1. La radiación del cuerpo
El término radiación se refiere a la emisión continua de energía desde la
superficie de cualquier cuerpo, esta energía se denomina radiante y es
transportada por las ondas electromagnéticas que viajan en el vacío a la
velocidad de 3·108 m/s . Las ondas de radio, las radiaciones infrarrojas, la
luz visible, la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma, constituyen
las distintas regiones del espectro electromagnético.
El cuerpo negro
La superficie de un cuerpo negro
es un caso límite, en el que toda la
energía incidente desde el
exterior es absorbida, y toda la
energía incidente desde el
interior es emitida.
No existe en la naturaleza un cuerpo negro, incluso el negro de humo
refleja el 1% de la energía incidente. Sin embargo, un cuerpo negro se
puede sustituir con gran aproximación por una cavidad con una pequeña
abertura. La energía radiante incidente a través de la abertura, es
absorbida por las paredes en múltiples reflexiones y solamente una
mínima proporción escapa (se refleja) a través de la abertura. Podemos
por tanto decir, que toda la energía incidente es absorbida.
2. Cuerpo gris
La emisividad de una superficie depende de factores como
su temperatura, el acabado, el ángulo de emisión y la longitud de onda de
la radiación. Una suposición usada comúnmente en ingeniería, asume que
la emisividad espectral de la superficie y la absortividad no dependen de
la longitud de onda, siendo, por lo tanto, marcos ambos constantes. Esta
regla se conoce como la "suposición del cuerpo gris". Aunque es común
para examinar la "emisividad de un material" (tal como la emisividad de
la plata altamente pulida), la emisividad de un material depende por lo
general de su espesor. Las emisividades citadas para los materiales son
para muestras de espesor infinito, por lo tanto, para muestras delgadas
del material tienen un coeficiente de emisividad menor. De esta forma,
definimos un cuerpo gris como aquel cuya emisividad es constante ante la
longitud de onda. Un ejemplo de cuerpo gris es la pizarra.
Espectro electromagnético
El espectro electromagnético (o simplemente espectro) es el rango de
todas las radiaciones electromagnéticas posibles. El espectro de un objeto
es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese
objeto.
El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias
usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos
gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de
entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. Se piensa
que el límite de la longitud de onda corta está en las cercanías de la
longitud Planck, mientras que el límite de la longitud de onda larga es el
tamaño del universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y
continuo.
3. Emitancia
Emitancia o poder emisivo (o potencia emisiva) es la cantidad total de
energía radiante de todas las longitudes de onda que es emitida por un
cuerpo por unidad de tiempo y unidad de superficie. Se simboliza: W.
Emitancia monocromática o poder emisivo monocromático es la cantidad de
energía radiante de una determinada longitud de onda emitida por un
cuerpo por unidad de superficie y de tiempo. Se simboliza por W. Si se
refiere a un cuerpo negro se simboliza: Wn.
La emitancia total, para todo el espectro de la radiación procedente de una
superficie, es la suma de todas las radiaciones monocromáticas que salen de
dicha superficie:
0
. dWW
Absortancia
La absortancia, por otro lado, representa en sí la fracción de radiación
incidente que es absorbida por un material, con valores que van de 0.0 a
1.0 (aunque también se puede expresar en términos de porcentaje, de 0%
a 100%). La absortancia, en ocasiones denominada absorción superficial,
depende fundamentalmente del color y el acabado de los materiales.
4. La absortancia puede ser establecida en relación con radiaciones de
diferentes longitudes de onda. Debido a ello es común encontrar tres
formas distintas de absortancia: solar, visible y térmica:
La forma más común se refiere a la absortancia solar, la cual incluye el
espectro visible, el infrarrojo y el ultravioleta. Este parámetro
generalmente se usa para estimar la forma en que la radiación solar
afecta el balance térmico de las superficies (exteriores e interiores) de los
elementos constructivos. En la tabla incluida abajo se indican los valores
de absortancia solar de algunos materiales constructivos.
Transmitancia
La transmitancia se define como la cantidad de energía que atraviesa un
cuerpo en determinada cantidad de tiempo.
Existen varios tipos de transmitancia, dependiendo de qué tipo de energía
consideremos.
La transmitancia óptica se refiere a la cantidad de luz que atraviesa un
cuerpo, en una determinada longitud de onda. Cuando un haz de luz
incide sobre un cuerpo traslúcido, una parte de esa luz es absorbida por el
mismo, y otra fracción de ese haz de luz atraversará el cuerpo, según su
transmitancia.
Reflectancia
La reflectancia media de una superficie, representa la capacidad de esa
superficie para reflejar la luz que proviene desde las luminarias
instaladas y desde las otras superficies del local (no se consideran los
aportes externos).
Por ello el flujo luminoso emitido por las luminarias y reflejado en las
superficies del local, permitirá incrementar el nivel de iluminación sobre
todas las superficies del mismo incluido el "Plano de Trabajo".
Por lo dicho la Iluminación de una superficie será la suma del flujo
luminoso que incide directamente sobre la misma (Componente Directa)
y el Flujo Reflejado en las otras superficies del local (Componente
Reflejada ó Indirecta).
5. Factor de forma
En el diseño de hornos y dispositivos que calientan o enfrían sistemas
mediante radiación se necesita calcular el factor de forma, el cual permite
determinar la transferencia de calor por radiación entre superficies que
estén a diferente temperatura. Generalmente los textos de transferencia
de calor deducen y muestran la ecuación para obtener el factor de forma
entre dos superficies que intercambian calor por radiación para
configuraciones muy sencillas, pero no muestran cómo se hace el cálculo
para geometrías y configuraciones un poco más complejas.
