Visión infrarroja frente a la térmica

Las cámaras de visión nocturna suelen utilizar los infrarrojos, ya que las imágenes con poca luz que utilizan las cámaras de visión nocturna no son lo suficientemente claras y no pueden proporcionar una detección a larga distancia en la oscuridad total de la noche, pero las cámaras de infrarrojos sí. La mayor ventaja de las cámaras de infrarrojos es que son mucho mejores para detectar y rastrear objetos. Los dispositivos de luz visible y las cámaras de visión nocturna con imágenes de baja luminosidad no pueden ver el objetivo oculto en la hierba o el bosque. Sin embargo, con las cámaras de infrarrojos, la radiación infrarroja de los objetivos, que representa el calor, atraviesa el material de cobertura y puede verse claramente.

Las cámaras termográficas pueden detectar todo lo que tenga radiación infrarroja que esté por encima de -273,15℃. Por lo tanto, puede ver los objetivos en la oscuridad total sin ninguna luz visible tanto de día como de noche. Es más, la cámara termográfica puede resaltar y rastrear los objetivos rápidamente. Y las cámaras térmicas pueden ver a través del humo, la niebla y el polvo, por lo que los objetivos no tienen dónde esconderse. La visión nocturna tradicional se basa en la luz visible reflejada por el entorno durante la noche. Así que la oscuridad limitará la distancia de detección y la claridad de la visión nocturna. De noche o en entornos oscuros, la visión nocturna tradicional no puede ver tan lejos como las imágenes térmicas. En general, las cámaras térmicas tienen un mejor rendimiento que los dispositivos de visión nocturna para la caza y la observación nocturna.

Cámara térmica Flir

El rango de longitudes de onda que va desde aproximadamente 780 nm hasta 1 mm, es decir, 1.000.000 nm, se denomina radiación infrarroja (ahí limita con el rango actualmente tan discutido de la radiación de terahercios que se utiliza para los llamados «escáneres corporales»). La radiación IR suele denominarse también radiación térmica. Sin embargo, en la visión artificial industrial, la mayoría de las aplicaciones se sitúan en el rango del infrarrojo cercano, que comprende la gama espectral de 780 a 3000 nm.

En el rango comprendido entre 780 nm y 1000 nm se pueden seguir utilizando cámaras CCD monocromáticas normales para la inspección, cuya sensibilidad, efectivamente, disminuye cada vez más, pero es básicamente suficiente. Para las gamas de infrarrojos de onda más larga, deben utilizarse sensores refrigerados por Peltier y materiales semiconductores especiales. Las cámaras para la evaluación del rango IR medio se denominan cámaras termográficas o cámaras de imagen térmica. La óptica ya no es de cristal normal, sino que está hecha de materiales como el germanio. Por ello, para las aplicaciones IR sencillas con «cámaras estándar» se utilizan preferentemente LEDs con un rango de aproximadamente 870 nm o 950 nm. En el caso de la longitud de onda más larga, cabe esperar una menor dispersión en la superficie y, por tanto, un mejor cribado del objeto de prueba, aunque la sensibilidad de los sensores de las cámaras CCD comunes se reduce cada vez más.

Cámara termográfica

La visión infrarroja es la capacidad de los sistemas biológicos o artificiales para detectar la radiación infrarroja. Los términos visión térmica e imagen térmica,[1][2] también se utilizan habitualmente en este contexto, ya que las emisiones infrarrojas de un cuerpo están directamente relacionadas con su temperatura: los objetos más calientes emiten más energía en el espectro infrarrojo que los más fríos.

El cuerpo humano, así como muchos objetos móviles o estáticos de interés militar o civil, suelen estar más calientes que el entorno. Como los objetos más calientes emiten más energía infrarroja que los más fríos, es relativamente fácil identificarlos con un detector de infrarrojos, tanto de día como de noche. De ahí que el término visión nocturna se utilice también (a veces erróneamente) en lugar de «visión infrarroja», ya que uno de los propósitos originales en el desarrollo de este tipo de sistemas era localizar objetivos enemigos por la noche[3]. Sin embargo, la visión nocturna se refiere a la capacidad de ver en la oscuridad, aunque no necesariamente en el espectro infrarrojo. De hecho, los equipos de visión nocturna pueden fabricarse utilizando una de estas dos tecnologías:[4] intensificadores de luz o visión infrarroja. La primera tecnología utiliza un fotocátodo para convertir la luz (en las porciones visible o casi infrarroja del espectro electromagnético) en electrones, amplificar la señal y transformarla de nuevo en fotones. La visión infrarroja, en cambio, utiliza un detector de infrarrojos que trabaja en longitudes de onda medias o largas (invisibles para el ojo humano) para captar el calor emitido por un objeto.

Gafas de visión infrarroja

Los esfuerzos por utilizar la tecnología para mejorar las capacidades naturales de los seres humanos están saliendo de los márgenes científicos. Un estudio reciente sobre ratones sugiere que podría ser posible dotar a las personas de visión infrarroja inyectando nanopartículas en sus globos oculares.

El rango visual de los mamíferos abarca una pequeña franja del espectro electromagnético denominada luz visible. Pero otros animales, como ciertas serpientes e insectos, han desarrollado la capacidad de detectar la radiación infrarroja. Se trata de una característica útil, porque incluso con poca luz muchos objetos emiten o reflejan luz infrarroja.

Los humanos no podemos detectar esta radiación porque los pigmentos que utilizan nuestros ojos para absorber la luz y convertirla en señales que nuestro cerebro puede interpretar sólo se activan con fotones por encima de un determinado nivel de energía. Los fotones de la luz de mayor longitud de onda, como la infrarroja, no tienen la energía necesaria para superar esta barrera.

Para evitarlo, hemos desarrollado dispositivos que nos permiten ver en la oscuridad. Las gafas de visión nocturna amplifican la escasa luz visible procedente de fuentes como la luna y las estrellas, así como los infrarrojos ambientales o incluso la iluminación infrarroja activa. Las cámaras térmicas también pueden detectar la radiación infrarroja de mayor longitud de onda que emiten los objetos calientes, como las serpientes.