304984931 curso termografia

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TERMOGRAFÍA 
NIVEL I 
Diagnóstico Básico de Fallas 
en Equipos Industriales 
Mediante Técnicas de 
Termografía 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relator: Jorge Marín Castillo 
 
Dirección Curso: Darío Urzúa #1553, Providencia – Santiago · Teléfono: [+56 2] 2584 7110 · cursos@itecpro.cl 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Metodología. 
 
TEORICA: DIÁLOGOS EXPOSITIVOS, INTERACTIVOS Y AUDIOVISUALES PRACTICA EN TERRENO 
Objetivos Específicos y Contenidos. 
1. INTRODUCCIÓN A LA TERMOGRAFÍA INFRARROJA ........................................................................ 4 
1.1. Mantenimiento Correctivo: ................................................................................................... 4 
1.2. Mantenimiento Preventivo: ................................................................................................... 5 
1.3. Mantenimiento según condición: ............................................................................................. 5 
2. DIFERENCIAR ENTRE LOS CONCEPTOS DE TEMPERATURA Y CALOR EN EL ÁMBITO DE LOS EQUIPOS 
INDUSTRIALES. .......................................................................................................................... 6 
2.1. Teoría y principios de temperatura y calor. ............................................................................... 8 
2.2. Calor y escalas de medición. ................................................................................................. 9 
2.3. Temperatura y escalas de medición. ........................................................................................ 9 
3. DISTINGUIR LOS MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN LOS EQUIPOS INDUSTRIALES. ............ 11 
3.1. Fundamentos de temperatura y transferencia de calor. .............................................................. 11 
3.2. Transferencia por convección. ............................................................................................. 13 
3.3. Transferencia por conducción. ............................................................................................. 14 
3.4. Transferencia por radiación. ............................................................................................... 15 
4. RECONOCER EL RANGO DE LA RADIACIÓN INFRARROJA EN EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO. ............ 17 
4.1. Ondas. .......................................................................................................................... 17 
4.2. Longitudes de onda. .......................................................................................................... 19 
4.3. Definición del espectro electromagnético. .............................................................................. 19 
4.4. Rango visible en el espectro electromagnético ......................................................................... 21 
4.5. Rango infrarrojo en el espectro electromagnético ..................................................................... 23 
5. IDENTIFICAR LAS FUENTES DE flujo de calor por radiación CAPTADAS POR LAS CáMARAS INFRARROJAS. 24 
5.1. Fuentes de energía reflejada, transmitida y emitida en un cuerpo. ................................................ 24 
5.2. Reflexión desde superficies especulares y difusas. ..................................................................... 25 
5.3. Intercambio de calor. ........................................................................................................ 25 
5.4. Energía radiante emitida relacionada con la temperatura de la superficie del equipo a diagnosticar. ...... 26 
5.5. Efecto atmosférico en la energía por radiación. ........................................................................ 27 
6. CONOCER LOS PARÁMETROS QUE MEJORAN LA CALIDAD DE LA IMAGEN TERMOGRÁFICA PARA FACILITAR 
EL DIAGNÓSTICO DE FALLAS EN EQUIPOS INDUSTRIALES. .................................................................. 29 
6.1. La imagen térmica. ........................................................................................................... 29 
6.2. Principales funciones de las cámaras termográficas que mejoran la calidad de la imagen. .................... 29 
6.3. Efectos de la temperatura aparente y emisividad en la calidad de la imagen. ................................... 32 
6.4. Herramientas que entregan los software para revelar en mejor forma un diagnóstico. ......................... 34 
7. RECONOCER LOS FACTORES QUE INCIDEN EN UNA MEDICIÓN DE TEMPERATURA EN TERMOGRAFÍA ........ 35 
7.1. Ley de stefan – boltzman para cuerpos negros y cuerpos reales. .................................................... 35 
7.2. Radiación saliente ............................................................................................................ 36 
7.3. Factor 1: la temperatura, una medición indirecta ..................................................................... 39 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7.4. Factor 2: cámara termográfica descalibrada. ........................................................................... 39 
7.5. Descripción de un certificado de calibración ............................................................................ 40 
7.6. Método de verificación de calibración. ................................................................................... 40 
8. IDENTIFICAR LAS APLICACIONES DE LA TERMOGRAFÍA INFRARROJA PARA EL DIAGNÓSTICO DE FALLAS EN 
EQUIPOS INDUSTRIALES. ............................................................................................................ 40 
8.1. Definición de termografía infrarroja. ..................................................................................... 40 
8.2. Importancia del diagnóstico mediante la termografía infrarroja ................................................... 41 
8.3. Tipos de diagnósticos de fallas por termografía en equipos industriales: en instalaciones mecánicas, 
eléctricas, tuberías, refractarios y detección de niveles de depósitos. .................................................... 42 
Fallas industriales detectables por termografía: ............................................................................... 43 
8.4. Análisis de casos de diagnósticos por termografía. ..................................................................... 53 
8.5. Niveles de criticidad de las fallas diagnosticadas. ...................................................................... 55 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FUNDAMENTOS DE LA TERMOGRAFÍA INFRARROJA. 
1. INTRODUCCIÓN A LA TERMOGRAFÍA INFRARROJA 
 
La Termografía Infrarroja es una técnica que permite, a distancia y sin ningún contacto, medir y visualizar 
temperaturas de superficie con precisión. 
La física permite convertir las mediciones de la radiación infrarroja en medición de temperatura, esto se logra 
midiendo la radiación emitida en la porción infrarroja del espectro electromagnético desde la superficie del 
objeto, convirtiendo estas mediciones en señales eléctricas. 
 
Los ojos humanos no son sensibles a la radiación infrarroja emitida por un objeto, pero las cámaras termográficas, 
o de termovisión, son capaces de medir la energíacon sensores Infrarrojos, capacitados para "ver" en estas 
longitudes de onda. Esto nos permite medir la energía radiante emitida por objetos y, por consiguiente, 
determinar la temperatura de la superficie a distancia, en tiempo real (dependiendo del tipo de cámara 
infrarroja que se disponga) y sin contacto. 
 
La radiación infrarroja es la señal de entrada que la cámara termográfica necesita para generar una imagen de 
un espectro de colores, en el que cada uno de los colores, según una escala determinada, significa una 
temperatura distinta. 
 
Tipos de Mantenimiento: 
El mantenimiento se puede definir como el conjunto de actividades que se realizan a instalaciones y equipos con 
el fin de cuidar y restaurar hasta un nivel económico cada uno de los activos de una empresa. 
Existen diferentes tipos de mantenimiento: 
 
En la práctica, es posible agrupar en tres tipos los criterios o tipos de mantenimiento en la industria, estos son: 
 
 Correctivo 
 Preventivo 
 Predictivo 
1.1. Mantenimiento Correctivo: 
 
El mantenimiento correctivo es aquel que se aplica en máquinas que se utilizan hasta que fallan, máquinas en que 
la pérdida de producción no resulta de importancia y se puede disponer fácilmente de repuestos, sus valores (de 
las máquinas o sus repuestos) no son de alto costo y tienen generalmente un equipo en espera (Stand-By). Un 
ejemplo de este tipo de mantenimiento, es el que se aplica a las ampolletas de las casas. 
 
Los costos de implementación son bajos, prácticamente nulos, no se requiere personal dedicado para su 
administración ni equipamiento especial. 
 
Tiempo
Producción
Avería
 
Fig.- 1 Mantenimiento Correctivo 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.2. Mantenimiento Preventivo: 
 
El mantenimiento preventivos aquel que se efectúa entre intervalos de tiempo prefijados, por ejemplo cada 200 
hrs. de operación. Se aplica a equipos en que el costo de paralización y/o de falla son significativos. No interesa 
el estado de deterioro en que se encuentra el elemento sometido a este criterio de mantención, llegado el 
tiempo de cambio, este será sustituido. Un ejemplo tradicional de este tipo de mantenimiento, es el cambio de 
aceite o afinamiento en un automóvil (cada 10.000 km.). 
 
La implementación es de mayor costo que el correctivo, se requiere de personal con mayor grado de capacitación 
(para llevar estadísticas de cambio y de usabilidad del equipo sometido a este mantenimiento) y requiere 
equipamiento (por ejemplo: computador). 
 
 
Fig.- 2 Mantenimiento preventivo. 
1.3. Mantenimiento según condición: 
 
Mantenimiento predictivo o según condición considera el estado de la máquina según su condición real de 
funcionamiento, indicado por algún síntoma (vibraciones, temperatura, análisis de aceite, etc.). Se decide el 
momento de realizar el mantenimiento de acuerdo a su condición real. Si el equipo u órgano (rodamiento, 
engranaje, rotor, etc.) se encuentra en buen estado, este sigue operando, en caso contrario, se evalúa su estado 
y de acuerdo a este análisis se decide su mantención. 
 
Se aplica en equipos en que los costos por dejar de producir son altos. Con este criterio la disponibilidad aumenta 
al máximo. Se requiere para tales fines efectuar mediciones periódicas del estado del equipo. 
 
Un ejemplo tradicional de este tipo de mantenimiento, es el de los neumáticos de un automóvil. Ellos son 
cambiados de acuerdo al síntoma desgaste. En este caso, esperar la falla tiene un alto costo y cambiarlos, por 
ejemplo, cada 20.000 Km. de acuerdo a un programa preventivo, es no rentable e inseguro. Por una parte, existe 
la posibilidad de falla anticipada con respecto al tiempo estimado para el cambio, lo que ocasiona una falla no 
programada con altos costos y, por otra parte, al cambiarlos estando aún útiles, se pierde dinero equivalente al 
remanente de vida útil. 
 
La implementación del Mantenimiento Predictivo en comparación a los otros criterios es el de mayor valor. 
Requiere personal altamente entrenado y equipamiento de alto costo (medidor de vibraciones, laboratorios de 
aceite, etc.) 
 
 
Tiempo
Producción
Mantención
 
 
 
 
 
 
 
 
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Fig.- 3 Mantenimiento según condición. 
 
La complejidad de los equipo en las últimas dos décadas a llevado a cambios sorprendentes en los modelos de 
falla. Al modelo tradicional de falla (figura anterior) se suma cinco modelos de fallos de elementos eléctricos y 
mecánicos. 
 
En términos generales y por lo descrito anteriormente se puede concluir que ningún criterio es mejor que otro, 
cada uno tiene sus beneficios. Lo que es claro, que para cada equipo y las características de la empresa en 
donde está instalado, un criterio de mantención es el que entrega los mejores beneficios. 
 
El mantenimiento según condición una de las trabas es el cambio cultural en la organización para aplicarlo, debe 
difundirse por toda la estructura, desde los roles gerenciales hasta los operativos, involucrando los obreros de 
producción hasta quien maneja el equipo o que realiza el mantenimiento según condición que consiste 
prevalentemente en detectar señales débiles e inspección visual. Las actividades de inspección, que son la base 
del mantenimiento según condición, deben realizarse en un contexto de rigurosa planificación, evitando las 
improvisaciones y las sugerencias de la oferta tecnológica. Es fundamental la sistematización de los controles. El 
empleado de mantenimiento, como médico del equipo, necesita informaciones continuas, aunque solo provengan 
de controles visibles, cuya frecuencia es función de la tasa de falla y de la criticidad de la misma. 
El inspector es una figura profesional que debe tener competencia especializada y sistémica: 
• Especializada, relativa al conocimiento de los instrumentos de diagnostico utilizados y a la capacidad de 
evaluación sobre la confiabilidad y la interpretación de los datos obtenidos; 
• Sistémica, relativa al conocimiento del proceso y del equipo entendida en su unidad tecnológica y funcional. 
2. DIFERENCIAR ENTRE LOS CONCEPTOS DE TEMPERATURA Y CALOR EN EL ÁMBITO DE LOS EQUIPOS 
INDUSTRIALES. 
 
Frederick William Hershel (1800) se intereso en verificar cuanto calor pasaba por filtros de diferentes colores 
al ser observados al sol. Se dio cuenta que al pasar un termómetro por los diferentes colores del haz de luz 
descompuesto mediante un prisma, existían diferente nivel de calor, sorpresa fue cuando registro 
temperatura mas allá del rojo, fuera de la radiación visible, la temperatura es más elevada, descubrió 
también que esta radiación invisible se comporta de la misma manera desde el punto de vista de refracción, 
reflexión, absorción y transmisión que la luz visible. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Fig.- 4 Sir Frederick William Hershel, padre de la termografía. 
 
Era la primera vez que alguien demostraba que había una radiación invisible al ojo humano 
 
 
Fig.- 5 Ejemplo de imagen actual termografica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.1. Teoría y principios de temperaturay calor. 
 
Es importante no confundir temperatura con calor, pues aunque están relacionados, son conceptos muy distintos. 
 
 
 
Fig.- 6 ¿Temperatura o calor? 
 
El calor es una forma de energía que se transmite de un cuerpo a otro por radiación,conducción oConvección. 
 
La temperatura de un cuerpo se asocia al nivel de agitación de sus partículas. Es decir, un cuerpo tiene mayor 
temperatura cuando es mayor la velocidad con que se mueven sus partículas. A mayor agitación, provoca una 
mayor cantidad de choques entre las partículas y con mayor liberación de energía (calor). Del mismo modo, es 
mayor la cantidad de choques con las paredes del recipiente, de tal forma que al tocarlo percibimos “caliente”. 
 
 
Fig.- 7 ¿Temperatura o calor? 
 
En el caso de cuerpos sólidos, la temperatura sigue estando ligada al movimiento de sus partículas, sólo que en 
este caso el movimiento es más restringido. Al aumentar la temperatura de un sólido, aumenta la amplitud con 
que vibran u oscilan sus partículas, aumentando así su velocidad y su energía cinética. 
 
La temperatura de un cuerpo, indica el nivel de energía cinética promedio de las partículas de un cuerpo o 
porción de sustancia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.2. Calor y escalas de medición. 
Al observar los efectos de la temperatura al adicionar calor al agua, se definió empíricamenteuna magnitud 
llamada "calor específico" (Ce) : que corresponde al calor que necesita 1 g de agua para aumentar 1 grado su 
temperatura. 
 
En consecuencia, el calor específico del agua es 1 cal /g. grado. 
 
Caloría 
 
Se define la caloría a la cantidad de calor necesaria para que 1g de agua aumente 1º su temperatura desde 14,5 a 
15,5º 
 
Una vez demostrado que el calor es una forma de energía se determinó la equivalencia con otras unidades que 
surgieron del estudio de la energía mecánica. Se utiliza en el sistema internacional (S.I.) la unidad de trabajo y de 
energía el julio, donde una caloría equivale a 4,18 Julios. 
 
En el S.I. el Ce (agua)=4180 J/kg ºK. 
 
La cantidad de calor que puede acumular o perder una masa de agua depende, además de su calor específico, de 
la masa de la sustancia. El producto de la masa por el calor específico se llama "capacidad calorífica". 
Cuanta más capacidad calorífica tenga un cuerpo menos incrementará su temperatura para un mismo aporte de 
calor. 
 
El calor necesario para un mismo incremento de temperatura de una cierta sustancia depende de su masa: cuanta 
más masa, más calor se requiere. 
Uniendo todos los factores anteriores obtenemos la fórmula que nos da el calor cedido o absorbido (Q) por un 
cuerpo de masa (m), cuando varía su temperatura desde una temperatura inicial (TI) a una temperatura final 
(TF): 
 
Q=m cuerpo· Ce (cuerpo).( TF- TI) 
 
Para medirlo necesitamos conocer el comportamiento de la sustancia frente al calor, es decir su calor especifico 
(Ce), su masa y el indicativo de su nivel térmico (su temperatura) inicial y final, después de recibir o perder 
calor. 
2.3. Temperatura y escalas de medición. 
 
Escalas termométricas. 
 
Dentro de las diversas escalas que se han diseñado para medir la temperatura, revisaremos las dos más 
relevantes, es decir, la escala Celsius y la escala Kelvin. 
 
La escala Celsius, es una escala empírica basada en dos puntos. El punto que corresponde a la fusión del hielo o 
congelamiento del agua, se le asigna el valor 0°C, mientras que la temperatura correspondiente a la del agua en 
ebullición se le asigna el valor 100°C. Desde luego que ambas medidas se consideran en condiciones normales de 
presión atmosférica (a nivel del mar). 
La escala Celsius no tiene mayor sustento teórico, surge sólo de la observación y no supone límites ni para la 
temperatura más baja ni para la más alta. Por supuesto considera la existencia de valores de temperatura 
negativos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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De igual modo la escala Fahrenheit establece como las temperaturas de congelación y ebullición del agua, 32 °F 
y 212 °F 
 
La escala Kelvin, es una escala más bien teórica, que parte de un supuesto básico. Dicho supuesto consiste en 
que debe existir una temperatura mínima de acuerdo con la definición de temperatura, dado que la temperatura 
está asociada al movimiento de las partículas. Este punto de temperatura más baja, corresponde al cero absoluto, 
en el cual cesa todo movimiento de partículas. Kelvin, a través de suposiciones y aproximaciones teóricas llegó a 
establecer para ese valor una equivalencia en grados Celsius, que equivale a -273 °C (aproximadamente). La 
relación entre ambas escalas se ilustra de la siguiente manera: 
 
 
Donde: 
 
T (K): temperatura medida en Kelvin (K) 
t (ºC): temperatura medida en grados Celsius (ºC) 
 
Medición de la temperatura y Termómetros. Es fácil darse cuenta de que los cambios de temperatura producen 
en la materia diversos efectos. Entre los más notables están los cambios de volumen (en este caso hablamos de 
dilatación térmica), los de color y los cambios de estado (sólido, líquido y gaseoso); pero también se producen 
otros efectos menos evidentes, como el cambio en la conductividad eléctrica. Cualquier porción de materia es en 
este sentido un evaluador de temperatura o termómetro, y cualquier cambio que se produzca debido a una 
modificación de su temperatura nos informa de ella. Por ejemplo, los cambios de tamaño de una varilla metálica, 
de un vidrio o del propio aire, permiten medir la temperatura. Al material que se emplea para medir esta 
magnitud lo denominaremos material termométrico. Uno de los más conocidos y usados en los termómetros es el 
mercurio (Hg). 
 
Fig.- 8 Termometr 
De a Fórmula 
Fahrenheit Celsius 
 
Celsius Fahrenheit 
 
Fahrenheit Kelvin 
 
Kelvin Fahrenheit 
 
Tabla : conversión de unidades de temperaturas. 
 
 
CUADRO COMPARATIVO EN LAS DIFERENTES ESCALAS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. DISTINGUIR LOS MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN LOS EQUIPOS INDUSTRIALES. 
3.1. Fundamentos de temperatura y transferencia de calor. 
Los sistemas físicos que encontramos en la Naturaleza consisten en un agregado de un número muy grande de 
átomos. 
 
La materia está en uno de los tres estados: sólido, líquido o gas: En los sólidos, las posiciones relativas (distancia 
y orientación) de los átomos o moléculas son fijas. En los líquidos, las distancias entre las moléculas son fijas, 
pero su orientación relativa cambia continuamente. En los gases, las distancias entre moléculas, son en general, 
mucho más grandes que las dimensiones de las mismas. Las fuerzas entre las moléculas son muy débiles y se 
manifiestan principalmente en el momento en el que chocan. Por esta razón, los gases son más fáciles de 
describir que los sólidos y que los líquidos. 
 
El gas contenido en un recipiente, está formado por un número muy grande de moléculas, 6.02·1023 moléculas en 
un mol de sustancia. Cuando se intenta describir un sistema con un número tan grande de partículas resulta inútil 
(e imposible) describir el movimiento individual de cada componente. Por lo que mediremos magnitudes que se 
refieren al conjunto: volumen ocupado por una masa de gas, presión que ejerce el gas sobre las paredes del 
recipientey su temperatura. Estas cantidades físicas se denominan macroscópicas, en el sentido de que no se 
refieren al movimiento individual de cada partícula, sino del sistema en su conjunto. 
Denominamos estado de equilibrio de un sistema cuando las variables macroscópicas presión p, volumen V, y 
temperatura T, no cambian, sistema o equipos a régimen de trabajo. El estado de equilibrio es dinámico en el 
sentido de que los constituyentes del sistema se mueven continuamente, sistemas o equipos durante sus partidas. 
Se denomina energía interna del sistema a la suma de las energías de todas sus partículas. En un gas ideal las 
moléculas solamente tienen energía cinética, los choques entre las moléculas se suponen perfectamente 
elásticos, la energía interna solamente depende de la temperatura. 
 
El calor no es una nueva forma de energía, es el nombre dado a una transferencia de energía de tipo especial en 
el que intervienen gran número de partículas. Se denomina calor a la energía intercambiada entre un sistema y el 
medio que le rodea debido a los choques entre las moléculas del sistema y el exterior al mismo y siempre que no 
pueda expresarse macroscópicamente como producto de fuerza por desplazamiento. 
 
Se debe distinguir también entre los conceptos de calor y energía interna de una sustancia. El flujo de calor es 
una transferencia de energía que se lleva a cabo como consecuencia de las diferencias de temperatura. La 
energía interna es la energía que tiene una sustancia debido a su temperatura, que es esencialmente a escala 
microscópica la energía cinética de sus moléculas. 
 
El calor se considera positivo cuando fluye hacia el sistema, cuando incrementa su energía interna ( se calienta). 
El calor se considera negativo cuando fluye desde el sistema, por lo que disminuye su energía interna ( se enfría). 
 
Cuando una sustancia incrementa su temperatura de TA a TB, el calor absorbido se obtiene multiplicando la masa 
(o el número de moles n) por el calor específico c y por la diferencia de temperatura TB-TA. 
 
Q=nc(TB-TA) 
 
Cuando no hay intercambio de energía (en forma de calor) entre dos sistemas, decimos que están en equilibrio 
térmico. Las moléculas individuales pueden intercambiar energía, pero en promedio, la misma cantidad de 
energía fluye en ambas direcciones, no habiendo intercambio neto. Para que dos sistemas estén en equilibrio 
térmico deben de estar a la misma temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Primera ley de la Termodinámica, no es otra cosa que el principio de conservación de la energía aplicado a 
un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le corresponde una energía interna U. 
Cuando el sistema pasa del estado A al estado B, su energía interna cambia en 
 
U=UB-UA 
 
Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W, expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da 
lugar a un cambio (disminución) de la energía interna de sistema 
 
U=-W 
 
También podemos cambiar el estado del sistema poniéndolo en contacto térmico con otro sistema a diferente 
temperatura. Si fluye una cantidad de calor Q del segundo al primero, aumenta su energía interna en 
 
U=Q 
La energía interna del sistema depende únicamente del estado del sistema, en un gas ideal depende solamente de 
su temperatura. Mientras que la transferencia de calor o el trabajo mecánico dependen del tipo de 
transformación o camino seguido para ir del estado inicial al final. 
 
La transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado de la 
segunda ley de la termodinámica. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en 
proximidad uno del otro, la transferencia de calor no puede ser detenida; solo puede hacerse más lenta. 
 
La segunda ley de la termodinámica o segundo principio de la termodinámica expresa que "La cantidad de 
entropía de cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a incrementarse con el tiempo, hasta alcanzar 
un valor máximo". La entropía es el grado de desorden que poseen las moléculas que integran un cuerpo, o 
también el grado de irreversibilidad alcanzada después de un proceso que implique transformación de energía. 
Más sencillamente, cuando una parte de un sistema cerrado interacciona con otra parte, la energía tiende a 
dividirse por igual, hasta que el sistema alcanza un equilibrio térmico. 
 
 
Fig.- 9: Toda transformación de energía genera pérdidas (Entropía). 
 
Una maquina es básicamente un objeto fabricado y compuesto por un conjunto de piezas ajustadas entre sí que 
se usa para facilitar o realizar un trabajo determinado, generalmente transformando una forma de energía en 
movimiento o trabajo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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El calor se transmite básicamente mediante tres mecanismos, estos son: 
 
Conducción: Es la transmisión del calor por contacto molecular. La propagación tiene lugar cuando se ponen en 
contacto dos cuerpos que están a diferentes temperaturas o dos puntos de un mismo objeto a distintas 
temperaturas. Las moléculas que reciben directamente el calor aumentan su vibración y chocan con las que 
rodean; estas a su vez hacen lo mismo con sus vecinas hasta que todas las moléculas del cuerpo se agitan. Por 
esta razón, si el extremo de una varilla metálica se calienta con una llama, transcurre cierto tiempo para el calor 
llegue a otro extremo. El calor no se transmite con la misma facilidad en todos los cuerpos. Existen buenos y 
malos conductores. La conductibilidad es bastante menor en los líquidos que en los sólidos y aún menor en los 
gases. 
 
Convección: El calor se transporta con la masa, por ende se define para líquidos y gases. Es la forma en que se 
transmite el calor en los fluidos, es decir, en los líquidos y en los gases. Como el calor hace disminuir la densidad, 
las masas del fluido ascienden y las frías descienden. 
Radiación: La transferencia de calor por radiación se hace por medio de ondas electromagnéticas que pueden 
propagarse igual en un medio material que en la ausencia de este. Los cuerpos oscuros absorben la mayor parte 
de la radiación que reciben, en cambio los más claros reflejan más radiación de la que absorben. 
3.2. Transferencia por convección. 
 
 
Fig.- 10 Transferencia por convección. 
 
 En términos de termodinámica, conducción y convección son dos formas en las que se puede intercambiar 
calor; la diferencia es que conducción es entre cuerpos sólidos y convección interviene algún líquido o gas; 
en ambos casos deben de estar en contacto. 
 Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, se producirá un movimiento 
del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado 
convección. El movimiento de masa de un fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un 
gas, su densidad (masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el campo 
gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso asciende, mientras que el fluido más frío y más denso 
desciende. Este tipo de movimiento, debido exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del 
fluido, se denomina convección natural esta es la causa de las corrientes marinas y el viento . La 
convección forzada se logra sometiendo el fluido a un gradiente de presiones, con lo que se fuerza su 
movimiento de acuerdo a las leyes de la mecánica de fluidos. 
 Supongamos, por ejemplo, que calentamos desdeabajo una cacerola llena de agua. El líquido más próximo 
al fondo se calienta por el calor que se ha transmitido por conducción a través de la cacerola. Al 
expandirse, su densidad disminuye y como resultado de ello el agua caliente asciende y parte del fluido 
más frío baja hacia el fondo, con lo que se inicia un movimiento de circulación. El líquido más frío (ahora 
ubicado en la parte inferior) vuelve a calentarse por conducción, mientras que el líquido más caliente 
situado arriba pierde parte de su calor por radiación y lo cede al aire situado por encima. De forma similar, 
en una cámara vertical llena de gas, como la cámara de aire situada entre los dos paneles de una ventana 
con doble vidrio, el aire situado junto al panel exterior —que está más frío— desciende, mientras que al 
aire cercano al panel interior —más caliente— asciende, lo que produce un movimiento de circulación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 El calentamiento de una habitación mediante un radiador no depende tanto de la radiación como de las 
corrientes naturales de convección, que hacen que el aire caliente suba hacia el techo y el aire frío del 
resto de la habitación se dirija hacia el radiador. Debido a que el aire caliente (más liviano) tiende a subir y 
el aire frío (más pesado) tiende a bajar, los radiadores deben colocarse cerca del suelo (y los aparatos de 
aire acondicionado cerca del techo) para que la eficiencia sea máxima. De la misma forma, la convección 
natural es responsable de la ascensión del agua caliente y el vapor en las calderas de convección natural, y 
del tiro de las chimeneas. La convección también determina el movimiento de las grandes masas de aire 
sobre la superficie terrestre, la acción de los vientos, la formación de nubes, las corrientes oceánicas y la 
transferencia de calor desde el interior del Sol hasta su superficie. 
 
3.3. Transferencia por conducción. 
 
Conducción 
 
Fig.- 11 Aletas refrigerantes por conducción. 
 
En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Si se calienta un extremo de una varilla 
metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por conducción. 
No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la conducción de calor en los sólidos, pero se cree que 
se debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de 
temperatura. Esta teoría explica por qué los buenos conductores eléctricos también tienden a ser buenos 
conductores del calor. En 1822, el matemático francés Joseph Fourier dio una expresión matemática precisa que 
hoy se conoce como ley de Fourier de la conducción del calor. Esta ley afirma que la velocidad de conducción de 
calor a través de un cuerpo por unidad de sección transversal es proporcional al gradiente de temperatura que 
existe en el cuerpo (con el signo cambiado). ), tal como lo demuestra la siguiente fórmula: 
 
 
El factor de proporcionalidad se denomina conductividad térmica del material. Los materiales como el oro, la 
plata o el cobre tienen conductividades térmicas elevadas y conducen bien el calor, mientras que materiales 
como el vidrio o la cerámica tienen conductividades cientos e incluso miles de veces menores; conducen muy mal 
el calor, y se conocen como aislantes. En ingeniería resulta necesario conocer la velocidad de conducción del 
calor a través de un sólido en el que existe una diferencia de temperatura conocida. Para averiguarlo se 
requieren técnicas matemáticas muy complejas, sobre todo si el proceso varía con el tiempo; en este caso, se 
habla de conducción térmica transitoria. Con la ayuda de ordenadores (computadoras) analógicos y digitales, 
estos problemas pueden resolverse en la actualidad incluso para cuerpos de geometría complicada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3.4. Transferencia por radiación. 
 
 
 
Fig.- 12: Transferencia por radiación. 
 
La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección: las sustancias que 
intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por el vacío. La radiación es 
un término que se aplica genéricamente a toda clase de fenómenos relacionados con ondas electromagnéticas. 
 
Algunos fenómenos de la radiación pueden describirse mediante la teoría de ondas, pero la única explicación 
general satisfactoria de la radiación electromagnética es la teoría cuántica. En 1905, Albert Einstein sugirió que la 
radiación presenta a veces un comportamiento cuantizado: en el efecto fotoeléctrico, la radiación se comporta 
como minúsculos proyectiles llamados fotones y no como ondas. La naturaleza cuántica de la energía radiante se 
había postulado antes de la aparición del artículo de Einstein, y en 1900 el físico alemán Max Planck empleó la 
teoría cuántica y el formalismo matemático de la mecánica estadística para derivar una ley fundamental de la 
radiación. La expresión matemática de esta ley, llamada distribución de Planck, relaciona la intensidad de la 
energía radiante que emite un cuerpo en una longitud de onda determinada con la temperatura del cuerpo. Para 
cada temperatura y cada longitud de onda existe un máximo de energía radiante. Sólo un cuerpo ideal (cuerpo 
negro) emite radiación ajustándose exactamente a la ley de Planck. Los cuerpos reales emiten con una intensidad 
algo menor. 
 
La contribución de todas las longitudes de onda a la energía radiante emitida se denomina poder emisor del 
cuerpo, y corresponde a la cantidad de energía emitida por unidad de superficie del cuerpo y por unidad de 
tiempo (ley de Planck), el poder emisor de una superficie es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura 
absoluta. El factor de proporcionalidad se denomina constante de Stefan-Boltzmann en honor a dos físicos 
austriacos, Joseph Stefan y Ludwig Boltzmann que, en 1879 y 1884 respectivamente, descubrieron esta 
proporcionalidad entre el poder emisor y la temperatura. Según la ley de Planck, todas las sustancias emiten 
energía radiante sólo por tener una temperatura superior al cero absoluto. Cuanto mayor es la temperatura, 
mayor es la cantidad de energía emitida. Además de emitir radiación, todas las sustancias son capaces de 
absorberla. Por eso, aunque un cubito de hielo emite energía radiante de forma continua, se funde si se ilumina 
con una lámpara incandescente porque absorbe una cantidad de calor mayor de la que emite. 
 
La energía emitida por un cuerpo negro por unidad de área y por unidad de tiempo es proporcional a la cuarta 
potencia de su temperatura absoluta, esta ley es conocida como la Ley de Stefan-Boltzmann es también válida 
para cualquier otro cuerpo (gris) cuya superficie tenga un coeficiente de absorción (o emitancia) independiente 
de la longitud de onda. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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El calculo de energía transferida por radiación en una superficie de área A, que se encuentra a una temperatura 
T, se calcula su valor proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta. Esto se conoce como la ley de 
Stefan-Boltzmann, que se escribe como: 
 
 
 
donde σ = 5.67x10-8 W/(m2K4) se llama constante de Stefan-Boltzmann 
y ε es la emisividad, sus valores entre 0 < ε < 1, es una medida dela eficiencia con que la superficie emite 
energía radiante, depende del material. 
 
La superficie idealizada que emite radiación a la potencia máxima se llama cuerpo negro y la radiación emitida 
por éste radiación del cuerpo negro. La radiación del cuerpo negro representa la cantidad máxima de radiación 
que puede ser emitida desde una superficie a una temperatura específica. 
 
Las superficies opacas pueden absorber o reflejar la radiación incidente. Generalmente, las superficies mates y 
rugosas absorben más calor que las superficies brillantes y pulidas, y las superficies brillantes reflejan más 
energía radiante que las superficies mates. Además, las sustancias que absorben mucha radiación también son 
buenos emisores; las que reflejan mucha radiación y absorben poco son malos emisores. Por eso, los utensilios de 
cocina suelen tener fondos mates para una buena absorción y paredes pulidas para una emisión mínima, con lo 
que maximizan la transferencia total de calor al contenido en cocción. 
 
Algunas sustancias, entre ellas muchos gases y el vidrio, son capaces de transmitir grandes cantidades de 
radiación. Se observa experimentalmente que las propiedades de absorción, reflexión y transmisión de una 
sustancia dependen de la longitud de onda de la radiación incidente. El vidrio, por ejemplo, transmite grandes 
cantidades de radiación ultravioleta, de baja longitud de onda, pero es un mal transmisor de los rayos infrarrojos, 
de alta longitud de onda. Una consecuencia de la distribución de Planck es que la longitud de onda a la que un 
cuerpo emite la cantidad máxima de energía radiante disminuye con la temperatura. La ley de desplazamiento de 
Wien, llamada así en honor al físico alemán Wilhelm Wien, es una expresión matemática de esta observación, y 
afirma que la longitud de onda que corresponde a la máxima energía, multiplicada por la temperatura absoluta 
del cuerpo, es igual a una constante, 2.878 micrómetros-Kelvin. Este hecho, junto con las propiedades de 
transmisión del vidrio antes mencionadas, explica el calentamiento de los invernaderos. La energía radiante del 
Sol, máxima en las longitudes de onda visibles, se transmite a través del vidrio y entra en el invernadero, que es 
una trampa de calor, dejándolo entrar pero no salir. En cambio, la energía emitida por los cuerpos del interior del 
invernadero, predominantemente de longitudes de onda mayores, correspondientes al infrarrojo, no se 
transmiten al exterior a través del vidrio. Así, aunque la temperatura del aire en el exterior del invernadero sea 
baja, la temperatura que hay dentro es mucho más alta porque se produce una considerable transferencia de 
calor neta hacia su interior. 
 
Además de los procesos de transmisión de calor que aumentan o disminuyen las temperaturas de los cuerpos 
afectados, la transmisión de calor también puede producir cambios de fase, como la fusión del hielo o la 
ebullición del agua. En ingeniería, los procesos de transferencia de calor suelen diseñarse de forma que 
aprovechen estos fenómenos. Por ejemplo, las cápsulas espaciales que regresan a la atmósfera de la Tierra a 
velocidades muy altas están dotadas de un escudo térmico que se funde de forma controlada en un proceso 
llamado ablación para impedir un sobrecalentamiento del interior de la cápsula. La mayoría del calor producido 
por el rozamiento con la atmósfera se emplea en fundir el escudo térmico y no en aumentar la temperatura de la 
cápsula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Fig.- 13 Total radiación infrarroja que ingresa a cámara 
 
En la naturaleza es raro que se den las formas de transmisión de calor por separado si no que una combinación de 
ellas, como se observa en la Figura 12: 
 
 
Fig.- 14 Mecanismo de conducción calor 
4. RECONOCER EL RANGO DE LA RADIACIÓN INFRARROJA EN EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO. 
4.1. Ondas. 
 
Cuando la vibración es perpendicular a la dirección de la onda se denominan ondas transversales, que se 
caracterizan por tener montes y valles. Por ejemplo, las ondas que se forman sobre la superficie del agua al 
arrojar una piedra o como en el caso de una onda que se propaga a lo largo de una cuerda tensa a la que se le 
sacude por uno de sus extremos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Características de las ondas 
 
Tren de ondas: Todas las ondas al moverse lo hacen una tras otra como si fuera un tren de donde se coloca un 
vagon tras otro. 
Amplitud: Es la distancia entre cualquier punto de onda y su posición de equilibrio. 
Cresta, monte o pico: es el punto más alto de una onda 
Valle: Es el punto más bajo de una onda. 
 
 
Fig.- 15 parámetros de ondas 
 
Periodo: Tiempo que tarda en efectuarse una onda o vibracion completa, se mide en segundos o s/ciclo se 
representa con una T mayúscula. 
 
Notemos que el periodo (T) es igual al recíproco de la frecuencia (f) y viceversa. 
 
Amplitud (A) : Es la máxima separación de la onda o vibración desde su punto de equilibrio. 
 
Frecuencia: Es el número de ondas producidas por segundo. La frecuencia se indica con la letra f minúscula. Se 
mide en ciclos/ segundo o hertz (Hz). Coincide con el número de oscilaciones por segundo que realiza un punto al 
ser alcanzado por las ondas. 
Las dos magnitudes anteriores, longitud y frecuencia, se relacionan entre sí para calcular la velocidad de 
propagación de una onda. 
 
Velocidad de propagación: Es la relación que existe entre un espacio recorrido igual a una longitud de onda y el 
tiempo empleado en recorrerlo. 
 
Se indica con la letra V y es igual al producto de la frecuencia (f) por la longitud de onda (λ). 
 
Matemáticamente se expresa así: 
 
 
 
por lo tanto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.2. Longitudes de onda. 
 
En la representación de una onda senusoidal (ver Figura anterior), se puede apreciar la longitud de onda como la 
distancia entre dos crestas consecutivas. 
En ondas armónicas, se define la longitud de onda como la separación espacial existente entre dos puntos cuyo 
estado de movimiento es idéntico. Lo más sencillo para medirla es fijarse en la distancia existente entre dos 
crestas o dos valles de una onda. Se suele representar con la letra griega λ (lambda). 
La longitud de onda es igual a la velocidad de propagación de la onda en el medio dividida por su frecuencia. 
 
Unidad de medida de la longitud de onda de la luz es el angstrom 
 
 1 Å= 10-10 m 
 
En el S.I. las unidades son el nanómetro (nm); 1 nm = 10E9 m o el micrómetro (μm); 1 μm = 10E6 m 
 
4.3. Definición del espectro electromagnético. 
 
La radiación es la acción y efecto de irradiar (despedir rayos de luz, calor u otra energía). Para la física, se trata de 
la propagación de energía, en forma de onda, mediante la combinación de campos eléctricos y magnéticos 
oscilantes, denominada radiación electromagnética. A diferencia de las ondas mecánicas, las ondas 
electromagnéticas no necesitan de un medio material para propagarse, pueden desplazarse por el vacío. 
 
Fig.- 16 Onda electromagnética combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes. 
 
Principal características de las ondas electromagnéticas es que se propagan en el vacío a la velocidad de 300000 
km/s, que se conoce como "velocidad de la luz en el vacío" y se simbolizacon la letra c (c = 300000 km/s). Esta 
particularidad las hace que sean tan usadas para transportar energía a alta velocidad, sin degradación. No tiene 
barreras. Podemos emitir una señal desde un receptor (el punto donde se genera la onda) y recibirla en un 
receptor (el punto donde cogemos la onda). Esta onda puede contener información, que primero, esta 
información se deberá convertir en una señal en forma de onda electromagnética, y una vez recibida por el 
receptor, descodificarla y recibir la misma información que se envió sin necesidad de cables o elementos físicos. 
Las ondas electromagnéticas se usan para la radio, la televisión, internet, etc. para que no se confundan unas de 
otras estas se diferencian por su frecuencia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Entre las ondas electromagnéticas podemos distinguir un extremo, clasificado por la longitud de onda, los rayos 
gamma definida por una longitud de onda (de tamaño mucho menores al mm) hasta las ondas de radio (con 
longitudes de onda que pueden medirse en kilómetros), pasando entre medio por una amplia gama de longitudes 
de ondas, entre las que podemos distinguir: 
Ondas de radiofrecuencia y las microondas que son especialmente útiles porque pueden penetrar las nubes, la 
niebla y las paredes. Estas son las frecuencias que se usan para las comunicaciones vía satélite y entre teléfonos 
móviles. Organizaciones internacionales y los gobiernos elaboran normas para decidir que intervalos de 
frecuencias se usan para distintas actividades: entretenimiento, servicios públicos, defensa, etc. 
Distinguimos aquí la región de radiofrecuencia en dos escalas: logarítmica y lineal. La región denominada AM 
comprende el intervalo de 530 kHz a 1600 kHz, y la región denominada FM de 88 MHz a 108 MHz. La región FM 
permite a las emisoras proporcionar una excelente calidad de sonido debido a la naturaleza de la modulación en 
frecuencia, se usan en el radar y otros sistemas de comunicación, Se generan mediante dispositivos electrónicos. 
La radiación infrarroja, que se subdivide en tres regiones, infrarrojo lejano, medio y cercano. Los cuerpos 
calientes producen radiación infrarroja y tienen muchas aplicaciones en la industria, medicina, astronomía, etc 
La luz visible, Es una región muy estrecha pero la más importante, ya que nuestra retina es capaz de captarlas. A 
su vez, se subdivide en seis intervalos que definen los colores básicos (rojo, naranja, amarillo, verde, azul y 
violeta). 
Radiación ultravioleta, Los átomos y moléculas sometidos a descargas eléctricas producen este tipo de radiación. 
La radiación ultravioleta es la componente principal de la radiación solar. Es el origen de muchas reacciones 
químicas lo que explica muchos de sus efectos. El oxígeno se disocia en la ozonosfera por la acción de la radiación 
ultravioleta. El oxígeno atómico producido se combina con el oxígeno molecular para formar ozono, O3, Estas dos 
reacciones absorben prácticamente toda radiación ultravioleta que viene del Sol por lo que solamente llega una 
pequeña fracción a la superficie de la Tierra. Si desapareciese de la capa de ozono, la radiación ultravioleta 
destruiría muchos organismos a causa de las reacciones fotoquímicas. 
Rayos X, se originan al aceleran electrones y luego, se hacen chocar con una placa metálica, la radiación de 
frenado produce rayos X. Los rayos X se han utilizado en medicina desde el mismo momento en que se 
descubrieron debido a que los huesos absorben mucho más radiación que los tejidos blandos. Debido a la gran 
energía de los fotones de los rayos X son muy peligrosos para los organismos vivos. 
Rayos gamma, se producen en los procesos nucleares, por ejemplo, cuando se desintegran las sustancias 
radioactivas. Es también un componente de la radiación cósmica y tienen especial interés en astrofísica. La 
enorme energía de los fotones gamma los hace especialmente útiles para destruir células cancerosas. Pero son 
también peligrosos para los tejidos sanos por lo que la manipulación de rayos gamma requiere de un buen 
blindaje de protección. 
Radiofrecuencia, Sus frecuencias van de 0 a 109 Hz, se usan en los sistemas de radio y televisión y se generan 
mediante circuitos oscilantes. 
Todas estas expresiones de ondas electromagnéticas si se ordenan de acuerdo a su longitud de onda (o 
decreciente por su frecuencia) se configura el Espectro Electromagnético, el que se indican en la siguiente figura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Fig.- 17 Espectro ondas electromagnéticas 
4.4. Rango visible en el espectro electromagnético 
 
El ojo humano sólo puede ver una pequeña parte del espectro electromagnético. En uno de los extremos del 
espectro no podemos ver la luz ultravioleta, mientras que en el otro nuestros ojos no pueden ver la infrarroja. 
 
La porción de espectro electromagnético que vemos se denomina espectro visible que a su vez se descompone en 
diferentes tipos de ondas electromagnética que dan origen a los colores. Esto se descubrió cuando se hiso pasar 
un haz de luz por un prisma descomponiéndose este haz en los colores del arco iris, es decir, la luz blanca 
contiene todos los colores que podemos ver. La luz es una onda y que a cada color le corresponde una longitud de 
onda determinada. 
 
 
Cuando vemos algo de color blanco lo que físicamente está sucediendo es que estamos viendo todos los colores al 
mismo tiempo, si a nuestros ojos llegan al mismo tiempo todas las longitudes de onda nuestro cerebro interpreta 
esta información como el color blanco. De ahí la definición de blanco como la presencia de todos los colores 
 
 
Fig.- 18 Descomposición de la luz visible. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Existe más de una manera de descomponer la luz, el prisma es la primera es la más común, pero también en 
ciertas ocasiones el agua presente en las nubes o en la lluvia puede funcionar como prisma, generando el arco 
iris. Por otra parte, las diminutas partículas de gas que forman la atmósfera, principalmente oxígeno y nitrógeno, 
tienden a dispersar la luz que nos llega del sol en longitudes de onda más cortas (que corresponde a los colores 
violetas y azules) que las largas, por eso vemos el cielo es azul y el sol amarillo. Este efecto es conocido como 
dispersión Rayleigh 
El color es un fenómeno físico de la luz, relacionado con las diferentes longitudes de onda en la zona visible del 
espectro electromagnético, que perciben las personas y algunos animales a través de los órganos de la visión, 
como una sensación que nos permite diferenciar los objetos del espacio con mayor precisión. Todo cuerpo 
iluminado absorbe todas o parte de las ondas electromagnéticas y refleja las restantes. Las ondas reflejadas son 
analizadas por el ojo e interpretadas cómo colores según las longitudes de ondas correspondientes (ver tabla de 
longitud de onda). El ojo humano sólo percibe el color cuando la iluminación es abundante. Con poca luz vemos 
en blanco y negro. 
 
El color blanco resulta de la superposición de todos los colores, mientras que el negro es la ausencia de ninguna 
luz. Una luz blanca puede ser descompuesta en todos los colores (el espectro) por medio de un prisma. 
 
 
 
 
Fig.- 19 Longitudes de ondas delos colores 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.5. Rango infrarrojo en el espectro electromagnético 
 
Todos los cuerpos, cuya temperatura está por encima del cero absoluto (-273,15 ºC ó 0 K), emiten radiación 
infrarroja. Incluso aquellos objetos que pensamos pudieran estar muy fríos como el hielo, emiten radiación. 
Estamos expuestos a la radiación infrarroja cada día. El calor que sentimos del sol, de un fuego o de un radiador 
también es infrarrojo. Aunque nuestros ojos no pueden verlo, los nervios de nuestra piel pueden sentirlas como 
calor. Cuanto más caliente esté el objeto, mayor cantidad de radiación infrarroja emitirá nuestro cuerpo 
también emite radiación infrarroja. 
Sin embargo, para una temperatura y una longitud de onda dadas, hay un máximo de energía radiada que un 
cuerpo permite. Si una superficie alcanza este máximo, se le llama cuerpo negro. 
 
Denomino esta radiación como infrarroja, que significa por debajo del rojo. Aunque estas experiencias habían 
sido realizadas anteriormente por Isaac Newton, William Herschel observó en el año 1800 que se recibía radiación 
debajo del rojo al situar termómetros en las diferentes zonas irradiadas por el espectro. 
 
 
Fig.- 20: Espectro electromagnético con rango visible e infrarrojo 
 
 
Los INFRARROJA están asociados al calor debido a que a temperatura normal los objetos terrestres emiten 
espontáneamente radiaciones en el campo de los INFRARROJA y por tanto a los equipos industriales. 
 
La radiación infrarroja es la radiación electromagnética cuya longitud de onda está comprendida entre 700 
nanómetros y 1 milímetro. Los rangos INFRARROJA se subdividen a su vez en INFRARROJA cortos (0,7-5 µm), 
INFRARROJA medios (5-30 µm) e INFRARROJA largos (30-1000 µm). Sin embargo, esta clasificación no es precisa 
porque en cada área de utilización, se tiene una idea de los límites de los diferentes tipos. De esta forma, se 
sitúa entre el límite rojo del espectro visible y las microondas más cortas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. IDENTIFICAR LAS FUENTES DE flujo de calor por radiación CAPTADAS POR LAS CáMARAS INFRARROJAS. 
5.1. Fuentes de energía reflejada, transmitida y emitida en un cuerpo. 
La mayor pregunta hacia finales de siglo pasado era explicar la manera como la energía total emitida por un 
cuerpo negro es desplegada en varias frecuencias y longitudes de onda. Max Planck resolvió esta pregunta 
planteando que la energía de las oscilaciones debe estar cuantizada, es decir la energía puede no tomar cualquier 
valor pero puede cambiar por pasos, siendo el tamaño de cada paso o quantum proporcional a la frecuencia de 
oscilación e igual a hv, donde h es la constante de Planck. Con esta proposición, Planck derivó la distribución de 
la energía de los cuerpos negros y mostró que es definida por su temperatura. Así, si la temperatura de un cuerpo 
negro es especificada, la Ley de Planck puede usarse para calcular la energía emitida por el cuerpo como una 
función de la longitud de onda, y si la distribución de energía del cuerpo radiante es medida, entonces, 
ajustándole una curva de Planck puede determinarse su temperatura. 
 
En las curvas presentadas se observa que el cuerpo más caliente emite más energía a longitudes de onda más 
cortas. La temperatura de la superficie del sol es 6000 K y su pico en la curva de Planck están en el rango visible. 
Para cuerpos más fríos que el sol, el pico dentro de su curva de Planck cambia a una mayor longitud de onda 
hasta que la temperatura que alcanza es tal que emite poca energía radiante en el rango visible. 
 
Esta figura representa las curvas de plank para cuerpos negros. La línea punteada presenta la variación con la 
longitud de onda y la temperatura de los picos de la curva. 
La temperatura de los cuerpos determina el tipo de luz que emite, entre más frío sea el objeto mayor es la 
longitud de onda en la que brilla. 
 
Una superficie de un cuerpo emite radiación de tres fuentes. Ellas son: 
 Refracción de radiación. Rayos de sol 
 Transmisión de radiación 
 Emisión de radiación 
 
 
Fig.- 21 Refracción refección y absorción 
 
 
Importante considerar que cuando se inspecciona un elemento industrial mediante la termografía se debe tener 
especial cuidado en refracciones, no se recomienda efectuar inspecciones a elementos que le llegue directo la 
luz del sol. 
Cómo trabajan las cámaras termográficas Al situar la cámara termográfica delante de un objeto cuya 
temperatura superficial se desea conocer, la cámara recibe energía infrarroja que es la suma de tres 
componentes:· La energía infrarroja, I, proveniente de un objeto· La energía reflejada por dicho objeto,· La 
energía emitida por el ambiente, 
 
 
 
 
 
 
 
 
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La energía total es recibida por la cámara termográfica a través de un conjunto de lentes sobre un detector de 
infrarrojos. El detector envía la información a la electrónica del sensor para procesar la imagen. La electrónica 
convierte los datos provenientes del detector en una imagen que puede ser vista en la pantalla de la cámara y 
almacenada. 
 
Fig.- 22.- Efectos atmosféricos en cámara termográfica 
 
5.2. Reflexión desde superficies especulares y difusas. 
Reflexión especular ocurre cuando la superficie de un material es microscópicamente lisa y plana, como en el 
caso del vidrio liso, los haces de luz incidentes y reflejados crean el mismo ángulo con una normal a la superficie 
de reflexión produciendo una reflexión especular. 
 
 
Fig.- 23 Reflejo en una superficie especular y difusa 
 
Reflexión difusa si la superficie de un material es ‘rugosa’, y no microscópicamente lisa, se producirán reflexiones 
difusas. Cada rayo de luz que cae en una partícula de la superficie obedecerá la ley básica de la reflexión, pero 
como las partículas están orientadas de manera aleatoria, las reflexiones se distribuirán de manera aleatoria. Una 
superficie perfecta de reflexión difusa en la práctica reflejaría la luz igualmente en todas direcciones, logrando 
una terminación mate perfecta. 
 
Las superficies de vidrio con dibujo o delicadamente grabadas producen significativas reflexiones difusas. 
 
5.3. Intercambio de calor. 
 
En física térmica, la transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo más caliente a otro más 
frío. Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto sólido o un fluido, está a una temperatura diferente de la de su 
 
 
 
 
 
 
 
 
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entorno u otro cuerpo, la transferencia de energía térmica, también conocida como transferencia de calor o 
intercambio de calor, ocurre de tal manera que el cuerpo y su entorno alcancen equilibrio térmico. La transferencia 
de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado de la segunda ley de la 
termodinámica. Cuando existe una diferencia de temperatura entre dos objetos en proximidad uno del otro, la 
transferencia de calor no puede ser detenida; solo puede hacerse más lenta. 
La segunda ley de la termodinámica o segundo principio de la termodinámicaexpresa que "La cantidad de 
entropía de cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a incrementarse con el tiempo, hasta alcanzar 
un valor máximo". La entropía es el grado de desorden que poseen las moléculas que integran un cuerpo, o 
también el grado de irreversibilidad alcanzada después de un proceso que implique transformación de energía. 
Más sencillamente, cuando una parte de un sistema cerrado interacciona con otra parte, la energía tiende a 
dividirse por igual, hasta que el sistema alcanza un equilibrio térmico. 
Transferencia de calor, en física, proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos 
cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere 
mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, 
puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a 
través de la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una tetera situada sobre un 
quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente 
por radiación. 
 
Otro concepto importante a considerar es el de la sensación térmica que es la relación entre el calor que produce 
el metabolismo del cuerpo y el que disipa hacia el entorno. Si es mayor el primero, la sensación es de calor; si es 
mayor el segundo, la sensación es de frío. Todo mecanismo que aumente las pérdidas de calor del cuerpo, dará 
sensación. 
 
5.4. Energía radiante emitida relacionada con la temperatura de la superficie del equipo a diagnosticar. 
 
Como ya hemos visto en este apunte las cámaras termográficas captan la energía radiante de la superficie de un 
cuerpo. Es importante recalcar lo anterior y entender que con la técnica de inspección termográfica solo se 
puede medir temperatura superficial por lo que una cámara termográfica no se usa para “mirar” en el interior o a 
través de los objetos. 
La cámara termográfica capta energía irradiada total por una superficie y mediante la ley de Stefan-Boltzmann es 
posible deducir la temperatura de la superficie conociendo la energía irradiada. Esto es, las cámaras 
termográficas captan el calor emitido por radiación de la superficie e indirectamente mediante cálculos 
determinan la temperatura de la superficie, no miden directamente temperatura. El cálculo “exitoso” de la 
temperatura va a depender de: 
 La emisividad sea la correcta. 
 La reflexión de otros cuerpos incidentes emitidos por superficies cercanas (incluidas la del curpo del 
inspector termografico. 
 Transmisión de radiación de otras superficies a través del cuerpo a inspeccionar. 
 Factores climáticos, como veremos más adelante. 
 
Respecto de la emisividad (ver tabla en anexo) esta es una propiedad de la superficie. Sin embargo en un equipo 
a inspeccionar hay muchas superficies distintas, por ejemplo en un tablero eléctrico: conductores eléctricos, 
swith, fusibles, etc.) cada uno tiene su emisividad como se observa en la foto siguiente. entonces ¿cual 
emisividad correcta que le indicamos a cámara para que deduzca mediante cálculos internos la temperatura? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Fig.- 24: Foto de tablero eléctrico a inspeccionar con distintas superficies, cada una con su emisividad. 
 
Se recomienda en estos casos usar 0,85 de emisividad de acuerdo a un promedio de las superficies presentes. Si a 
lo anterior agregamos superficies sucias con polvo ambiental, lo cual hace cambiar la emisividad de la superficie 
ó si entre inspección e inspección se ha pintado la superficie de un motor como suele suceder, el problema se 
hace más complejo. 
 
Por otra parte, respecto a la reflexión, es importante saber distinguir que la temperatura calculada corresponda 
a la temperatura de la superficie en inspección y no la de otra superficie que no se quiere inspeccionar, pero se 
refleja en el objetivo, comúnmente se refleja el mismo operador como si fuera un espejo. Influye además, si es 
superficie especular o difusa. 
 
Más adelante veremos factores climáticos que afectan el cálculo de la temperatura efectuado por la cámara, 
(gotas de lluvia por ejemplo). 
 
Es claro visualizar por lo expuesto, que las cámaras termográficas no son termómetros exactos, aunque si 
precisas y entonces ¿que las hace hacer cada vez mas usadas? Principalmente el beneficio de. 
 Ser una técnica a distancia sin contacto 
 Rapidez de inspección 
 Quedan registros de anomalías deducidas por comparativa en el tiempo y en el instante contra otras 
superficies referentes. 
 
5.5. Efecto atmosférico en la energía por radiación. 
 
Equipos afectados por la humedad, nieve y escarcha en la superficie, estas tienen unas emisividades 
relativamente altas de aproximadamente 0.9, por lo que la medición de estas sustancias se realiza sin problemas 
normalmente. Por lo que hay que tener en cuenta que la temperatura del objeto a medir se distorsiona si hay 
presencia de ellas. La humedad enfría la superficie del objeto al evaporarse, y la nieve tiene buenas propiedades 
aislantes. Habitualmente la escarcha no forma una capa aislante, por lo que se deben tener en cuenta las 
emisividades tanto de la escarcha como la de la superficie bajo ella cuando se efectúa la medición. 
 
La temperatura ambiente: en muchas aplicaciones, la temperatura reflejada de los cuerpos corresponde a la 
temperatura ambiente puntual de donde se está midiendo, no la temperatura que proporcionada por los informes 
climatológicos, por ejemplo la temperatura en una cámara frigorífica, la temperatura ambiente a considerar será 
la temperatura de la cámara y no la que entrega el pronóstico del tiempo donde está ubicada geográficamente la 
sala refrigerada. Es recomendable portar un termómetro que mida esta temperatura ambiente, aunque hay 
cámaras termográficas que traen incorporado un termómetro ambiental. 
 
Consideraciones especiales de la termografía en exteriores. La radiación infrarroja emitida en un día despejado se 
denomina comúnmente “radiación celestial fría difusa”. Si el cielo está despejado, la cámara reflejara el cero 
 
 
 
 
 
 
 
 
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absoluto puesto que en el vacío no hay cuerpos que emitan radiación y como estas miden en base a la energía que 
capturan entonces asumen erróneamente un cuerpo a cero absoluto de temperatura 0°K (-273°C), pero las 
cámaras solo tiene capacidad para medir su rango inferior de temperatura del orden de -25 °C, esto es equivale a 
tener un cuerpo reflejado a la temperatura del rango inferior de la cámara utilizada. Por otra parte, luz radiación 
emitida por el sol (aproximadamente a una temperatura de 5500 °C) se reflejan durante el día, no olvidemos que 
la radiación se transmite en el vacío por lo que las cámaras captan esta radiación, pero solo tienen capacidad de 
medir temperatura hasta un rango superior. El área del cielo supera en mucho a la del sol, por lo que la 
temperatura reflejada en la termografía en exteriores siempre se sitúa por debajo de 0 °C, incluso en un día 
soleado. Los objetos almacenan calor como resultado de la absorción de los rayos del sol, lo que afecta 
sobremanera a la temperatura de sus superficies donde inciden los rayos solares, permaneciendo por inercia 
térmica algunas durante horas tras la puesta del sol. En la imagen térmica siguiente se muestran zonas calientes 
en un ducto por haber recibidola incidencia de radiación del sol (rayos de sol). 
 
 
Fig.- 25 Ejemplo de radiación celestial fría difusa. 
 
La humedad ambiente relativa debe ser lo suficientemente baja para que no haya condensación (neblina) en el 
aire, o vaho en el objeto a medir, en el filtro de protección o incluso en el objetivo de la cámara. Si este (o el 
filtro) se ha empañado, parte de la radiación infrarroja que llega a la cámara se pierde porque no puede penetrar 
a través del agua presente en la lente. Una niebla espesa también afecta a la medición porque el rocío presente 
en el canal de transmisión bloquea parte de la radiación infrarroja. Tenga en cuenta esta consideración cuando 
inspeccione en ambiente húmedos pequeños, como ocurre en las papeleras aun en pleno verano. En exteriores 
(ductos, torres de alta tensión) comúnmente afecta más la radiación incidente del sol por lo que se recomienda 
medir en días nublados pero tome en consideración como afecta la humedad a la imagen termográfica. Evite 
cualquier precipitación fuerte durante la medición. 
 
Corrientes de aire Cualquier flujo o corriente de aire en una sala afecta a la medición de temperatura con la 
cámara termográfica. Como resultado del intercambio de calor (convección), el aire cercano a la superficie tiene 
la misma temperatura que el objeto medido. Si hay corrientes de aire, esta capa desaparece sustituida por otra 
capa cuya temperatura aun no se ha adaptado a la del objeto. Por medio de la convección, el objeto medido 
desprende o absorbe calor hasta que la temperatura de su superficie y la del aire se han igualado ( se refrigera). 
El efecto del intercambio de calor se incrementa cuando mayor es la diferencia de temperatura entre la 
superficie del objeto a medir y la temperatura ambiente. 
Algunas materias suspendidas en el aire (polución), como polvo, hollín o humo, por ejemplo, así como algunos 
vahos, tienen una elevada emisividad y apenas permiten la transmisión. Estas materias pueden falsear la 
medición, puesto que emiten su propia radiación infrarroja que se recibe en la cámara termográfica. Además, 
estas materias dispersan y absorben parte de la radiación infrarroja emitida por el objeto, por lo que la 
emisividad del objeto que se quiere inspeccionar no se detecta en su totalidad en la cámara. Esta situación 
ocurre en las zonas de chancado de la mineras. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. CONOCER LOS PARÁMETROS QUE MEJORAN LA CALIDAD DE LA IMAGEN TERMOGRÁFICA PARA FACILITAR EL 
DIAGNÓSTICO DE FALLAS EN EQUIPOS INDUSTRIALES. 
6.1. La imagen térmica. 
Como explicamos anteriormente la cámara termográfica capta calor irradiado desde superficies y transforma 
mediante la emisividad la temperatura. Las cámaras pueden entregar un valor de temperatura entre un valor 
mínimo y un máximo. Si se asocia esa escala de temperatura a una escala de colores (paleta de colores) entonces 
se logra tener una imagen más entendible de la distribución de temperatura. En la figura se ha considerado una 
imagen de una cámara de baja resolución (arreglo de 120x120) en la cual solo se representan solo las 
temperaturas de 21 columnas por 31 filas en el centro de la imagen la representación mediante colores de la 
temperatura, note a que a la derecha esta la equivalencia entre la escala de temperatura y la escala de colores. 
Queda claro que cuando se tiene una representación numérica de las temperatura cuesta imaginar cómo es la 
distribución de temperatura y captar donde están las temperaturas altas o criticas, como ocurre con la 
representación por color. 
 
 
Fig.- 26: Valores de temperatura captados por los sensores de una cámara, se muestra también su 
representación mediante colores. 
 
 
6.2. Principales funciones de las cámaras termográficas que mejoran la calidad de la imagen. 
 
Se deben tener en cuenta tres variables para determinar la distancia de medición apropiada y el tamaño máximo 
del objeto a medir que es visible o medible: 
_ El ángulo de visión (FOV); 
_ El objeto identificable más pequeño (IFOVgeo) y 
_ El objeto medible/marca de medición más pequeña (IFOVmeas). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Fig.- 27 El ángulo de visión de la cámara termográfica. 
 
El ángulo de visión (FOV) de una cámara termográfica describe el área visible con la misma en Este angulo viene 
determinado por el objetivo usado como esto es un ángulo el área total a captar por la cámara dependerá de la 
distancia que se mide. 
 
Fig.- 28: Matriz de sensores para captar el calor irradiado por una superficie. 
 
El IFOV (instantáneous field of view), es la medida de la habilidad del detector de resolver detalles en conjunción 
con el objetivo. La resolución geométrica se representa en mrad y define el objeto más pequeño que se puede 
representar en la imagen del visualizador, según la distancia de medición. En la termografía, el tamaño de este 
objeto corresponde a un pixel. 
Cobra importancia del iFov esta función o característica para la selección adecuada de una cámara para realizar 
una determinada inspección de objetos pequeños a gran distancia como es el caso de las torres de alta tensión. 
 
 
Fig.- 29: Ejemplo de importancia de iFov. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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El valor representado en mrad corresponde al tamaño del punto visible [mm] de un píxel a una distancia de 1m. 
Por ejemplo, un iFov de 3.5 mrad significa a que a una distancia de medición de 1 m, el objeto identificable más 
pequeño es de 3.5 mm y se muestra en el visualizador como un píxel. Para medir con precisión, el objeto a medir 
debe ser de 2 a 3 veces más grandeque el objeto identificable más pequeño (IFOV). 
 
Otra característica y que determina la selección de una cámara termográfica es la resolución, que corresponde a 
la cantidad de sensores infrarrojo que dispone. El arreglo esta en forma matricial en columnas por filas y se da en 
los valores de columnas y filas, por ejemplo, 320x240, significa que tiene 76800 sensores infrarrojos. Mientras más 
sensores tengan mayor es la resolución obtenida. 
 
 
Fig.- 30: Un objetivo inspeccionado con una cámara del doble de resolución. 
 
 
Fig.- 31 Cambio de temperatura por efecto del ifov 
Otra función importante de una cámara termográfica son: 
 El rango de temperatura que son capaces de captar 
 La capacidad para grabar un video 
 La capacidad de almacenamiento de imágenes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6.3. Efectos de la temperatura aparente y emisividad en la calidad de la imagen. 
 
Como ya se ha mencionado, cualquier cuerpo emite radiación electromagnética por encima del punto cero 
absoluto (0 Kelvin = -273,15°C). La radiación registrada por el calor medido consta de una emisión desde el 
cuerpo de medición, más reflexión y transmisión desde la radiación externa. La suma es siempre igual a 100% o 1. 
La intensidad de la radiación emitida depende de la emisividad ε del material. 
Un objeto que emite la máxima energía posible para su temperatura, se conoce como cuerpo negro. Los cuerpos 
negros son superficies ideales de radiación infrarroja