La tecnología de visión artificial avanza rápidamente, y las cámaras SWIR (Short-Wave Infrared) han emergido como una solución revolucionaria, particularmente en aplicaciones industriales como la detección de plásticos en alimentos y la inspección de productos dentro de envases opacos. Estas cámaras, que operan en el espectro de infrarrojos de onda corta, ofrecen nuevas capacidades que superan las limitaciones de las cámaras convencionales, como la detección de materiales no visibles para el ojo humano.
¿Qué es el espectro SWIR?
El espectro SWIR, también conocido como infrarrojo de onda corta, cubre una longitud de onda entre aproximadamente 900 nm (nanómetros) y 2500 nm. Este rango se sitúa entre el espectro visible y el infrarrojo medio (MWIR) y lejano (LWIR). Las cámaras que capturan imágenes en este espectro pueden ver más allá del rango visible, proporcionando información valiosa sobre los materiales y la estructura interna de los objetos.
Una de las características clave del espectro SWIR es su capacidad para interactuar con materiales que no responden de la misma manera a la luz visible. Por ejemplo, ciertos plásticos y productos alimentarios reflejan de manera única la luz infrarroja en el rango SWIR, permitiendo su identificación y diferenciación. A diferencia de las cámaras visibles, las SWIR pueden penetrar ciertos materiales opacos, como envases de plástico o papel, facilitando la inspección del contenido sin necesidad de abrirlos.
¿Cómo funciona la tecnología SWIR?
Las cámaras SWIR funcionan utilizando sensores especiales que detectan la radiación en el espectro de infrarrojos de onda corta. A diferencia de las cámaras convencionales, que capturan la luz reflejada en el espectro visible, las estas cámaras utilizan la luz reflejada o transmitida en el espectro infrarrojo. Esto permite «ver» a través de materiales que el ojo humano no puede, como plásticos, vidrio, o ciertos tipos de embalajes opacos.
Uno de los sensores más comunes en cámaras SWIR es el InGaAs (arseniuro de galio-indio), que es sensible a longitudes de onda en el rango de 900 a 1700 nm, aunque algunos modelos avanzados pueden extender este rango hasta 2500 nm. Los sensores InGaAs ofrecen alta sensibilidad y permiten la captura de imágenes detalladas de objetos no visibles bajo luz normal.
Aplicaciones de cámaras SWIR en la detección de plásticos
Uno de los desafíos más importantes en la industria alimentaria es la detección de plásticos en los productos. Especialmente aquellos utilizados en el envasado, a veces terminan en los alimentos durante el procesamiento, lo que representa un riesgo importante para la salud y la seguridad del consumidor. Además, ciertos plásticos, como el plástico azul, son difíciles de detectar con sistemas de visión tradicionales.
Las cámaras SWIR son una solución ideal para estos casos. Gracias a su capacidad para diferenciar materiales con base en su interacción con la luz infrarroja, pueden detectar fácilmente fragmentos de plástico, incluso si son transparentes o semitransparentes, como los guantes que se utilizan en las plantas de producción. Estas cámaras pueden identificar variaciones en la reflectancia o transmisión del infrarrojo, diferenciando entre el plástico y los alimentos circundantes. Esto ayuda a prevenir la contaminación del producto antes de su envasado final, mejorando la seguridad alimentaria y reduciendo los costes por devoluciones o quejas.
Inspección de productos en envases opacos
Otra ventaja clave de estas cámaras es su capacidad para ver a través de envases opacos. En la industria alimentaria, muchos productos se envasan en recipientes que no permiten una inspección visual directa, como bandejas de plástico negro, tarrinas o envases de flujo (Flow Pack). Con la tecnología SWIR, es posible inspeccionar el contenido de estos envases sin necesidad de abrirlos, lo que facilita el control de calidad y la detección de irregularidades, como productos mal colocados, faltantes o cuerpos extraños.
Además, la capacidad de las cámaras SWIR para «aprender» las características normales de un producto a través del aprendizaje profundo les permite adaptarse rápidamente a variaciones menores, sin perder precisión en la detección de problemas.
Ventajas de las cámaras SWIR en la visión artificial
Detección precisa de materiales: Estas cámaras son capaces de diferenciar entre materiales que, bajo luz visible, podrían parecer idénticos. Esto es esencial para aplicaciones de inspección en la industria alimentaria, donde los plásticos transparentes o de color similar al alimento podrían pasar desapercibidos.
Inspección no invasiva: Gracias a su capacidad para ver a través de ciertos materiales opacos, las cámaras SWIR permiten inspeccionar el contenido de los envases sin necesidad de abrirlos, lo que mejora la eficiencia y reduce el desperdicio.
Adaptabilidad mediante Deep Learning: La integración de algoritmos de Deep Learning en las soluciones de visión artificial basadas en SWIR, permite una flexibilidad sin precedentes. Los sistemas aprenden de los patrones y características normales del producto, mejorando su capacidad para detectar defectos en entornos dinámicos y complejos.
Como conclusión, las cámaras SWIR representan una innovación crucial en la visión artificial, especialmente para aplicaciones industriales en la inspección de alimentos. Gracias a su capacidad para operar en el espectro de infrarrojos de onda corta, estas cámaras permiten una inspección precisa y no invasiva de productos que de otro modo serían difíciles de analizar con sistemas convencionales.
