Ventajas y Desventajas de la luz IR

En este artículo encontrará algunas pautas a tener en cuenta al momento de utilizar un sistema de vigilancia con tecnología para visión nocturna.

Por: Mace

Cámaras térmicas: No deben confundirse las cámaras térmicas con las cámaras infrarrojas. De seguro todos hemos visto imágenes de persecuciones policiacas donde se muestran siluetas que resplandecen dentro de un fondo oscuro, esto es el producto de una cámara térmica al convertir en imágenes el calor que despiden los objetos y las personas.

Muchos animales usan este sistema para ver sin ser observados, entre ellos varios reptiles, y esta tecnología copia de la naturaleza algo ya existente. Los precios de cámaras como estas son altos y están fuera del presupuesto del usuario general de CCTV, por lo tanto no se contemplan en este artículo.

¿Que es la luz infrarroja?
El espectro de luz que el ojo humano percibe lo conforma una escala de colores que va desde el violeta en la parte superior hasta el color rojo en el extremo inferior, a cada color responde una frecuencia o vibración de luz especifica y una longitud de onda propia, esta al ser captada por el sistema ocular es transformada en información que el cerebro interpreta como colores.

Fuera de esta escala visible para el ojo, existe una luz que no vemos, así por encima del color violeta están los conocidos “rayos ultravioleta” que son los que cuando vamos a la playa, incluso en condiciones nublosas, nos queman la piel. La “luz infrarroja”, de la que tratamos en este articulo, se encuentra en la parte inferior no visible del espectro y muy cercana al calor.

Visión infrarroja: Para producir imágenes primero se necesita de una fuente de luz, ya que las imágenes las forman las reflexiones que hace la luz al rebotar desde los objetos que encuentra a su paso. Lo mismo sucede con la visión infrarroja, pero primero son necesarios iluminadores que funcionen en esta parte del espectro de luz y segundo de cámaras con la capacidad de ver en este rango y traducir las imágenes al espectro visible del ojo humano.

Fuentes de luz infrarroja
Los iluminadores infrarrojos de primera generación estaban basados en lámparas incandescentes con filtros ópticos que bloqueaban la luz en otras partes de la escala que no fuera infrarroja solamente, esta tecnología era muy ineficiente por su alto consumo eléctrico, además la mayor parte de esta energía se desperdiciaba en calor.

Generalmente las grandes dimensiones del equipo eran un inconveniente. Los iluminadores infrarrojos actuales solo usan LEDs (light emiting diode), muy similares a los que encontramos al frente de los controles remotos de nuestra televisión. Los fabricantes comúnmente disponen una cantidad de estos LEDs para poder lograr el nivel de luz necesario de acuerdo al alcance, ya que la intensidad que produce un solo LED es relativamente baja.

Con esta tecnología se pueden lograr iluminadores muy compactos y económicos, que generalmente se incorporan a las cámaras compartiendo la misma carcasa y una fuente de alimentación común.

Cámaras con visión infrarroja
Las imágenes que provienen de cámaras trabajando con infrarrojos son en blanco y negro, ya que al no generarse el espectro completo de colores en los iluminadores, no existen otras reflexiones que no sean infrarrojas y que las cámaras con esta capacidad traducen a la escala de grises en las que sí pueden ser vistas por el ojo humano.

Generalmente todas las cámaras en blanco y negro son capaces de trabajar en este rango IR pero las diseñadas con este propósito producirán imágenes con contenido de ruido bajo y más nitidez. En los inicios los sistemas en los que era necesaria la visión nocturna con tecnología IR tenían el inconveniente de sacrificar las imágenes en colores aun cuando disponían de luz durante el día.

Como solución a este problema se diseñaron cámaras con tecnología Día y Noche (D/N), las cuales automáticamente cambian a imágenes a color cuando la luz es suficiente. Así encontramos sistemas compactos y muy económicos donde en una sola carcasa se integran los iluminadores y la cámara, además un foto sensor que en niveles de luz bajo activa los iluminadores y pasa de color a blanco y negro y viceversa de forma automática.

Propósito inicial de cámaras IR
El objetivo principal para decidir el uso de un sistema infrarrojo sería el de mantener oculta la condición del sistema de monitoreo cuando fuera contraproducente la instalación de lámparas comunes para su funcionamiento durante la noche. De esta forma sería posible documentar irrupciones en propiedades sin que los vándalos lo notaran.

Pero, ¿es este procedimiento el más adecuado? Creemos que no, es más importante prevenir un delito y que el sistema de monitoreo ocupe una segunda función disuasiva cuando se expone, ya sea al posicionar las cámaras en lugares visibles o cuando se usan lámparas activadas por movimiento. Entonces la luz infrarroja debe aplicarse a lugares en donde es inconveniente el uso de luz regular.

Claro, cuando encontramos cámaras con precios razonables y que ya incluyen una fuente de luz o cuando el usuario es atraído por la tecnología IR a su alcance, el aspecto disuasivo del sistema pasa a segundo plano.

Sus ventajas
-Hace que el sistema funcione de forma indetectable al no ser necesarias fuentes de luz regular. Esto facilita la documentación de actividades delictivas internas que no se producirían ante un sistema de vigilancia “evidente”.
-Ahorro de tiempo e inversión al no ser necesaria la instalación de lámparas adicionales y la contratación de electricistas con este fin cuando son usadas cámaras con iluminación IR incorporada.
-La tecnología infrarroja tiene mucho valor para el estudio de vida animal nocturna ya que al ser indetectable no modifica la conducta natural de estos.
-Permite el monitoreo de recién nacidos durante el sueño sin que luz adicional los perturbe a nivel domestico o en guarderías.
-En lugares públicos donde sean necesarios niveles de iluminación muy bajos, como cines, teatros, clubes y bares, la luz IR es la opción más viable.

Las desventajas
-Solo es posible obtener imágenes en blanco y negro.
-La cantidad de luz limitada desde los iluminadores incorporados en la cámara ofrecen un área de visión reducida.
-Objetos con colores oscuros reflejaran un porcentaje pequeño de la luz IR generada, no suficiente como para lograr identificación.
-El usuario y muchas veces los instaladores asumirán que la iluminación es suficiente por estar incorporada a las cámaras, sin considerar la adición de iluminadores o lámparas en aéreas importantes dentro del campo visual de la cámara, pero fuera del alcance de los iluminadores.
-Reducirá la condición disuasiva que pudiera proveer el sistema de CCTV durante la noche.
Aún cuando a través de un lente poderoso se pueda visualizar una imagen distante, el alcance efectivo de los IR nunca será superior a los 60 metros.

Cámaras que no necesitan IR
Existen cámaras que pueden trabajar con niveles de luz muy bajos sin necesidad de luz IR y generar imágenes a color, como la serie CBV de MACE. Ya en el mercado se encontraban productos de este tipo con precios altos cercanos a los US$10,000 por unidad. El modelo CBV es capaz de producir imágenes a color con tan solo 0.002 LUX y con un costo razonable.

Lo hace a través de un proceso en el que se amplifica la señal mientras se reduce el ruido. La forma en que esto se lograba anteriormente era aumentando el tiempo de exposición, de la misma manera en que se hace en fotografía cuando trabajamos con luz escasa, pero el inconveniente de este procedimiento cuando se aplica en CCTV es que la cámara deja de producir imágenes a tiempo real. Esto quedó solucionado con la serie CBV de MACE, las cuales producen imágenes a color completo y a tiempo real con niveles de iluminación en los cuales otros productos son inoperables.