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ARMÓNICOS Y BANDAS: LA BASE DE LA ABSORCIÓN

EN INFRARROJO CERCANO

La absorción en infrarrojo cercano se debe a armónicos y bandas combinadas vibracio-

nales, que son transiciones prohibidas de baja probabilidad, y por esta razón son débiles. 

Están relacionadas con las vibraciones fundamentales y con el infrarrojo medio. La exci-

tación de una molécula desde un estado vibracional fundamental hasta uno de mayor nivel, 

donde el número cuántico de vibración 

␯ sea ⱖ 2, causa absorciones armónicas. Entonces, 

la banda del primer armónico resulta de una transición de 

␯ ⫽ 0 a ␯ ⫽ 2, en tanto que el 

segundo y tercer armónico resultan de una transición de 

␯ ⫽ 0 a ␯ ⫽ 3 y de ␯ ⫽ 0 a ␯ ⫽ 4, 

respectivamente. Las bandas combinadas de absorción se producen cuando se excitan dos 

vibraciones moleculares diferentes en forma simultánea. La intensidad de las bandas ar-

mónicas disminuye aproximadamente un orden de magnitud por cada armónico sucesivo. 

La absorción en el infrarrojo cercano se debe principalmente a los movimientos de alar-

gamiento y flexión de los enlaces C¬H, O¬H y N¬H.

INFRARROJO CERCANO DE LONGITUD DE ONDA

CORTA Y  LARGA

La región del infrarrojo cercano (NIR) se puede subdividir en la NIR de longitud de onda 

corta (750 a 1 100 nm) y la de onda larga (1 100 a 2 500 nm). Estas subdivisiones sólo 

se basan en los tipos de detectores que se usan en ellas (detectores de silicio para la primera 

y detectores de PbS, InGaAs o de germanio para la última). En general, las absorbencias 

son más débiles en la región NIR de longitud de onda corta. Así, para ésta se podrá usar 

una celda de 1 a 10 cm, en tanto que para el NIR de onda larga se podrá necesitar una 

más corta, entre 1 a 10 mm. Esto constituye una distinción importante, porque la mayor 

longitud de trayectoria permitirá que la medición de la muestra sea más representativa. En 

general, la absorción en el infrarrojo cercano es 10 a 1 000 veces menos intensa que en la 

región del infrarrojo medio, por lo que las muestras suelen ser polvos, suspensiones o 

soluciones sin diluir. En el infrarrojo medio, las muestras se suelen diluir en forma de 

pastillas de KBr, películas delgadas, polvos o soluciones, y las longitudes de las celdas 

están limitadas entre 15 

m y 1 mm.

INFRARROJO CERCANO PARA PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS:

¿CÓMO SE EFECTÚA UNA CALIBRACIÓN?

Si bien los espectros NIR casi no tienen características distintivas y tienen poca absorción, 

la proporción de señal a ruido es elevada, lo cual se debe a fuentes de radiación intensas, 

a la gran cantidad de radiación que pasa y a los detectores sensibles en los espectrómetros 

de infrarrojo cercano. El intervalo de ruido de operación en el infrarrojo medio suele estar 

en la región de miliabsorbencia, en tanto que los detectores de infrarrojo cercano trabajan 

con ruidos de microabsorbencia 1 000 veces menores (ver la definición de absorbencia, a 

continuación). Así pues, con una calibración adecuada, se pueden obtener excelentes re-

sultados cuantitativos.

Debido a su penetración en muestras sin diluir y a la capacidad de usar celdas de trayecto 

largo, el infrarrojo cercano es útil para mediciones no destructivas y rápidas de las muestras 

más representativas. Sin embargo, la poca resolución de este método limitó su aplicación 

durante muchos años, hasta la llegada de computadoras al laboratorio, y el desarrollo de 

técnicas estadísticas (quimiométricas) para “dotar” a los instrumentos en el reconocimiento 

y resolución de espectros del analito, en una matriz compleja de muestra; por ejemplo, usando 

un análisis de regresión para los componentes principales. En las técnicas quimiométricas se 

usan procedimientos matemáticos de varias variables para mediciones de varios componentes, 

y se miden todos a la vez, y no un parámetro o componente tras otro. Se dispone de compli-

cados paquetes de programas para la calibración y determinación automáticas. En esencia, se 

usan patrones de calibración que contienen al analito en diferentes concentraciones en la 

matriz de la muestra como conjuntos de adiestramiento, de cuyos espectros el programa de 

La espectrometría en infrarrojo 

cercano es útil en mediciones 

cuantitativas no destructivas. Por 

ejemplo, se puede medir rápida-

mente el contenido de proteínas 

en granos.

16.4  PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS CON ESPECTROMETRÍA EN INFRARROJO CERCANO

 

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