Cámaras que captan imágenes en el rango del Teraherzio

Uno de los tipos de escáneres corporales utilizados en los aeropuertos trabaja precisamente con radiación de ondas milimétricas o Terahercios. “Una de las principales características de la radiación del Teraherzio es que no es ionizante y comparte con las microondas la capacidad de penetrar una gran variedad de materiales dieléctricos (que no conducen la electricidad), dependiendo del contenido de agua y de su espesor, y la capacidad de ser emitida y detectada de forma coherente”, explica Mario Sorolla Ayza, Catedrático del área de Teoría de la Señal y Comunicaciones y responsable del Grupo de Investigación Comunicación, Señales y Microondas.

El teraherzio (THz) o radiación electromagnética de 10¹² Hz está comprendida entre el Infrarrojo y las Microondas. Hasta fechas recientes no se ha contado con equipamiento para registrar esa zona del espectro, un reto tecnológico que alcanzó un hito en 1995 cuando se captó la primera imagen en el Teraherzio, exactamente cien años después de la primera imagen de Rayos X.

La creación de imágenes en el rango de los THz está adquiriendo gran atractivo en los últimos años, debido a las ventajas que presentan. Según Ramón Gonzalo García, Profesor Titular de Teoría de la Señal y Comunicaciones y miembro del Grupo de Antenas, la nueva tecnología de sensores basados en el uso de los THz permitirá generar imágenes con mayores resoluciones, a velocidades de vídeo y con una serie de peculiaridades que está renovando el interés en esta área de investigación, gracias a las potenciales aplicaciones que se van abriendo. “Por ejemplo, la posibilidad de formar imágenes durante el día o la noche, con buen tiempo o en condiciones de baja visibilidad como neblina, niebla, nubes, humo, tempestades de arena e incluso a través de la ropa. Esta posibilidad de ver en condiciones de baja visibilidad, que cegaría los sensores en el rango visible o infrarrojo, puede revolucionar multitud de aplicaciones y ofrecer nuevas perspectivas y posibilidades”, recalca.

Aplicaciones de esta tecnología

El Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la UPNA cuenta con dos Grupos de Investigación trabajando en el desarrollo de aplicaciones de THz. La Universidad cuenta además con un equipamiento de laboratorio que la ha convertido en un referente a nivel nacional e internacional. Las líneas de investigación que desarrollan abarcan todos los aspectos de la tecnología de THz, desde el diseño y fabricación de los componentes electrónicos hasta el diseño de las cámaras de imagen o sistemas de radar. “Todo este trabajo está dando lugar a un desarrollo tecnológico en diferentes campos en Navarra no visto hasta ahora, posicionándonos como referente nacional y europeo en el desarrollo de dispositivos pasivos y activos en THz y de desarrollo de cámaras para aplicaciones de seguridad, farmacia, medicina, agricultura, alimentación y automoción”, indica Mario Sorolla.

Algunas de las aplicaciones donde este tipo de cámaras de imagen presentan un futuro prometedor son en medicina (detección de tumores de piel, inspecciones dentales, etc.); medioambiente (detección de la polución); seguridad (detección de sustancias nocivas, explosivos, armas biológicas, armas de fuego —tanto en puertos como aeropuertos— control de costas y de inmigración); viticultura: (detección de contenido de agua en hojas, detección de grietas en corchos, etc); industria agroalimentaria (control del secado de productos, detección de sustancias no deseadas —patógenos, metales plásticos— en las cadenas de producción y proceso de control en la industria alimentaria —detección de la humedad—); industria farmacéutica (identificación de compuestos y acabado de tabletas); e Industria de semiconductores (control de calidad por inspección de productos sin destrucción).

Entre los proyectos en los que trabajan actualmente los investigadores de la UPNA se encuentran varios proyectos de la Agencia Europea del Espacio para el desarrollo de sistemas de imagen en THz para aplicaciones específicas; proyectos para el desarrollo de cámaras de seguridad para detección de armas y explosivos y la caracterización de materiales con la empresa Alfa Imaging y el Ministerio de Defensa (ver imagen adjunta); el desarrollo de sensores de THz para el sector biológico, alimentario y vitivinícola; un proyecto CENIT para la detección de explosivos en el rango de los THz y el desarrollo de detectores y sensores en THz; y el proyecto CONSOLIDER sobre Metamateriales, donde la UPNA lidera el trabajo sobre metamateriales plasmónicos (THz y Óptica) e investiga también el desarrollo de cámaras de imagen en THz.

Por último, hay que destacar que el Grupo Antenas, dentro de la iniciativa Navarra de EuroInnova, está dando los primeros pasos para el desarrollo de sensores en THz para detección de substancias biológicas y humedad y cuerpos extraños en el sector de Alimentación. En dicho proyecto empresas como Goikoa, Pamplonica, Argal, Simens-Senco, dRaiz y CNTA están colaborando activamente. Asimismo, investigadores de los grupos de Comunicaciones Ópticas y de Comunicaciones, señales y microondas, ha impulsado la empresa de base tecnológica “Tafco Metawireless, S.L.”, ganadora del premio Ideactiva 2009 y que tiene entre sus líneas de negocio las aplicaciones del THz.