Hay muchas cámaras térmicas en el mercado y a día de hoy es un test necesario para hacer en los puestos de trabajo. Pero, puede una cámara de 299€ hacer estas medidas con precisión. ¿cuánto me tengo que gastar en una cámara de infrarrojos para medir temperatura corporal? ¿funciona una cámara de infrarrojos para medir temperatura corporal?
Para saber si se puede o no, tenemos que saber como funcionan y comprender que puede hacer una cámara termográfica por nosotros. Las cámaras termográficas o infrarrojas son una herramienta increíble que siempre nos han llamado la atención. Pero, ¿Qué pasa si enfocamos a una persona? ¿podemos usar una cámara a la entrada de una fábrica o de una tienda para detectar posibles personas con fiebre?
La ventaja directa, es que se puede determinar la temperatura sin contacto y obtener lecturas en el momento. Seguramente habrás visto estas pistolas infrarrojas que salen por la tele, donde apuntas a la frente y de dice la temperatura de un solo punto. Pero como vimos en el anterior artículo, una cámara infrarroja solo mide un punto, una térmica mide más de 3600 a la vez.
Hay algunos inconvenientes a la hora de medir personas con estas cámaras, para ello vamos a entender como funcionan las cámaras termográficas.
Todo emite luz, pero no lo podemos ver
Todo empezó con William Herschel en 1800, mientras testeaba filtros para luz con prismas, se dio cuenta que la luz del sol, se dividía en colores a través de este prisma, luego puso termómetros a cada uno de estos colores. Entonces notó que el termómetro al final de los colores, más lejos del rojo, un termómetro, posicionado más separado de este rojo, donde ni siquiera se veía color, notó, que este termómetro estaba más caliente. Por supuesto, esta tipo de luz es la que no puede ver el ser humano. Este fue el descubrimiento de la radiación infrarroja.
Pero eso no es todo. Resulta que puedes usar la longitud de onda que emite esta radiación, para determinar la temperatura de cualquier objeto. Por ejemplo, puedes ver esto en cualquier horno, una vez están las resistencia a más de 200ºC ves que el metal, pasa de gris a un color brillante y rojizo.
Cuando ves algo que brilla así, sabes que no debes tocarlo ¿verdad? Esto es la prueba de como funciona la luz infrarroja. Cuando enciendes el horno, y se está calentando, el metal sigue de color oscuro, pero puede, aun así, quemarte. El ojo humano, no detecta esta radiación infrarroja. Esto es como luce cuando, vemos su espectro infrarrojo.
*Vista real con cámara térmica *Vista infrarroja con cámara térmica
Por ejemplo, en un suelo radiante, se puede determinar claramente por donde están las tuberías, algo que nosotros incluso con el tacto no podríamos decir con exactitud. La termografía es algo impresionante y sus usos en la industria son inagotables.
Entonces, ¿Cómo determina una cámara termográfica la temperatura exacta?
Queda claro que todos los objetos emiten una radiación electromagnética, es decir, que emiten luz, en un amplio espectro. Si se traza la intensidad de la radiación, frente a la longitud de onda de un objeto determinado, se obtiene una curva como esta.
Los colores “arcoíris” que vemos es la longitud de onda que el ojo humano es capaz de ver. El pico más alto que vemos en la curva naranja, depende directamente de la temperatura. Contra más caliente se ponga el objeto, la longitud de onda baja, y se mueve hacia la izquierda, hacia nuestro espectro de luz visible.
Por ejemplo, para algo a temperatura ambiente 26ºC el pico de longitud de onda es de 9.7μm (micrómetros). Eso sitúa la mayoría de la radiación en el espectro de luz infrarroja. Esa es la razón por la que no puedes determinar como de caliente esta un objeto solo con mirarlo.
Pero si, por ejemplo, tenemos un objeto caliente a 550ºC (imagina la resistencia de un horno) el pico de intensidad de la longitud de onda se movería más debajo de 2.4μm. Eso es todavía luz infrarroja, pero puedes ver que si el pico de longitud de onda llega a niveles de >0.74 μm ya sería visible para el ojo humano. Esta relación de temperatura y longitud de onda se llama ley del desplazamiento de Wien que sería una fórmula así:
En esta fórmula, λ es la longitud de onda en su pico máximo de intensidad, “T” es la temperatura y la “b” es una constante. Esto significa que puedo determinar el valor de la temperatura de un objeto, solo observando el colo que produce su luz infrarroja.
Solo una pequeña porción de luz es visible, por lo que necesitas una cámara infrarroja para verlas. Si lo piensas, estas cámaras, son como cámaras digitales normales, pero que tiene un sensor que detectan longitud de onda que el ojo humano no puede ver. ¿no os esta gustando esto de la termografía? A mí, no para de sorprenderme.
Cuando midas; ¡Cuida los reflejos!
A veces la ciencia no lo tiene todo, hay un problema con la ley de desplazamiento de Wien, que solo funciona con cuerpos negros. WTF, estarás pensando.. ¿Cómo que cuerpos negros..? Es fácil, un cuerpo negro es aquel que no refleja la luz del exterior, toda la luz que tiene la emite el mismo. Seguro que los que ya habéis tenido contacto con una cámara térmica, habéis oído lo de pegar un pedazo de cinta aislante negra, encima de una superficie para medir con más precisión.
En la realidad, la luz que emiten la mayoría de las cosas es una mezcla entre emisiones y reflejos. Por lo tanto, para medir temperatura por infrarrojos necesitamos saber la ratio. Esto es la llamada emisividad, hay una tabla de 0.0 completamente reflejante a 1.0 negro total sin reflejos. En estas tablas puedes encontrar las diferentes emisividades de los materiales.
*Tabla de emisividad de materiales
*configuración de emisividad en cámara térmica
He preparado un ejemplo, tengo recipientes que les he puesto agua caliente, recién hervida. En uno de los recipientes he puesto papel de aluminio, es decir, una superficie bastante reflectante, en el otro he puesto cinta adhesiva negra.
Tras dejarlos unos minutos a que todo coja la misma temperatura. Vamos a ver que se vería a través de los infrarrojos que emiten, con nuestra cámara térmica.
Como se puede observar, tenemos S1 (cuerpo negro) a la derecha y S2 a la izquierda, cuerpo reflectante. El cuerpo negro, nos indica una temperatura de 78.5ºC mientras que el S2 en las mismas condiciones marca 50.9ºC, esto no debería de ser así, puesto que tienen agua a la misma temperatura. Esto es debido a que la emisividad del papel de aluminio es de 0.04, mucho más baja que la de 0.96 del cuerpo negro con cinta adhesiva. Lo cual nos esta dando una lectura errónea.
Entonces.. ¿se puede medir la piel humana? Los humanos somos como un cuerpo totalmente negro, no reflejamos luz. La emisividad humana esta entre 0.95 a 0.98. Para medir humanos con una cámara termográfica, esto lo hace mucho menos complicado.
¿Se puede detectar fiebre con una cámara termográfica?
Midiendo temperatura corporal con una cámara termográfica.
Aquí hay algo de debate, puesto que hay que tener varios parámetros en cuenta. Lo primero es que el cuerpo humano esta a una temperatura interna de entre 36.5ºC y 37.5ºC, mientras que en la superficie (la piel) la temperatura cutánea, suele ser un poco más baja. Lo normal es 36ºC.
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Expertos han confirmado que para saber la temperatura corporal exacta interna de alguien mediante una cámara termográfica es a través del interior de nuestros ojos, donde se encuentra el lagrimal. Al parecer hay una correlación entre la temperatura interna del cuerpo y la del lagrimal del ojo.
Esto implica medir un área muy pequeña, y por ello necesitamos una mayor resolución. Por lo que las cámaras con bajas resolución no son una opción tan precisa.
La resolución mínima que se requiere es de 320x240 pixel, esta resolución nos permite medir con precisión a una persona respetando de 1 a 2m de distancia. Además, estas cámaras incorporan una alarma, para indicar un aumento de temperatura que nosotros podemos definir.
¿Cómo es posible que estas cámaras con +/-2ºC de desviación puedan detectar temperatura con precisión?
La mayoría de nuestras cámaras térmicas (P5605, P5610A, P5615, P5620) y todas nuestras pistolas de infrarrojos, tienen la misma precisión de +/-2ºC. Este valor, se refiere a un valor absoluto de precisión de la cámara. Cuando usamos una cámara térmica para medir temperatura corporal, la temperatura absoluta no es importante. Por ejemplo, se puede medir la inexactitud de temperatura entre 2 puntos, para tenerse en cuenta. Puede tomar la temperatura corporal de una persona sana, y tomar como referencia esta temperatura, para que cuando haya un cambio de +2ºC, una alarma te avise.
Conclusión
Hemos visto que el cuerpo humano tiene una alta emisividad (0.98) y esto es bueno, quiere decir, que una cámara térmica es capaz de detectar pequeños cambios de temperatura. El problema es que solo mide la temperatura cutánea. Por lo que yo creo que se trata de un método a través del cual, sí, se puede medir temperatura corporal con precisión. Mientras sepamos usar nuestra cámara térmica.
Es un método no invasivo, se pueden mantener distancia de 1 a 2m del sujeto a medir, es rápido, no se necesita contacto físico.
Nota: La cámara debe ser correctamente configurada y usarse en un ambiente controlado. Deja la cámara encendida 20min antes de tomar temperaturas corporales.
*No se esta diciendo que estos modelos, sean válidos o estén aprobados para uso médico.