Este documento describe los conceptos fundamentales de la transferencia de calor por radiación, incluyendo la radiación del cuerpo negro, el espectro electromagnético, y propiedades como la emitancia, absortancia, reflectancia y transmitancia. Explica que la radiación se transmite a través de ondas electromagnéticas y depende de factores como la temperatura y las propiedades de los materiales.

1. Transferencia de calor por radiación
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.
¿Qué es un 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.
La radiación del cuerpo negro
Consideremos una cavidad cuyas paredes están a una cierta temperatura. Los
átomos que componen las paredes están emitiendo radiación electromagnética y
al mismo tiempo absorben la radiación emitida por otros átomos de las paredes.
Cuando la radiación encerrada dentro de la cavidad alcanza el equilibrio con los
átomos de las paredes, la cantidad de energía que emiten los átomos en la unidad
de tiempo es igual a la que absorben. En consecuencia, la densidad de energía del
campo electromagnético existente en la cavidad es constante.
A cada frecuencia corresponde una densidad de energía que depende solamente
de la temperatura de las paredes y es independiente del material del que están
hechas.

2. Si se abre un pequeño agujero en el recipiente,
parte de la radiación se escapa y se puede
analizar. El agujero se ve muy brillante cuando el
cuerpo está a alta temperatura, y se ve
completamente negro a bajas temperaturas.
¿Qué es un cuerpo gris?
Un cuerpo gris es aquel que refleja la mitad de la luz que le llega, mita de la
radiación es reflejada y la otra mitad es absorbida.
Espectro electromagnético
Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto
de las ondas electromagnéticas.
Referido a un objeto, el espectro electromagnético o simplemente espectro es la
radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro
de absorción) una sustancia cualquiera, ya sea en la Tierra o en el espacio estelar.
En este sentido, el espectro sirve para identificar cualquier sustancia. Es como una
huella dactilar de un cuerpo cualquiera. Los espectros se pueden observar
mediante espectroscopios, con los cuales, además, se pueden medir la longitud de
onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.
Como se ve, el espectro electromagnético cubre longitudes de onda muy variadas.
Aunque no están incluidas en el cuadro anterior, existen ondas que tienen
frecuencias muy bajas: de 30 Hz y menores. Estas ondas tienen longitudes de onda
superior a los 10 km y son relevantes en el estudio de ciertas nebulosas.

3. El espectro
electromagnético se
extiende desde la
radiación de menor
longitud de onda (rayos
gamma, rayos X), hasta
las de mayor longitud de
onda (ondas de radio).
Todas las radiaciones
electromagnéticas se
transmiten a la velocidad
de la luz (300.000
km/segundo) y en forma
de ondas.
Por lo cual, mientras más
corta sea la longitud de
onda, más alta es la
frecuencia de la misma.
Onda corta, significa alta
frecuencia. Onda larga, baja frecuencia.
Desde un punto de vista teórico, el espectro electromagnético es infinito y
continuo.
La energía electromagnética en una particular longitud de onda λ (en el
vacío) tiene una frecuencia f asociada y una energía de fotón E. Por tanto, el
espectro electromagnético puede ser expresado igualmente en cualquiera
de esos términos.
Por lo tanto, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una
longitud de onda corta y mucha energía mientras que las ondas de baja
frecuencia tienen grandes longitudes de onda y poca energía.
Como se ve, el espectro electromagnético cubre longitudes de onda muy variadas.
Aunque no están incluidas en el cuadro anterior, existen ondas que tienen
frecuencias muy bajas: de 30 Hz y menores. Estas ondas tienen longitudes de onda
superior a los 10 km y son relevantes en el estudio de ciertas nebulosas.

4. Por otro lado se conocen
frecuencias altísimas,
cercanas a 2,9×1027 Hz,
mucho mayores que las de
rayos gamma, que han sido
detectadas provenientes del
espacio exterior a la Vía
Láctea.
El espectro electromagnético
de la luz visible, cubre el rango
de 380 nanómetros a 780
nanómetros (3.800 a 7.800
Angströms)
Mientras más corta es la
longitud de onda de luz visible, el color está más cerca del ultravioleta. A mayor
longitud de onda, es decir menor frecuencia, el color se acerca al infrarrojo.
Las ondas de radiofrecuencia, producidas por las emisoras de radio son de mayor
longitud que las ondas de luz. Los rayos X, los rayos gamma y los rayos cósmico
tienen longitud de onda super corta, es decir altísima frecuencia.
La unidad usual para expresar las longitudes de onda de luz es el Ångström. Los
intervalos van desde los 8.000 Ångströms (rojo) hasta los 4.000 Ångströms
(violeta), donde la onda más corta es la del color violeta.
¿Cuál es la ventana de la radiación térmica?
Se les conocen como barreras radiantes o barreras reflectivas a aquellos conjuntos
que inhiben la transferencia de calor mediante radiación térmica.
Sin embargo la energía térmica también puede ser transferida mediante los
mecanismos de conducción o convección, y las barreras radiantes no
necesariamente protegen contra la transferencia de calor mediante conducción o
convección. Para mejorar la protección a la transferencia de calor por convección y
conducción, es posible un aislamiento reflectivo siempre que la barrera radiante se
instale frente a un espacio de aire contenido o con una capa de aislamiento
tradicional como ser espuma, fibra de vidrio o telgopor.

5. ¿Qué cosa es emitancia?
Hay distintos tipos de emitancia pero
los principales son:
La emitancia radiante: es el flujo
radiante emitido (directamente o por
reflexión o transmisión) en todas
direcciones desde una fuente de
radiación por unidad de área. Se mide
en vatios por metro cuadrado (W/m2).
La emitancia luminosa: se corresponde
con la emitancia radiante y su unidad de medida es el lumen por metro cuadrado
(lm/m2). La emitancia luminosa mide la densidad del flujo luminoso por unidad de
superficie y se refiere a la emisión de luz. Es una magnitud poco usada en la visión
del color.
¿Qué cosa es absortancia?
Relación entre el flujo energético
absorbido por un elemento de una
superficie y la radiación incidente.
NOTA- La absortancia se puede aplicar
a una sola longitud de onda o a una
gama de longitudes de onda.
¿Qué cosa es 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).
Como orientación una superficie con:
Colores muy claros se deberá representar con reflectancias elevadas (mayores o

6. iguales al 70%).
Colores intermedios se representarán con reflectancias medias (entre 40% y 70%).
Colores oscuros se representarán con reflectancias bajas (entre 0% y 40%).
Algunas cartas de colores provistas por fábricas de pinturas, contienen información
de reflectancia estimada correspondiente a superficies lisas y de acuerdo al
acabado superficial de la pintura, (en general acabado mate).
VALORES INDICATIVOS DE
REFLECTANCIA (%) DE ALGUNOS
MATERIALES:
Ladrillos Esmaltados Blancos, 85-
75
Mármol Blanco, 70-60
Terminación Iggam Claro, 60-40
Terminación Iggam Oscuro, 40-20
Piedra Arenisca Clara, 50-30
Piedra Arenisca Oscura, 30-15
Ladrillo Vista Claro, 40-30
Ladrillo Vista Oscuro, 30-15
Madera Clara, 50-30
Madera Oscura, 30-10
Granito Intermedio, 30-10
Hormigón Natural, 20-10
Piedra Arenisca, 20-10
La reflectancia se expresa en porcentaje y mide la cantidad de luz reflejada por una
superficie.
Para conseguir la mejor eficacia, tanto para la incidencia de la luz del día como para
la eléctrica, la reflectancia de la luz del techo debe ser elevada. Una reflectancia
elevada también reduce el riesgo de deslumbramiento porque disminuye el índice
de luminancia (p.e. la diferencia de brillo entre las superficies luminosas de los
accesorios eléctricos y el techo). En el caso de la luz directa la reflectancia de la luz
de techo suspendido debe ser de al menos 70%.
Con la luz indirecta, la reflectancia debe ser superior, ya que el nivel de iluminación
de la estancia depende en gran medida de la cantidad de luz que refleja la

7. superficie del techo. Para una luz indirecta satisfactoria, la superficie del techo
requiere una reflectancia de por lo menos 80%.
Los techos con una alta reflectancia también proporcionan una iluminación más
rentable, sobre todo cuando se combinan con la luz indirecta.
¿Qué cosa es 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. El valor de la
transmitancia óptica de un objeto se puede determinar según la siguiente
expresión:
I es la cantidad de luz transmitida por la muestra e I0 es la cantidad total de luz
incidente.
Muchas veces encontraremos la transmitancia expresada en porcentaje, según la
fórmula:

8. Podemos hablar de transmitancia térmica como la cantidad de energía en forma de
calor que atraviesa un cuerpo, en cierta unidad de tiempo. Si tenemos en cuenta
un cuerpo con caras planas y paralelas, y entre sus caras hay una diferencia
térmica, esta diferencia constituye la transmitancia térmica del cuerpo. La
transmitancia térmica es el inverso de la resistencia térmica. Se puede definir
según la siguiente fórmula:
En esta expresión tenemos que
U = transmitancia en W/m2. Kelvin
S = superficie del cuerpo en m2.
K = diferencia de temperaturas en grados Kelvin.
El concepto de este tipo de transmitancia es aplicado en los cálculos para construir
aislamientos térmicos y para calcular pérdidas de energía en forma de calor.
También se toman en cuenta estos conceptos al momento de calefaccionar una
habitación, ya que hay que calcular qué potencia se necesitará en un determinado
período, para lograr una cierta temperatura en la habitación, teniendo en cuenta la
pérdida de calor debido a la transmitancia de las paredes de la habitación
Factor de forma:
Si un cuerpo negro A1 irradia a otro cuerpo
negro A2 la transferencia neta de energía
radiante viene dada por:
qr= σ A1F1-2(T14-T24)
en la queF1-2 se conoce como factor de forma
o factor de visión, que modifica la ecuación de
los radiadores perfectos teniendo en cuenta las
geometrías relativas de los cuerpos. Los
cuerpos reales no cumplen las especificaciones
de un radiador ideal, sino que emiten radiación
a un ritmo inferior al de los cuerpos negros. Si a una temperatura igual a la de un
cuerpo negro emiten una fracción constante de la emisión correspondiente a
un cuerpo negro, para cada longitud de onda.

9. La transferencia de calor por radiación entre dos superficies cualquiera, se calcula
determinando el factor de forma
F12, que se interpreta como la fracción de energía radiante total que abandona la
superficie A1, (q1→semiesfera) y llega directamente a una segunda superficie
A2, (q1→2).
FACTOR DE FORMA dFdA1→dA2 ENTRE DOS SUPERFICIES INFINITESIMALES d A1y
d A2.-Para deducir una expresión del factor de forma dFdA1→dA2:
dFdA 1→dA2= dqdA1→dA2 /dqdA1→semiesfera

10. Bibliografía
 Transmitancia y absorbancia | La Guía de
Química http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/transmitancia-y-
absorbancia
 http://andresiead.blogspot.mx/2009/02/cuerpo-negro-blanco-y-gris-en-
fisica.html
 http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/negro/radiacion/radiacion.htm
 http://astrojem.com/teorias/espectroelectromagnetico.html
 http://es.wikipedia.org/wiki/Barrera_radiante
 http://www.ecophon.com/es/rendimiento/proprieta-tecniche1/Aspecto-
visual/Light-reflectance/
 http://www.wikilengua.org/index.php/Terminesp:absortancia
 http://gusgsm.com/emitancia_radiante