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Laboratorio Óptico

Cómo funciona la visión nocturna en la óptica de caza

El uso del calor como fuente de luz, infrarrojos o imágenes térmicas, es una tecnología que ha afectado a todo, desde la caza hasta la salud pública. En su forma más simple, sigue los pasos básicos utilizados en la imagen electrónica normal. Con la imagen térmica, sin embargo, hay modificaciones. También hay opciones y capacidades que simplemente no existen en los monitores que dependen del espectro de luz visible. Saber cómo funciona y cómo se pone en funcionamiento la imagen térmica puede ayudar a cualquiera a determinar cómo hacer un uso eficaz de la misma para sus intereses.

El proceso básico

En cualquier sistema electrónico de imágenes, una lente enfoca una imagen en un conjunto de sensores que emiten señales eléctricas que corresponden al brillo de la luz que los golpea. Este es el caso tanto de los dispositivos electrónicos como de los sistemas visuales de los animales vertebrados superiores, como los humanos.

Cuando la luz infrarroja sustituye a la luz visible, se requieren algunas modificaciones. Dado que el vidrio normal refleja la luz infrarroja, se utilizan materiales como el germanio o el seleniuro de zinc para las lentes. Estos materiales permiten que las ondas infrarrojas pasen a través de ellos mientras que simultáneamente los enfocan. Esta imagen se proyecta sobre una matriz de sensores llamada matriz de plano focal.

Los sensores utilizan transistores especiales hechos con compuestos como antimonio indio o arseniuro de galio indio que permiten que la corriente eléctrica fluya a través de ellos en proporción a la intensidad de la luz infrarroja que los golpea. Al igual que las cámaras de vídeo estándar, más sensores por pulgada dan como resultado resoluciones más altas. A partir de este punto, las señales generadas se utilizan para crear una imagen visible en una pantalla de vídeo.

Características de la luz infrarroja

El uso del calor como fuente de luz da a la imagen térmica algunas ventajas interesantes sobre la imagen de luz visible. También produce algunas complicaciones. En primer lugar, cualquier objeto que sea más cálido que su entorno es una fuente de luz infrarroja. Aunque a primera vista parezca contrario a la intuición, esto incluye a los animales de sangre caliente.

La luz infrarroja también se comporta de manera diferente en términos de cómo interactúa con diversos materiales. Como se acaba de mencionar, se refleja en el vidrio y otros plásticos transparentes similares, como el plexiglás, que no bloquean la luz visible. El aluminio y la plata son otros ejemplos en esta categoría. Otros materiales como el humo, la niebla y algunos plásticos dejan pasar fácilmente el calor. Complicando las cosas, la porción infrarroja del espectro de luz cubre un rango mucho más amplio de frecuencias que la porción visible, por lo que las diferentes frecuencias de luz infrarroja tienen características diferentes. En general, la luz infrarroja puede penetrar ciertos materiales opacos a la luz visible debido a sus longitudes de onda más largas. A su vez, las ondas de radio, que tienen longitudes de onda aún mayores, pueden pasar a través de objetos impenetrables tanto para las ondas visibles como para las infrarrojas.

Otras complicaciones provienen del hecho de que algunos objetos pueden absorber el calor hasta que comienzan a irradiarlo cuando su entorno se enfría. Con algunos usos, la mayoría de estas cualidades de la energía térmica no son importantes, pero en otras circunstancias, requieren hacer ajustes.

Visores de pistola

A medida que bajan los precios, la imagen térmica está aumentando su popularidad como accesorio para rifles y otras armas de fuego. Aquí, el propósito es simplemente adquirir objetivos, y la tecnología se confunde a menudo con la capacidad de visión nocturna. Hay visores que están diseñados para amplificar la luz visible. Esto no es lo mismo que utilizar la energía térmica para ver en la oscuridad. La visión nocturna todavía requiere una pequeña cantidad de luz visible para funcionar. También está bloqueado por los mismos obstáculos que interfieren con cualquier otra luz visible.

de ATN Thor-HD 640

Dos maneras en las que se utiliza la imagen térmica en armas de fuego son la producción natural de calor de animales y otros objetos o la generación activa de luz infrarroja que se refleja en los objetos en el campo de visión. Se prefiere un enfoque pasivo que utilice el calor natural, ya que una fuente de luz infrarroja adicional conectada al osciloscopio consume más energía. También revela la ubicación del usuario a cualquier otra persona con su propia capacidad de detección térmica. Cuando se utilizan imágenes térmicas pasivas, la matriz del plano focal puede absorber algo de calor, y este calor puede interferir ligeramente con los rayos entrantes.

Algunos osciloscopios ofrecen la adición de un sistema de enfriamiento que reduce la temperatura del arreglo para que pueda captar señales débiles desde distancias mayores. La compensación es un dispositivo más caro y menos robusto.

Cámaras térmicas

Más allá de los visores, la imagen térmica se emplea en una amplia variedad de campos para lograr resultados que de otro modo serían imposibles. Al igual que con algunos visores de rifle, las cámaras de vigilancia utilizan una fuente de luz infrarroja para la iluminación que proporciona un vídeo de escala de grises más nítido que no es posible con un sistema pasivo. En estas situaciones, es poco probable que un ladrón o intruso lleve su propio equipo de detección infrarroja. Esta tecnología también se incluye a veces con las videocámaras de consumo.

Debido a las complejas interacciones que se producen entre múltiples fuentes de calor, las cámaras térmicas que utilizan el enfoque pasivo emplean algoritmos informáticos para crear una imagen que revela las variaciones de temperatura de una forma tan realista como las circunstancias lo permiten. En estos cálculos se incluye información como la temperatura del aire ambiente y la velocidad del viento. Esta capacidad de registrar los gradientes de calor hace que las imágenes térmicas pasivas sean valiosas en entornos diferentes.

Cómo poner a trabajar las imágenes infrarrojas

Casi todo el mundo está familiarizado con las imágenes multicolores producidas por las cámaras de imágenes térmicas. Las temperaturas más frías aparecen en tonos azules, negros o violetas. A medida que las temperaturas aumentan, los tonos cambian de amarillo a rojo intenso. Este tipo de cámaras se utilizan en trabajos detectivescos como encontrar fugas de calor en edificios o detectar cables de sobrecalentamiento ocultos dentro de las paredes. En las fuerzas de seguridad, se han utilizado para rastrear a los sospechosos observando las huellas creadas cuando se transfiere el calor de los zapatos calientes que tocan el suelo frío. La Guardia Costera utiliza estos dispositivos tanto en rescates diurnos como nocturnos. El calor de una persona se destaca dramáticamente contra el agua fría del océano. Las cámaras térmicas son valiosas para localizar la circulación sanguínea y los problemas de inflamación en animales que no pueden describir sus dolencias a los veterinarios. Incluso se han utilizado cámaras térmicas en los aeropuertos para examinar a los pasajeros de lugares que experimentan brotes de fiebre causados por enfermedades infecciosas como la gripe o el Ébola.

Echa un vistazo a nuestras revisiones de los mejores visores de visión nocturna y de las mejores cámaras de visión nocturna.

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