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Qué es un microbolómetro?
Un dispositivo de visión térmica es un aparato que permite la observación tanto de día como de noche en cualquier condición meteorológica. Funciona en el rango espectral térmico, invisible al ojo humano, lo que permite detectar objetos que son inaccesibles para los dispositivos de visión nocturna, cámaras de vídeo normales y cámaras con iluminación infrarroja.
El elemento clave de cualquier visor térmico es el sensor sensible. En los modelos modernos, esta función la realiza un microbolómetro, cuya calidad y características determinan directamente el rendimiento del aparato y la calidad de la imagen generada.
Qué es un microbolómetro
Microbolómetro es una matriz infrarroja no refrigerada, compuesta por un gran número de elementos sensibles microscópicos: los píxeles. Cada píxel reacciona a la radiación térmica cambiando su resistencia eléctrica según la temperatura del objeto observado.
A diferencia de los sensores infrarrojos refrigerados, los microbolómetros presentan varias ventajas importantes:
- No requieren refrigeración criogénica;
- Tienen dimensiones compactas;
- Consumen menos energía;
- Ofrecen alta fiabilidad y larga vida útil.
Gracias a estas características, los microbolómetros se utilizan en la mayoría de visores térmicos civiles, de caza y tácticos.
Cómo funciona un microbolómetro
Los visores térmicos funcionan basándose en el cambio de resistencia eléctrica de los elementos sensibles bajo la influencia de la radiación térmica. Al calentarse, la resistencia del elemento cambia, lo que es detectado por el sistema electrónico del aparato y convertido en una imagen visual.
Los bolómetros refrigerados (utilizados, por ejemplo, en astronomía) alcanzan una precisión extremadamente alta gracias a su enfriamiento a temperaturas de helio líquido. Sin embargo, los microbolómetros funcionan sin refrigeración, ofreciendo un equilibrio óptimo entre precisión de medición, compacidad y eficiencia energética.
Los microbolómetros modernos son estructuras extremadamente miniaturizadas:
- El tamaño de un solo píxel puede alcanzar 11 micrómetros;
- Los elementos sensibles están suspendidos a una altura de aproximadamente 2,5 µm;
- El ancho de las patas de soporte es de solo 1,5 – 1,8 µm.
Cuanto más pequeños son los elementos estructurales de la matriz, mayor es el nivel de detalle y nitidez de la imagen que puede generar el visor térmico. Por ello, el desarrollo futuro de las tecnologías de visión térmica se centra cada vez más en la mejora de las microestructuras.
Etapas de formación de la imagen:
- El objeto emite calor infrarrojo.
- La radiación alcanza la matriz del microbolómetro.
- Cada píxel se calienta y cambia su resistencia.
- La electrónica procesa la señal y genera la imagen térmica.
Como resultado, el usuario ve un contraste de las diferencias de temperatura incluso en completa oscuridad.
Sensibilidad del microbolómetro y parámetro NETD
Una de las tecnologías más comunes para la fabricación de matrices de microbolómetros es VOx (óxido de vanadio). Estas matrices se caracterizan por su alta sensibilidad y bajo nivel de ruido, proporcionando una imagen más cualitativa e informativa.
El parámetro clave que caracteriza la sensibilidad de un visor térmico es NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) — diferencia de temperatura equivalente al ruido. Este parámetro define la mínima diferencia de temperatura que el visor térmico puede detectar.
La sensibilidad se mide en milikelvin (mK):
- hasta 20 mK — sensibilidad muy alta (Patriot 2);
- 20–30 mK — nivel profesional;
- 30–50 mK — nivel medio;
- más de 50 mK — nivel básico.
Cuanto menor es el valor de NETD, más sensible es el sensor infrarrojo y mejor puede el visor térmico distinguir pequeñas diferencias de temperatura.
Por qué la sensibilidad es tan importante
La alta sensibilidad del microbolómetro asegura:
- detección confiable de objetos con mínima diferencia de temperatura;
- operación más efectiva en niebla, lluvia, humo y alta humedad;
- reducción del ruido en la imagen;
- contornos de objetivos más nítidos y detallados;
- aumento del alcance de detección.
En la práctica, un visor térmico con un valor bajo de NETD puede detectar a una persona, un animal o un equipo en condiciones donde un aparato menos sensible solo mostraría un fondo térmico borroso.
El microbolómetro se considera con razón el "corazón" del visor térmico, y su sensibilidad influye directamente en la eficiencia y el valor práctico del aparato. Al elegir equipos de visión térmica, se debe prestar atención no solo a la resolución de la matriz o al aumento, sino principalmente al valor de NETD. Gracias a la nueva matriz con NETD inferior a 18 mK, el Patriot 2 de Nvectech genera imágenes con claridad y detalle excepcionales, permitiendo al usuario ver las mínimas diferencias térmicas, definir con precisión los contornos de los objetos y obtener una visión completa incluso en total oscuridad o en condiciones meteorológicas adversas.
La alta sensibilidad del microbolómetro garantiza imágenes claras e informativas y un funcionamiento fiable del visor térmico en condiciones reales de uso.
