¿Qué es la emisividad y por qué es crítica en termografía para el análisis cuantitativo?
En termografía infrarroja, uno de los parámetros más importantes que debemos configurar en nuestra cámara termográfica es la emisividad del material. Este valor, que varía entre 0 y 1, describe qué tan eficientemente una superficie emite radiación térmica en comparación con un emisor perfecto a esa misma temperatura (cuerpo negro)
Uno de los errores más comunes en inspecciones termográficas es asumir que la emisividad es un valor fijo o poco relevante a la hora de hacer mediciones. Sin embargo, una mala configuración puede afectar directamente los resultados, especialmente cuando se busca realizar análisis cuantitativos.
Una pregunta bastante frecuente es:
¿Cuánto puede variar la temperatura si me equivoco por ejemplo en 0,05 o 0,1 en el valor de la emisividad?
La respuesta está en la ley de Stefan-Boltzmann, y como veremos, el impacto depende fuertemente de la emisividad de la superficie del material.
Exactitud en termografía: lo que realmente mide la cámara
Las cámaras termográficas utilizadas en monitoreo de condición suelen tener una exactitud del orden de: ±2°C o ±2% (lo que sea mayor)
El detector de la cámara termográfica, que está compuesto por un arreglo de microbolómetros, no están sensando o midiendo temperatura directamente, sino radiación infrarroja, a partir de la cual la cámara calcula una temperatura aparente.
Esta medición puede verse afectada por múltiples factores, tales como:
Emisividad del material
Radiación reflejada del entorno
Transmisión atmosférica (humedad, distancia)
Campo de visión
Reflexiones de objetos cercanos
Otros factores secundarios
Si estos parámetros no se compensan correctamente, la temperatura mostrada puede diferir significativamente de la real.
La emisividad impacta directamente en el resultado de la temperatura obtenida por la cámara termográfica, dado que esta se obtiene directamente de la ecuación de Stefan-Boltzmann (ley de Stefan-Boltzmann) y su configuración y valor permite además calcular la compensación por la radiación proveniente de otras fuentes y que son reflejadas por la superficie del objeto de interés.
¿Qué tan crítico es equivocarse en la emisividad?
La relación entre temperatura, radiación y emisividad se describe mediante la ley de Stefan-Boltzmann:
Tº=∜(w/(σ*ε))
De esta relación se desprende que:
La temperatura depende de la emisividad de forma no lineal
El efecto del error se “amortigua” por una raíz cuarta
EJEMPLO PRÁCTICO
Caso 1: Alta emisividad
Emisividad real: 0,95
Emisividad ingresada: 0,85
En este caso, el error relativo en temperatura será aproximadamente del orden de:
2,8%
Caso 2: Baja emisividad
Emisividad real: 0,30
Emisividad ingresada: 0,20
Aquí, el error en temperatura aumenta considerablemente:
10,7%
Conclusión clave:
El mismo error absoluto genera un error mucho mayor cuando la emisividad es baja, en este ejemplo, casi 4 veces más de desviación de la que ocurre para altas emisividades.
Tablas de emisividad: ¿referencia útil o fuente de error?
Las tablas de emisividad son ampliamente utilizadas en termografía, pero es fundamental entender que no representan valores universales, sino condiciones específicas de laboratorio.
En la práctica, uno de los errores más comunes es asumir que el valor de emisividad de una tabla es directamente aplicable en terreno. Sin embargo, la experiencia muestra que pueden existir diferencias significativas entre distintas fuentes, e incluso para un mismo material.
¿POR QUÉ EXISTEN TANTAS DIFERENCIAS EN LAS TABLAS?
Esto ocurre porque la emisividad no es una propiedad fija del material, sino que depende de múltiples variables:
Además, el uso de tablas de emisividad presenta limitaciones importantes, ya que los valores reportados corresponden a condiciones específicas de medición y no son universalmente aplicables:
- Estado superficial (pulido, oxidado, rugoso o contaminado)
- Banda espectral de medición, asociada al tipo de cámara termográfica utilizada
- Temperatura de la superficie, que modifica la distribución espectral de la radiación emitida
- Longitud de onda (banda espectral del equipo)
- Ángulo de medición
- Condiciones del entorno, particularmente la influencia de la radiación reflejada
- Contaminación superficial (polvo, grasa, pintura, corrosión)
- Forma geométrica de la superficie a medir, que puede alterar la emisividad efectiva: Cóncava, plana, convexa
Es decir, dos tablas pueden estar correctas, pero bajo condiciones distintas.
EJEMPLO CLÁSICO: EL COBRE (Cu)
- Cobre pulido: ε ≈ 0,03 – 0,07
- Cobre oxidado: ε ≈ 0,70 – 0,85
Mismo material, diferencia de más de 10 veces en emisividad.
Esto explica por qué muchas veces en terreno los valores de tablas simplemente no coinciden con la realidad.
PROBLEMA CRÍTICO: USO SIN CONTEXTO
Muchas tablas no especifican claramente:
- Temperatura de referencia
- Condición superficial
- Método de medición
- Banda espectral
Por lo tanto, utilizarlas sin este contexto puede introducir errores importantes en la medición.
ENTONCES, ¿DEBEMOS USAR TABLAS?
Sí, pero con criterio.
Las tablas deben considerarse como:
- Referencia inicial
- No como valor definitivo
BUENAS PRÁCTICAS AL USAR TABLAS DE EMISIVIDAD
- Utilízalas solo como punto de partida
- Verifica siempre la condición real de la superficie
- Ajusta la emisividad en terreno si es posible
- Considera la influencia de la radiación reflejada
- Si la superficie es crítica, valida la emisividad experimentalmente
RECOMENDACIÓN CLAVE
Si no puedes determinar la emisividad con certeza:
No fuerces un análisis cuantitativo. En esos casos:
- Trabaja de forma comparativa (cualitativa)
- Busca patrones térmicos
- Identifica anomalías relativas
ALTERNATIVAS CUANDO LA EMISIVIDAD ES INCIERTA
- Aplicar pintura de alta emisividad
- Usar etiquetas de emisividad conocida (ej: ε ≈ 0,95)
- Medir sobre zonas con geometría favorable (cavidades, bordes)
CONCLUSIÓN:
Las tablas de emisividad son útiles, pero mal utilizadas pueden transformarse en una de las principales fuentes de error en termografía.
En termografía profesional, el criterio técnico siempre está por sobre la tabla.
Buenas prácticas: por qué siempre debes buscar alta emisividad
Las superficies de alta emisividad son preferidas por dos razones fundamentales:
1. Menor sensibilidad al error
Pequeños errores en emisividad generan variaciones menores en la temperatura.
2. Menor influencia de la radiación reflejada
A mayor emisividad:
Mayor radiación propia del objeto
Menor influencia del entorno
En cambio, en superficies de baja emisividad (metales pulidos), la cámara puede estar “viendo” principalmente:
Paredes calientes
Cielo frío
Personas
Equipos cercanos
¿DÓNDE ENCONTRAR SUPERFICIES DE ALTA EMISIVIDAD?
Superficies rugosas u oxidadas
Pinturas no metálicas
Cauchos y plásticos
Superficies con polvo o suciedad
Cavidades, ranuras o geometrías cóncavas. La geometría puede aumentar la emisividad (efecto cavidad).
RECOMENDACIONES FINALES:
Prioriza siempre superficies de alta emisividad
Aumenta la emisividad si es necesario (pintura o etiquetas)
Evita mediciones en superficies reflectantes
Considera el entorno térmico
Si no puedes controlar la emisividad, usa análisis cualitativo
Autor
Claudio Soto Torres
Especialista en Monitoreo de Condición
CST Group.
