Secado con lámpara infrarroja de onda media para recubrimiento de cuero

La calefacción por infrarrojos es un método de secado que utiliza radiación para transferir calor. Emitir energía radiante es una característica inherente a diversos materiales. Cuando los electrones dentro de los átomos de un material son excitados y sondados, se generarán campos eléctricos y magnéticos alternos, emitiendo ondas electromagnéticas. Estas ondas se propagan por el espacio y constituyen la radiación. Diferentes métodos de excitación producen ondas electromagnéticas de longitudes de onda distintas. Las ondas electromagnéticas generadas debido a la propia temperatura o al movimiento térmico del material son radiaciones térmicas.

La radiación electromagnética con una longitud de onda de 0,75 a 1000 μm generada por el emisor de infrarrojos o infrarrojos lejanos se propaga en línea recta hacia el cuero secado a la velocidad de la luz. Cuando la frecuencia del infrarrojo emitido está relacionada con el movimiento molecular en el cuero y coincide con la frecuencia natural del cuero, y la longitud de onda de la radiación infrarroja es igual a la longitud de onda absorbida por el cuero, las moléculas en el cuero intensifican su movimiento; la energía de la radiación infrarroja absorbida se convierte en energía térmica, la temperatura del cuero aumenta y el agua contenida en él se vaporiza, secando así el cuero.

Cada objeto tiene al menos una banda de absorción en el espectro electromagnético. Cuantas menos bandas de absorción tenga un objeto, más débil será la absorción y menor será su capacidad para absorber radiación infrarroja. Por ejemplo, el aire tiene muy poca capacidad para absorber radiación infrarroja. El agua líquida es uno de los absorbentes más activos de la radiación infrarroja. Las sustancias secas generalmente transmiten fácilmente la radiación infrarroja de onda corta, pero la presencia de agua en estas sustancias aumenta significativamente su capacidad para absorber radiación infrarroja. Por lo tanto, materiales como la celulosa, la piel de oveja, el fieltro y los productos semiacabados de cuero son especialmente adecuados para el secado por radiación. Dado que el cuero absorbe radiación infrarroja, la radiación infrarroja con una longitud de onda de 2,0 μm a 6,0 μm tiene un efecto de secado particularmente notable sobre el cuero.

El cuero es un material polimérico delgado y poroso. Durante el secado por infrarrojos, parte de la energía penetrará en el cuero, permitiendo que tanto la superficie como el interior del cuero reciban energía térmica. A medida que el agua en la superficie del cuero húmedo continúa evaporándose y absorbiendo calor, la temperatura superficial del cuero disminuirá, lo que hará que la temperatura interna del cuero sea superior a la temperatura superficial, formando así un gradiente térmico que orienta la difusión del calor desde el interior hacia el exterior. Al mismo tiempo, debido al gradiente térmico, el movimiento de la humedad en el interior del cuero siempre se difunde desde el interior, donde hay mayor contenido de humedad, hacia el exterior, donde el contenido de humedad es menor. La difusión húmeda de la humedad en el interior del cuero ocurre en la misma dirección que la difusión térmica, lo que acelera aún más el proceso de difusión de la humedad y, por ende, mejora la eficiencia del secado.

Dado que la profundidad de penetración de la radiación en un objeto (la profundidad de penetración) es aproximadamente igual a la longitud de onda, la radiación infrarroja media o lejana, con una longitud de onda más larga, tiene un mejor efecto de secado que la radiación infrarroja cercana. En particular, la frecuencia de emisión de la radiación infrarroja media coincide con la frecuencia natural de las moléculas de plásticos poliméricos, agua, etc., lo que provoca que las moléculas de estos materiales entren en resonancia intensa. Además, estos materiales presentan fuertes picos de absorción para la radiación infrarroja media. Una vez que la radiación infrarroja media o lejana penetra en el interior de estas sustancias, también es fácilmente absorbida por ellas. Por lo tanto, utilizar radiación infrarroja media o lejana para secar cuero resulta más eficaz que emplear radiación infrarroja o infrarroja cercana.