Las Cámaras de Seguridad (CCTV).

 
Esencialmente la cámara de seguridad esta compuesta por un sensor que capta imágenes de mayor o menor calidad en función a la precisión del mismo y todos los elementos que hacen que este funcione correctamente. 
 
 En cuanto a sus prestaciones puede ser captar la luz en blanco y negro, color, infrarroja (IR) o la temperatura (FLIR).

Hoy por hoy, existen en el mercado dos tipos de sensores, CCD o CMOS.

Ambos son básicamente semiconductores. Ambos sobreviven en equilibrio ya que las diferencias en prestaciones que alcanza el CCD son contra-restadas por el precio de los CMOS.

Los sensores CCD o CMOS, que graban niveles de brillo en una matriz de píxeles, teniendo regiones color rojo, verde y azul (RGB), así que cada píxel-sensor puede grabar el brillo de un solo color primario. La cámara interpola la información de color de los píxeles vecinos, mediante un proceso llamado interpolación cromática, para crear la imagen final.

Un megapíxel o Mpx equivale a 1 millón de píxeles, a diferencia de otras medidas usadas en la computación en donde se suele utilizar la base de 1024 para los prefijos, en lugar de 1000, debido a su conveniencia respecto del uso del sistema binario.

Usualmente se utiliza esta unidad para expresar la resolución de imagen de cámaras; por ejemplo, una cámara que puede tomar fotografías con una resolución de 2048 × 1536 píxeles se dice que tiene 3,1 megapíxeles (2048 × 1536 = 3.145.728).

La cantidad de megapíxeles que tenga una cámara digital define el tamaño de las imágenes que puede tomar y el tamaño de las impresiones que se pueden realizar; sin embargo, hay que tener en cuenta que la matriz de puntos está siendo distribuida en un área bidimensional y, por tanto, la diferencia de la calidad de la imagen no crece proporcionalmente con la cantidad de megapíxeles que tenga una cámara, al igual que las x de una grabadora de discos compactos.

Para saber el número total de píxeles de una cámara, basta multiplicar el ancho de la imagen máxima que puede generar por el alto de la misma; también es posible dividir el número de píxeles de ancho entre el número correspondiente al alto, y conocer la proporción de la imagen obtenida o mas bien conocida como Relación de Aspecto.

Formato Resolución de pantalla Relación de aspecto Megapíxeles

El resto de componentes de la cámara, ya sean internos o externos están encaminados al funcionamiento de los citados sensores. 

Como todo aparato electrónico la cámara necesita una fuente de alimentación, que puede ser conectada a la red eléctrica con un transformador o a una batería para hacer de esta un equipo portátil.

Otro elemento importante para las cámaras de seguridad, es la carcasa, que las capacita para trabajar en el exterior sin sufrir daños por las inclemencias meteorológicas, y esta suele tener una visera para evitar deslumbramientos en su parte superior.

Estas carcasas, que pueden estar integradas en la cámara, están clasificadas con tres diferentes grados de protección:

Clasificación IP*

Sus siglas en inglés significan “Ingress Protection”. Están regulados por la IEC, en cuya normativa (IEC 60529) se establecen los requisitos para la clasificación de los diferentes grados de protección de las envolventes de equipos eléctricos y electrónicos frente a elementos externos. En este caso, el grado de protección IP*, nos indica la resistencia del material a agentes sólidos y agua.

El grado de protección IP* siempre está formado por dos números. El primero de ellos es indicativo de la entrada de agentes sólidos externos, mientras que el segundo nos indica la resistencia al agua. Por lo tanto, el grado más bajo de protección que podremos encontrar será IP00 y el máximo IP68.

Clasificación IK.

Al igual que el código IP, este código está regido por una norma internacional (IEC 62262), de modo que se puedan realizar comparaciones entre distintos productos. En este caso, este grado nos indica la resistencia mecánica a impactos nocivos y que puedan dañar el producto. El grado IK varía desde el 0 (mínima resistencia) hasta el 10 (máxima resistencia). En la siguiente tabla, podemos ver de manera más detallada los distintos valores de grado IK y la energía que es capaz de soportar el producto.

Clasificación ATEX.

Grado de protección de aparatos eléctricos y electrónicos para Atmosferas Explosivas.

Aparatos  Grupo I: Para trabajos en minas o en las instalaciones exteriores donde se puedan producir atmósferas explosivas.

 a. Categoría M 1: Nivel de protección muy alto.

 b. Categoría M2: Nivel de protección alto

Aparatos Grupo II: Destinados al uso en otros lugares en los que puede haber peligro de formación de atmósferas explosivas.

 a. Categoría 1: Nivel de protección muy alto. Aún  fallando un medio de protección, existe otro que sigue manteniendo el nivel de protección.

 b. Categoría 2: Alto nivel de protección.

 c. Categoría 3: Nivel normal de protección.

El soporte de la cámara puede ser fijo o motorizado, para orientar la cámara donde deseemos. En algunos equipos los soportes motorizados forman parte de la estructura de la propia cámara. Los denominamos DOMO, por estar en el interior de una carcasa tipo cúpula. Mientras que a las cámaras que no disponen de motorización se las denomina FIJAS o Bullet.

Estos motores ofrecen la posibilidad de rotar la cámara para visualizar los 360º grados secuencialmente, ( no totalmente como en el caso de las cámaras 360 u Ojo de pez), de forma continua (utilizando conexiones con pistas). A esta función se la denomina PATRULLA o PATROL. 

Por otro lado, la posibilidad de orientar la cámara a unas coordenadas concretas, ofrecen la posibilidad de pre-programar los motores con dichas coordenadas, y el operador de CCTV puede ubicar la cámara en esta posición pulsando una tecla de función y el numero de programación en pocos segundos. A esta función se la denomina PRESET, PREPOSICIÓN o POSICIÓN.  Otra función que ofrece la programación de coordenadas es el AUTO-HOME o POSICIÓN HOME o INICIO, ubica la cámara en un punto determinado al que volverá la cámara en un tiempo pre-programado. Esta función es de gran utilidad, cuando el operador, usa la cámara para observar otro punto y olvida, posicionarla en el punto mas útil.

Este se coloca en la parte delantera, proporciona a través de un juego de lentes, aumentos como si de un prismático o microscopio se tratase, a esta función se la denomina ZOOM, y la posibilidad de enfocar una imagen desenfocada, función que denominamos FOCUS.

Dependiendo de la precisión de el objetivo, se alcanzan mas o menos aumentos, especificándose estos por una X y la cantidad por los que se multiplique. Se pueden variar los aumentos de manera automática/remota o manual. De este modo diremos que una cámara 50x de zoom óptico, es una cámara que alcanza 50 aumentos.

Otra de las funciones del objetivo es la posibilidad de  que distancia focal sea menor a la del objetivo normal, resultando un ángulo de visión mayor al de la visión humana. Los ángulos de visión de este tipo de objetivos oscilan entre 60º y 180° denominándose a estos últimos “Gran angular“.

Estas ópticas suelen llevar incorporadas una membranas que permiten (a modo de obturador), variar la entrada luz, evitando deslumbramientos o falta de iluminación, a esta función la denominamos IRIS.

   
La función infrarroja que posibilita la visión nocturna en ausencia total de luz, requiere de una fuente de luz infrarroja (IR) para que la cámara pueda captar esta radiación, como si se tratase de iluminación invisible. En algunas cámaras se instala un foco infrarrojo y en otras es producida diodos Led Infrarrojos integrados en la misma. A la posibilidad de captar imágenes en ausencia total de luz se la denomina comercialmente Cero Lux (0Lux).

Una cámara termográfica o cámara térmica es una cámara que muestra en pantalla una imagen de la radiación calorífica que emite un cuerpo. En los últimos años las cámaras termográficas han pasado de ser un producto que sólo aparecía en películas de Hollywood y en noticias relacionadas con conflictos bélicos a ser accesibles para todos, gracias a nuevos métodos de producción que han abaratado el coste de estos equipos.

Los Radares o los Radares Laser LIDAR (cada vez mas baratos y al alcance de todo el mundo), pueden convertir una cámara motorizada en un sistema de vigilancia avanzado, que localizan y siguen automáticamente objetos que se desplazan a gran velocidad, a grandes distancias (hasta 5 Km). 

 Además existen cámaras tan pequeñas como un botón que posibilita su ocultación, para poder captar conductas delictivas “in fraganti”.

Las cámaras puede estar dotada con un micrófono (MIC), que puede registrar una conversación o la frecuencia especifica del sonido de la rotura de un cristal, y de un altavoz (SPEAKER) que las convierte en un sistema alarma (con luz estroboscopia) o de interfonía.

 Además la transmisión de la señal de video puede ser a través de cable, o por ondas de radio (RF). Lo que requiere un emisor de video, que puede estar integrado en la cámara, y un receptor. Y debido a la constante mejora de la velocidad de las redes, esta señal se puede enviar a través de Internet (Cámaras IP).

Una cámara IP (Internet Protocol) es una fusión entre una cámara de video y un modem. Este segundo conectado a la red, distribuye una dirección IP (Como cualquier equipo conectado a Internet), que lo localiza e identifica, pudiendo acceder a las imágenes que capta la cámara desde cualquier parte del mundo con acceso a Internet. Existen con conexión a cable de red convencional, inalámbricas (Con emisor y receptor) y Wifi para enviar los datos a un modem Wifi cercano.

Para promover el uso de las mismas, los fabricantes ha estandarizado los protocolos de comunicación y gestión de video para hacerlos compatibles entre si. A esta estandarización se la denomina ONVIF (Open Network Video Interface Forum). Esto significa que el usuario se asegura no estar sujeto a soluciones propietarias basadas en una tecnología de un fabricante individual ya que está abierto a todas las empresas y organizaciones.

La funcionalidad POE se refiere a la tecnología que permite transmitir energía eléctrica junto con datos a través del mismo cable Ethernet. Esto simplifica la instalación de cámaras de seguridad, ya que no es necesario disponer de una fuente de alimentación eléctrica cerca de cada cámara. En su lugar, las cámaras reciben tanto la alimentación como la conexión de red a través de un solo cable, generalmente un cable de par trenzado (como CAT5e o CAT6).

Esto requiere que el Switch donde van conectadas las cámaras donde se distribuyen los datos, dispongan de esta funcionalidad o alimenten los cables.

De lo contrario se debe usar un inyector POE, que no deja de ser una fuente de alimentación que “inyecta” electricidad en el cable de datos según el voltaje, amperaje y el par de cable según los protocolos establecidos por cada tipo.

Y por ultimo existe el inyector POE pasivo que requiere una fuente de alimentación externa que debe ser compatible con la cámara.

Tipos de POE

PoE (IEEE 802.3af): También conocido como PoE estándar.
Proporciona hasta 15.4 watts de potencia a cada dispositivo.
Es adecuado para dispositivos de baja potencia, como cámaras IP de baja resolución y puntos de acceso inalámbricos.

PoE+ (IEEE 802.3at): También conocido como PoE Plus.
Proporciona hasta 25.5 watts de potencia a cada dispositivo.
Adecuado para dispositivos de mayor potencia, como cámaras IP PTZ (Pan-Tilt-Zoom) que tienen funciones de movimiento y zoom, así como puntos de acceso inalámbricos de alta potencia.

PoE++ (IEEE 802.3bt): También conocido como PoE Ultra o PoE++.

Viene en dos tipos:

Tipo 3: Proporciona hasta 60 watts de potencia.
Tipo 4: Proporciona hasta 100 watts de potencia.
Diseñado para dispositivos con mayores requerimientos energéticos, como cámaras de videovigilancia avanzadas con múltiples sensores, sistemas de videoconferencia y monitores de pantalla táctil.

PoE 2.0: PoE 2.0 no es un estándar oficial IEEE, sino una evolución de los estándares existentes (802.3af y 802.3at) para ofrecer mejoras en gestión y compatibilidad. A menudo, cuando se menciona “PoE 2.0”, se refiere a dispositivos que soportan tanto 802.3af como 802.3at y ofrecen funcionalidades adicionales, como:

Mejoras en la gestión de energía: Permiten un control más eficiente y dinámico del suministro de energía a los dispositivos conectados.
Compatibilidad mejorada: Suelen ser compatibles con una gama más amplia de dispositivos y ofrecen una mejor interoperabilidad entre equipos de diferentes fabricantes.
Características avanzadas: Como la asignación de prioridades de energía para asegurar que los dispositivos críticos reciban energía primero en situaciones de demanda máxima.

ePoE (Enhanced Power over Ethernet): ePoE (Enhanced Power over Ethernet) es una tecnología desarrollada por Dahua Technology que amplía las capacidades del PoE tradicional. Las principales características de ePoE son:

Mayor alcance: Permite la transmisión de datos y energía a distancias mayores que las estándares IEEE.
ePoE puede alcanzar hasta 800 metros a velocidades de 10 Mbps y hasta 300 metros a 100 Mbps, comparado con el límite de 100 metros del PoE estándar.

Eficiencia energética: Ofrece una mejor eficiencia en la transmisión de energía, reduciendo las pérdidas de energía y mejorando el rendimiento general del sistema.

Compatibilidad: Aunque es una tecnología propietaria de Dahua, ePoE es compatible con los dispositivos PoE estándar, lo que facilita la integración en sistemas existentes.

Aplicaciones avanzadas: Adecuado para entornos donde las cámaras necesitan estar a largas distancias del switch PoE o inyector PoE, como en instalaciones de gran tamaño (por ejemplo, campus universitarios, fábricas o áreas de almacenamiento).

Una de las ideas mas innovadoras en el campo de la CCTV, y gracias a las mejoras de las ópticas “Gran angular“, la tecnología IP y los programas de tratamiento de imagen, son las cámaras 360º o Fish Eye (Ojo de Pez) .

La idea es la siguiente, partiendo de una óptica de 180º, se ubicara esta en la parte central del techo o posición elevada de una estancia o sala, para que a modo de cortina se capten los 360º en horizontal de la misma.

La imagen generada por este tipo de cámaras, podríamos decir con forma semi-esférica o ojo de pez, se procesa de manera interna por la propia cámara para poder ser presentada en un Monitor, conociéndose este proceso como “Dewarping“.

 Finalmente una de las funciones mas interesantes en cuanto a el cumplimiento de la reciente Ley de Protección de Datos de Carácter personal (De la que hablaremos mas adelante en este articulo), es el apantallamiento electrónico de las cámaras.

El propio programa de configuración de la cámara (sea fija o domo) tiene la posibilidad de anular zonas de visionado, en las que aparecen unas pantallas grises como las que se ven en la imagen.