño del punto de medición. Si el objetivo no cubre completamente esta área, la radiación infrarroja de las superficies circundantes puede influir en la lectura y provocar que la temperatura mostrada no represente correctamente la superficie que se desea medir.
La distancia adecuada debe seleccionarse teniendo en cuenta la relación D:S del instrumento, las dimensiones del objetivo y las condiciones de seguridad.
Para objetivos pequeños, debe reducirse la distancia o utilizarse un termómetro con una relación D:S más elevada. En equipos calientes, maquinaria en movimiento o zonas peligrosas, debe mantenerse una distancia de trabajo segura y, al mismo tiempo, comprobar que el objetivo siga cubriendo suficientemente el área de medición.
Comprender la relación entre distancia de medición, tamaño del punto y dimensiones del objetivo es fundamental para obtener mediciones infrarrojas fiables.
