Le radiazioni a infrarossi o raggi infrarossi sono dotati di una frequenza tale – differente ed inferiore di quella della luce – da risultare impercettibili all’occhio umano. Tuttavia sono presenti nella quotidianità di tutti gli individui e spesso utilizzati per la creazione di sensori e strumenti vari.

Si tratta di onde elettromagnetiche che presentano una lunghezza d’onda elevata, la cui importanza non va affatto sottovalutata. Per comprendere bene cosa sono ed a cosa servono, nonché i vari benefici e vantaggi che sono in grado di apportare agli esseri umani, è fondamentale analizzarne nel dettaglio le varie caratteristiche. Cosa che faremo proprio in questo articolo.

Raggi infrarossi, cosa sono e quali effetti producono

Lo spettro elettromagnetico comprende tutte le lunghezze d’onda che il nostro occhio può percepire, la cui frequenza è variabile e va dal rosso al violetto. In questa porzione rientra anche la luce, che ricopre tutte le lunghezze ed è facilmente percettibile ad occhio nudo. Dopo la lunghezza d’onda violetta vi sono i raggi ultravioletti, mentre prima di quella rossa ci sono i raggi infrarossi.

Essi sono dotati di una lunghezza d’onda superiore a 780 nanometri, un valore che indica il passaggio dallo spettro rosso della luce visibile a quello della luce non visibile. È per tale ragione che, sebbene presente nella quotidianità di qualunque individuo e particolarmente benefica, la radiazione infrarossa non viene percepita dall’occhio. Essa rappresenta una parte dello spettro della radiazione elettromagnetica del sole e di altri corpi caldi e per tale ragione è anche nota come radiazione termica o radiazione di calore.

I raggi infrarossi viaggiano alla stessa velocità della luce, ma non apportano calore all’aria, bensì alle superfici su cui riflettono. Quando attraversano un corpo rilasciano al suo interno quantità variabili di energia che viene poi trasformata in calore.

Effetti sull’organismo

Come già ripetuto diverse volte, i raggi infrarossi penetrano all’interno dei corpi e si infiltrano nei tessuti. A seconda della lunghezza d’onda che presentano sono in grado di penetrare più o meno in profondità, causando quindi benefici o danni; a stabilirlo è la tipologia di radiazione. Vediamo di seguito una serie di danni e/o benefici che i raggi infrarossi possono provocare al nostro organismo.

Danni alla pelle

Se esposta alle radiazioni infrarossi, la pelle ed i tessuti sottostanti aumentano di temperatura. I danni, tuttavia, sono riscontrabili unicamente nei casi in cui l’intensità dei raggi è eccessivamente elevata ed è in grado di causare ustioni. Si tratta però di casualità alquanto remote, in quanto per arrivare ad ustionarsi non si dovrebbe avvertire la sensazione di dolore provocata dal calore che persiste in maniera eccessiva sui tessuti sottocutanei.

Benefici pelle e tessuti

Esporre la pelle ed i tessuti alle radiazioni infrarossi apporta una serie di benefici, purché i raggi penetrino con cautela ed in maniera non invasiva. Ciò consente ai tessuti muscolari di rilassarsi e sciogliere qualunque tipo di tensione, ma anche alla circolazione sanguigna di attivarsi ed incrementare il trasporto di ossigeno alle cellule. Non solo: i raggi infrarossi favoriscono la riabilitazione di patologie articolari come artriti ed artrosi, tendiniti e contratture muscolari.

Dal momento che risultano essere particolarmente efficaci anche nell’espulsione di scorie, tossine e liquidi in eccesso, vengono impiegati nella realizzazione di strumenti per l’eliminazione di cellulite ed altri inestetismi della pelle. Se proiettati sulla pelle ad una lunghezza d’onda precisa (non dannosa), la temperatura dei tessuti e del corpo aumenta, provocando di conseguenza un miglioramento del metabolismo cellulare, una riduzione dei grassi sottocutanei, una riattivazione della circolazione sanguigna ed una riduzione dei reumatismi.

Danni alla retina

Prima di sottoporre determinate zone del corpo alle radiazioni infrarossi sarebbe opportuno coprire adeguatamente gli occhi. Esporre in maniera frequente il cristallino ai raggi potrebbe provocare uno sviluppo della cataratta. Ciò è dovuto ad un danneggiamento della retina e del relativo tessuto, il quale viene spesso danneggiato in modo irreparabile.

Le radiazioni infrarossi sono pericolose?

Come abbiamo già osservato poc’anzi, le radiazioni infrarosse non sono pericolose se esposte in maniera moderata alla pelle ed ai tessuti. La pericolosità che potrebbero causare dipende unicamente dalla temperatura. Vediamo di seguito alcuni esempi.

• 200 °C: si tratta di radiazioni infrarosse riscontrabili principalmente nei forni che non causano alcun tipo di danno alla pelle ed ai tessuti se vi entrano a contatto;
• 500 °C: a questa temperatura si tratta di radiazioni prodotte solitamente dal grill elettrico, il cui colore è visibile ed appare come rosso vivo. Se gli occhi vengono esposti in maniera frequente ed eccessiva a questa temperatura di radiazione potrebbero subire danni alla cornea ed al cristallino. Tuttavia si tratta di un pericolo di lieve entità.
• 1500 °C: il raggiungimento di questa temperatura avviene con la fusione del ferro e può rappresentare un pericolo di lieve entità per la retina ed un pericolo alquanto importante per la cornea ed il cristallino.
• 5500 °C: una temperatura così elevata è raggiunta unicamente dal sole, motivo per cui un’esposizione prolungata ai raggi ultravioletti ed infrarossi che produce può causare danni seri alla pelle, ai tessuti muscolari, alla retina, alla cornea ed al cristallino.

Tipologie di raggi infrarossi

Fu il fisico inglese William Herschel a scoprire le radiazioni infrarossi, affermando che un qualsiasi corpo dotato di una temperatura superiore allo zero assoluto è in grado di emettere radiazioni elettromagnetiche. È possibile suddividere i raggi infrarossi in diverse categorie a seconda della lunghezza d’onda che presentano. Vediamo di seguito di quali si tratta ed in che modo si contraddistinguono l’un l’altra.

• Raggi infrarossi corti o vicini: si tratta di una categoria di cui fanno parte tutti i numeri d’onda compresi tra 1300 cm^-1 e 4000 cm^-1;
• Raggi infrarossi medi: a questo gruppo appartengono tutti i numeri d’onda compresi tra 4000 cm^-1 e 200 cm^-1;
• Raggi infrarossi lunghi o lontani: di cui fanno parte tutte le lunghezze d’onda comprese tra 200 cm^-1 e 10 cm^-1. I raggi infrarossi lunghi sono conosciuti anche come raggi della salute, poiché capaci di apportare una serie di benefici all’organismo. Essi sono infatti impiegati in ambito medico, in particolare nei casi di terapie di riabilitazione, e sono anche come bio-geneci o onde fisiologiche. Come accennato già poc’anzi, le radiazioni infrarossi penetrano all’interno di un corpo e generano calore; nel caso del corpo umano ciò provoca una serie di benefici: vasodilatazione, riattivazione della circolazione sanguigna, attivazione del metabolismo dei tessuti e delle cellule.

Radiazioni infrarossi, cosa le genera

Così come già specificato, i raggi infrarossi vengono prodotti da un qualunque corpo riscaldato: un esempio è dato dalla legna che brucia e genera calore, il quale è tra l’altro facilmente percettibile. Contrariamente a quanto creduto, non è necessario che un corpo presenti una temperatura elevata per produrre radiazioni infrarossi. È sufficiente che la stessa superi lo zero assoluto e che sia dunque maggiore di -273 °C.

Un qualunque organismo vivente, ma anche la maggior parte degli oggetti inanimati, è dotato di una temperatura di base superiore a tale valore. Ciò è dovuto alla presenza di atomi e molecole che agitandosi generano calore, dando vita ad un processo noto come agitazione termica. Esso dipende dalla temperatura corporea che lo genera, ma in qualunque caso consente l’emissione di raggi infrarossi. Maggiore è la temperatura prodotta dal corpo, maggiore è il numero di raggi emessi.

Utilizzo dei raggi infrarossi

I raggi infrarossi vengono utilizzati per la realizzazione di numerosi strumenti impiegati in diversi ambiti. Vediamo di seguito quali sono quelli più comuni ed apprezzati.

Termometro a infrarossi

Tra quelli più noti vi è senza dubbi il termometro a infrarossi, capace di rilevare la temperatura di un corpo anche a distanza. È utilizzato nella medicina, più precisamente nell’ambito della termografia, la quale si occupa dello studio di una mappa termica del corpo umano. Essa affermerebbe che le zone del corpo sono dotate di temperature diverse e per tale ragione evidenziate con colori differenti.

Lampada e laser a infrarossi

Questi due strumenti sono particolarmente utilizzati nella medicina per l’esecuzione della terapia ad infrarossi, la quale prevede l’impiego delle radiazioni per essere effettuata.

Telecamera a infrarossi

La maggior parte dei dispositivi di videosorveglianza moderni è dotata di un sensore notturno capace di rilevare movimenti anche in condizioni di scarsa illuminazione o in cui la stessa è del tutto assente. Ciò è dovuto alla presenza di raggi infrarossi che rilevano la temperatura di un corpo e di conseguenza la pericolosità che potrebbe rappresentare.

Le telecamere ad infrarossi erano inizialmente diffuse in ambito militare negli eserciti, così che i soldati potessero visualizzare i nemici anche al buio. In seguito furono commercializzate e suddivise in due categorie: la prima sensibile all’infrarosso vicino ed alla luce visibile, incapace di rilevare la misurazione della temperatura e nota come telecamera IR; la seconda sensibile all’infrarosso medio e conosciuta come termocamera.

Sensori pirometrici

I raggi infrarossi sono ampiamente utilizzati anche in ambito elettronico, in particolare per la realizzazione di sensori pirometrici che consentono lo svolgimento di una serie di funzioni. Essi consentono di eseguire delle azioni nel momento in cui rilevano un movimento eseguito nel rispettivo raggio d’azione, che si tratti di aprire una porta, un cancello, accendere la luce e così via.

Apparecchi per vigili del fuoco

Determinati visori ad infrarossi vengono utilizzati dai vigili del fuoco per orientarsi nei casi in cui il fumo non permette di farlo nella maniera più adeguata. Ciò è dovuto alla trasparenza del fumo ai raggi infrarossi, cosa che invece non avviene nel caso delle altre lunghezze d’onda presenti nello spettro del visibile.

Telecomandi per TV

Alcuni modelli di telecomandi per televisore sono in grado di generare una serie di impulsi ad infrarossi che consentono la trasmissione di determinati dati ai dispositivi collegati quali pc, tablet e televisore.

Questi dispositivi emettono una radiazione infrarossa che viene accesa e spenta in maniera rapida per far sì che i dati vengano trasportati correttamente. A sua volta il dispositivo che riceve questi segnali è dotato di un fotodiodo al silicio per convertirli in corrente elettrica.

Termografia a infrarossi, cos’è ed a cosa serve

La termografia, in linea generale, è una tecnica di analisi che si serve dei raggi infrarossi per ottenere delle immagini da visualizzare ed analizzare. Essa è impiegata in numerosi ambiti, tra cui edilizia, industria chimica, aeronautica, siderurgia e così via.

È possibile suddividerla in due tipologie differenti: termografia per telerilevamento e termografia a contatto. La prima è utilizzata principalmente in ambito edilizio, la seconda prevede l’impiego di cristalli liquidi e viene per tale ragione utilizzata in ambito medico.

La termografia a infrarossi è particolarmente diffusa, in quanto consente di osservare le radiazioni termiche che un qualunque oggetto o corpo dalla temperatura superiore allo zero assoluto emette. L’energia termica che questi oggetti emettono è sotto forma di onde elettromagnetiche, invisibili ad occhio nudo, ma visualizzabili tramite l’impiego di un apposito strumento.

Tuttavia  si tratta di un valore che potrebbe facilmente variare se sottoposto a determinate condizioni metereologiche ed ambientali. La temperatura, l’umidità, il vento ecc. sono fattori che modificano il modo in cui i corpi generano l’energia termica, nonché lo scambio relativo che avviene con l’ambiente circostante.