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Lunes, 11 Mayo 2020

Cámaras térmicas: cómo funcionan, tipos y marcas de seguridad

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En las últimas semanas se ha despertado un gran interés en el mercado por las cámaras térmicas, ya que permiten identificar a personas con temperatura corporal elevada. ¿Qué son? ¿Cómo funcionan? ¿Cuáles son los criterios que debe tener en cuenta para tomar una decisión de compra?

Cámaras térmicas: cómo funcionan, tipos y marcas de seguridad

Qué es una cámara térmica

Las cámaras térmicas, también llamadas cámaras termográficas, están estrechamente ligadas a la termografía, sus aplicaciones son cada vez más grandes y están en continuo desarrollo.

La termografía es una técnica de detección de temperatura que se basa en este principio: todos los cuerpos u objetos emiten calor, estos patrones de calor pueden ser detectados y hacerse visibles (en términos de temperatura) sin necesidad de contacto físico, gracias a la detección de la longitud de onda infrarroja que emite un determinado cuerpo y que no es visible para el ojo humano. 

1 camaras termicas Espectro electromagneticoEspectro electromagnético
Fuente: Universidad Autónoma de Queretaro

Cómo funcionan las cámaras térmicas

Las cámaras térmicas incorporan un sensor térmico que varía dependiendo del tipo de fabricación. Este sensor recibe las radiaciones emitidas y varía su nivel de resistencia eléctrica conforme los niveles de radiación de calor cambian.

El resultado observable de este proceso de transformación de energía es lo que comúnmente se conoce como un termograma o imagen térmica del objeto.  

Las imágenes se visualizan en una pantalla que, dependiendo de su aplicación y resolución, varía de tamaño. Muchos modelos registran las imágenes térmicas de toda una escena o área de un objeto en una escala de color monocromática, reflejando las áreas de mayor radiación de calor en blanco y las de menor temperatura en negro, en la escala de grises los grados de temperatura intermedios entre los límites térmicos.

Sin embargo, hay una amplia gama de aplicaciones en donde el principal interés es la medición de temperatura en un objetivo puntual, en estas las imágenes se muestran en tonos de colores:

  • Azul para determinar las áreas o puntos de menor temperatura 
  • Rojo para las de mayor temperatura

Sin embargo, los colores no representan la radiación infrarroja percibida por la cámara, pero de esta manera es más fácil interpretar o representar las características térmicas de un objeto para su estudio o análisis.

2 camaras termicas Imagen escala de grises y escala en colorImagen escala de grises y escala en color
Fuente: FLIR

Aplicaciones de las cámaras térmicas

Como muchos de los avances y desarrollos tecnológicos, el uso de cámaras térmicas tuvo su origen en el campo militar, desde finales de la Segunda Guerra Mundial. Con el tiempo se incorporaron a usos civiles en aplicaciones de medicina, ingeniería civil y mecánica entre muchos otros. Hoy en día, estas son algunas de las aplicaciones más comunes de las cámaras térmicas: 

  • Aplicaciones por parte de cuerpos militares y de policía en tareas de vigilancia aérea, así como para seguridad privada y pública
  • En medicina y salud pública para la detección de temperatura corporal elevada
  • En ambientes industriales, como herramientas de diagnóstico preventivos o predictivos en el análisis de desgaste de piezas mecánicas, ensambles de partes en la industria automotriz y funcionamiento de circuitos eléctricos y electrónicos
  • Control de procesos de producción de manufactura y alimentos
  • Detección de incendios en combustión de gases o líquidos inflamables con llama no visible  
  • Aplicaciones de ingeniería civil, desde estudios de suelos, hasta detección de fallas en estructuras de edificios, muros, techos etc.
  • Biología y estudio de fauna en su hábitat natural (cámara térmica nocturna)
  • Tareas de salvamento y rescate de personas en terremotos, accidentes en vehículos terrestres, aéreos o situaciones de confinamiento

3 Camaras termicas Aplicaciones de biologia y rescateAplicaciones de biología y rescate.
Fuente: FLIR

4 Aplicaciones industrialesAplicaciones industriales.
Fuente: FLIR

5 Aplicacion de seguridad perimetralAplicación de seguridad perimetral.
Fuente: Thermoteknix.com

Tipos de cámaras térmicas

Los cámaras térmicas se clasifican de acuerdo a la tecnología empleada en su fabricación (refrigeradas o no refrigeradas) y también en función de su forma de operación en (pasivas o activas).

De acuerdo a la tecnología empleada en su fabricación

Refrigeradas

Se trata de equipos que tienen un sensor generador de imágenes de radicación térmica que se encuentra en una unidad sellada al vacío y está integrado a un refrigerador que opera a temperaturas muy bajas, este proceso es conocido como enfriamiento criogénico.

El antimoniuro de indio es uno de los elementos más usados en este tipo de sensores. Estos equipos tienen un alto costo de fabricación, consumo de energía y mantenimiento, pero permiten tener niveles de sensibilidad muy altos, debido al contraste entre la baja temperatura del sensor y la temperatura ambiente de la escena en cuestión.   

Su campo de aplicación es el sector militar y de policía, alta seguridad, procesos de fabricación muy especializados en la industria automotriz y en procesos térmico-químicos.

No refrigeradas

Estos equipos usan un sensor microbolómetro que no requiere enfriamiento, fabricado con óxido de vanadio, estos son mucho más fáciles de fabricar y su costo es menor, pero no tienen la misma sensibilidad térmica que los equipos refrigerados, por lo que no son prácticos para usos en largas distancias ni con aplicaciones que requieren niveles de detalle especial.

Su aplicación está en la detección de variaciones de calor en distancias cortas, son muy usadas en el sector industrial para el diagnóstico de partes mecánicas y circuitos eléctricos y para la medición de temperatura corporal para personas en corta distancia.

De acuerdo a su modo de operación

Pasivas

Este tipo de cámaras térmicas captan la radiación de calor en la misma forma en que el objeto bajo observación o medición la emite, es decir que no es necesario agregar un elemento adicional para captar la radiación. Estos equipos son los más usados en múltiples escenarios de aplicaciones.

Activas

Emplean un equipo reflector que puede estar integrado o no a la cámara —es decir que puede estar en otro sitio— pero en el rango de cobertura de la cámara, este reflector ilumina o irradia el objeto captado por la cámara y por medio del sensor genera la imagen térmica con mayor nivel de sensibilidad.

Cámaras de seguridad térmicas

Hoy en día hay múltiples aplicaciones de las cámaras térmicas en proyectos de seguridad electrónica. 

Existen distintas marcas y modelos de cámaras térmicas, incluso equipos con óptica dual que permiten visualizar dos imágenes a la vez, la imagen de video en formato estándar y al mismo tiempo la imagen térmica.

Son usadas en aplicaciones de alta seguridad como aeropuertos, en donde el control y supervisión de perímetros es una prioridad, o en sitios de control para evitar intrusiones en ambientes difíciles o con vegetación densa, como centrales de generación de energía, campos petroleros, etc.

También son usadas con equipos de análisis de contenido de video que permiten generar alertas o alarmas, que se han usado para medición de temperatura corporal en la pandemia del COVID-19 y como función adicional permiten detectar el uso de tapabocas.

Estas notificaciones se pueden enviar a personas o a sistemas autónomos para que quienes no estén cumpliendo con los protocolos de bioseguridad reciban una notificación para corregirlo.

Dependiendo de la aplicación de seguridad a la que vayan a ser destinadas, los fabricantes ofrecen distintas soluciones de implementación. Por esta razón es necesario tener en cuenta, para su elección, el objetivo del usuario final y el nivel de sensibilidad de los equipos requeridos, que va a depender de la aplicación y el grado de detalle que se requiere, del alcance de la óptica y, por supuesto, del presupuesto.

Marcas de seguridad que producen cámaras térmicas

A continuación mencionaremos algunas marcas de seguridad que son fabricantes de cámaras térmicas y sus aplicaciones.

FLIR

FLIR es una de las marcas especializadas y más reconocidas en el campo de la termografía desde 1978, sus productos abarcan varias verticales de mercado desde seguridad y control de procesos industriales, hasta equipos para aplicaciones portátiles en equipos móviles.

Este proceso de investigación y desarrollo en el campo han llevado sus productos a un alto nivel de calidad y de complejidad técnica, son muy confiables y precisos, están en la cima de la pirámide de opciones de este tipo de cámaras. 

6 Camara termica FLIR Saros DH390Cámara térmica FLIR Saros DH390

Bosch

El fabricante alemán, de gran relevancia en múltiples segmentos del mercado, también tiene soluciones de equipos de visión térmica, no solo para seguridad física, sino también en el campo de detección de fallas estructurales y de aislamiento térmico y ventilación. Los productos BOSCH son ampliamente utilizados y no requieren de un manejo especializado. 

En seguridad perimetral BOSCH destaca con el modelo DINION IP Thermal 8000 que, además de contar con funciones de análisis de contenido de video, ofrece una alternativa para protección perimetral, rastreo de vehículos terrestres y marítimos.

7 Camara termica Bosch DINION IP Thermal 8000Cámara térmica Bosch DINION IP Thermal 8000

MOBOTIX

Fundada en 1999, Mobotix es un fabricante orientado principalmente a soluciones de video, dentro de su portafolio cuenta con soluciones térmicas con equipos robustos, de larga vida útil, diseñados para aplicaciones tanto en interiores como en exteriores y para operar muy bien en condiciones extremas de medio ambiente.

La combinación de esta solución con sus desarrollos propios de análisis de contenido de video o analíticas lo hacen un competidor muy fuerte en el mercado.

8 Camara termica Mobotix M16 ThermalCámara térmica Mobotix M16 Thermal

AXIS

La compañía sueca es uno de los líderes en tecnología de CCTV IP y cuenta con soluciones de video térmicas para aplicaciones de alto detalle en seguridad perimetral y larga distancia como los modelos Q86 PT , Q87 PTZ  y Q19, así como para aplicaciones de seguridad en edificaciones o construcciones que requieren soluciones eficientes pero de menor presupuesto, con equipos compactos y discretos.

9 Camara termica AXIS Q19Cámara térmica AXIS Q19

HIKVISION

Como todos sabemos, este fabricante se ha convertido en una opción costo-eficiente, que ha logrado un impacto global y una gran participación en el mercado de seguridad y otros campos.

Las cámaras térmicas Hikvision han cobrado importancia y participación con la experiencia reciente en la detección de temperatura corporal elevada en personas.

Dentro de su portafolio de soluciones térmicas cuenta con productos con opciones de integración y análisis de contenido que son económicamente viables para varios segmentos del mercado.

10 Camara Termica Hikvision DS 2TD1217B 6PACámara Térmica Hikvision DS-2TD1217B-6PA

DAHUA

Este fabricante, también con presencia a nivel global, ha registrado implementaciones en la lucha contra la pandemia, al incorporar las cámaras térmicas Dahua en aplicaciones de transporte masivo como aeropuertos y estaciones de metro muy concurridas, como lo hemos informado en TECNOSeguro desde el comienzo de la crisis generada por el coronavirus.

Adicionalmente Dahua cuenta con un portafolio amplio en referencias de equipos para aplicaciones térmicas en soluciones perimetrales de corto y largo alcance.

11 Camara Termica Dahua DH TPC BF2221N TB3F4Cámara Térmica Dahua DH-TPC-BF2221N-TB3F4

Otros fabricantes

Otros fabricantes han lanzado productos con soluciones combinadas de control de acceso y cámaras térmicas, como es el caso de Bolide con el modelo BN-2600ACTC que combina el reconocimiento facial con el registro de temperatura corporal del usuario.

12 Camara termica Bolide BN 2600ACTCCámara térmica Bolide BN-2600ACTC

También se pueden encontrar fabricantes de cámaras térmicas que no están relacionados directamente con la seguridad, como es el caso de la reconocida marca Fluke, que se especializa en cámaras térmicas Fluke portables para aplicaciones industriales.

13 Camara termica Fluke Ti401 PRO
Cámara térmica Fluke Ti401 PRO

Jairo Rojas Campo

Ing. Electrónico de la Universidad Javeriana, especialista en Gerencia de Proyectos, con experiencia como líder de gestión de proyectos en varias empresas reconocidas del gremio de la seguridad desde el 2001. Cuenta con múltiples certificaciones en seguridad electrónica en las líneas de CCTV, sistemas de alarmas de intrusión, detección de incendio, controles de acceso, plataformas de integración, entre otras. Actualmente realiza actividades orientadas a la transferencia de su conocimiento y experiencia a equipos de trabajo del sector, realiza diseño y especificación de proyectos. Jairo hace parte del equipo de editores colaboradores de TECNOSeguro.

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