| AUTOR | DATA CREĂRII | VERSIUNE | NUMARUL DOCUMENTULUI |
|---|---|---|---|
| Dr. Gerard McGranaghan | 14 octombrie 2014 | V1.1 | CC11 - 00041 |
Introducere
Acest document este un scurt sondaj al informațiilor referitoare la încălzirea prin infraroșu a oamenilor și animalelor, denumită în mod normal încălzire confortabilă. Acesta explică rațiunea științifică din spatele utilizării radiațiilor infraroșii cu unde lungi și lungi atunci când este utilizat pentru încălzirea confortului.
Radiația infraroșie este folosită ca încălzire confortabilă pentru încălzirea oamenilor și a animalelor. Oamenii și animalele sunt expuse la infraroșu aproape în fiecare zi prin intermediul soarelui și au evoluat mecanisme speciale în pielea lor pentru a maximiza beneficiile acestei surse. O cunoaștere a acestor mecanisme și caracteristici ar trebui să fie luată în considerare la selectarea tipului de încălzitor pentru încălzirea confortului. În ciuda intensității mari și a efectului puternic de încălzire al încălzitorilor cu undă scurtă, acest document explică dezavantajele și problemele de sănătate pe care le poate provoca utilizarea încălzitorilor cu undă scurtă.
Context
Infraroșul este radiația electromagnetică neionizantă în lungimile de undă de la 780nm până la 1mm. În cadrul acestei benzi de unde largi, este adesea împărțit în trei regiuni, IR-A, IR-B și IR-C clasificate astfel:
- IR-A: 700nm-1400nm (0.7μm-1.4μm)
- IR-B: 1400nm-3000nm (1.4μm-3μm)
- IR-C: 3000nm-1mm (3μm-1000μm)
Radiația infraroșie provoacă un efect de încălzire atunci când lovește o suprafață, în cazul încălzirii confortului aceasta este în mod normal pielea. Cu toate acestea, nu toate radiațiile infraroșii sunt transformate în căldură. Toate radiațiile infraroșii pot fi
- absorbit
- transmise
- reflectata
Cantitatea fiecăruia depinde de caracteristicile suprafeței și materialului. IR care este reflectat nu va fi transformat în căldură, în timp ce IR care este absorbit este transformat în căldură direct. IR care este transmis poate fi parțial transformat în căldură în funcție de grosimea țintei și de cât de mult poate trece radiația. Lungimile de undă mai scurte sunt de obicei mai transmisive și, prin urmare, mai penetrative, în timp ce energia infraroșie cu unde lungi și lungi pătrunde, de obicei, mai puțin transformând cea mai mare parte a energiei lor în căldură în regiunea micro de suprafață.
Absorbție
În ceea ce privește corpul uman, absorbția depinde foarte mult de caracteristicile pielii. Pielea se absoarbe în principal datorită procentului său de 80%, deci conținutul de apă are un spectru de absorbție precum apa (Robinson 2014). Văzut în figura 1 de mai jos, dintre cele trei benzi semnificative biologic, IR-A și IR-B au o absorbție mai mică în comparație cu IR-C. Aceasta înseamnă că IR-C și IR-B care apar la lungimi de undă mai lungi sunt mai bine absorbite de pielea umană. Aceasta s-a tradus la o încălzire mai eficientă a oamenilor prin intermediul acestor benzi lungi și medii. Desigur, utilizarea unui încălzitor care furnizează IR-A va încălzi încă pielea, dar va fi mai puțin eficientă, deoarece pielea nu se va absorbi.
reflectivitate
Pielea poate reflecta și radiația IR și din nou aceasta depinde puternic de lungimea de undă. Văzută în figura 2, pielea are o reflectanță ridicată în benzile IR-A semnificative biologic și aceasta scade și nivelurile în benzile IR-B și IR-C.
Aceasta înseamnă că, din toate radiațiile infraroșii care lovesc pielea, o mare parte din IR-A (radiații cu unde scurte) va fi reflectată și, prin urmare, nu va cauza încălzirea.
Prin urmare, infraroșii pe lungimi de undă mai lungi ajută favorabil la absorbția ridicată și reflectanța scăzută, care sunt două proprietăți esențiale necesare pentru încălzirea eficientă a unei ținte. În schimb, infraroșii în lungimi de undă mai scurte nu sunt bine absorbiți și sunt reflectați de suprafața pielii.
Transmisie
În cele din urmă, pielea poate transmite și radiații și este din nou o funcție a lungimii de undă. De fapt, pentru aproape IR (~ 1.2 μm, adică aproape de sfârșitul IR-A), aproximativ 65% din IR poate ajunge la derm (Schroeder și colab. 2008). Dincolo de 2 μm pielea este opacă. De fapt, în ciuda faptului că pielea va fi încălzită de IR-A care depășește reflectivitatea ridicată a pielii, IR-ul apropiat este potențial mai periculos decât IR-ul mijlociu și îndepărtat, deoarece poate pătrunde în zona cutanată a pielii și cauza vătămare mai mare.
Prin urmare, IR-C semnificativ din punct de vedere biologic are absorbție ridicată, reflectivitate scăzută și transmisibilitate redusă, toate fiind în beneficiul încălzirii pielii, care în final transmite căldura în interiorul corpului prin difuzie în țesutul intern mai rece. De asemenea, este banda de unde intrinsec mai sigură, motiv pentru care confortul IR vizează de obicei lungimile de undă mai lungi (confortabil în regiunile IR-B și IR-C)
Sănătate
În afară de pericolul direct de contact cu emițătorul cald în sine, radiațiile infraroșii cu unde scurte de mare intensitate pot provoca arsuri termice dacă pielea primește prea multă expunere de prea mult timp sau unitatea de încălzire este poziționată prea aproape de țintă. Aceste efecte de îmbătrânire sunt cunoscute de la brațele și fețele Bakers ale suflantelor (Cho et al 2009). Leziunile ochilor pot apărea pe o perioadă lungă de timp, astfel încât ochelarii sau limitele de timp sunt recomandate (Voke 1999). Aproape de IR este responsabil pentru fotografierea pielii (Schroeder și colab. 2008), unde expunerea la IR-A induce efecte biologice similare cu lumina UV (Schroeder et al 2009). Prin urmare, dacă este posibil, IR-B și IR-C ar trebui utilizate ca alternative care nu au aceste efecte dăunătoare.
Având în vedere motivele de mai sus referitoare la limitările naturale ale corpului uman față de IR-A, este mai benefic și mai puțin dăunător să vă concentrați pe benzile de undă IR-B ad IR-C la distanțe de undă între micronii 3-10. Puterea spectrală a încălzitoarelor ceramice este astfel poziționată foarte bine pentru astfel de sarcini (a se vedea figura 4 mai jos)
Rezumat
Radiațiile infraroșii sunt absorbite, transmise sau reflectate în funcție de caracteristicile suprafeței. În cazul oamenilor sau animalelor, această suprafață este pielea. Pielea care acoperă corpul uman a evoluat absorbția, transmiterea și caracteristicile reflectante, probabil ca urmare a expunerii la soare. Caracteristicile naturale de apărare au evoluat, cum ar fi absorbția favorabilă a undelor lungi IR și reflectivitatea ridicată a IR cu unde scurte. În plus, studii recente descoperă că IR (IR-A) cu unde scurte dăunează pielii, ceea ce duce la îmbătrânirea prematură. Infraroșu în benzile IR-B și IR-C nu au astfel de efecte dăunătoare și ar trebui să fie favorizate.
ATENȚIE: Produsele de încălzire confort infraroșu pot fi cumpărate de la Herschel infraroșu.
Referinte
Peter Schroeder, Judith Haendeler, Jean Krutmann, Rolul radiațiilor infraroșii aproape în fotografierea pielii, Gerontologie experimentală, Volumul 43, Numărul 7, Iulie 2008, Pagini 629-632, ISSN 0531-5565,
Corespondență personală. Profesor Anthony Robinson, Departamentul de inginerie mecanică și de fabricație, Trinity College, Dublin 2.
Soyun Cho, Mi Hee Shin, Yeon Kyung Kim, Jo-Eun Seo, Young Mee Lee, Parcul Chi-Hyun și Jin Ho Chung, Efectele radiațiilor infraroșii și căldura asupra îmbătrânirii pielii umane in vivo, Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (2009) 14, 15-19;
Schroeder P, Calles C, Krutmann J. Prevenirea radiațiilor infraroșii A a avut efecte negative asupra pielii umane. Scrisori de terapie a pielii. 2009 iunie; 14 (5): 4-5.
Dr. Janet Voke, Efectele radiațiilor asupra ochiului, Partea 1 - Efectele radiațiilor infraroșii asupra țesutului ocular, Optometrie astăzi, mai 1999
