emisividad

La emisividad, denotada por ε, es una propiedad óptica de una superficie que describe qué tan eficientemente emite radiación térmica en comparación con un cuerpo negro a la misma temperatura. Puede referirse a la emisividad espectral ε(λ) a una longitud de onda específica o a la emisividad hemisférica total ε_h, que es la razón entre la potencia emisiva de la superficie y la de un cuerpo negro considerada en todas las direcciones y longitudes de onda.

En radiación, la emisividad espectral ε(λ) relaciona la salida de radiación de la superficie con la de un cuerpo negro mediante E_e(λ) = ε(λ) E_bb(λ, T), donde E_bb(λ, T) es la emisividad de un cuerpo negro a esa longitud de onda y temperatura. La potencia emisiva total de la superficie es M = ∫ ε(λ) E_bb(λ, T) dλ. Si ε(λ) es constante, M = ε σ T^4, definiéndose ε_h como ese valor constante. Por la Ley de Kirchhoff, para superficies en equilibrio térmico, la emisividad ε(λ) es igual a la absorptividad α(λ) a esa longitud de onda (para superficies opacas, donde la transmitancia es ≈0).

La emisividad puede depender de la dirección (emisividad direccional), del ángulo de emisión y de la longitud de onda. En muchas aplicaciones se usa la emisividad hemisférica ε_h. Un cuerpo negro tiene ε = 1; los cuerpos reales presentan ε < 1, y pueden acercarse a 1 para recubrimientos o acabados adecuados.

Factores que influyen en ε incluyen el material, el acabado superficial, la rugosidad, los recubrimientos, la temperatura y la longitud de onda. Valores típicos varían considerablemente: cerámicas o pinturas negras ≈ 0.95–0.98; metales pulidos en infrarrojo pueden ser 0.05–0.2; recubrimientos mate suelen situarse entre 0.8 y 0.95. La emisividad se mide mediante calorimetría, termografía o cámaras de emisividad, y con calibración frente a estándares.