La región del infrarrojo cercano (NIR) del espectro electromagnético se extiende desde aproximadamente 780 nm hasta 2500 nm (12800 a 4000 cm⁻¹). A diferencia de la espectroscopia de infrarrojo medio, que estudia las vibraciones moleculares fundamentales, la espectroscopia NIR detecta sobretonos y bandas de combinación — absorciones que surgen de vibraciones anarmónicas de enlaces que involucran átomos de hidrógeno. Estos sobretonos (primero, segundo y tercero) y combinaciones de modos de estiramiento y flexión producen bandas anchas y superpuestas que requieren análisis multivariante de datos para su interpretación.
Las absorciones más prominentes en NIR surgen de las vibraciones de estiramiento C-H, O-H y N-H, que dominan los espectros de materiales orgánicos y biológicos. La absortividad molar de estos sobretonos es típicamente 10 a 1000 veces más débil que las absorciones infrarrojas fundamentales, lo que le da al NIR una ventaja práctica: las muestras pueden medirse directamente con poca o ninguna preparación, incluso en matrices gruesas o altamente dispersantes. Las mediciones se realizan en modo de reflectancia difusa para muestras sólidas y en polvo, o en modo de transmitancia para líquidos y películas transparentes.
La instrumentación NIR viene en varias configuraciones. Los instrumentos dispersivos de red escanean longitudes de onda secuencialmente usando un monocromador. Los espectrómetros FT-NIR utilizan un interferómetro de Michelson para adquirir espectros completos rápidamente. Los detectores de matriz de diodos permiten la adquisición simultánea de múltiples longitudes de onda, lo que los hace adecuados para el monitoreo de procesos en tiempo real. Las sondas de fibra óptica permiten el muestreo remoto, facilitando mediciones en línea y en el punto de proceso en entornos industriales.
Debido a que los espectros NIR consisten en picos anchos y superpuestos, la asignación directa de bandas individuales rara vez es posible. En su lugar, el análisis cuantitativo y cualitativo se basa en modelos quimiométricos construidos utilizando técnicas de calibración multivariante como el Análisis de Componentes Principales (PCA) para el análisis exploratorio de datos y la regresión por Mínimos Cuadrados Parciales (PLS) para la predicción cuantitativa. La calibración requiere un conjunto representativo de muestras de referencia con valores conocidos de la propiedad de interés, y el rendimiento del modelo se valida mediante validación cruzada y conjuntos de prueba independientes.
La espectroscopia NIR encuentra una amplia aplicación en la agricultura (contenido de humedad, proteína y grasa en granos y piensos), la alimentación (determinación de agua, azúcar, alcohol y contenido de aceite), los productos farmacéuticos (identificación de materias primas, uniformidad de mezcla y determinación de humedad en productos liofilizados) y el análisis de polímeros (identificación de tipos de resina, composición de copolímeros y contenido de aditivos). Su velocidad, naturaleza no destructiva y adecuación para medición en línea la convierten en una de las herramientas de tecnología analítica de procesos (PAT) más utilizadas en la industria moderna.
