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Tecnología térmica: lo que el ojo no ve

Por Departamento técnico de Hikvision

Una de las tecnologías más interesantes del ámbito de la seguridad es la que nos
permite obtener imágenes térmicas. Gracias a ella, la videovigilancia es posible
en áreas totalmente oscuras, con niebla, lluvia y en otros entornos de visibilidad
limitada o nula. La forma más simple de explicarlo es que, en este caso, las cámaras no ‘ven’, sino que traducen las radiaciones en imágenes. Esta tecnología resulta especialmente útil para entornos como las infraestructuras críticas.

tecnología térmica

El espectro infrarrojo es una forma de radiación más allá de la luz visble. Fue descubierta por Sir William Herschel en 1800 y se ha aplicado a las cámaras desde 1929. Un físico húngaro ideó, para la defensa antiaérea británica, la primera cámara de televisión electrónica sensible al infrarrojo. Pese a la existencia de la tecnología, ha sido en la última década cuando su uso se ha extendido y los precios han bajado. Ahora, está disponible en múltiples mercados y cuenta con más aplicaciones, desde la medicina veterinaria, hasta la detección de fugas en tuberías industriales. La tecnología se emplea incluso en la detección de incendios, y puede ayudar al bombero a encontrar el núcleo del mismo: Cuando una cámara visual se ve bloqueada por el humo, una vista térmica puede mostrar dónde está la parte más caliente del fuego.

Tecnología térmica

En el ámbito de la videovigilancia, la tecnología térmica tiene múltiples aplicaciones. Proporciona resultados que sería imposible conseguir con las cámaras de luz visible. Por ejemplo, la función de detección se puede llevar a cabo sin necesidad de iluminar un área. Además, la tecnología térmica funciona con rangos de detección más amplios que la CCTV tradicional, lo que supone una reducción de costes, al emplear menos cámaras para un área de detección.

Las cámaras térmicas son también una solución óptima para la seguridad perimetral, por ejemplo. Incluso en las zonas más oscuras, donde las cámaras tradicionales no pueden ofrecer una buena imagen, una cámara térmica puede captar movimiento y ofrecer imágenes de objetos, vehículos e intrusos, aunque no sean visibles al ojo humano.

Es particularmente útil para soluciones de seguridad en áreas como infraestructuras críticas, aeropuertos e instalaciones. Combinados con tecnologías VCA, como las alarmas de cruce de líneas y de detección de intrusos, pueden proporcionar una solución de seguridad completa.

Productos avanzados

La tecnología térmica está ampliando sus horizontes y la mayoría de los fabricantes trabajan para ofrecer productos cada vez más avanzados. En el caso de Hikvision, desarrolló en 2008 su primera cámara térmica y en 2010 la primera cámara térmica IP. Para seguir avanzando en estas soluciones, en 2015 se estableció un grupo específico dentro del departamento de I+D.

En la actualidad podemos diferenciar tres grandes tipos de cámaras y detectores que utilizan tecnología térmica:

En primer lugar, tenemos detectores y cámaras con los que se pretende visualizar la radiación térmica de objetos en un área. Muestran imágenes en una escala de grises. Aunque existen diferentes tipos, según la frecuencia de onda (SWIR, MWIR y LWIR), el estándar del mercado es LWIR. En general, este tipo de cámaras resultan idóneas para funciones de seguridad y vigilancia, como la protección perimetral.

Un segundo tipo sería el constituido por las cámaras térmicas que, además de funciones de seguridad, pueden cubrir otras necesidades radiométricas (con una precisión de ± 8°C u 8%). Su uso más frecuente es el control de condiciones específicas (control de temperatura), la prevención y detección de incendios u otras aplicaciones de seguridad industrial.

Por último, cabe diferenciar los detectores y cámaras especialmente diseñados y calibrados para realizar pruebas y mediciones termográfica. A través de parámetros adicionales, muestran, a través de una escala de colores, temperaturas absolutas con una precisión de ± 2°C o 2% (dependiendo del tipo de cámara). Las aplicaciones más comunes son eléctricas, de construcción e industriales, pero también pueden utilizarse en aplicaciones médicas, científicas y de I+D.

¿Cómo funciona la termografía?

Los principios de la termografía se basan en el hecho de que la luz irradia más allá del espectro visible para el ojo humano. Esta radiación infrarroja la emiten todos los objetos con una temperatura superior a cero absoluto (-273°C). Se mide en nanómetros (µm) y se divide, a su vez, en tres ‘anchos de banda‘: casi infrarrojos, a 0.4-2.5 µm; infrarrojos medios, a 3.5-4 µm; e infrarrojos térmicos, a 8-14 µm.

Como la termografía mide la radiación infrarroja emitida por un objeto (o persona), es decir su emisividad, y cada elemento lo hace a una longitud de onda diferente, es posible crear una imagen del entorno sin luz visible. Empleamos el término ‘térmico’ porque la cantidad de radiación infrarroja emitida aumenta con la temperatura: dos objetos del mismo material generarán imágenes diferentes si están a diferente temperatura. También hay diferencias según el tipo de superficie y la composición. Por ejemplo, la piel humana tendría una emisividad diferente a la del acero. La emisividad también varía en función de factores como la rugosidad y la forma de la superficie, el ángulo de visión y el grado de oxidación (de un metal).

Por otra parte, al generarse la imagen a partir de la emisión de radiaciones, no “ven” a través de superficies transparentes o traslúcidas, como haría un ojo humano o una cámara convencional de espectro visible. Por ejemplo, frente a una ventana detectaría la emisión del vidrio pero no la de los objetos que se encuentren detrás.

Las cámaras térmicas utilizan un tipo específico de lente – Germanium – para reflejar la luz visible y ultravioleta, dejando pasar el infrarrojo. En el interior de la cámara, la radiación térmica infrarroja se transforma en una señal electrónica, que luego se utiliza para formar una imagen. Normalmente, la salida de imágenes se realiza en «escala de grises», pero, en los últimos años, se ha utilizado el uso de una paleta de colores para facilitar el procesamiento de las imágenes en el cerebro humano.

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