Infrarrojo termico, medio y cercano

INTRODUCCIÓN.
Todo objeto cuya temperatura se encuentre por encima del cero absoluto emite energía electromagnética en la región infrarroja térmica (3 a 14 mµ) del espectro electromagnético.  Si bien el ojo humano es insensible a dichas radiaciones existen, como ya hemos visto en el Capítulo 7 de este trabajo, sensores capaces de detectarlas. Efectivamente, los sistemas de percepción remota enel IRT son capaces de registrar imágenes térmicas que ofrecen incontables aplicaciones, fundamentalmente en el monitoreo de las superficies terrestres y oceánicas así como de fenómenos atmosféricos. Es una práctica usual medir la temperatura de un cuerpo mediante un termómetro que está  en  contacto o sumergido en dicho cuerpo. La magnitud así medida es la llamada  temperatura cinética queconstituye una manifestación interna de la energía translacional asociada al movimiento aleatorio y colisiones de las moléculas del cuerpo considerado. Esta energía interna puede convertirse en energía radiante y ser emitida como tal, haciéndola accesible a las técnicas de percepción remota. Se puede medir así la temperatura radiante del objeto que está correlacionada, aunque no es exactamente igual, a latemperatura cinética. Efectivamente, aquélla es siempre algo más baja que esta última debida a una propiedad térmica de los cuerpos que llamamos emisividad.
Emisividad Espectral (ε).
Es un factor que describe la eficiencia de radiar energía de un objeto en comparación con la de un cuerpo negro a su misma temperatura.

ε puede tomar valores entre 0 y 1, y depende de la longitud de onda y delángulo de observación.
La emitancia es el total de energía radiada en todas las direcciones desde una unidad área y por unidad de tiempo (W/m2).
Un cuerpo gris es aquel que tiene una emisividad espectral menor que uno, pero constante a todas las longitudes de onda. Los cuerpos naturales suelen variar su emisividad con la longitud de onda y es por lo que se les denomina radiadores selectivos.
La regiónespectral donde se manifiesta con mayor claridad la emitancia espectral de los cuerpos o fenómenos que se producen en la superficie terrestre va de los 8 hasta los 14 mµ, entorno al pico de 9.7 mµ de emisión máxima de la Tierra a una temperatura promedio de 300K. Las emisividades de los cuerpos son muy diferentes dentro de esta banda, pero la mayor parte de ellos pueden ser considerados comocuerpos grises en este intervalo.

Interacción de la radiación térmica con los cuerpos terrestres.
Atendiendo a la expresión que relaciona las tres interacciones de la energía:

Si dividimos por la energía incidente E1() obtendremos:

Donde α es absorción (EA/EI) y es la transmisividad (ET/EI).
Teniendo en cuenta la ley de Kirchoff que establece que la emisividad espectral de un objeto es igual a laabsorción espectral ε = , implica que buenos absorbedores es equivalente a buenos emisores. Entonces:

Como en la mayor parte de las aplicaciones en teledetección los objetos se suponen opacos a la radiación térmica, esto es, = 0. Con lo que tenemos:

Esta expresión muestra la relación directa entre la emisividad y reflectividad de un cuerpo en el infrarrojo térmico, tal que a mayor reflectividadmenor emisividad, (por ejemplo, la nieve) y a mayor reflectividad mayor emisividad (por ejemplo, el mar).
La emisividad de un objeto tiene una implicación fundamental cuando medimos su temperatura radiativa.
Recomponiendo la ley de Stefan-Boltzman para cuerpos distintos de los cuerpos negros, tenemos:

Que describe la relación existente entre la señal medida por un sensor térmico, M y losparámetros T y E. Nótese que cuerpos a la misma temperatura pueden tener emitancias radiativas totalmente diferentes. De ahí la necesidad de conocer correctamente la emisividad para poder dar la temperatura de los diferentes cuerpos.
INFRARROJO TÉRMICO
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