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FAULHABER GROUP

Imágenes térmicas para romper la cadena de contagio

La pandemia por coronavirus ha demostrado claramente a todo el mundo lo que puede hacer un virus altamente contagioso. Los turistas y viajeros han contribuido involuntariamente a la propagación de la enfermedad, por lo que la detección de las personas infectadas a su llegada a los aeropuertos es la clave para romper la cadena potencial de contagio y es aquí donde las cámaras de toma de imágenes térmicas pueden ser decisivas. Los motores de FAULHABER ayudan a estas cámaras a tomar imágenes precisas y valores de medición en una fracción de segundo.

Imágenes térmicas para romper la cadena de contagio

La idea del seguimiento en masa de la temperatura no es nada nuevo. Su introducción y uso creciente lo propiciaron las epidemias localizadas que causaron virus como el SARS, MERS y Ébola. A la vista de los graves riesgos de salud que plantean estos virus algunos países ya comenzaron a utilizar los escáneres térmicos en aeropuertos y otros puntos de llegada hace ya unos años para dificultar, al menos, la propagación de las enfermedades. A causa del COVID-19 este método se utiliza ahora mucho más en todo el mundo.


Imágenes térmicas para romper la cadena de contagio

La fiebre es un síntoma habitual de una enfermedad infecciosa. Incluso si una temperatura superior no está causada obligatoriamente por el coronavirus, es un indicador de que es necesario realizar un examen más detallado. Si un viajero tiene una temperatura elevada, entonces se pueden realizar las pruebas establecidas y tomar de inmediato las medidas correspondientes.

Rápido y sin contacto
Una ventaja importante de la toma de temperatura mediante cámaras de toma de imágenes térmicas es su idoneidad para el seguimiento en masa. El procedimiento es sin contacto, solo tarda unos segundos y se puede automatizar. Esto quiere decir que se puede utilizar en aeropuertos, en controles de fronteras o en otras situaciones de "filtrado" sin que la libertad de movimiento se vea afectada de manera significativa o sin que grandes cantidades de personas tengan que someterse a incómodos procedimientos. En Corea del Sur, por ejemplo, se adoptó el método durante las elecciones generales del 15 de abril de 2020: se tomó la temperatura corporal de cada votante antes de entrar en el centro de votación, y puede que por ese motivo el país tuviera bajo control el coronavirus, sobre todo en comparación con el resto del mundo.

La esquina interior del párpado es el punto más adecuado de la cara de una persona para tomar la temperatura de manera rápida y fiable. La temperatura en la esquina del ojo es extremadamente constante, al contrario que en la frente, por ejemplo, que se puede enfriar notablemente como consecuencia de la transpiración. La temperatura se puede tomar usando la radiación infrarroja emitida por la superficie del cuerpo. La mayoría de las cámaras de toma de imágenes térmicas pueden capturar esta radiación de manera similar a las cámaras digitales normales mediante un sensor de imagen con hasta un millón de píxeles.


Imágenes térmicas para romper la cadena de contagio

Cada píxel es un pequeño bolómetro, un receptor térmico que mide unos cuantos micrómetros cuadrados. La radiación térmica tarda menos de 10 milisegundos en calentar el bolómetro de solo 150 nanómetros de grosor, con aproximadamente un quinto de diferencia de temperatura entre la temperatura del objeto y la propia temperatura del bolómetro. La suma de estos valores se utiliza para calcular el perfil de temperatura de la superficie capturada. Al representarlos visualmente se produce una imagen térmica con la familiar tonalidad de colores: cuanto más brillante sea el color, más alta será la temperatura.

Píxeles térmicos y pozo cuántico
Aparte del bolómetro hay otros métodos para tomar la temperatura sin contacto y de manera "óptica". Hay determinados tipos de sensores, por ejemplo, que detectan la longitud de onda de la radiación y la utilizan para determinar la temperatura. Los bolómetros y la detección por longitud de onda no se utilizan solo para la medición de temperatura a nivel clínico en humanos, también se utilizan para buscar fugas de temperatura en el aislamiento de edificios. La imagen térmica de color indica inmediatamente dónde se pierde calor, o frío en el caso de edificios con acondicionamiento de aire.


Imágenes térmicas para romper la cadena de contagio

Otra aplicación menos conocida pero muy famosa de la termografía es el control de calidad. Tanto en metal como plástico o cristal, un ajuste preciso de temperatura durante los pasos de procesado térmico es generalmente un factor decisivo para la calidad de un producto. Por este motivo los procesos como el laminado en caliente, el endurecimiento del laminado o del vidrio se supervisan generalmente mediante cámaras de toma de imágenes térmicas. En el caso de celdas solares la termografía revela los daños estructurales mediante la detección de "puntos calientes" no eficientes energéticamente. La termografía también desempeña un papel fundamental en la tecnología de seguridad. Un escáner térmico puede, por ejemplo, hacer visibles los componentes sobrecalentados mucho antes de que alcancen un estado crítico.

En la investigación atmosférica y espacial se utiliza un método totalmente diferente: el fotodetector de infrarrojos de pozo cuántico (QWIP). Está formado por capas alternativas de material semiconductor extremadamente fino y utiliza un efecto cuántico. Las capas limitan el estado mecánico-cuántico que una partícula puede asumir. Las ondas infrarrojas recibidas afectan al estado y a partir de ahí es posible obtener imágenes significativas. Estas imágenes se caracterizan por contener "colores" de una resolución extremadamente alta.

También hay dispositivos que no utilizan la radiación térmica disponible sino que emplean la iluminación activa. Una fuente luminosa infrarroja ilumina la escena observada de la misma manera que una lámpara fotográfica: la cámara de toma de imágenes térmicas se convierte en un dispositivo de visión nocturna. Este método se emplea, por ejemplo, en operaciones antiterroristas en cuartos oscuros. La luz infrarroja permanece visible para los individuos señalados.

Óptica en movimiento motorizado
No importa el método que se utilice, las ondas electromagnéticas deben "recogerse" siempre, empaquetarse y guiarse para realizar la medición y la creación de imágenes. Esto se hace básicamente de la misma manera que en la fotografía convencional con luz visible y se utilizan los mismos elementos ópticos, es decir, las lentes se mueven para enfocar o hacer zoom, se ajustan las aperturas, se ponen los filtros y se manejan los obturadores. En el caso del ampliamente utilizado bolómetro, los píxeles térmicos tienen que recalibrarse posteriormente a intervalos cortos para que los puntos con la misma temperatura tengan el mismo brillo en la imagen. Para ello, la mayoría de dispositivos tienen un obturador negro que se pone automáticamente delante del sensor para calibrar que todos los píxeles tengan el mismo valor. Cuanto más rápido se mueva el obturador, más breve será el tiempo durante el cual no se puede tomar una medida.


Imágenes térmicas para romper la cadena de contagio

Para facilitar el enfoque y el zoom, los dispositivos ópticos están equipados generalmente con micromotores CC conmutados con materiales preciosos de la serie 1524... SR, que alcanzan valores de rendimiento extremadamente elevados con unos requisitos mínimos de espacio. Los motores tienen entre 8 y 10 mm de diámetro y se utilizan en los casos donde es necesario meter accionamientos dentro de diminutas microlentes. Los motores paso a paso, por ejemplo, del tipo ADM0620 junto con un husillo integrado son la combinación ideal para mover los filtros y los obturadores. FAULHABER ofrece, además, una gama completa de motores y sus correspondientes reductores, codificadores y otros accesorios. Estos dispositivos proporcionan la solución óptima para prácticamente cualquier aplicación. Los componentes de accionamiento se pueden encontrar en múltiples dispositivos ópticos convencionales donde han sido probados con éxito durante muchos años. Esto es de aplicación también a la alineación automática y motorizada de las cámaras montadas en soportes con giro e inclinación. Los motores paso a paso compactos y de baja vibración de FAULHABER, en concreto, están predestinados a tales aplicaciones
 

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