Principia

Cuando se observa un objeto  con una cámara térmica o infrarroja  la imagen muestra  distintas zonas con diferentes colores según la temperatura de la superficie del cuerpo. Estas imágenes o termografías,  se basan  en la radiación infrarroja que emite un cuerpo según la temperatura de su superficie, ya que a más temperatura superficial mayor será la radiación infrarroja emitida. El uso de estas cámaras es muy útil ya que esta radiación no se percibe en el rango del visible, y permite tener datos de temperatura de un objeto sin necesidad de contacto.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison (EEUU) ha desarrollado una técnica que  se ha denominado termografía  de profundidad, ya que permite  determinar el perfil de temperatura en tres dimensiones en zonas internas de ciertos materiales, que son semitransparentes en la franja del infrarrojo. Gracias a esta técnica, será posible conocer la temperatura  en su superficie y por debajo desde decenas a hasta cientos de micras, en materiales en los que las cámaras térmicas no funcionan, como semiconductores o reactores nucleares.

En el desarrollo del proyecto se utilizó un trozo de sílice fundido que se analizó con un espectrómetro.  Posteriormente se obtuvo la distribución de temperatura a diferentes profundidades mediante el uso de cálculos computacionales de la radiación infrarroja emitida por objetos no uniformes a diferentes temperaturas. A partir de estos datos se diseñó el algoritmo que mejor se ajustó a los datos obtenidos en la fase de  experimentación.

Según los investigadores la aplicación de esta técnica no sólo se restringe para mediciones de distribuciones de temperatura interna en semiconductores en funcionamiento, sino también para distribuciones volumétricas de temperatura en gases y líquidos a altas temperaturas.  Además, sugieren que la técnica desarrollada podría ayudar a realizar mediciones de conductividad térmica y propiedades ópticas de forma remota sin necesidad  de conectar sondas de temperatura.

Referencia:

Yuzhe Xiao et al. 2020. Depth Thermography: Noninvasive 3D Temperature Profiling Using Infrared Thermal Emission, ACS Photonics