¿Cómo funciona un telémetro laser?
El medidor láser de distancias o telémetro es fácil de usar. Pulsa el botón y el aparato emitirá una luz que habrás de dirigir hacia algún punto. Tras una segunda pulsación, la luz se apaga. La pantalla te muestra la distancia que te separa de dicho punto.
El telémetro es a la vez un instrumento de medición muy preciso. Pero ¿cómo funciona?
Principio de funcionamiento de un telémetro láser
Aunque pueda parecer sorprendente, el telémetro láser calcula la distancia contando el tiempo que tarda la luz en viajar, es decir, el tiempo de vuelo.
Para explicar cómo funciona un telémetro láser, me parece apropiado compararlo con un radar de velocidad.
El radar de velocidad
RADAR es el acrónimo formado por las palabras radio detection and ranging, en inglés 'detección de radio y rango'. Pues bien: detector de rango es otro nombre en lengua inglesa para el telémetro láser.
Como su nombre indica, el radar de velocidad que se pone antes de una curva peligrosa en la carretera detecta la velocidad del vehículo que se aproxima hacia él.
¿Cómo funciona un radar? El RADAR emite ondas electromagnéticas que chocan contra el vehículo y salen rebotadas. De esta manera, regresan al radar. El dispositivo mide el tiempo que ha tardado en viajar el eco (esto es, las ondas rebotadas). Así calcula la velocidad.
Por supuesto, para que el radar sea fiable, ha de estar bien calibrado. Sin embargo, hay una forma más sencilla de calcular la velocidad de un coche.
El radar de tramo
El radar de velocidad convencional calcula a qué velocidad recorre el coche una pequeña distancia. No obstante, hay una forma más sencilla, efectiva y segura de calcular la velocidad de un vehículo en la carretera: el radar de tramo.
El radar de tramo no es un radar auténtico, pues no emite ondas. Este aparato, en su lugar, cronometra el tiempo que tarda un vehículo en recorrer una distancia conocida.
Pongamos que un vehículo viaja a 120 km/h, es decir, a 33.33 m/s. En cien segundos ese vehículo recorrerá 3.33 km. Si recorre esa distancia en menos tiempo, solo puede significar que lo ha hecho a más velocidad (Figura 1).
Por ejemplo, si el coche recorre el tramo en 80 s, su velocidad media habrá sido de casi 150 km/h. Así, con un simple cronómetro que empieza a contar en el punto A y deja de hacerlo en el B es posible calcular la velocidad. Pero, insisto, esto funciona porque la distancia entre A y B es conocida.
El telémetro láser funciona de manera muy similar a un radar de tramo. Pero ahora el valor constante no es la distancia, sino la velocidad.
Cómo funciona el telémetro láser
El telémetro láser mide el tiempo que tarda en ir y volver la luz. Funciona como sigue:
- al pulsar el botón, el medidor de distancia láser emite un rayo de luz
- el rayo se refleja en el objeto y vuelve al emisor
- al pulsar el botón de nuevo, el rayo se interrumpe
- un sensor en el telémetro recibe el rayo de luz rebotado desde el objeto
- el circuito electrónico del telémetro cronometra el tiempo que tarda la luz en ir y volver
- el tiempo de viaje de la luz permite calcular la distancia
¿Cómo se calcula la distancia a partir del tiempo? Esto es posible gracias a que la luz láser viaja a una velocidad casi constante.
Así como el radar de tramo calcula la velocidad a partir de una distancia fija y el tiempo de viaje, el telémetro hace lo opuesto: calcula con precisión la distancia a partir del tiempo de viaje sabiendo que en este caso es la velocidad no cambia.
En concreto, se usa la siguiente fórmula:
D = vt/2
Donde:
- D = distancia
- v = velocidad de la luz láser
- t = tiempo de viaje
Solo resta que el circuito impreso del medidor haga el cálculo. La propia electrónica producirá las señales apropiadas para mostrar la medida en la pantalla de cristal líquido.
¿Son precisos los telémetros láser?
Los telémetros láser pueden medir con precisión incluso distancias de varios cientos de metros, otra cosa es que el sensor o la luz tengan la potencia necesaria para cubrir dicha distancia.
La característica de la luz láser que permite que esto sea posible es que la luz viaja concentrada y no se dispersa. En comparación con la luz convencional, el rayo láser retiene su intensidad incluso después de rebotar contra el objeto. De no ser así, sería imposible calcular la distancia. No obstante si el objeto produce una dispersión excesiva de la luz, por ejemplo, superficies muy brillantes, vidrio, etcétera, la medición no será precisa.
La precisión de este dispositivo depende de la calidad del elemento emisor de la luz láser y del sensor óptico que recibe el rayo rebotado.
Sin embargo, el telémetro no es efectivo para medir distancias muy pequeñas (inferiores a un milímetro), debido a la alta velocidad de la luz.
Cálculo indirecto de la distancia con un telémetro láser y el teorema de pitágoras
¿Cómo se puede medir la altura de un edificio con un telémetro láser? ¿Qué hacemos si queremos medir la altura de un objeto y no tenemos una superficie a la que dirigir el punto rojo del telémetro?
En este caso, los telémetros láser más avanzados pueden hacer un cálculo indirecto de la altura usando el teorema de pitagoras.
Solo tenemos que situarnos a cierta distancia del objeto y medir la distancia del telémetro a la base del objeto (primer cateto) y la distancia del telémetro a la parte alta del objeto (hipotenusa). El circuito del telémetro despejará el segundo cateto; esto es, la altura del objeto. Para ello se ayuda de las medidas conocidas del triángulo.
También mediante cálculos indirectos el telémetro es capaz de calcular el área y el volumen de una habitación. Y en el caso de que tu telémetro no posea tal función, siempre podrás usar la calculadora.
Otros tipos de telémetro láser
El telémetro láser más común es el que mide el tiempo de vuelo, en inglés ToF Time of Flight. Sin embargo, también existen buscadores de rango que funcionan mediante tecnologías:
- Desplazamiento de fase de múltiples frecuencias: el desplazamiento de fase que se produce entre el pulso de entrada y el de salida también permite averiguar la distancia recorrida por la luz. Sin embargo, para evitar alcanzar resultados ambiguos se deben usar varias frecuencias.
- Interferometría: la técnica de la interferometría es la más útil para mediciones incrementales (en vez de absolutas).
Puedes aprender más cosas sobre el telémetro láser en la Wikipedia.
- 50 m de alcance
- Sensor de ángulo electrónico
- Función de silencio
- Distancia, área, volumen, pitágoras y ángulo
- IP54
- Opiniones
