Seguinos en:

Los sistemas térmicos

El descubrimiento de la energía térmica y la evolución en la óptica

Autor: Salvador Daniel Patti Fecha de publicación: 26/06/2017
Auspicia: LaserHawk

La energía infrarroja o térmica, es un rango de luz que el ojo humano no puede detectar, porque la longitud de la onda que la forma es demasiado extensa para ser resuelta por él. Esa es la parte del espectro electromagnético que nosotros percibimos como calor. A diferencia de la luz visible (la cual contiene todos los colores), en el mundo infrarrojo, todo aquello con temperatura por encima del cero absoluto emite calor. Aún muchos objetos fríos, como el hielo, emiten rayos infrarrojos. Mientras más alta sea la temperatura de un objeto, mayor será la radiación IR (Infrarroja) emitida. El infrarrojo nos permite ver lo que nuestros ojos no pueden por naturaleza.

De manera aproximada el cero absoluto son -273,15 °C. Teóricamente, los científicos pueden afirmar que esta es la mínima temperatura alcanzable por una molécula o cuerpo, pues a ese nivel no existiría vibración atómica alguna. De hecho a 0 grado Kelvin (-273,15 °C), todas las sustancias aparecerían en modo sólido y las moléculas ni se moverían ni llegarían a vibrar. En laboratorios de la Tierra los físicos pueden acercarse mucho a esta temperatura, pero los científicos afirman que es imposible alcanzar el cero absoluto. De hecho la mínima temperatura jamás conseguida se obtuvo enfriando un gas en un campo magnético hasta medio nano kelvin (es decir, 5x10-10 K) por encima del mínimo teórico, el cero absoluto.

Pero, (siempre hay peros) Físicos alemanes han conseguido una temperatura más baja que el cero absoluto, (o al menos así lo afirman). Anteriormente, esta posibilidad fue pronosticada solo en teoría. Si este descubrimiento es verdadero, será posible crear motores térmicos de sexta generación, desafiar la gravedad y explorar los misterios del espacio, pero esa es otra historia. Vayamos a lo nuestro.

Un poco de historia

El descubridor de los rayos infrarrojos fue Sir Frederick William Herschel nacido en Hanover, Alemania, en 1738. Él fue muy conocido tanto como músico como astrónomo. En el año 1757 emigra hacia Inglaterra donde con su hija Carolina construyeron un Telescopio. Su más famoso descubrimiento fue el del planeta Urano en el año 1781. En el año de 1800, El Señor William Herschel hizo otro descubrimiento muy importante, Se interesó en verificar cuanto calor pasaba por filtros de diferentes colores al ser observados al sol. Se dio cuenta que esos filtros de diferentes colores dejaban pasar diferentes niveles de calor. Continuando con ese experimento Herschel hizo pasar luz del sol (luz blanca) por un prisma de vidrio y con esto se formo un espectro (el "arco iris" que se forma cuando se descompone la luz blanca en los colores que la forman).

Haciendo controles de temperatura en los distintos colores de ese espectro verifico que mas allá de rojo, fuera de las radiaciones visibles la temperatura era mas elevada (a cada color corresponde una diferente longitud de onda). Él encontró que esta radiación invisible por encima del rojo se comporta de la misma manera desde el punto de vista de la reflexión, refracción, absorción y transmisión que la luz visible. Era la primera vez que alguien demostraba que había otra forma de iluminación o radiación que era invisible al ojo humano. Esta radiación inicialmente la denomino Rayos caloríficos y luego Infrarrojos (infra: quiere decir abajo) Es decir por debajo del nivel de energía del rojo.

El año 2000 marcó el 200 aniversario del descubrimiento de William Herschel del infrarrojo y este aniversario encontró a la tecnología Infrarroja en plena expansión en todas sus aplicaciones. La Astronomía, la medicina, la seguridad publica, en el rescate, en la electrónica, en la meteorología, la ingeniería de procesos, el mantenimiento industrial, el análisis de la vegetación, el estudio de las temperaturas de los océanos solo para mencionar algunas.

La Termografía

La Termografía es el uso la tecnología infrarroja para captar y medir la energía térmica (calor) emitida por un objeto. Las cámaras infrarrojas, por ejemplo, producen imágenes de las ondas infrarrojas invisibles o radiaciones de calor, y tienen la capacidad de medir la temperatura sin requerir ningún contacto. Debido a que casi todos los equipos tienden a calentarse en exceso antes de fallar, las cámaras IR son una valiosa herramienta para el diagnóstico en innumerables aplicaciones, a un costo extremadamente efectivo.

Si hablamos de radiación infrarroja, entonces ¿Cuál es la diferencia entre un visor nocturno (mal llamado infrarrojo) y un visor térmico? Bien, los visores nocturnos que normalmente utilizamos para nuestras cacerías, son en realidad foto multiplicadores de luz ambiente o residual, es decir estos aparatos toman la poca luz que hay en el ambiente y la multiplican unas miles de veces permitiéndonos ver en la noche. Si no existe ningún tipo de luz, o la que hay es demasiado pobre, necesitan iluminar la escena con algún tipo de luz, (normalmente infrarroja) como los iluminadores que se utilizan, y que algunos de estos aparatos traen incluidos, pero no pueden "ver" en oscuridad absoluta, es por lo tanto un equipo de los denominados "activos". Pero como todo estos tipos de desarrollos inicialmente son militares, (luego cuando se ha superado la tecnología, pasan al mercado civil) se les hacia a los soldados, muy difícil distinguir en la noche al enemigo camuflado con un visor nocturno, dado que éste si no se mueve, es parte del paisaje cuando uno observaba. Se desarrolla entonces la tecnología térmica, la cual permite como dijimos "ver" el calor que emanan los cuerpos. Inicialmente estos aparatos eran enormes y necesitaban grandes sistemas de refrigeración (normalmente botellones de nitrógeno liquido) para poder enfriar el calor que ellos mismos generaban. Eran por lo tanto solo aplicables a vehículos tales como tanques o camiones destinados a tal fin.

Conforme se fue avanzando se lograron equipos muy pequeños y portátiles tal como muestran las fotografías. Estos sistemas permiten ver en blanco y negro, en negro y blanco (es el mismo aparato al que se lo hace trabajar en negativo) y los mas avanzados permiten ver en colores que van desde el blanco (la parte mas caliente) pasando por todos los tonos de rojos, amarillos, naranjas, verdes, etc., etc., hasta llegar al azul en las partes mas frías de acuerdo a la temperatura detectada. Existen equipos tan sofisticados que permiten elegir el rango de temperatura de trabajo, es decir si el operador selecciona de 34º C a 38º C todo lo que no esté dentro de ese rango de temperatura no se ve, esta función es de gran utilidad cuando se busca algo especifico para que el operador no se distraiga o confunda con algo que no es lo que se busca. Los principales materiales termo sensibles para la radiación IR que se utilizan para estos aparatos son InSb Indio- Antimonio (estos todavía requieren de algún tipo de refrigeración) InGaAs Indio -Galio -Arsénico, y GaAs Galio -Arsénico.

Se preguntaran cual es la aplicación de esto en nuestro tema, la cuestión es que desarrollada esta tecnología en el campo digital y electrónico, se han fabricado miras telescópicas de tecnología térmica.

Sin duda el de cualquier cazador, si no fuera por su precio. Pero no solo el precio es el límite, ya que nuestra legislación prohíbe cualquier dispositivo adosable a un arma que permita dirigir el tiro en la oscuridad, y este tipo de mira si lo permite.

Estas miras modernas, utilizan tecnología microtérmica no refrigerada, sin duda el mayor avance en este tema, es completamente "pasiva" (no requiere de ninguna fuente de luz natural o artificial) permite ser utilizada tanto de día como de noche (no se quema el tubo como los visores nocturnos) para ellas no existe la lluvia, la noche, el humo o la niebla, puede ver bajo cualquier condición. Tienen normalmente retículo electrónico y se montan con un quita-pon tipo Picatinny.

He adquirido recientemente un visor térmico para observación, por supuesto que no se trata de los modelos más caros. Con el avance de la tecnología micro térmica estos aparatos se han hecho realmente muy pequeños y eso fue lo que me tentó. El aparato adquirido es un Leupold modelo Tracker con una resolución de 206x156 la cual es realmente muy baja, también el sensor es muy pequeño, además de varios otros detalles, pero no se puede pretender mucho mas por el precio que tiene.

Si bien permite la visión térmica en 6 modos diferentes su resolución no es muy buena y el mayor inconveniente para los que pasamos los 40 hace unos años, es el tamaño de su pantalla, es realmente muy pequeña. Aquí les dejo algunas imágenes térmicas de una cafetera eléctrica, en los 6 modos que el visor permite:

Como la pantalla realmente es muy pequeña, para no tener que utilizar los anteojos de lectura para poder verla le diseñe un ocular el cual me permite colocarlo a unas 3 pulgadas del ojo para poder observar a modo de mira telescópica, y también me permite corregir otro defecto: el aparato tiene zoom de 2x a 6X pero digital, lo que pixela bastante la imagen haciendo que su definición no sea muy buena, entonces con el ocular le doy unos 4X pero ópticos, lo que mejora considerablemente el detalle, aquí les muestro como quedo el modelo terminado con el ocular al que le pude agregar una tapa del tipo flip-open.

Otro detalle importante, y a pesar de las limitaciones de este modelo, es que puede detectar en varios modos el calor residual de un cuerpo, por ejemplo les muestro una foto de mi mano, y otra foto después de unos 6 minutos de haberla retirado de la mesa de trabajo, donde se puede observar que el calor residual que la mano dejó, esta imagen se pudo ver aun después de 6 minutos de haber retirado la mano. El tiempo que este calor residual puede ser detectado depende en gran parte de la superficie o el material sobre el cual se transmitió. No lo he probado aun en cacería, pero supongo que esto es importante y muy útil al momento de seguir un rastro, para saber qué tanto de ventaja nos lleva nuestra presa, ya que este tipo de aparatos al contrario de los mal llamados nocturnos, pueden ser utilizados tanto de día como de noche.

Este aparato como ya les comentara aparte del zoom digital, permite colocar con un doble click al botón de encendido, ese retículo crosshair que Uds. pueden apreciar en la foto, y con otro doble click quitarlo. La realidad es que no tiene mucho sentido ya que el aparato no tiene sistema de regulación del mismo ni tampoco sistema para sujetarlo.

Aparatos de otra categoría tienen otra resolución y otro alcance, con pantallas y sensores más grandes, pero como es lógico el precio se multiplica por 10 o 15 veces con respecto al valor de estos equipos "de bolsillo" por llamarlos de alguna forma. Hasta la próxima, buenas observaciones y mejores tiros.

Salvador Daniel Patti Licenciado en Optica Oftálmica
Titular del Laboratorio Óptico LaserHawk

Términos y condiciones | Acerca de Full Aventura | Incorpore su comercio | Contáctenos
Copyright© 2000-2017 FullAventura.com - Reservados todos los derechos

Seguinos en: