La radiación infrarroja, también llamada luz infrarroja y frecuentemente abreviada con las siglas IR, del inglés Infrared Radiation, es uno de los tipos de radiación que existen dentro del espectro electromagnético.
Como toda radiación, la radiación infrarroja transporta energía radiante y se comporta tanto como onda electromagnética como partícula (fotones).
La longitud de onda de la radiación infrarroja ocupa el rango que va desde los 700 nm (frecuencia de 430 THz) hasta 1 mm (300 GHz).
Se sitúa justo encima de la luz visible (400 – 700 nm), por lo que es invisible al ojo humano por definición. No obstante, radiación infrarroja de hasta 1050 nm puede ser detectada por el ojo humano bajo condiciones muy concretas.
A partir del límite superior de la radiación infrarroja (1 mm) comienzan las microondas.
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Regiones del infrarrojo
La radiación infrarroja abarca el rango de longitudes de onda 700 nm – 1 mm, pero se suele dividir en regiones más pequeñas para su estudio y aplicaciones.
Existen múltiples subdivisiones del infrarrojo, generalmente con tres regiones principales: infrarrojo cercano, infrarrojo medio e infrarrojo lejano.
Los límites de cada una de estas regiones pueden variar según diferentes fuentes y organismos de estandarización.
Regiones del infrarrojo frecuentemente utilizadas
- Infrarrojo cercano (NIR, IR-A DIN): 0.75–1.4 µm
- Infrarrojo de onda corta (SWIR, IR-B DIN): 1.4–3 µm
- Infrarrojo de onda media (MWIR, IR-C DIN, MidIR, IIR): 3–8 µm
- Infrarrojo de onda larga (LWIR, IR-C DIN): 8–15 µm
- Infrarrojo lejano (FIR): 15–1000 µm
Regiones del infrarrojo según la norma ISO 20473
- Infrarrojo cercano (NIR): 0.78–3 µm
- Infrarrojo medio (MIR): 3–50 µm
- Infrarrojo lejano (FIR): 50–1000 µm
Regiones del infrarrojo CIE (International Commission on Illumination)
- IR-A: 700 nm–1400 nm (0.7 µm–1.4 µm)
- IR-B: 1400 nm–3000 nm (1.4 µm–3 µm)
- IR-C: 3000 nm–1 mm (3 µm–1000 µm)
Divisiones típicas en astronomía
- Infrarrojo cercano (NIR): (0.7–1) hasta 5 µm
- Infrarrojo medio (MIR): 5 hasta (25–40) µm
- Infrarrojo lejano (FIR): (25–40) hasta (50–1000) µm
Estas divisiones del infrarrojo utilizadas en astronomía varían según la publicación que se consulte, aunque lo más común en astronomía es asignar letras mayúsculas a diferentes rangos del espectro electromagnético según el filtro utilizado para la observación y medición.
Las letras I, J, H y K cubren la mayor parte del infrarrojo cercano, mientras que L, M, N y Q cubren la mayor parte del infrarrojo medio.
Radiación infrarroja y calor
La radiación infrarroja fue descubierta en 1800 por el astrónomo William Herschel, tras detectar un tipo de radiación invisible de menor energía que la luz roja a través de sus efectos sobre un termómetro.
Posteriormente se descubrió que la mayoría de radiación térmica emitida por objetos con una temperatura cercana a la temperatura ambiente es radiación infrarroja, por lo que la radiación infrarroja se identifica comúnmente como «radiación térmica«.
La radiación infrarroja es emitida o absorbida por las moléculas junto a cambio en sus movimientos vibracionales y rotacionales, lo que se traduce en cambios de temperatura, si bien este efecto lo puede tener radiación de cualquier longitud de onda.
La radiación infrarroja supone hasta el 49% de la radiación solar. El resto de la radiación solar es luz visible y una pequeña fracción es radiación ultravioleta.
A pesar de esta clara relación con el calor que recibimos del Sol, es importante tener claro que la radiación térmica se puede producir a cualquier longitud de onda. Por ejemplo, un objeto incandescente emite radiación en el rango de la luz visible.
Aplicaciones
La radiación infrarroja tiene múltiples y variadas aplicaciones a nivel industrial, científico, médico, militar y doméstico. Algunas de estas aplicaciones las resumimos en la siguiente lista:
- Visión nocturna: la radiación infrarroja es utilizada por dispositivos de visión nocturna, detectando los fotones de la luz ambiente y transformándolos en señales eléctricas amplificadas.
- Termografía: permite determinar la temperatura de objetos a distancia.
- Imagen hiperespectral: es una imagen en la que cada pixel contiene un espectro continuo en un rango espectral amplio.
- Calentamiento: la radiación infrarroja se puede utilizar como una fuente de calor, por ejemplo para eliminar hielo de las alas de aviones, en saunas infrarrojas, para cocinar y calentar alimentos o en numerosas aplicaciones industriales.
- Comunicaciones: la transmisión de datos en el infrarrojo ha sido muy utilizada en conexiones entre ordenadores y periféricos, en mandos a distancia y controles remoto. Los láseres infrarrojos también se utilizan en sistemas de comunicación por fibra óptica.
- Espectroscopía: la espectroscopía vibracional infrarroja es una técnica que permite la identificación de moléculas mediante el análisis de los enlaces atómicos y su vibración. Es utilizada sobre todo para el estudio de moléculas orgánicas.
- Meteorología y climatología: los satélites meteorológicos son capaces de producir imágenes térmicas e infrarrojas cuyo estudio permite deducir el tamaño y tipo de las nubes, calcular la temperatura del agua superficial oceánica, entre otros, lo que permite realizar predicciones meteorológicas.
- Astronomía: el estudio del espacio con telescopios infrarrojos permite observar el interior de nubes de gas y polvo, que suelen estar frías y oscuras, al observar el calor irradiado por las estrellas del interior. La astronomía infrarroja también permite observar objetos muy desplazados al rojo cuya formación se remonta a los inicios del propio Universo.
- Análisis y conservación de obras de arte:la reflectografía infrarroja es una técnica que se aplica a pinturas para visualizar capas inferiores, por ejemplo los dibujos que los pintores realizaron como guía para la pintura.
- Fotobiomodulación: la radiación en el infrarrojo cercano es utilizada para tratar úlceras bucales inducidas por quimioterapia y para promover la cicatrización de heridas. Entre los posibles mecanismos está la activación de la enzima citocromo C oxidasa.
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