Feliz cumpleaños, infrarrojos

Source: The Conversation – (in Spanish) – By Antonio Manuel Peña García, Catedrático del Área de Ingeniería Eléctrica, Universidad de Granada

Luz y calor son fenómenos relacionados, aunque sus efectos sobre nosotros puedan ser muy diferentes. Ambos son energía en tránsito, pero el principal efecto de la luz es provocar una reacción en nuestra retina que desemboca en la sensación visual, mientras que el calor fluye de un sistema a otro y, con frecuencia, lo asociamos a una diferencia de temperatura. La primera es una radiación electromagnética, como las microondas con las que calentamos los alimentos. La segunda también puede serlo, aunque no siempre. El nexo entre ambos conceptos, como en tantas ocasiones, vino… de las estrellas.

Del cielo a la mesa

Enumerar las contribuciones del gran astrónomo anglo-alemán William Herschel a la astronomía no es tarea precisamente fácil. Acompañado de su hermana Caroline, Herschel escudriñó los cielos durante décadas con los telescopios que él mismo construía, descubriendo miles de objetos celestes, entre los que destaca el planeta Urano.

Pero hoy no hablaremos de su pericia observando los espacios siderales, sino del día en que midió donde no debía.

El siglo XVIII tocaba a su fin cuando Herschel comenzó a preguntarse por el calor que transporta la luz solar. Para ello, diseñó un experimento en el usaba un prisma para descomponerla, con la intención de medir la temperatura asociada a cada color con termómetros de mercurio.

Dicho y hecho, el 11 de febrero de 1800, hace hoy 226 años, llevaba a cabo las medidas cuando de manera accidental para unos y completamente intencionada para otros, dejó un termómetro más allá del extremo rojo del arcoíris que se había formado sobre su mesa. Lo que ocurrió revolucionó la física y la tecnología desde todas las perspectivas imaginables. Y no era para menos, porque en esa zona sin luz ni color, Herschel observó que la temperara del termómetro subía de manera inexplicable.

¿Cómo podía subir el mercurio sin ninguna luz que lo calentase? Esa subida es lo que, en ciencia, se llama “cambio”. Y nosotros sabemos que la energía es la posibilidad de producir cambios. Herschel también lo sabía: debía estar llegando una radiación solar invisible capad de transportar energía en forma de calor. Así que la bautizó con un nombre poco original: rayos calóricos.

Luz invisible para ver lo que no vemos

Pasados los años y dado que esta misteriosa radiación se situaba por debajo del rojo en el espectro solar, pasó a denominarse “infrarrojo”. Sigue sin ser muy original, pero lo perdonamos por las maravillas que nos enseña gracias a sus peculiares propiedades físicas.

Por ejemplo, todos los cuerpos emiten radiación debido a su temperatura y, en el rango del mundo en que nos movemos, la mayor parte es infrarroja. Es invisible porque no provoca en nuestra retina la reacción que desencadena el proceso visual.

Sin embargo, sabemos construir aparatos que lo detectan y lo “traducen” a luz visible, proporcionando esas bonitas termografías con las que nos divertimos en las exposiciones científicas y cuyas aplicaciones van desde la medicina a la astronomía.

Su papel en la atmósfera y otras aplicaciones

Otra peculiaridad del infrarrojo es que el CO₂ y el vapor de agua lo absorben. Cuando esto ocurre en la atmósfera, parte del infrarrojo que emite la Tierra es capturado por estos gases y radiado otra vez hacia abajo. Es el “efecto invernadero”, que aunque modera de forma natural la temperatura de nuestro planeta, también puede aumentarla en exceso si no controlamos la concentración de estas moléculas.

Al mismo tiempo, el hecho de que sea radiado por la Tierra durante la noche permite que la diferencia de temperatura a lo largo de un día sea tolerable

Además, en astronomía, las imágenes infrarrojas del universo nos informan sobre procesos atómicos que tienen lugares a millones de años luz. Y también es ampliamente utilizado en comunicaciones.

Por otro lado, el hecho de que los circuitos eléctricos emitan infrarrojo al calentarse, requiere que los aparatos basados en esa tecnología incorporen sofisticados sistemas de enfriamiento pues de lo contrario su propio infrarrojo interferiría con el que quieren detectar o utilizar. Por cierto, menudos momentos de gloria han dado al cine los sistemas de enfriamiento con nitrógeno líquido, pero ésa es otra historia.

Hoy conmemoramos el día en que aprendimos que existía una radiación maravillosa que acompaña a la luz en su viaje desde el Sol. Una radiación que nos calienta y que, a su vez, emiten nuestros cuerpos. Nos muestra lo que nuestros ojos no pueden ver, la usamos para detectar enfermedades o para comunicarnos, entre otras cosas, y se descubrió… dejando un termómetro encima de una mesa.

Antonio Manuel Peña García no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.

– ref. Feliz cumpleaños, infrarrojos – https://theconversation.com/feliz-cumpleanos-infrarrojos-275481