¿Cómo funcionan las cámaras térmicas?

Una cámara térmica es un dispositivo sin contacto que detecta energía infrarroja (calor) y la convierte en una imagen visual. Profundicemos en la ciencia de las cámaras térmicas y el mundo invisible del calor que nos permiten ver.

¿Cómo funcionan las cámaras térmicas?

Mediante la detección de ondas infrarrojas, no de la luz visible

Lo primero que hay que saber sobre las cámaras térmicas es que no funcionan como las cámaras regulares. Las cámaras de luz diurna regulares y el ojo humano funcionan según el mismo principio básico: la energía de la luz visible choca contra algo y rebota, un detector recibe la luz reflejada y la convierte en una imagen.

Los generadores de imágenes térmicas producen fotografías a partir del calor, no de la luz visible. El calor (también denominado energía infrarroja o térmica) y la luz forman parte del espectro electromagnético, pero una cámara que puede detectar la luz visible no detecta la energía térmica, y viceversa. Las cámaras térmicas capturan energía infrarroja y utilizan los datos para crear imágenes a través de salidas de video digitales o analógicas.

Craig Beals explica el espectro electromagnético en Invisible Labs.

Dentro de la cámara

Una cámara térmica está compuesta por una lente, un sensor térmico, electrónica de procesamiento y una carcasa mecánica. La lente enfoca la energía infrarroja en el sensor. El sensor puede venir en una variedad de configuraciones de píxeles de 80 × 60 a 1280 × 1024 píxeles o más. Esta es la resolución de la cámara.

Estas resoluciones son bajas en comparación con los generadores de imágenes de luz visible, porque los detectores térmicos necesitan detectar energía que tiene longitudes de onda mucho mayores que la luz visible, lo que requiere que cada elemento del sensor sea significativamente más grande. Como resultado, una cámara térmica generalmente tiene una resolución mucho menor (menos píxeles) que los sensores visibles del mismo tamaño mecánico.

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¿Qué pueden detectar las cámaras térmicas?

El calor detectado por una cámara infrarroja puede medirse con mucha precisión, lo que permite una gran variedad de aplicaciones. Una cámara térmica FLIR puede detectar pequeñas diferencias de calor, tan pequeñas como 0.01 °C, y mostrarlas como tonos de gris o con paletas de colores diferentes.

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La misma imagen con diferencias de calor que se muestran en las paletas de colores ironbow y white hot.

Todo lo que hay en nuestras vidas diarias emite energía térmica, incluso el hielo. Cuanto más caliente sea algo, más energía térmica emite. Esta energía térmica emitida se denomina “señal de calor”. Cuando dos objetos próximos entre sí tienen señales de calor sutilmente diferentes, aparecen con bastante claridad en un sensor térmico, independientemente de las condiciones de iluminación. Esto permite que las cámaras térmicas vean en entornos completamente oscuros o llenos de humo.

¿Para qué se utilizan las cámaras térmicas?

La tecnología de imágenes térmicas y la de visión nocturna a menudo se confunden, pero cada una tiene sus propias características y fortalezas únicas.

Los posibles usos de las cámaras térmicas son casi ilimitados. Desarrolladas originalmente para vigilancia y operaciones militares, las cámaras térmicas ahora se utilizan ampliamente para inspecciones de edificios (humedad, aislamiento, techos, etc.), extinción de incendios, vehículos autónomos y frenado automático, control de temperatura de la piel, inspecciones industriales, investigación científica y mucho más.

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