Dispositivos de visión nocturna

La sabiduría popular dice que de noche no hay luz, pero esto no es completamente cierto. Más exacto es decir que no hay luz visible por el ojo humano. De igual manera que no podemos ver las ondas de radio o los rayos X, no podemos ver el tipo de luz que hay en la noche. Pero de la misma manera que se pueden construir aparatos que nos permiten ver las ondas de radio o los rayos X, se pueden hacer aparatos que nos permitan ver la "luz nocturna".

A pesar de que de noche no se ve el sol, la luna y las estrellas están presentes alumbrando el campo de batalla. Es necesario aprovechar mejor esa luz; es por eso que este tipo de aparatos también se llaman intensificadores de la visión o de la imagen, pues son como superojos que nos permiten ver otros tipos de luz.

El ojo humano es más sensible a la luz diurna, que está en la parte verde del espectro lumínico. Sin embargo, de noche el espectro de luz se corre hacia el infrarrojo cercano. A causa de esto los aparatos de visión nocturna deben tomar las ondas de luz de esta parte del espectro y traducirlas a otras que el ojo humano pueda ver. Es por eso que las imágenes de estos dispositivos son de color verde.

Historia y desarrollo

Tanto en tierra como en el aire o el mar, los dispositivos de visión nocturna se han tornado indispensables.

Convertidores activos de luz

A principios de la década del '30 se comenzó a experimentar con la intensificación electrónica de la luz, y la tecnología se hizo disponible dos décadas más tarde. Sin embargo, estos convertidores de los infrarroja no eran muy sensibles y por lo tanto necesitaban un dispositivo adicional que iluminada la escena con luz infrarroja. Por eso se los llama "activos".

Sus desventajas eran varias y muy importantes. Primero, se necesitaba una gran fuente de luz, en donde la parte visible por el ojo humano era filtrada y el resto, siendo luz infrarroja invisible al ojo humano, iluminaba la escena. Esto hacía que el equipo fuera aparatoso y pesado, pero también que fuera detectable. Al ser "activo", cualquier enemigo con un equipo de visión nocturna "pasivo" podía ver la fuente de luz como si fuera una gran linterna, destruirlo y dejar a todo el mundo a ciegas.

Es por eso que cuando se introdujeron los intensificadores mejorados, este sistema quedó rápidamente obsoleto.

Intensificadores de imagen pasivos de primera generación

Se comenzaron a desarrollar a principios de 1960. Estos sistemas electroópticos ya no dependían de fuentes especiales de luz, sino que al ser más sensibles podían usar la luz de la estrellas y la luna. Esto se logró gracias al uso de fotocatodos especiales y a las lentes de fibra óptica.

Estos aparatos daban una ganancia de 200, lo que es suficiente para uso a corta distancia con condiciones en las que las estrellas son bien visibles. Para lograr mayor ganancia y poder operar en todo tipo de condiciones nocturnas (para esto se necesitaba una ganancia mínima de 50.000), se usó una idea ingeniosa. Se acoplaron en cascada tres intensificadores de primera generación, y cada uno aumentaba más la ganancia del anterior. Se perdía muy poca luz.

Sin embargo seguían siendo pesados y aparatosos lo que limitaba su aplicación. No eran portátiles, y además tenían problemas técnicos. El primero era que tenían persistencia de la imagen: cuando se usaba contra objetivos en movimiento las líneas de luz dificultaban la localización e identificación rápida, ya que borroneaban la nueva imagen. El segundo era que cuando había luces muy potentes el dispositivo encandilaba y llegaba a dejar la imagen en blanco. El tercero era que estas luces potentes, que podían ser flashes, bengalas u otras, dañaban los fotocatodos.

Fue por eso que siguió el desarrollo tendiente a solucionar esos problemas. A pesar de todos los problemas estos dispositivos sirvieron bien en los campos militares y no fueron retirados rápidamente. Sin embargo a finales de los '60s se desarrolló la placa de microcanales, que solucionó estos problemas y llevó al desarrollo de la segunda generación.

Dispositivo de visión nocturna de un vehículo acorazado. Montado con el periscopio, fue un gran avance, pero finalmente fue superado.

Intensificadores de imagen pasivos de segunda generación

La placa de microcanales consiste en un arreglo de pequeñísimos tubos de vidrio transparentes, puestos en forma de disco. Estos tubos de vidrio o canales se conectan electrónicamente en paralelo a electrocatodos en ambos lados del disco.

Los electrones que entran en los canales chocan contra sus paredes y producen electrones secundarios. Estos son acelerados cuando se aplica voltaje entre las superficies de los discos. Los electrones secundarios crean así nuevos electrones adicionales, continuando la multiplicación. Así la señal de entrada es amplificada varias veces al haber cada vez más electrones.

Los electrones emitidos por el fotocatodo son enfocados electrostáticamente hacia la plata de microcanal, localizada en frente de la pantalla de fósforo. Luego de ser multiplicados, los electrones son acelerados por la brecha libre hacia la pantalla, produciendo una imagen mejorada de la escena, que no necesita ser invertida.

Se logró así el objetivo de poseer sistemas que pudieran dar ganancias de hasta 50.000, permitiendo operar en condiciones de nubes, niebla y otras condiciones climáticas adversas.

Con los sistemas de segunda generación se pudo tener finalmente un sistema portátil, capaz de ser llevado y operado con una sola mano. Además se solucionaron los problemas anteriores; los canales de la placa no producen fogonazos y solamente se saturan pequeños puntos de la imagen y no el total, lo que sucedía con los dispositivos de primera generación.

Sin embargo se siguieron mejorando los sistemas de segunda generación para lograr avances en la resolución de la imagen y lograr una mejor performance.



Tubos Wafer

Es otro tipo de aparato que hace uso de las placas de microcanales. En estos tubos la placa está montada a muy corta distancia detrás del fotocatodo. Como la imagen generada está invertida con respecto a la real, se hace necesario la corrección óptical, generalmente encarnada en una fibra óptica torcida.

Los tubos Wafer son pequeños y livianos y se usan cuando la portabilidad es el factor decisivo.

Un dispositivo de segunda generación, portátil y montado sobre un fusil de asalto FN FAL. Con esta tecnología se pudo disponer de sistemas pequeños y más efectivos.

Intensificadores de imagen pasivos de tercera generación

Son más sensibles que los de las generaciones anteriores y también poseen mayor resolución. Esto se debe al uso de fotocatodos de arseniuro de galio. Esto unido al uso de placas de microcanales mejoradas hace que la performance de esta generación de sistemas sea tres veces más grande que la de la anterior. Sin embargo, el defecto es que el costo suele ser hasta cinco veces mayor.

A causa de esto en la acualidad se continúan usando sistemas de la segunda generación. El factor costo es vital en muchos ejércitos y no es cuestió de desperdiciar recursos. Hay misiones que pueden llevarse a cabo sin problemas con dispositivos de la segunda generación, mientras se reserva los más caros de la tercera para operaciones más especiales.

Distintos usos

No terminan aquí las diferencias entre distintos tipos de sistemas. El uso hace que se especialicen y se dividan en más categorías.

Aplicaciones

Pueden dividirse en dos categorías básicas: los de campo de visión estrecha y los de campo de visión ancha.

Los primeros permiten ver en un ángulo de 9 grados o menos, pero tienen la ventaja de estar combinados con un gran alcance. Por eso son preferibles para francotiradores, artilleros de tanques y binoculares.

Los de visión ancha son de corto alcance, y suelen ser usados por los conductores de tanques, que no tienen por que ver muy a lo lejos, en sistemas de bolsillo, etc.
La miniaturización de los sistemas hizo posible crear anteojos livianos y montables sobre cascos, que se volvieron necesarios para pilotos de ataque nocturno.

Equipos portátiles

Son usados por soldados individuales. Pueden ser montados sobre fusiles de asalto, ametralladoras, lanzagranadas, o incluso en los cascos. También suelen usarlos pilotos de cierto tipo de aviones como el Harrier cuando actúan en misiones nocturnas.

También pueden subdividirse en dos categorías: los manuales, pequeños y compactos, usados en los casos anteriores, y los de trípode, más pesados y grandes, que suelen usarse para reconocimiento, reglaje de la artillería, etc.

Existen también sistemas binoculares y monoculares. Por razones obvias los usados en las armas son del último tipo, mientras que los primeros se usan para observación en general. Esto se debe a que dan una visión estereoscópica, permiten apreciar mejor las distancias y además cansan menos la vista.

Anteojos de visión nocturna

Surgieron con la segunda generación hacia los 70s, pero también existen sistemas de tercera generación. Son de corto alcance, unos 300 metros, y muy livianos, llegando a pesar 500 gramos.

Permiten operar en condiciones de luz estelar normal sin problemas, aunque por supuesto se puede mejorar la performance debido a condiciones externas (nivel de vuelo, tamaño del objetivo, condiciones atmosféricas y luces adicionales como las de la luna u otras).

Al estar montados sobre cascos le permiten a los usuarios tener las manos libres para empuñar controles, armas o cualquier otra cosa. Suelen ser usados por soldados en misiones nocturnas, pilotos de aviones o helicópteros o cualquiera que deba manejar algo de noche.

Los sistemas combinados de visión nocturna/diurna en los periscopios de los modernos tanques de combate permiten operar en cualquier condición.

Mención especial son los pilotos de aviones o helicópteros que deben volar a baja altitud para evitar ser detectados. Si ya es difícil de día, de noche sería casi imposible si no fuera por estos aparatos. Además de poder apreciar la distancia al suelo y otros objetos, puede identificar objetivos o amenazas potenciales.

Equipos para vehículos

Los más comunes son los usados por los tanques, que llevan varios de distintos tipos. En realidad los mejores sistemas para los tanques son los de imágen térmica, ya que penetran a través de niebla, humo y soportan cualquier condición climática adversa, permitiendo ver incluso ciertos tipos de camuflaje. Pero estos sistemas son muy caros y los intensificadores de luz son una alternativa sensiblemente más económica, teniendo resultados similares.

Los tanques suelen combinar dos tipos de dispositivos. Los usados por los conductores son de corto alcance y amplio campo visual, permitiendole maniobrar más sencillamente. Los del comandante y artillero sin embargo deben ser de visión estrecha y largo alcance, para poder identificar blancos o amenazas lejanas.

Por supuesto que estos aparatos son mucho más grandes y pesados y no son nada portátiles.

La actualidad

Es impensable comenzar una campaña o una operación defensiva sin tener en cuenta los dispositivos de visión nocturna propios y del enemigo. La operación Tormenta del Desierto demostró lo eficaces que pueden ser y su utilidad. La prensa incluso llegó a sugerir que la demora en comenzar la operación se debía a que se quería iniciar de noche para hacer uso de esta ventaja. No hay duda de que en el futuro los avances en el campo de la visión nocturna seguirán adelante, incluso con el surgimiento de una cuarta generación.

 

 

 

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