TECNOLOGÍA INFRARROJA

Calor vs.Temperatura

El Universo está hecho de materia y energía. La materia está compuesta de átomos y

moléculas (que son grupos de átomos) y la energía hace que estos átomos y moléculas

estén en constante movimiento: rotando alrededor de sí mismas, vibrando o chocando

unas con otras. Este movimiento de los átomos y moléculas en un cuerpo está relacionado

con su energía interna.

La temperatura es una medida de la energía interna que tiene un cuerpo: cuanta más

energía tenga, mayor será su temperatura.

Y esta energía puede transferirse desde un cuerpo que se encuentra a mayor temperatura

hasta otro de menor temperatura.Nos referimos al calor como a esa energía que

intercambian los cuerpos. Así, por ejemplo si sostenemos una taza caliente, habrá una

transferencia de energía de la taza a nuestra mano, la cual se calentará. Pero si en la mano

sostenemos un cubito de hielo, será la mano la que ceda energía al cubo y lo derretirá.

Además, la energía puede presentarse de diferentes maneras y puede cambiar de una

forma a otra. Por ejemplo, hay reacciones químicas que liberan calor, la electricidad

circulando por una resistencia la calienta, una pelota al chocar contra el suelo transforma

CUERPO A

Mayor

temperatura

CUERPO B

Menor temperatura

CALOR

su energía mecánica en calor al deformarse e incluso nuestro cuerpo es capaz de

transformar la energía química de los alimentos en calor.

Transmisión de Calor

Existen tres formas básicas de transmisión de calor.

La conducción ocurre directamente cuando entran en

contacto dos objetos que se encuentran a diferentes

temperaturas. Por ejemplo, cuando la cucharita que

usamos para revolver el té se calienta luego de estar en

contacto con la infusión. Hay buenos conductores del calor

como los metales y malos conductores (o aislantes) como el aire, la madera y el corcho.

En la convección interviene un fluido (que puede ser un gas o líquido). Aquí, la

transferencia de energía ocurre a través del movimientode materia. Es lo

que ocurre, por ejemplo, cuando calentamos el aire dentro de un globo

aerostático para que comience a ascender. La mayoría de los sistemas de

calefacción funcionan así porque calientan directamente el aire en la

habitación, este aire caliente asciende y el aire frío desciende logrando,

de esa forma, la circulación.

La tercera forma de transmisión de calor no requiere el contacto directo entre los cuerpos

y tampoco involucra fluidos intermedios que transporten el calor. El mejor ejemplo es el

Sol, la mayor fuente de calor de nuestro planeta.

Vemos que por un lado, claramente no está en

contacto con la Tierra con lo cual no puede ocurrir

conducción; por el otro, no hay un gas o líquido entre ellos y, por lo tanto, tampoco puede

ser convección. El Sol calienta a la Tierra por radiación. Esta transferencia de energía

ocurre en forma de ondas que pueden propagarse por la materia y por el vacío.

Sistemas convencionales vs. Paneles ECOSOL

La mayoría de los sistemas de calefacción como caloventores y radiadores

de aceite funcionan por convección (natural o forzada): calientan

directamente el aire en la habitación y este aire es el que circula. En estos

casos, la generación de calor se debe a un fenómeno llamado Efecto Joule

en el que se produce energía calórica cuando por un conductor circula

corriente eléctrica. Estos sistemas tardan en calentar el ambiente, lo cual

conlleva un notable gasto energético, y pueden llegar a ser muy ruidosos.

El sistema de calefacción ECOSOL solo usa la convección en un 15% ya que el restante 85%

del calor emitido es calor por radiación.¿Cómo es esto?

Ya mencionamos que el calor puede viajar en forma de radiación dentro de un medio

material o en el vacío porque no necesita materia para desplazarse.Todos los cuerpos

emiten energía radiante en función de su temperatura: las personas, los objetos fríos

como un cubito de hielo, los calientes como un metal al rojo vivo, las plantas, los animales,

etc. La intensidad de la energía que elcuerpo irradia depende básicamente de su

temperatura (absoluta). En especial, la radiación de energía en forma de calor está

descripta por la Ley de Stefan-Boltzmann:

Q/T = .. A . T4

donde T es la temperatura en escala absoluta del cuerpo que irradia

es la constante de Boltzmann (5,67 x 10-8 W/m2 K4)

es el factor deemisividad del cuerpo y es un número (sin unidades) que tiene

valores entre 0 y 1. Indica si un cuerpo es más opaco o más reflectante a la

radiación. Por ejemplo, la emisividad de un espejo vale 0 (refleja toda la radiación)

y la del cuerpo negro vale 1 (absorbe toda la radiación). La emisividad de la piel

humana tiene un valor muy cercano a 1

A es el área del cuerpo expuesta a irradiar o a recibir radiación

Como vemos en la ecuación, la radiación es muy dependiente de la temperatura del

cuerpo: a mayor temperatura, mucha mayor irradiación.

Los paneles ECOSOL aprovechan las propiedades radiantes de sus

materiales. El panel se calienta a través de energía eléctrica por

Efecto Joule. Pero esta energía calórica no

buscacalefaccionar el aire de la habitación

como en el caso de los calefactores

convencionalessino que eleva la temperatura de la placa para que

genere suficiente calor por radiación según la ley de Stefan-

Boltzmann.

Pero ¿qué es exactamente esta radiación?

Radiación electromagnética

Muchas veces cuando nos hablan de radiación, pensamos inmediatamente en algo

relacionado con una planta nuclear o en los rayos ultravioletas que provienen del Sol.

Pero, en realidad, la radiación es mucho más que eso.En términos generales, es una forma

en la que la energía se propaga de un lugar a otro a través del vacío o de un material.

Por ejemplo, si alguna vez jugaron a tirar piedritas al agua

habrán notado que la energía liberada irradia en ondas

circulares. La energía del sonido se irradia desde un instrumento musical al oído de un

oyente; la luz y el calor irradian desde el Sol a la Tierra. En todos estos casos, la radiación

consiste en ondas: ondas de agua, de sonido, luz, y calor. Pero también puede ocurren por

el movimiento de pequeñas partículas.

Entonces podemos decir que…

RADIACIÓN

Propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o

partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material.

Cada radiación está caracterizada por su energía, la cual depende inversamente de su

longitud de onda. Así, las radiaciones de mayor longitud de onda (por ejemplo las ondas

de radio) son las de menor energía y las de menor longitud de onda (como los rayos X o

gamma) son los de mayor energía.El horno microondas de nuestra cocina, el equipo

radiográfico en un hospital y la radio que nos permite escuchar nuestro programa favorito

son todos aparatos que funcionan emitiendo o recibiendo distintos tipos de radiación.

La radiación infrarroja (IR) es uno de estos distintos tipos de radiación. Sus longitudes de

onda son mayores que las de la luz visible y, por lo tanto, su energía es menor.

Un poco de historia…

MENOR LONGITUD DE ONDA

MAYOR ENERGÍA

ONDAS MICROONDAS IR VISIBLE UV RAYOS X RAYOS DE RADIO GAMMA

MAYOR LONGITUD DE ONDA

MENOR ENERGÍA

El descubrimiento de los rayos infrarrojos se le atribuye al astrónomo

británico Sir William Herschel (también descubridor del planeta Urano)

quien había notado que cuando usaba filtros para observar el Sol a través

de su telescopio, dependiendo del color del filtro la cantidad de calor

transmitida cambiaba. Se le ocurrió, entonces, que los colores en sí podrían filtrar distintas

cantidades de calor y diseñó un experimento para comprobar su hipótesis. En el año 1800

construyó un instrumento llamado espectrómetro para medir la

magnitud de la energía radiante en diferentes longitudes de

onda. Este instrumento estaba compuesto de tres piezas: un

prisma, capaz de dispersar la luz del sol en los colores que la

componen (el “arcoíris”), un pequeño panel de cartón con una

ranura lo suficientemente anchacomo para que sólo uno de los

colores pudiera pasar a través de él y tres termómetros de mercurio. Herschel midió la

temperatura de cada color y descubrió que aumentaba al ir del violeta al rojo. Para saciar

su curiosidad, el astrónomo decidió ir un poco más allá y medir la temperatura en una

zona ubicada a continuación de la luz roja del espectro. Sorprendentemente, descubrió

que esta región (que no era visible) tenía la mayor temperatura. Esta región él la llamó “de

rayos caloríficos” y más adelante, fue denominada“de rayos o radiación infrarroja”

(dondeinfra significa debajo, por estar en una zona de menor energía que el color rojo del

espectro visible).

Pese a haber sido descubiertos en 1800, el aprovechamiento de los rayos infrarrojos como

fuente de calor recién comenzó a extenderse durante la Segunda Guerra Mundial donde

sus principales aplicaciones se encontraban en los campos de acabado de metales,

particularmente en el curado y secado de las pinturas y lacas de equipos militares.

Hoy en día, la tecnología infrarroja tiene muchas aplicaciones interesantes y útiles en los

campos de la astronomía, medicina, fotografía, satélites y seguridad.

Radiación Infrarroja Lejana

Como vimos, entonces, la zona infrarroja comienza justo por debajo del color rojo del

espectro visible y puede dividirse en tres regiones: infrarrojo cercano, medio y lejano. La

luz infrarroja lejana es principalmente radiación térmica, es decir, una medida de la

temperatura. Por eso, pese a que no somos capaces de detectarla con nuestros ojos, sí

podemos sentirla. En otras palabras, ¡experimentamos este tipo de radiación infrarroja

todos los días en forma de calor! El calor que percibimos de la luz del sol, un incendio, un

radiador o una vereda caliente es infrarrojo.

Las ondas de infrarrojo cercano, más cortas,son las utilizadas, por ejemplo, por el control

remoto del televisor.

Todos los objetos que nos rodean cotidianamente emiten radiación infrarroja en todas

direcciones. Incluso aquellos que nos parecen fríos, como la nieve o los cubitos de hielo. A

MENOR LONGITUD DE ONDA

MAYOR ENERGÍA

ONDAS MICROONDAS IR VISIBLE UV RAYOS X RAYOS DE RADIO GAMMA

MAYOR LONGITUD DE ONDA

MENOR ENERGÍA

IR

LEJANO

IR

MEDIO

IR

CERCANO

esto se lo llama calor o energía radiante. Como ya hemos visto, cuanto mayor sea la

temperatura de un cuerpo, mayor será su energía radiante.

¿Por qué elegir paneles ECOSOL?

Como ya mencionamos, los panelesECOSOLse calientan a través de energía eléctrica por

Efecto Jouley luego emiten un 85% de sucalor porradiaciónsegún la ley de Stefan-

Boltzmann. De esta forma, independientemente de las corrientes de aire, calientan

directamente los objetos (muebles, paredes) y seres vivos que se encuentran en una

habitación sin que ocurran procesos de combustión que consumen oxígeno y sin la

necesidad de calentar todo el volumen de aire de la habitación lo cual redunda en

unconsumo más económico y eficiente.A su vez, todos ellos devuelven calor al aire del

ambiente originándose una ligera corriente de convección que contribuye a mantener una

temperatura constante en la habitación.

RAYOS QUE NO SE VEN… CALOR QUE SE SIENTE…

Este menor movimiento de aire produce, a su vez, unmenor transporte de

alérgenos como los ácaros del polvo, el polen, moho y pelos de mascotas que

año a año hacen sufrir alergias a millones de personas.

Pero esto no termina aquí ya que los paneles ECOSOL emiten rayos infrarrojos lejanos.

Esto presenta una ventaja frente a los típicos sistemas considerados “radiantes” como la

calefacción por lámparas halógenas de tungsteno o el cuarzo que emiten principalmente

rayos infrarrojos cercanos o medios.

¿Cuál es la ventaja? El contenido de

nuestra piel es aproximadamente 65-70%

de agua y el agua absorbe mucho mejor IR

LEJANO

Imagen: http://www.herschel-infrared.com

las longitudes de onda que corresponden al infrarrojo lejano. Esta radiación infrarroja

hace vibrar a las moléculas de agua y aumenta su energía interna. Cuanta más energía

tenga un cuerpo, mayor será su temperatura. Por otra parte, la piel refleja en gran medida

las ondas infrarrojas cercanas y, por lo tanto, no las absorbe efectivamente.

Así, los rayos infrarrojo lejanos que emiten los paneles ECOSOL calientan directa,

confortable y eficientemente a las personas, mascotas, objetos y paredes de la habitación,

diferenciándose de los restantes productos del mercado.

Tecnología Infrarroja

La radiación IR es una forma de calentamiento superficial ya que se absorbe en la

superficie más próxima de la piel (hasta 4 cm). De hecho, los rayos infrarrojos lejanos, al

ser los de menor energía, penetran menos y se absorben casi por completo en la primera

décima parte de milímetro (0,1 mm de profundidad). Este calor superficial tiene diferentes

efectos sobre el organismo. Algunos coinciden con los de

otras formas de calor superficial, con la diferencia de que,

en este caso, se trata de una aplicación seca y sin contacto.

En la actualidad, muchas nuevas tecnologías aplican rayos

infrarrojos lejanos (producidos por lámparas o cerámicas radiantes) en medicina,

kinesiología y tratamientos de rehabilitación física. Numerosos estudios indican sus

potenciales y múltiples efectos fisiológicos. Entre ellos, el aumento de temperatura en la

piel que causa la dilatación de los vasos sanguíneos y permite un mayor flujo de sangre (lo

cual podría ser beneficioso para personas hipertensas), el aumento de la irrigación y calor

en los músculos que los relaja y descontractura, efectos antinflamatorios y antioxidantes.

Estas terapias han sido utilizadas en pacientes con artritis, fatiga crónica, problemas

cardíacos, colesterol elevado y también en deportistas.

En resumen…

Los paneles ECOSOL traen a su hogar la novedosa

tecnología infrarroja que permite calefaccionar los

ambientes de forma más rápida y eficiente, con un

mayor rendimiento. De esta forma podrá ahorrar hasta

un 50% en los costos de consumo eléctrico. Son

versátiles, fáciles de instalar y le proporcionarán un

ambiente confortable.

La calefacción por paneles ECOSOL no daña la piel, no perjudica el medio ambiente, no

consume oxígeno y su consumo es el más económico de todos los productos del mercado.

Son calefactores seguros y disminuyen el transporte de alérgenos en el ambiente.

Pero eso no es todo. Pensando constantemente en sus necesidades, desde ECOSOL

buscamos perfeccionarnos día a para acercarles los mejores productos. El Panel Calefactor

ECOSOL de la nueva línea Qudrans 2015 NanoSilver + Turmalina no sólo le acerca las

ventajas de la calefacción por tecnología infrarroja sino que

también aprovecha las propiedades de la plata y la turmalina.

Referencias

1. F. Vatansever, M.R. Hamblin, Far infrared radiation (FIR): its biological effects and

medical applications, Photonics Lasers Med., 2012, 4, 255–266.

2. T.K. Leung, C.M. Lee, S.Y. Tsai, Y.C. Chen, J.S. Chao, A pilot study of ceramic powder far-

infrared ray irradiation (cFIR) on physiology: observation of cell cultures and amphibian

skeletal muscle, Chin J Physiol,2011, 54(4), 247 – 54.

3. T.K. Leung, Y.S. Lin, C.M. Lee, Y.C. Chen, H.F. Shang, S.Y. Hsiao, H.T. Chang, J.S. Chao,

Direct and indirect effects of ceramic far infrared radiation on the hydrogen peroxide-

scavenging capacity and on murine macrophages under oxidative stress, J. Med. Biol.

Eng., 2011, 31(5), 345 – 51.

4. T.K. Leung, C.F. Chan, P.S. Lai, C.H. Yang, C.Y. Hsu, Y.S. Lin, Inhibitory effects of far-

infrared irradiation generated by ceramic material on murine melanoma cell growth,

Int. J. Photoener., 2012, doi:10.1155/2012/646845.

5. T.K. Leung, H.F. Shang, D.C. Chen, J.Y. Chen, T.M. Chang, S.Y. Hsiao, C.K. Ho, Y.S. Lin,

Effects of far infrared rays on hydrogen peroxide-scavenging capacity, Biomed Eng.

Appl. Basis. Commun.,2011, 23(2), 99 – 105.

6. T.K. Leung, C.H. Chen, C.H. Lai, C.M. Lee, C.C. Chen, J.C. Yang, K.C. Chen, J.S. Chao, Bone

and joint protection ability of ceramic material with biological effects, Chin. J. Physiol.,

2012, 55(1), 47 – 54.

7. T.K. Leung, C.M. Lee, C.H. Wu, J.F. Chiou, P.J. Huang, L.K. Shen, C.S. Hung, Y.S. Ho, H.J.

Wang, C.H. Kung, Y.H. Lin, H.M. Yeh, W.T. Hsiao, Protective effect of non-ionized

radiation from far infrared ray emitting ceramic material (cFIR) against oxidative stress

on human breast epithelial cells, J. Med. Biol. Eng., 2012, doi: 10.5405/jmbe.1133.

8. C.Y. Huang, R.S. Yang, T.S. Kuo, K.H. Hsu, Phantom limb pain treated by far infrared ray,

ConfProc IEEE Eng. Med. Biol. Soc., 2009, 1589-91.

9. F. SendraPortelo, M. Martinez Morrillo, Radiación Infrarroja, Red de Salud de Cuba

(http://www.sld.cu/).

10. A. Masudaa, T. Kiharab, T. Fukudomeb, T. Shinsatob, S. Minagoeb, C. Teib, The effects

of repeated thermal therapy for two patients with chronic fatigue syndrome., J.

Psychosom. Res., 2005, 58(4), 383-7.

11. C.C. Lin, C.F. Chang, M.Y. Lai, T.W. Chen, P.C. Lee, W.C. Yang, Far-infrared therapy: a

novel treatment to improve access blood flow and unassisted patency of arteriovenous

fistula in hemodialysis patients, .J Am. Soc. Nephrol., 2007, 18(3), 985-92.

12. F.G. Oosterveld, J.J. Rasker, M. Floors, R. Landkroon, B. van Rennes, J. Zwijnenberg,

M.A. van de Laar, G.J. Koel, Infrared sauna in patients with rheumatoid arthritis and

ankylosing spondylitis. A pilot study showing good tolerance, short-term improvement

of pain and stiffness, and a trend towards long-term beneficial effects,

ClinRheumatol,.2009, 28(1), 29-34.

13. T. Kihara, S. Biro, M. Imamura, S. Yoshifuku, K. Takasaki, Y. Ikeda, Y. Otuji, S. Minagoe,

Y. Toyama, C. Tei, Repeated sauna treatment improves vascular endothelial and cardiac

function in patients with chronic heart failure, J. Am. Coll. Cardiol.,2002, 39(5), 754-9.

14. S. Cho, M.H. Shin, Y.K. Kim, J. Seo, Y.MLee, C. Park and J.H. Chung, Effects of Infrared

Radiation and Heat on Human Skin Aging in vivo, J. Invest. Derm. Symp. Proc.,2009, 14,

15 – 19.