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. CUERPO A CUERPO B CALOR Mayor temperatura Menor temperatura 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 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 StefanBoltzmann. 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. ONDAS MICROONDAS DE RADIO MAYOR LONGITUD DE ONDA MENOR ENERGÍA Un poco de historia… IR VISIBLE UV RAYOS X GAMMA RAYOS MENOR LONGITUD DE ONDA MAYOR 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. ONDAS MICROONDAS DE RADIO IR VISIBLE UV RAYOS MENOR LONGITUD DE ONDA MAYOR ENERGÍA MAYOR LONGITUD DE ONDA MENOR ENERGÍA IR LEJANO RAYOS X GAMMA IR MEDIO IR CERCANO 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 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 StefanBoltzmann. 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% IR LEJANO de agua y el agua absorbe mucho mejor 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 farinfrared 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. 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