Introducción

Los sensores infrarrojos son dispositivos que detectan la radiación infrarroja emitida por los objetos. Estos sensores se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como los sistemas de seguridad, la medicina, la industria y la domótica. Pero quizás uno de los usos más interesantes es en la calefacción y aire acondicionado, donde estos dispositivos pueden mejorar la eficiencia energética y el confort en el hogar. En este artículo, exploraremos cómo funcionan los sensores infrarrojos y su aplicación en los sistemas de climatización.

La radiación infrarroja

Antes de entrar en detalle en los sensores infrarrojos, es importante entender qué es la radiación infrarroja y cómo se transmite. La radiación infrarroja es una forma de energía electromagnética que se encuentra en el espectro entre la luz visible y las microondas. Esta radiación se emite por objetos que tienen temperatura y se transmite por el medio ambiente a través de ondas electromagnéticas.

La intensidad de la radiación infrarroja emitida por un objeto depende de su temperatura y de su emisividad, que es la capacidad del objeto para emitir radiación. En otras palabras, un objeto caliente con alta emisividad emite más radiación infrarroja que un objeto frío con baja emisividad.

Cuando la radiación infrarroja llega a la superficie de otro objeto, parte de ella es reflejada, parte es absorbida y parte es transmitida. La cantidad de radiación absorbida y transmitida depende de la naturaleza y del ángulo de la superficie receptora y de la longitud de onda de la radiación.

Sensores infrarrojos

Un sensor infrarrojo es un dispositivo que detecta la radiación infrarroja y la convierte en señales eléctricas o electrónicas que pueden ser procesadas por un microcontrolador, una computadora o cualquier otro dispositivo electrónico. Los sensores infrarrojos se basan en varios principios físicos, como la termopila, el termistor, el sensor de bolómetro y el sensor de efecto Peltier.

Termopila

Una termopila es un conjunto de termistores conectados en serie que generan una señal eléctrica proporcional a la diferencia de temperatura entre las diferentes caras de la termopila. La termopila se coloca en contacto con el objeto que se quiere medir y, al recibir la radiación infrarroja, la temperatura de cada termistor cambia proporcionalmente. El cambio en la temperatura genera una corriente eléctrica que se puede medir y utilizar como señal de detección.

Termistor

Un termistor es un resistencia eléctrica que varía su valor con la temperatura. Cuando un termistor se coloca en contacto con un objeto que emite radiación infrarroja, su temperatura aumenta y su valor de resistencia disminuye. La variación de la resistencia se puede medir con un circuito electrónico y se utiliza como señal de detección.

Sensor de bolómetro

Un sensor de bolómetro es un dispositivo que mide la radiación infrarroja a través de la variación de la resistencia eléctrica de un material sensible al calor. Cuando un objeto emite radiación infrarroja, el material sensible al calor se calienta y su resistencia eléctrica disminuye. La variación de la resistencia se puede medir con un circuito electrónico y se utiliza como señal de detección.

Sensor de efecto Peltier

Un sensor de efecto Peltier es un dispositivo que mide la radiación infrarroja a través de la generación de una diferencia de temperatura entre dos caras de una unión termoeléctrica. Cuando una de las caras está en contacto con un objeto emisor de radiación infrarroja, se calienta y la otra cara se enfría. La diferencia de temperatura genera una tensión eléctrica que se utiliza como señal de detección.

Aplicaciones en calefacción y aire acondicionado

Los sensores infrarrojos se utilizan en los sistemas de calefacción y aire acondicionado para mejorar la eficiencia energética y el confort en el hogar. Estos sensores se colocan en diferentes puntos del sistema para medir la temperatura y la radiación infrarroja y, a partir de esta información, controlar el funcionamiento de los equipos.

Control de la temperatura

Los sensores infrarrojos se utilizan para medir la temperatura de los objetos y del aire en diferentes zonas de la casa. De esta manera, se puede ajustar la temperatura y la velocidad de los equipos para mantener un ambiente confortable y equilibrado en todas las zonas. Por ejemplo, si el sensor detecta una variación de temperatura en una zona de la casa, se puede ajustar la intensidad del aire acondicionado o de la calefacción para corregir el desequilibrio.

Detección de radiación solar

Los sensores infrarrojos también se utilizan para detectar la radiación solar y ajustar el funcionamiento del equipo en función de la cantidad de radiación recibida. Por ejemplo, si el sensor detecta un aumento de la radiación solar, se puede disminuir la intensidad de la calefacción o del aire acondicionado para evitar un sobrecalentamiento de la casa. De esta manera, se logra un mayor ahorro energético y un mayor confort térmico.

Detección de presencia

Los sensores infrarrojos también se utilizan para detectar la presencia de personas en una habitación y ajustar el funcionamiento de los equipos en consecuencia. Por ejemplo, si el sensor detecta la presencia de una persona en una habitación, se puede aumentar la intensidad del aire acondicionado o de la calefacción para mantener una temperatura confortable. Si no hay presencia, se puede reducir la intensidad para ahorrar energía.

Control de la humedad

Los sensores infrarrojos también se utilizan para medir la humedad relativa del aire y ajustar el funcionamiento de los equipos en consecuencia. Por ejemplo, si el sensor detecta un nivel alto de humedad, se puede aumentar la velocidad del aire acondicionado para reducir la humedad. Si el sensor detecta un nivel bajo de humedad, se puede aumentar la humedad mediante adicionales de vapor de agua.

Conclusión

Los sensores infrarrojos son dispositivos que detectan la radiación infrarroja emitida por los objetos. Estos sensores se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como los sistemas de seguridad, la medicina, la industria y la domótica. Sin embargo, su aplicación en la calefacción y aire acondicionado es muy interesante por sus beneficios en términos de eficiencia energética y confort en el hogar. La colocación estratégica de los sensores infrarrojos y la integración adecuada de los sistemas de control pueden lograr un gran ahorro de energía y una mayor comodidad en el hogar.