¿Qué es una cámara hiperespectral?

En el ámbito industrial, las cámaras hiperespectrales son un tipo de cámaras que generan imágenes con mucha más información que otro tipo de dispositivos de captura.

Están equipadas con una serie de sensores capaces de percibir centenares de longitudes de onda dentro y fuera del espectro visible. Como consecuencia, la imagen lograda es mucho más precisa.

En su origen, estas cámaras se utilizaban en satélites y aviones para caracterizar la superficie de la tierra y detectar, por ejemplo, vegetación, concentración de determinados minerales, componentes en el agua, etc. Hoy en día, su uso se ha extendido y popularizado en otros sectores como la agricultura, la mineralogía, la arqueología, la geología, la física, la ciencia forense, la industria militar o la videovigilancia.

Un ejemplo de su gran valía es que sirve para detectar posibles plagas en la agricultura o identificar pesticidas que se encuentran disueltos en aguas residuales.

En los sectores de producción (donde el nivel de detalle en las imágenes a analizar marca la diferencia) una cámara hiperespectral resultará una aliada muy fiable ya que solventará una amplia variedad de labores analíticas en procesos como la clasificación de elementos de un medicamento o alimento, su análisis o su posterior distribución.

Sumado a esto, cuando en las empresas una cámara hiperespectral está bien coordinada con tecnologías de recogida y análisis de datos a tiempo real, la toma de decisiones es mucho más rápida y eficiente y se mejoran las líneas de producción y de laboratorio. A largo plazo, esto puede resultar en un aumento de la productividad y un descenso en gastos innecesarios.

La clave de esta tecnología tan novedosa es que el uso de las cámaras hiperespectrales permite que se trabaje en mejores condiciones que en un laboratorio. Una iluminación controlada y una velocidad de captura determinada para tomar imágenes hiperespectrales serán clave para obtener una serie de datos que analizar y poder trabajar. Es seguro afirmar que gracias a las cámaras hiperespectrales se pueden identificar características de los materiales que a simple vista no sería posible.

¿Cómo funciona una cámara hiperespectral?

Para poder comprender cómo funciona una cámara hiperespectral, hay que explicar y comprender varios conceptos previos y relacionados con esto:

• Imagen hiperespectral: Es una forma no invasiva de identificar diferentes materiales o definir sus propiedades, lo cual es muy útil para caracterizar objetos con un mayor nivel de precisión.
• Espectrómetro: registran información física o química de manera muy precisa y en tiempo real.
• Datos espectrales: se pueden analizar con métodos quimiométricos lo cual permite una clasificación y cuantificación muy precisa y detallada.

Pero, ¿cómo funciona una cámara hiperespectral?

Lo seres humanos poseemos 3 receptores de color (rojo, verde y azul). Comúnmente, al espectro de luz (y por tanto de color) que somos capaces de detectar lo llamamos espectro de luz visible. Las cámaras digitales corrientes funcionan como un ojo humano. Es decir, sólo son capaces de descubrir estas bandas espectrales, por lo que, toda aquella información que queda fuera del espectro de luz visible permanece oculta. Con una cámara hiperespectral podemos capturar imágenes en cientos de bandas como si tuviéramos cientos de receptores de color.

La formación de imágenes hiperespectrales consiste en recopilar y procesar información del espectro electromagnético. Este proceso divide el espectro en multitud de bandas y se extiende más allá de lo visible. Los sensores hiperespectrales que componen las cámaras miran a los objetos usando una gran porción del espectro electromagnético. Estos dejan unas huellas que son únicas a lo largo de todo el espectro y que se conocen como firmas espectrales. ¿Qué hace la firma espectral? Permite la identificación de los materiales que componen un objeto analizado. A partir de cada imagen se obtiene el perfil hiperespectral y, fruto del análisis de éste, se identifican las características de la materia. Posteriormente se extraerá una gran cantidad de información que no se podría ni ver ni analizar a simple vista.

Por lo tanto, podemos afirmar que una imagen hiperespectral nos ayuda a ver más allá de lo que ven nuestros ojos y representa información física y química de lo que estamos viendo en tiempo real. Como consecuencia, permite realizar la clasificación de un material sin necesidad de pasar por el laboratorio.

Ventajas del uso de cámaras hiperespectrales

Aunque la mayor ventaja de esta tecnología es que permite realizar análisis cualitativos y cuantitativos en la superficie de una imagen, no podemos olvidar algunas de otras ventajas muy destacadas:

• Rapidez y fiabilidad.
• Alta densidad de información.
• Análisis multicomponente.
• Alta precisión.
• No destructivo.
• Sin contacto.
• Fácil implementación a líneas de procesos existentes.