O Que É Radiação Infravermelho

O que você encontra na prática quando lida com infravermelho

A radiação infravermelha é radiação eletromagnética com comprimento de onda maior que o da luz visível, mas menor que o das micro-ondas. Fica entre aproximadamente 700 nanômetros e 1 milímetro. Ninguém precisa ouvir falar dela para sentir os efeitos. O calor que vem de um forno a lenha, a luz quente de uma lâmpada incandescente, o sensor remoto da TV — tudo isso é infravermelho em ação. Quando as pessoas perguntam sobre o que é radiação infravermelho, geralmente estão procurando uma definição de livro didático. A realidade é mais bagunçada. O infravermelho não é uma coisa só. Ele se divide emNear-Infrared (NIR), Short-Wavelength IR (SWIR), Mid-Wavelength IR (MWIR) e Long-Wavelength IR (LWIR). Cada faixa interage de forma diferente com os materiais e exige sensores distintos. O NIR vai de 700 nm a cerca de 1400 nm. É a faixa dos controles remotos, fibras ópticas e alguns sensores de proximidade. O SWIR sobe até uns 3000 nm e já começa a mostrar coisas que o olho não vê — como a umidade em folhas vegetais ou impurezas em vidros. O MWIR e o LWIR, que vão de 3 µm a 14 µm, são a faixa térmica propriamente dita. É onde corpos em temperatura ambiente emitem a maior parte da radiação, de acordo com a lei de deslocamento de Wien.

Aqui vai algo que poucos iniciantes percebem: infravermelho não é sinônimo de calor. Calor é energia térmica em trânsito. Infravermelho é um tipo específico de radiação que, quando absorvido por um material, pode gerar aquecimento. Mas também pode ser refletido, transmitido ou espalhado sem aquecer nada. Um espelho comum reflete luz visível mas absorve boa parte do infravermelho térmico. Isso cria problemas sérios em medições de temperatura por pirômetro se você não levar isso em conta. Na minha experiência montando linhas de inspeção com câmeras térmicas, o problema mais chato que encontrei foi com reflexos em superfícies polidas de aço inox. Uma máquina de embalagens tinha roletes brilhantes que refletiam a temperatura do operador que passava por perto. A câmera marcava 37°C no rolete, que na verdade estava a 22°C. A solução foi aplicar fita de emissividade alta (emissividade 0,95) em pontos de referência estrategicamente posicionados e configurar a câmera para compensar a temperatura ambiente refletida. Sem essa correção, toda a leitura de temperatura era inútil. Outro ponto que merece atenção é a umidade do ar. Em medições de campo com alcance maior que 10 metros, o vapor d'água absorve fortemente em certas faixas do infravermelho, especialmente em torno de 6 µm e 18 µm. Isso cria uma atenuação que varia com a condição atmosférica. Em ambientes externos, uma medição que você faria de dia pode dar resultados completamente diferentes ao entardecer, apenas porque a umidade relativa mudou. Não adianta ignorar isso.

Para quem está começando, o erro mais comum é confundir resolução espacial com resolução térmica. Uma câmera com sensor de 640x480 pixels parece incrível no papel. Mas se oNoise Equivalent Temperature Difference (NETD) for pior que 50 mK, você vai ter uma imagem nítida de algo que não consegue distinguir diferenças de temperatura menores que meio grau. Para aplicações industriais de controle de processo, NETD abaixo de 30 mK é o mínimo aceitável. Abaixo disso, os dados começam a ser confiáveis o suficiente para tomada de decisão. O infravermelho também tem limitações sérias que não costumam aparecer em catálogos de vendedor. Vidro comum é praticamente opaco ao LWIR. Se você quer fazer termografia através de uma janela, esqueça. O vidro bloqueia a radiação térmica e a câmera vai medir a temperatura da superfície interna do vidro, não o que está do outro lado. O mesmo vale para plástico transparente na faixa do SWIR em certos comprimentos de onda. Material que você vê claramente como transparente para a luz visível pode ser completamente opaco ao infravermelho. Se o seu objetivo é simplesmente detectar presença ou movimento, um sensor PIR (Piezoelétrico Infravermelho Passivo) resolve por fração do custo de uma câmera térmica. Sensores PIR não imageiam nada. Eles detectam variação de radiação infravermelha em uma área, o que funciona perfeitamente para alarmes de segurança e iluminação automática. Mas não espere precisão de temperatura ou capacidade de ver através de obstáculos com esse tipo de sensor. A escolha do equipamento depende do que você realmente precisa medir.

Em resumo, o que é radiação infravermelho é mais do que uma faixa do espectro eletromagnético. É uma ferramenta com nuances que exigem entendimento prático. Conhecer as subdivisões, os materiais com os quais você vai interagir e as limitações de cada faixa faz toda a diferença entre uma medição útil e um dado enganoso.