Introducción
Una de las dudas más habituales al utilizar un termómetro infrarrojo es si puede medir la temperatura de un objeto a través de vidrio o plástico transparente.
En general, que un material sea transparente a la luz visible no significa que también lo sea a la radiación infrarroja.
Un termómetro infrarrojo no determina la temperatura porque pueda “ver” visualmente el objeto. Su funcionamiento se basa en detectar la radiación infrarroja emitida por la superficie objetivo.
Por este motivo, un material transparente para el ojo humano puede ser parcial o totalmente opaco dentro del rango de longitudes de onda utilizado por el instrumento.
Al medir vidrio, plásticos transparentes, películas o recipientes transparentes, es necesario considerar la transmisión infrarroja, la emisividad y la reflexión.
Puntos clave
● Los termómetros infrarrojos detectan radiación infrarroja emitida por una superficie, no luz visible.
● Un material transparente en el espectro visible puede no ser transparente en el infrarrojo.
● Los termómetros infrarrojos portátiles convencionales normalmente no pueden medir correctamente un objeto a través de vidrio ordinario.
● En los plásticos transparentes, el resultado depende del material, el espesor y su transmisión infrarroja.
● Si el objetivo real está situado detrás de una barrera transparente, puede ser necesario utilizar otro método de medición.
¿Por qué la transparencia visible no significa transparencia infrarroja?
El ojo humano únicamente detecta la región visible del espectro electromagnético. Los termómetros infrarrojos, en cambio, trabajan con longitudes de onda considerablemente mayores.
Muchos termómetros infrarrojos industriales portátiles funcionan aproximadamente en la banda de infrarrojo de onda larga de 8–14 μm.
El vidrio convencional no suele ser transparente dentro de esta banda del mismo modo que lo es para la luz visible.
Por ello, aunque el operador pueda ver claramente una máquina o un componente detrás de una ventana de vidrio, el termómetro infrarrojo puede detectar principalmente la radiación emitida por el propio vidrio.
En términos prácticos:
● El ojo humano ve el objeto situado detrás del vidrio.
● El termómetro infrarrojo puede estar midiendo la superficie del vidrio.
Esta diferencia es fundamental al medir materiales transparentes.
¿Puede un termómetro infrarrojo medir vidrio?
Sí. Un termómetro infrarrojo puede medir la temperatura superficial del vidrio, pero generalmente no puede medir directamente la temperatura de un objeto situado detrás de un vidrio convencional.
Por ejemplo, si se apunta el termómetro a un objeto exterior a través de una ventana, la lectura normalmente estará relacionada principalmente con la temperatura superficial del cristal y no con la del objeto exterior.
El mismo principio se aplica a equipos industriales con ventanas de inspección de vidrio. Una lectura obtenida a través de vidrio ordinario no debe interpretarse automáticamente como la temperatura real del componente situado en el interior.
Si es necesario medir el objeto detrás del vidrio, es preferible utilizar una línea de visión directa sin obstáculos o recurrir a otro método de medición de temperatura adecuado.
¿Puede medirse plástico transparente?
La situación es más compleja con los plásticos transparentes, ya que sus propiedades infrarrojas pueden variar considerablemente.
La transmisión infrarroja depende de factores como:
● composición del material;
● espesor;
● tratamiento superficial;
● color y aditivos;
● rango de longitudes de onda del instrumento.
Una lámina gruesa de plástico transparente suele comportarse como una superficie infrarroja independiente, por lo que el termómetro mide principalmente su propia temperatura superficial.
Sin embargo, algunas películas plásticas finas pueden transmitir parte de la radiación infrarroja procedente de un objeto situado detrás.
En estas condiciones, el instrumento puede recibir simultáneamente radiación de la película y de la superficie posterior, lo que puede provocar lecturas inexactas o inestables.
Si no se conocen las características espectrales del plástico, no debe suponerse que una medición realizada a través del material sea fiable.
¿Puede medirse la temperatura de un líquido a través de un recipiente transparente?
Normalmente, la lectura no debe considerarse directamente como la temperatura interna real del líquido.
Si un líquido caliente se encuentra dentro de un vaso, una botella transparente o un recipiente de plástico, el termómetro infrarrojo mide principalmente la superficie exterior del recipiente.
Cuando la pared del recipiente y el líquido han alcanzado un equilibrio térmico estable, la temperatura superficial puede aproximarse razonablemente a la temperatura del líquido y servir como referencia.
Sin embargo, pueden producirse diferencias importantes cuando:
● la temperatura del líquido cambia rápidamente;
● la pared del recipiente es gruesa;
● el material tiene baja conductividad térmica;
● la superficie exterior se encuentra a una temperatura ambiente diferente.
Para medir con precisión la temperatura interna de un líquido, normalmente es más adecuado utilizar un termopar, una sonda de temperatura u otro sensor de contacto.
¿Por qué los materiales transparentes pueden provocar errores de medición?
Existen tres fenómenos principales que deben tenerse en cuenta.
● Transmisión: parte de la radiación infrarroja procedente de un objeto situado detrás puede atravesar el material.
● Reflexión: la superficie puede reflejar radiación infrarroja procedente de máquinas, paredes, fuentes de calor u otros objetos del entorno.
● Emisión propia: el material emite radiación infrarroja en función de su temperatura y emisividad.
El termómetro puede recibir simultáneamente una combinación de estas radiaciones. Por tanto, la temperatura mostrada no siempre representa la temperatura superficial real de un único objeto.
Una medición infrarroja fiable requiere considerar no solo la distancia y el tamaño del área de medición, sino también la emisividad, la transmisión y la reflexión.
¿Cómo deben medirse correctamente los materiales transparentes?
Si el objetivo es medir la temperatura superficial del propio material transparente, pueden aplicarse los principios habituales de medición infrarroja.
● Asegúrese de que el área objetivo sea mayor que el punto real de medición del instrumento.
● Ajuste un valor de emisividad adecuado si el termómetro permite configurarlo.
● Evite reflejos intensos procedentes de la luz solar, maquinaria caliente, calefactores u otras fuentes térmicas.
● Al medir vidrio, tenga en cuenta que la lectura normalmente corresponde a la superficie del vidrio y no al objeto situado detrás.
● Cuando sea posible, puede utilizarse una cinta o recubrimiento de alta emisividad conocida. Antes de medir, debe permitirse que alcance el equilibrio térmico con la superficie.
Si el objetivo real se encuentra detrás del material transparente, es preferible retirar el obstáculo, utilizar un ángulo de medición directo o emplear una sonda de contacto o un sistema infrarrojo específicamente diseñado para el material y el rango espectral correspondiente.
Errores de medición frecuentes
● Medir un objeto exterior a través de una ventana: la lectura suele corresponder principalmente a la temperatura del cristal.
● Medir componentes internos a través de una ventana de inspección: el vidrio convencional normalmente no permite medir directamente y con fiabilidad el componente situado detrás.
● Medir productos a través de una bolsa de plástico transparente: la película puede transmitir, absorber y reflejar radiación infrarroja.
● Medir líquidos a través de una botella transparente: el instrumento mide principalmente la superficie de la botella.
● Determinar la transparencia infrarroja a simple vista: la transparencia visible no permite conocer la transmisión en el infrarrojo.
FAQ
¿Puede un termómetro infrarrojo medir a través del vidrio?
Normalmente no. Los termómetros infrarrojos portátiles convencionales detectan principalmente la radiación emitida por el propio vidrio, por lo que la lectura suele corresponder a su temperatura superficial.
¿Por qué puedo ver un objeto a través del vidrio, pero no medir correctamente su temperatura?
El ojo humano trabaja con luz visible, mientras que un termómetro infrarrojo detecta radiación dentro de una banda infrarroja específica. El vidrio puede ser transparente a la luz visible y opaco a las longitudes de onda utilizadas por el termómetro.
¿Puede un termómetro infrarrojo medir plástico transparente?
Sí, puede medir la temperatura superficial del plástico. La posibilidad de detectar un objeto situado detrás depende del tipo de plástico, su espesor y sus características de transmisión infrarroja.
¿Puedo medir agua caliente a través de un recipiente de vidrio?
La lectura corresponde principalmente a la temperatura superficial del vidrio. Si el recipiente y el líquido están en equilibrio térmico, el valor puede aproximarse a la temperatura del líquido, pero no debe considerarse una medición precisa de su temperatura interna.
¿Cómo puede mejorarse la precisión al medir materiales transparentes?
Primero debe determinarse si el objetivo es el propio material o un objeto situado detrás. Después deben considerarse la emisividad, la transmisión y la reflexión. Para mediciones de mayor precisión puede ser necesario verificar el resultado mediante una sonda de contacto.
Conclusión
La posibilidad de medir un material transparente con un termómetro infrarrojo no puede determinarse únicamente por su aspecto visual.
En la mayoría de los termómetros infrarrojos portátiles convencionales, el vidrio ordinario se comporta como una superficie infrarroja independiente. Por ello, el instrumento mide el vidrio y no el objeto situado detrás.
En el caso de los plásticos transparentes, el comportamiento depende en gran medida del tipo de material y de su espesor.
Antes de realizar una medición es importante determinar si la verdadera superficie objetivo es el material transparente o un objeto situado detrás. Cuando una barrera transparente impide una medición infrarroja fiable, debe utilizarse una línea de visión directa o un método de contacto o infrarrojo especializado.
