Introducción
Un termómetro infrarrojo determina la temperatura superficial detectando la radiación infrarroja emitida por un objeto. Sin embargo, los distintos materiales no emiten energía infrarroja con la misma eficiencia. Esta propiedad se denomina emisividad (ε).
Por ello, al seleccionar un termómetro infrarrojo no solo deben considerarse el rango de temperatura, la relación D:S, la precisión y el tiempo de respuesta, sino también si el instrumento permite ajustar la emisividad.
Los termómetros infrarrojos portátiles pueden dividirse generalmente en dos grupos: modelos con emisividad fija, normalmente ajustados de fábrica a valores como ε=0,95, y modelos con emisividad ajustable, por ejemplo entre ε=0,10 y 1,00.
Ninguno de los dos sistemas es superior en todas las aplicaciones. Para madera, caucho, recubrimientos y muchos plásticos de alta emisividad, un valor fijo suele ser suficiente. Para acero inoxidable, aluminio, cobre y otras superficies de baja emisividad o muy reflectantes, la emisividad ajustable ofrece una mayor flexibilidad.
Puntos clave
● Los termómetros infrarrojos con emisividad fija suelen estar configurados en ε=0,95 y son adecuados para muchas superficies no metálicas, pintadas, recubiertas u oxidadas.
● Los modelos con emisividad ajustable permiten adaptar ε al material y son más apropiados cuando se miden diferentes tipos de superficies.
● En materiales de alta emisividad, la diferencia práctica entre ambos tipos puede ser limitada.
● En metales brillantes y otras superficies de baja emisividad, un ajuste incorrecto puede producir errores importantes.
● La emisividad ajustable no garantiza por sí sola una medición exacta. También influyen la radiación reflejada, la relación D:S, la distancia, el entorno y el estado de la superficie.
● Para inspecciones rutinarias, la emisividad fija suele ser más sencilla. Para materiales variados, especialmente metales desnudos o reflectantes, la emisividad ajustable suele ser más adecuada.
¿Por qué es importante la emisividad en la medición infrarroja?
Todos los objetos con una temperatura superior al cero absoluto emiten radiación infrarroja. Sin embargo, a una misma temperatura, la cantidad de radiación emitida varía según el material y el estado de su superficie.
Un cuerpo negro ideal tiene una emisividad de 1,00. Los materiales reales presentan valores inferiores. Las pinturas, el caucho, muchos plásticos, la madera y otros materiales no metálicos suelen presentar una emisividad relativamente alta, mientras que el aluminio pulido, el cobre o el acero inoxidable pueden tener valores mucho menores.
Un termómetro infrarrojo no mide la temperatura de forma directa. Detecta la energía infrarroja recibida y calcula la temperatura superficial mediante su algoritmo interno y el valor de emisividad establecido.
Si la emisividad configurada difiere significativamente de las características reales de la superficie, la temperatura indicada puede desviarse de la temperatura superficial real.
Este efecto es especialmente importante en materiales de baja emisividad, ya que emiten menos radiación infrarroja propia y, al mismo tiempo, reflejan una mayor cantidad de radiación procedente de equipos, personas y fuentes térmicas del entorno.
¿Qué es un termómetro infrarrojo con emisividad fija?
Un termómetro infrarrojo con emisividad fija utiliza un valor ε establecido de fábrica que el usuario no puede modificar.
En muchos termómetros infrarrojos portátiles de uso general, el valor habitual es ε=0,95, ya que numerosas superficies no metálicas e industriales presentan valores próximos a este rango.
Su principal ventaja es la facilidad de uso. Normalmente basta con apuntar al objetivo y realizar la medición, sin necesidad de identificar el material ni modificar parámetros.
Por ello, estos instrumentos son adecuados para inspecciones rápidas, comparaciones de temperatura y superficies de alta emisividad.
Entre los materiales habituales se encuentran:
● Superficies pintadas o recubiertas;
● Caucho y neumáticos;
● Muchos tipos de plástico;
● Madera, papel y cartón;
● Hormigón, ladrillo y otros materiales de construcción;
● Cerámica y determinadas superficies oxidadas;
● Tejidos y otros materiales no metálicos.
Cuando los objetos de medición son relativamente homogéneos y pertenecen principalmente a estas categorías, un termómetro con emisividad fija suele ser suficiente.
¿Qué es un termómetro infrarrojo con emisividad ajustable?
Un termómetro infrarrojo con emisividad ajustable permite al usuario configurar el valor ε según el material que se va a medir.
Algunos modelos industriales, por ejemplo, permiten ajustar la emisividad entre ε=0,10 y 1,00, proporcionando mayor flexibilidad para diferentes materiales y estados superficiales.
La ventaja no consiste simplemente en que el instrumento sea “más preciso”. Su principal utilidad es permitir que el cálculo se adapte mejor a las propiedades radiativas reales de la superficie.
Incluso en un mismo metal, la emisividad puede cambiar considerablemente dependiendo de si la superficie está pulida, oxidada, pintada, recubierta o tratada de otra forma. Si se utiliza siempre ε=0,95, el error de medición puede variar de manera importante.
La emisividad ajustable resulta especialmente útil para:
● Medición frecuente de distintos materiales;
● Procesos metalúrgicos y mantenimiento mecánico;
● Motores, rodamientos, tuberías y equipos industriales;
● Medición de temperaturas en superficies metálicas;
● Laboratorios e I+D;
● Control de calidad con procedimientos de medición estandarizados;
● Aplicaciones en las que se comparan mediciones infrarrojas con mediciones por contacto.
¿Para qué usuarios es adecuada la emisividad fija?
Si la mayoría de los objetos medidos presentan una emisividad elevada y el objetivo principal es realizar comprobaciones rápidas de temperatura, un modelo con emisividad fija suele ser la opción más práctica.
Por ejemplo, los técnicos de HVAC pueden medir rejillas de ventilación, materiales aislantes, paredes o determinadas superficies de tuberías. El personal de mantenimiento puede revisar correas de caucho, carcasas pintadas, cubiertas de plástico o superficies metálicas oxidadas.
Entre sus principales ventajas se encuentran:
● Menos pasos de configuración;
● Menor riesgo de errores provocados por una emisividad mal ajustada;
● Uso sencillo cuando el instrumento es compartido por varios operadores;
● Buena adecuación a materiales de alta emisividad;
● Adecuado para comprobaciones generales de temperatura.
Cuando no se realizan mediciones frecuentes sobre metales de baja emisividad, una función de ajuste manual puede aportar poco valor práctico.
¿Cuándo conviene elegir emisividad ajustable?
La emisividad ajustable resulta especialmente útil cuando se miden materiales muy diversos, en particular metales desnudos, superficies brillantes o materiales con diferentes tratamientos superficiales.
Durante una misma inspección industrial, por ejemplo, puede ser necesario revisar carcasas pintadas, metal oxidado, motores, tuberías de acero inoxidable, barras de cobre y componentes de aluminio. Estas superficies presentan propiedades radiativas diferentes y no siempre pueden compararse de forma fiable con un único valor fijo.
La emisividad ajustable es especialmente recomendable cuando:
● Se miden materiales diferentes con frecuencia;
● Las superficies metálicas desnudas forman parte de la aplicación;
● Se necesita una mayor consistencia entre mediciones repetidas;
● Se dispone de datos fiables de emisividad;
● Es posible verificar la temperatura con sondas de contacto o equipos de referencia;
● Es necesario establecer procedimientos de inspección estandarizados;
● Los resultados se utilizan para análisis de tendencias, control de calidad o evaluación técnica.
¿La emisividad ajustable siempre proporciona mayor precisión?
No.
La precisión de una medición infrarroja no depende únicamente de la emisividad.
Aunque el instrumento permita modificar ε, un valor incorrecto puede producir errores importantes. En algunos casos, ajustar la emisividad sin conocer adecuadamente las características de la superficie puede generar más incertidumbre que utilizar un valor fijo de ε=0,95.
También deben considerarse otros factores:
● Si la relación D:S es adecuada para el tamaño del objetivo;
● Si todo el área de medición queda dentro de la superficie objetivo;
● Si la superficie es brillante o muy reflectante;
● Si existe aceite, polvo, oxidación o recubrimiento;
● Si hay vapor, humo u otros medios entre el instrumento y el objetivo;
● El ángulo de medición;
● Si el instrumento ha alcanzado el equilibrio térmico con el ambiente;
● Si existen hornos, calefactores u otras fuentes térmicas intensas en las proximidades.
Por tanto, la emisividad ajustable debe considerarse una herramienta de compensación y no una garantía independiente de exactitud.
¿Por qué la emisividad ajustable es especialmente importante en metales?
Los metales se encuentran entre los materiales más difíciles de medir por infrarrojos, especialmente cuando presentan superficies brillantes, pulidas o sin tratamiento.
El aluminio, el cobre y el acero inoxidable pueden tener una emisividad baja dependiendo de su estado superficial. Esto significa que emiten relativamente poca radiación infrarroja propia y reflejan una mayor proporción de la radiación del entorno.
La energía detectada por el termómetro puede incluir:
● Radiación emitida por el propio objetivo;
● Radiación de equipos próximos reflejada por la superficie;
● Radiación reflejada procedente de personas, iluminación, calefactores u otras fuentes térmicas.
Por este motivo, incluso un valor de emisividad aparentemente correcto no elimina completamente los errores relacionados con la reflexión.
En mediciones importantes sobre superficies metálicas, la emisividad debe determinarse teniendo en cuenta el estado real de la superficie y, siempre que sea posible, verificarse mediante una sonda de contacto, un termómetro de referencia o una fuente de temperatura conocida.
¿Qué hacer si no se conoce la emisividad del material?
Si el instrumento permite ajustar la emisividad pero no se conoce el valor real del material, puede utilizarse una medición de referencia.
Un método habitual consiste en medir primero la temperatura superficial con una sonda de contacto y después ajustar la emisividad del termómetro infrarrojo hasta que la lectura coincida lo mejor posible con la temperatura de referencia.
Cuando la superficie lo permita, también puede utilizarse cinta negra de alta emisividad u otro material de referencia adecuado.
Procedimiento básico:
● Colocar una pequeña pieza de cinta de alta emisividad adecuada para el rango de temperatura;
● Esperar hasta que la cinta y la superficie alcancen el equilibrio térmico;
● Medir la zona cubierta con el termómetro infrarrojo;
● Utilizar este valor como referencia de la temperatura superficial;
● Ajustar posteriormente el procedimiento de medición de la superficie original cuando sea necesario.
Este método resulta especialmente útil en metales reflectantes.
En aplicaciones a alta temperatura, debe comprobarse que la cinta o el material de referencia sea adecuado para la temperatura del objetivo.
¿Cómo elegir entre emisividad fija y ajustable?
La decisión debe basarse en la aplicación real, no simplemente en el número de funciones del instrumento.
● Principalmente materiales de alta emisividad: la emisividad fija suele ser suficiente.
● Inspecciones rutinarias de equipos: la emisividad fija simplifica el uso y reduce errores de configuración.
● Medición frecuente de metales: conviene priorizar un modelo con emisividad ajustable.
● Muchos materiales diferentes: la emisividad ajustable ofrece mayor versatilidad.
● Se requiere una comparación de temperaturas más controlada: conviene utilizar emisividad ajustable y un procedimiento de medición estandarizado.
● Operadores con poca experiencia en medición infrarroja: si los objetivos son homogéneos, una emisividad fija puede ofrecer una mayor consistencia práctica.
● I+D, laboratorio o control de calidad: normalmente es preferible una emisividad ajustable.
La cuestión principal no es qué opción es “más avanzada”, sino si la aplicación requiere compensar la emisividad de la superficie.
¿Qué otros factores deben considerarse al seleccionar un termómetro infrarrojo?
La emisividad es solo uno de los parámetros de selección.
En aplicaciones industriales también deben evaluarse el rango de temperatura, la relación D:S, la precisión, la repetibilidad, el tiempo de respuesta y el tamaño del objetivo.
Por ejemplo, cuando debe medirse un objeto pequeño desde una distancia considerable, la relación D:S puede ser más importante que la posibilidad de ajustar la emisividad. Si el área de medición es mayor que el objetivo, el instrumento también recibirá radiación infrarroja del fondo.
Para correas, rodillos o materiales en movimiento, también debe considerarse el tiempo de respuesta. En equipos de alta temperatura, el rango del instrumento debe cubrir con margen la máxima temperatura superficial prevista.
Una selección completa debe considerar:
● Rango de temperatura;
● Precisión de medición;
● Relación D:S;
● Rango de ajuste de emisividad;
● Tiempo de respuesta;
● Sistema de puntero láser;
● Funciones Data Hold, MAX/MIN y alarmas de alta/baja temperatura;
● Necesidad de registro de datos o comunicación con PC.
FAQ
¿Qué valor de emisividad fija se utiliza habitualmente?
Muchos termómetros infrarrojos de uso general utilizan ε=0,95. No obstante, el valor concreto depende del modelo y debe verificarse en sus especificaciones.
¿Se puede utilizar ε=0,95 para cualquier material?
No. Es adecuado para muchas superficies de alta emisividad, pero puede producir errores importantes en metales brillantes y otros materiales de baja emisividad.
¿Un rango de ajuste de emisividad más amplio siempre es mejor?
No necesariamente. Un rango amplio aumenta la flexibilidad, pero el resultado depende de seleccionar correctamente el valor correspondiente.
¿Hay que ajustar siempre la emisividad al medir acero inoxidable?
Para acero inoxidable desnudo o pulido es recomendable utilizar un instrumento con emisividad ajustable y tener en cuenta la radiación reflejada. Una superficie pintada u oxidada puede presentar una emisividad muy diferente.
¿Por qué un mismo material puede tener distintas emisividades?
Porque la emisividad depende no solo del material, sino también de la rugosidad superficial, la oxidación, los recubrimientos, el color, la contaminación, la temperatura y la longitud de onda de medición.
¿Se puede utilizar directamente un valor de emisividad encontrado en una tabla o en Internet?
Puede utilizarse como referencia inicial, pero no debe considerarse un valor absoluto. Para mediciones importantes es recomendable verificarlo con una medición por contacto o una temperatura de referencia conocida.
¿Puede un termómetro con emisividad fija medir metales?
Puede mostrar una lectura, pero en superficies metálicas de baja emisividad o muy reflectantes el valor puede diferir considerablemente de la temperatura real. Para seguimiento de tendencias conviene mantener constantes la posición, la distancia, el ángulo y el estado de la superficie.
¿La emisividad ajustable resuelve todos los problemas al medir metales?
No. Puede reducir errores debidos a una emisividad incorrecta, pero no elimina por completo la influencia de la radiación reflejada, un área de medición demasiado grande, el ángulo de medición o los cambios en el estado superficial.
Conclusión
La diferencia fundamental entre un termómetro infrarrojo con emisividad fija y uno con emisividad ajustable es la posibilidad de adaptar el valor ε a las propiedades radiativas de la superficie medida.
Para pinturas, caucho, plásticos, madera, materiales de construcción, inspecciones rutinarias, mantenimiento HVAC y controles rápidos de temperatura, un valor fijo como ε=0,95 suele ser suficiente y ofrece un manejo más sencillo.
Cuando la aplicación incluye acero inoxidable, aluminio, cobre u otros metales, o cuando deben medirse distintos tipos de superficie, la emisividad ajustable proporciona una mayor flexibilidad y resulta más adecuada para mantenimiento industrial, control de calidad, I+D y mediciones profesionales de temperatura.
Sin embargo, la emisividad no es el único factor que determina la precisión. La relación D:S, la distancia de medición, el tamaño del objetivo, el estado de la superficie, la radiación reflejada y una técnica de medición correcta son igualmente importantes.
Por ello, la selección debe comenzar por identificar los principales materiales y las condiciones reales de uso y, a partir de ahí, determinar si el ajuste de emisividad es realmente necesario.
