Considero que debería indicarles desde el principio que en este documento no sugeriré métodos para estimar o corregir la emisividad en el lugar de trabajo. Por el contrario, hablaré profundamente de porque lo anterior no debería ser intentado. Para las personas que leen este documento y que ya asistieron a uno de nuestros cursos de Nivel I, y que podrían estar pensando que en los cursos de Nivel II o en otros cursos de entrenamiento de termografía se aprenderá algún método secreto para estimar o corregir la emisividad, simplemente no lo hay. Es importante entender la naturaleza dinámica de la emisividad de una superficie y porque la corrección o estimación es muy difícil de indicar.
Para refrescar la memoria colectiva, la emisividad ‘Ɛ’, es la relación de la habilidad de una superficie de irradiar energía en proporción a su temperatura, esto en comparación a un cuerpo negro infrarrojo a la misma temperatura. Un cuerpo negro infrarrojo es teóricamente una superficie que emite perfectamente. Debemos comprender que a mayor nivel de emisividad superficial, mayor será la radiación desde una superficie, por lo que será más probable obtener mediciones confiables de temperatura superficial.
En nuestros cursos de Nivel I indicamos que para superficies con bajas emisividades (menores a 0.6), las mediciones de temperatura no son confiables. Por lo anterior, la pregunta puede ser por que aun cuando algunas cámaras tengan la capacidad de ajustar la emisividad podría no resultar aconsejable ajustar dicho valor para bajas emisividades.
La emisividad superficial es muy dinámica y podría ser impactada por muchos factores. La emisividad de un cuerpo negro infrarrojo se asume como constante a través de toda la longitud de onda y para todas las temperaturas, por lo que cuando asignamos emisividades a superficies reales asumimos lo mismo. El término ‘Cuerpo Gris infrarrojo’ es el nombre que se le da a una superficie con emisividad menor a 1.0 y se asume que al igual que en un cuerpo negro infrarrojo este posee un valor constante de emisividad para todas las longitudes de onda y las temperaturas. Las superficies reales son lo que en la física se refiere como ‘Cuerpos Reales’ o ‘Cuerpos Espectrales’, donde la emisividad de un cuerpo real varia dependiendo la longitud de onda y la temperatura, como se muestra en la gráfica a continuación (con línea amarilla).
La condición superficial también podría influencia la emisividad, aun desde un área de la superficie a otra área adyacente. Aun cuando fuera posible realizar una prueba de emisividad para una superficie en particular, como por ejemplo se describe en ASTM E1933, dicho valor no sería el mismo para todas las posibles temperaturas en dicha superficie, ni para todas las longitudes de onda en las que podría trabajar o detectar las cámaras termográficas. Adicionalmente no todos los modelos de cámaras termográficas están sintonizados para la misma banda espectral, aun cuando dichas cámaras termográficas sean hechas por el mismo fabricante. Un detector de onda larga podría trabajar mejor en cierta banda espectral como por ejemplo entre 8.0 y 14.0 micrómetros, y otro detector similar podría ser más sensible entre 7.5 y 12 micrómetros.
Otro concepto a considerar es el impacto de la reflectividad, pues ninguna superficie es un emisor perfecto, por lo que siempre habrá cierta cantidad de energía reflejada en cualquier superficie que queramos medir. Por ejemplo, una superficie pintada tendrá una emisividad alrededor de 0.90, con la excepción de pintura metalizada. Recordemos R+A+T=1, donde la pintura no tiene T, por lo que R= 0.10. Eso significa que 10% de la energía total irradiada por la pintura proviene de un reflejo de otro objeto. A medida que la emisividad para materiales térmicamente opacos disminuye, la reflectividad aumenta, por lo que la cantidad de energía reflejada que detectamos con la cámara aumenta, estropeando nuestra medición.
Cabe mencionar que la medición de temperatura radiométrica no debe ser descartada solo por sus limitaciones, en algunos casos pudiese no existir otro método para medir la temperatura. Por lo que la clave es enfocarse en las condiciones que proveerán la mejor recolección de data, como por ejemplo: realizar mediciones en altas emisividades como: grasa, suciedad, pintura o alguna otra capa que recubra; o cuando hayan agujeros, cavidades, uniones o rajaduras, se debe tartar de medir allí pues la emisión aumenta en dichas áreas comparadas con el metal.
Para la mayoría de los escenarios, una relativa alta emisividad podría ser confiable para proveer temperaturas de medición que podrían considerarse como al menos el valor mínimo de la temperatura superficial. Al trabajar con un ajuste de emisividad de 0.95 o mayor en la cámara, esencialmente le estamos diciendo a la cámara termográfica que se está midiendo un buen emisor, aun cuando no lo sea, por lo que las mediciones podrían considerarse menores a la temperatura superficial real, por supuesto podrían existir algunas pocas excepciones a lo anterior. Ajustes y correcciones a la emisividad y temperatura de fondo en la cámara termográfica deberían ser realizados únicamente cuando la emisividad de la superficie inspeccionada y la fuente de temperatura reflejada pudiesen ser cuantificadas, y únicamente en superficies con emisividad mayores a 0.60.
Así que ya lo sabemos, es mejor únicamente realizar la corrección de emisividad en escenarios donde todas las variables potenciales pudiesen ser conocidas y controladas. ¡Buena suerte en su trabajo y Piense Térmicamente!