Jak dokładnie działa ciepło podczerwieni?

Wszystko, co jest cieplejsze od zera absolutnego, emituje promieniowanie. Robi to twoje ciało, kaloryfer i słońce. To promieniowanie jest elektromagnetyczne, tak jak światło widzialne i fale radiowe, a jedyna prawdziwa różnica między tymi rodzajami to długość fali. Światło widzialne obejmuje ok. 380 do 780 nanometrów, od fioletu z jednej strony po głęboką czerwień z drugiej. Wszystko, co jest nieco dłuższe od czerwieni, nazywamy podczerwienią, co dosłownie oznacza „poniżej czerwieni”.

Podczerwień nie jest więc osobnym rodzajem energii, a tym bardziej tajemniczą siłą. To to samo zjawisko co światło, tylko z falami zbyt długimi, by mogły je wychwycić oczy. Skóra natomiast je wychwytuje. Tam energia zamienia się w ciepło i właśnie to czujesz, stojąc przy piecu kominkowym albo idąc w chłodny dzień w słońcu.

Długość fali decyduje o tym, jak materia reaguje na promieniowanie. Woda wyjątkowo dobrze pochłania długie fale, a skóra w dużej części składa się z wody. Dlatego daleka podczerwień jest niemal w całości pochłaniana w zewnętrznej warstwie skóry. Krótsze fale, takie jak bliska podczerwień, są słabiej pochłaniane przez wodę i docierają nieco dalej, zanim oddadzą energię.

To sedno całego tematu. Każdą różnicę między kocem do sauny, lampą na podczerwień a panelem ze światłem czerwonym można sprowadzić do dwóch pytań: jakie długości fali emituje urządzenie i co robi z nimi twoja tkanka. Reszta to opakowanie.

Podczerwień dzieli się międzynarodowo na trzy pasma. Ten podział pochodzi z norm dotyczących światła i promieniowania i oznacza się go literami A, B i C. W opisach produktów częściej spotkasz angielskie skróty: NIR od near infrared i FIR od far infrared. Oznaczają to samo co bliska i daleka podczerwień.

Długość fali, którą emituje ciepła powierzchnia, zależy od tego, jak gorąca jest ta powierzchnia. Im goręcej, tym krótsza fala. Żarnik o temperaturze ponad dwóch tysięcy stopni ma szczyt ok. 1200 nanometrów, czyli w bliskiej podczerwieni. Dlatego lampa grzewcza świeci widocznie na pomarańczowoczerwono: jest tak blisko zakresu widzialnego, że część światła pozostaje.

Powierzchnia grzewcza w kocu do sauny nagrzewa się tylko o kilka stopni bardziej niż ustawiony poziom. Przy takiej temperaturze szczyt wypada gdzieś ok. 8000 do 9000 nanometrów, w środku dalekiej podczerwieni. To nie jest wybór projektowy ani tajemnica marki, tylko zwykła fizyka. Każde źródło ciepła, które pracuje w temperaturze sauny, automatycznie emituje daleką podczerwień.

Ciepło przemieszcza się na trzy sposoby i warto je rozróżniać.

• Przewodzenie: ciepło przechodzi przez bezpośredni kontakt, jak termofor przy plecach albo wewnętrzna warstwa koca przy ramieniu.
• Konwekcja: poruszające się powietrze lub woda zabiera ciepło, jak kaloryfer ogrzewający powietrze w pokoju albo gorące powietrze w tradycyjnej saunie.
• Promieniowanie: energia przemieszcza się jako fale przez przestrzeń, bez żadnego pośrednika. Tak słońce ogrzewa twarz, choć powietrze na zewnątrz jest zimne.

Tradycyjna sauna opiera się głównie na konwekcji. Piec nagrzewa powietrze, a gorące powietrze dotyka skóry i dróg oddechowych. Koc na podczerwień opiera się głównie na promieniowaniu, uzupełnionym przewodzeniem w miejscach, gdzie materiał dotyka ciała. Ta jedna różnica wyjaśnia prawie wszystko, co ludzie odczuwają inaczej.

Ponieważ przy podczerwieni powietrze, którym oddychasz, nie musi być bardzo gorące, wiele osób odczuwa ją jako mniej duszącą niż tradycyjna sauna. Skóra się nagrzewa, ale drogi oddechowe dostają chłodniejsze powietrze. To wyjaśnia też, dlaczego kabina na podczerwień o temperaturze pięćdziesięciu stopni dla niektórych jest równie intensywna jak sauna o temperaturze osiemdziesięciu stopni. Termometr mierzy powietrze, a nie promieniowanie padające na skórę.

W przypadku koca dochodzi jeszcze jedno. Gdy w nim leżysz, zamykasz cienką warstwę powietrza między sobą a materiałem. Ta warstwa nagrzewa się razem z kocem i nie ma gdzie uciec. Koc nie jest więc czystym promiennikiem, tylko połączeniem promieniowania, przewodzenia i małej zamkniętej ciepłej przestrzeni. Właśnie to połączenie sprawia, że stosunkowo szybko zaczynasz się w nim pocić, choć temperatura jest niższa niż w saunie.

Skutek, którego mało kto się spodziewa: ustawiona temperatura dwóch urządzeń niewiele mówi o tym, jak ciepło się w nich czujesz. Kabina z dużą odległością między tobą a panelami daje na tym samym poziomie mniej promieniowania na skórę niż koc, który przylega do ciebie wszędzie. Promieniowanie szybko słabnie wraz z odległością. Jak to wygląda w praktyce, przeczytasz w porównaniu koc do sauny na podczerwień a tradycyjna sauna.

To temat, w którym jest najwięcej przesady. W internecie regularnie czytasz, że podczerwień wnika cztery do sześciu centymetrów w głąb ciała. Ta liczba od lat jest przepisywana bez żadnego pomiaru i nie wytrzymuje krytyki.

Naprawdę dzieje się co innego. Daleka podczerwień jest niemal w całości pochłaniana w pierwszych dziesiątych częściach milimetra skóry. To naskórek i początek warstwy pod nim. Bliska podczerwień dociera dalej, ale i tu mówimy o kilku milimetrach, zanim większość energii zostanie pochłonięta. Żadna długość fali w tym zakresie nie przechodzi przez tkankę na kilka centymetrów, nie tracąc po drodze prawie całej energii.

To, że promieniowanie nie wnika głęboko, nie oznacza, że nagrzewa się tylko skóra. Gdy skóra się nagrzewa, dzieją się jednocześnie dwie rzeczy. Ciepło powoli przechodzi do tkanki pod nią, a naczynia krwionośne w skórze się rozszerzają, więc przepływa przez nie więcej krwi. Krew zabiera ciepło i rozprowadza je po ciele. Dzięki temu po kwadransie temperatura wewnętrzna jest nieco wyższa, choć samo promieniowanie nigdy nie dotarło dalej niż do górnej warstwy skóry.

Innymi słowy: transport zapewnia ciało, a nie promieniowanie. To mniej spektakularna historia niż ciepło wnikające na sześć centymetrów, ale to ta, która jest prawdziwa. Dla twoich odczuć nie ma to zresztą prawie znaczenia, bo ciepło, które czujesz, jest takie samo.

Moc w watach to liczba, która najczęściej pojawia się w reklamach i bez kontekstu mówi najmniej. Wat to moc: ile energii urządzenie przetwarza na sekundę. Czy to dużo, czy mało, zależy całkowicie od tego, na jaką powierzchnię ta moc się rozkłada i jak dobrze ciepło jest zatrzymywane. Trzysta watów na małej poduszce to intensywne ciepło. Trzysta watów na kocu o długości prawie dwóch metrów już nie.

Koc, który traci ciepło do pokoju, musi ciągle dogrzewać, by utrzymać poziom. To kosztuje moc i powoduje wahania: element się włącza, nagrzewa, wyłącza, stygnie i znów się włącza. Czujesz to jako fale ciepła zamiast równego poziomu. Koc z grubszą warstwą izolacji musi dogrzewać dużo mniej, jest stabilniejszy i przez to odczuwa się go spokojniej, nawet jeśli na pudełku jest niższa liczba.

To samo dotyczy rozmieszczenia ścieżek grzewczych. Jeśli między ścieżkami jest dużo miejsca, powstają pasy wyraźnie cieplejsze od reszty. Zimne miejsca to najczęstsza skarga przy tanich modelach i nie mają nic wspólnego z liczbą watów. Kto porównuje moc, często porównuje więc niewłaściwą liczbę.

Na koniec sama temperatura. Poziom, który ustawiasz, to wartość mierzona przez czujnik, a ten w prawie wszystkich modelach znajduje się przy powierzchni grzewczej. Twoja skóra nigdy nie nagrzewa się do tej wartości. Dwa koce z tym samym poziomem mogą więc odczuwalnie się różnić.

Światło czerwone i podczerwień często wymienia się jednym tchem, a to jednak dwie różne rzeczy. Światło czerwone jest widzialne i leży na końcu zakresu, który widzą oczy, ok. 630 do 660 nanometrów. Podczerwień zaczyna się tuż za nim i jest niewidoczna. Panel ze światłem czerwonym działa z diodami LED dostrojonymi do kilku wąskich długości fali. Koc do sauny działa z powierzchnią grzewczą, która emituje szerokie pasmo długich fal.

Praktyczna różnica jest duża. Przy świetle czerwonym chodzi o samo światło, a urządzenie pozostaje stosunkowo chłodne; siedzisz przed nim z odsłoniętą skórą i czujesz niewiele ciepła. Przy cieple podczerwieni chodzi właśnie o ciepło i nic nie widać. Służą do różnych chwil i nie zastępują się nawzajem.

Zamieszanie bierze się głównie stąd, że oba rodzaje urządzeń sprzedaje się pod hasłem podczerwień. Technicznie to w połowie prawda: diody podczerwieni w panelu działają w paśmie IR-A, a koc w paśmie IR-C. Łączy je słowo, ale niewiele więcej.

Jeśli chcesz wiedzieć, skąd dokładnie biorą się te nanometry, artykuł o długościach fali światła czerwonego i podczerwieni omawia to dokładniej. Przegląd tego, na czym polega terapia światłem czerwonym, znajdziesz w bazie wiedzy o terapii światłem czerwonym.

Gdy wiesz już, co oznaczają liczby, znacznie szybciej ocenisz stronę produktu. Poniższa kolejność dobrze sprawdza się w praktyce i zajmie ci kilka minut.

Fizyka podczerwieni nie jest w gruncie rzeczy skomplikowana. Ciepła powierzchnia promieniuje, ty to promieniowanie odbierasz, a ciało reaguje tak, jak na każde źródło ciepła. Wszystko, na co producent ma wpływ, dotyczy strony praktycznej: rozkładu ciepła, izolacji, precyzji regulacji i niezawodności zabezpieczeń.

Jeśli chcesz przejść przez tę praktyczną stronę krok po kroku, pomoże ci poradnik zakupowy koców do sauny na podczerwień. Jeśli najbardziej ciekawi cię, co dzieje się w ciele podczas sesji, przeczytaj, co koc do sauny na podczerwień robi z twoim ciałem.