Cómo funciona una cámara de seguridad: guía

¿Alguna vez te has preguntado cómo es posible que un dispositivo tan pequeño colocado en la pared pueda proteger una casa? Eso mismo me preguntaba yo antes de instalar el sistema Ring. Por eso, en este artículo voy a explicar la tecnología de las cámaras de seguridad de forma sencilla.

Al tener formación en ingeniería y experiencia de primera mano en la instalación de cámaras de vigilancia para el hogar, puedo aportar una visión y unos conocimientos que van más allá de lo que figura en los manuales del producto. Vamos ver todo lo necesario, desde los componentes básicos hasta las funciones avanzadas, para que entiendas perfectamente cómo estos dispositivos protegen tu casa.

¿Qué es una cámara de seguridad o vigilancia?

Las cámaras de seguridad registran la actividad de una zona concreta. A diferencia de las webcam o las cámaras de los smartphone, las cámaras de seguridad operan de forma continua y soportan las condiciones climáticas más adversas mientras mantienen tu seguridad. Las cámaras Ring se activan cuando detectan movimiento y, después, mandan un aviso al teléfono de inmediato, algo que las cámaras estándar no hacen.

Estas cámaras observan y registran la actividad sin que alguien tenga que supervisar la zona físicamente. Disuaden a los posibles intrusos a la vez que guardan pruebas si ocurre algo. En mi caso, mis cámaras exteriores soportan bien las temperaturas extremas de Indiana, tanto el calor del verano como la nieve del invierno.

Las cámaras de seguridad suelen colocarse en distintas zonas. Si hablamos de las casas, suelen estar en las zonas de entrada, como la puerta principal, el garaje y el patio o jardín traseros. Por su parte, los negocios supervisan las cajas registradoras, las zonas de inventario y el área de aparcamiento. En el caso de los lugares públicos, como parques, calles y edificios gubernamentales, se usan para ampliar la cobertura de seguridad. Las funciones varían según la ubicación, pero todas las cámaras vigilan los espacios que no pueden controlar las personas.

Tipos de cámaras de seguridad

A la hora de comprar una cámara de vigilancia, encontrarás varias categorías que responden a las distintas necesidades de seguridad. A continuación, encontrarás todo lo que he aprendido y descubierto antes de comprar mi sistema Ring.

Cámaras analógicas vs. cámaras digitales (IP)

Las cámaras analógicas utilizan una tecnología más antigua que envía señales de vídeo continuas a través de cables coaxiales. Estos sistemas se conectan a un DVR para almacenar las grabaciones, pero la resolución es baja. En mi caso, decidí no elegir este tipo de cámaras para mi casa.

Las cámaras digitales o IP convierten las imágenes en paquetes de datos que se envían por la red. Las cámaras Ring entran en esta categoría. Graban con una resolución más alta (1080p), se conectan a la red doméstica y almacenan las grabaciones tanto en local como en la nube. En mi caso, puedo supervisar toda la propiedad desde cualquier lugar con el teléfono.

Cámaras con cable vs. cámaras inalámbricas

Las cámaras con cable necesitan una conexión física para la corriente y los datos. Muestran la información sin interferencias en la señal, pero la instalación no es sencilla. De hecho, mi vecino pasó un fin de semana haciendo agujeros en la pared y pasando cables por el ático para instalar su sistema Ubiquiti.

Las cámaras inalámbricas utilizan la red wifi y funcionan con baterías o enchufes cercanos. En mi caso, tardé menos de una hora en instalar las tres cámaras, aunque pasé una hora solucionando los problemas de conexión de una cámara. El inconveniente es que necesitan una señal de wifi potente y mantener la batería de forma habitual.

Cámaras especiales: PTZ y otros tipos

Las cámaras PTZ (pan-tilt-zoom en inglés o «girar, inclinarse y hacer zoom» en español) se mueven horizontal y verticalmente y también hacen zoom a los sujetos. Aunque no las he comprado para mi casa (demasiado caras), las he visto en los edificios de oficinas. De hecho, los sistemas de seguridad de estos edificios rastrean los movimientos en la zona de aparcamiento con una sola cámara en lugar de usar varias.

Otras opciones son:

• Cámaras domo: Discretas y resistentes a los actos vandálicos.
• Cámaras de torreta: Combinan la estética de las domo y la claridad direccional de las cámaras bullet.
• Cámaras multisensor: Cubren áreas amplias con una sola unidad.

Consideraciones sobre las cámaras de interior y exterior

Las cámaras de interior apenas necesitan protección contra las condiciones climáticas y cuestan menos. Funcionan bien en la sala de estar o en la cocina, donde la temperatura y la humedad son estables.

Las cámaras externas deben ser impermeables. Por ejemplo, mis cámaras Ring Spotlight tienen el índice IP65 de protección contra la lluvia, la nieve, el polvo y los cambios de temperatura. De hecho, la primera cámara exterior que tuve dejó de funcionar después de pasar un invierno en Indiana porque no tenía la protección contra el clima necesaria. Comprueba siempre el rango de temperatura en el que opera la cámara antes de comprarla.

Componentes y funciones clave

Según mi experiencia con las cámaras Ring y lo que he averiguado de otros sistemas, así funcionan las cámaras de seguridad:

• Lentes y captura de luz: Las lentes u objetivos gran angular (140º en el caso de mis cámaras Ring) centran la luz en el sensor de imagen. La calidad afecta directamente a la claridad de la grabación y al campo de visión. Mis cámaras usan sensores CMOS, que rinden bastante bien con poca luz.
• Sensores de imagen: Millones de fotositos (píxeles) convierten la luz en señales eléctricas. Mis cámaras de 1080p captan unos 2 millones de píxeles por fotograma, lo cual es suficiente para identificar caras y matrículas en buenas condiciones, aunque si los sujetos u objetos se mueven con rapidez, les cuesta más.
• Procesamiento de la señal: El procesador de la cámara mejora los datos del sensor en bruto mediante la reducción del ruido, la corrección del color, el ajuste del contraste y el balance de blancos. Este chip es el que determina en gran parte la calidad de la visión nocturna. En mi caso, los modelos más recientes graban el contenido oscuro con más claridad que la cámara del timbre de la puerta principal, que es de primera generación.
• Codificación y transmisión: Las cámaras comprimen el vídeo (H.264 en los modelos Ring) antes de enviarlos por wifi o cable a los sistemas de almacenamiento o a servidores en la nube. Todo el proceso, desde que la lente o el objetivo capta la luz hasta que llega el vídeo al teléfono, se produce casi al instante; de hecho, las alertas llegan a los pocos segundos de detectar el movimiento.

Fuentes y requisitos de energía

Al instalar las cámaras, tuve que pensar en las opciones de energía, lo cual no había tenido en cuenta hasta el mismo día de la instalación.

Opciones de energía estándar

La mayoría de las cámaras de vigilancia utilizan una de estas tres fuentes de energía: enchufes estándar, baterías o alimentación a través de Ethernet (PoE en inglés). Por ejemplo, la cámara del timbre de mi puerta se conecta al cableado del timbre, así que dispone de energía de entre 16 y 24V AC de forma estable. Así pues, funciona de manera continua sin que deba preocuparme por la energía.

En la casa donde vivía antes, utilizaba cámaras Ring con batería porque la instalación era más fácil al no tener cables. Funcionaban con baterías de iones de litio recargables cuya carga duraba entre 3 y 6 meses, según la actividad y la temperatura. Por ejemplo, cuando la temperatura caía bajo cero durante el invierno en Indiana, la batería duraba un 25 % menos. Créeme, no hay nada peor que subirse a una escalera en pleno febrero para cambiar la cámara de una batería.

Alimentación a través de Ethernet (PoE)

Las cámaras Ring que utilizo ahora se basan en la tecnología de alimentación por Ethernet, que es mucho más fiable. Las cámaras reciben la energía y los datos a través de un solo cable Ethernet, así que no hacen falta cables de energía por separado ni enchufes.

Aunque la instalación requiere colocar cables, las ventajas lo compensan. Tanto es así que no me preocupo por que la batería se agote y disfruto de energía constante y de una conexión más estable que por wifi para aprovechar las funciones avanzadas sin tener que conservar la batería.

Las ventajas de este tipo de alimentación son que el cableado es más sencillo (solo un cable, en lugar de dos), el rendimiento es estable en cualquier condición climática y que ofrece ciclos de energía en remoto para las cámaras congeladas. Si quieres instalar un sistema con más de tres cámaras, te recomiendo sin duda apostar por la alimentación a través de Ethernet, según mi experiencia con ambos tipos de fuentes de energía.

Consideraciones sobre el consumo de energía

El consumo de energía varía mucho según el tipo de cámara. Por ejemplo, la cámara cableada y conectada al timbre de mi casa consume unos 4 vatios constantemente. Las cámaras exteriores PoE con alimentación a través de Ethernet utilizan entre 5 y 7 vatios cada una, es decir, un poco más que los modelos con batería.

Las bombillas de LED típicas consumen entre 8 y 12 vatios, así que tener varias cámara no afecta mucho a la factura de la luz. Sin embargo, los sistemas de cámaras de gran tamaño aumentan el consumo. Por ejemplo, una configuración de 16 cámaras PoE (Ethernet) podría consumir entre 60 y 100 vatios de manera continua, que equivale a tener un portátil encendido todo el día.

Opciones solares

Las cámaras con energía solar son una alternativa para las zonas de difícil acceso. Algunos fabricantes producen paneles solares que se conectan directamente a las cámaras exteriores. El mejor funcionamiento lo consiguen en climas soleados donde haya 3 o 4 horas de luz solar directa al día. Por ejemplo, mi casa de Indiana no es una buena opción para los paneles solares, ya que suele estar nublado. Aun así, la cámara Ring con energía solar de mi vecino funciona bien en su lado de la calle, donde incide más el sol.

Consideraciones sobre la energía de reserva

Los cortes de energía destaparon los puntos débiles de la configuración de cámaras que tenía antes. Sin embargo, las cámaras PoE que utilizo ahora se conectan a través de un conmutador conectado a un sistema de alimentación ininterrumpida que proporciona unas 4 horas de energía de reserva en caso de que haya cortes de luz. En cuanto a los sistemas alimentados mediante Ethernet (PoE), con solo respaldar el conmutador central, todo queda protegido y no se necesita más que un sistema de batería de respaldo.

Al comprender bien los requisitos de energía, pude planificar debidamente la colocación de las cámaras para cubrir el máximo de terreno posible sin perder fiabilidad ni tener que mantener el equipo de manera constante.

Almacenamiento y gestión de vídeo

Tras instalar y configurar las cámaras, me di cuenta de que el almacenamiento importa tanto como las cámaras. Estas son las opciones principales:

• Tarjetas MicroSD: Se incluyen en las cámaras independientes y se usan para el almacenamiento local. La primera cámara que tuve, contaba con una tarjeta de 128 GB que llegó a almacenar dos semanas de grabaciones, pero terminó fallando a los seis meses tras sobrescribir constantemente. Lo peor en este caso es que, si alguien te robara la cámara, perderías todas las grabaciones.
• Sistemas NVR/DVR: Se trata de dispositivos de grabación conectados a varias cámaras. Un amigo mío tiene un NVR de 4 GB que almacena un mes de grabaciones de ocho cámaras. Aunque cuestan más de entrada, entre 300 y 600 $ (250 y 500 € aprox.), no tienen cuotas mensuales. A pesar de que mantienes las grabaciones, también debes encargarte del mantenimiento y de las copias de seguridad.
• Almacenamiento en la nube: Es la opción que utilizo para mis cámaras Ring. En mi caso, el coste es de 10 $ (unos 9 €) mensuales por 60 días de almacenamiento. Además, puedo acceder al contenido desde cualquier lugar y despreocuparme por posibles fallos del equipo. En cuanto a lo negativo, debo decir que las cámaras son inútiles si hay cortes de luz y la privacidad depende de las prácticas de seguridad que siga el proveedor.
• Sistemas híbridos: Las cámaras más modernas ofrecen tanto almacenamiento local como en la nube. Si la conexión a Internet falla, guardan las grabaciones temporalmente en el búfer y luego las suben cuando la conexión se restablece. Aunque son más caras, combinan la comodidad de la nube con la fiabilidad del almacenamiento local. De hecho, es la opción que elegiré más adelante.
• Requisitos de almacenamiento: En el caso de las cámaras de 1080p, deberías contar con entre 2 y 5 GB al día por cada cámara que tenga activación por movimiento y entre 15 y 30 GB diarios si graban continuamente. Te sugiero elegir el almacenamiento según la cantidad de cámaras, el presupuesto y la fiabilidad que necesites.
• Gestión del software: Contar con un software de calidad permite transformar las grabaciones en bruto en información de seguridad útil. La aplicación de Ring permite filtrar por cámara o tiempo, además de guardar clips o fragmentos importantes, compartir grabaciones y establecer zonas de movimiento. Aun así, buscar grabaciones antiguas resulta innecesariamente difícil.

Requisitos de red y de ancho de banda

Al pasar a la puerta de enlace de Ubiquiti para el Internet de casa, comprobé cuánto afectan las cámaras de seguridad al rendimiento de la red. De hecho, planificar el cambio a las cámaras Ubiquiti y a un rack de almacenamiento local me ha hecho aprender mucho sobre conectividad.

Tipos de conexión

Las cámaras de vigilancia se conectan a la red de varias formas:

• Ethernet (con cable): Las cámaras Ring PoE utilizan directamente una conexión Ethernet, que les proporciona energía y datos con un solo cable. De esta forma, la estabilidad y la velocidad son máximas y apenas hay interferencias. Por eso, conectaré por Ethernet las cámaras Ubiquiti que compre más adelante para que el rendimiento sea estable.
• Wi-Fi: Muchas cámaras diseñadas para el consumidor utilizan wifi de 2.4 GHz o 5 GHz. Se instalan y configuran con facilidad, pero son menos fiables. De hecho, las primeras cámaras que tuve de este estilo se desconectaban de manera aleatoria cuando llovía mucho. Si vas a elegir una cámara wifi, coloca el router en un punto central o añade nodos de red mesh para lograr una cobertura total.
• Móvil/celular: Algunas cámaras especializadas incluyen conectividad 4G o 5G como conexión principal o de respaldo. Cuestan más, entre 10 y 15 $ al mes por cámara (entre 9 y 13 € aprox.), pero funcionan aunque la conexión de Internet en tu casa falle. En mi caso, pensé en optar por ellas, pero no podía justificar el coste.

Consumo de ancho de banda

Todas las cámaras consumen ancho de banda y el consumo se acumula rápidamente. Estos son mis cálculos:

Cámara de 1080p (calidad media):

• Vista en directo: 2-3 Mbps por stream
• Carga o subida de la grabación: 1-2 Mbps si se detecta movimiento

Cámara de 4K (calidad alta):

• Vista en directo: 8-10 Mbps por stream
• Carga o subida de la grabación: 4-6 Mbps si se detecta movimiento

Mi sistema está formado por tres cámaras y, a veces, llega a los 15 Mbps en total cuando todas las cámaras detectan movimiento al mismo tiempo. Mi conexión a Internet es de 1,2 Gbps, así que lo soporta sin problemas. Pero si tu conexión es más lenta (menos de 200 Mbps), podría ralentizarse cuando las cámaras registren mucha actividad. Por ejemplo la línea DSL que mis padres tienen en su casa de campo apenas soporta una cámara, así que si tu situación es similar, deberías tenerlo en cuenta.

Tráfico de red local

Los sistemas basados en la nube generan bastante tráfico de red local. La puerta de enlace de Ubiquiti que utilizo muestra que mi sistema Ring transfiere entre 15 y 20 GB al mes a la nube.

Por eso, como planeo tener cámaras Ubiquiti grabando en todo momento en un NVR, cuento con que el tráfico local va a ser considerable. Un sistema de cuatro cámaras de 1080p grabando las 24 horas genera más de 2 TB al mes en toda la red. Aunque no afecta al ancho de banda de Internet, sí impacta en el rendimiento de la red local.

Requisitos de router y conmutador

Los routers estándar que solemos usar soportan 3 o 4 cámaras sin problemas. Sin embargo, para sistemas más grandes, sobre todo si graban constantemente, se necesitan aplicar mejoras en la red:

1. Conmutadores gestionados: Mi configuración de Ubiquiti incluye un conmutador gestionado PoE (alimentado con Ethernet), que prioriza el tráfico de la cámara para evitar la reducción de fotogramas. Aunque no es barato (cuesta más de 300 $, unos 250 €), es fundamental para disfrutar de un rendimiento estable.
2. Segmentación con VLAN: En mi caso, he configurado la puerta de enlace para situar las cámaras en una VLAN separada y aislarlas del tráfico de la red por motivos de seguridad y rendimiento. A pesar de que dediqué todo un sábado a configurarlo todo, funciona perfectamente.
3. Ajustes de Calidad de servicio: Las configuraciones de Calidad de servicio priorizan el stream de vídeo sobre el tráfico que no sea tan urgente. De hecho, supuso una diferencia considerable cuando mi familia veía streaming en 4K mientras yo revisaba las cámaras en remoto.

Consideraciones sobre el acceso en remoto

Para ver la actividad de la cámara en remoto, se necesita una conexión saliente. La puerta de enlace de Ubiquiti ofrece varias opciones:

• Acceso por aplicación: Tanto Ring como Ubiquiti tienen aplicaciones que se conectan a través de servicios en la nube sin apenas configurarlas. De hecho, la mayoría de los usuarios debería usar esta opción más sencilla.
• Acceso con VPN: Si quiero acceder directamente al NVR en local, configuro una VPN para permitir conexiones seguras sin exponer las cámaras a Internet de forma pública. No es la mejor opción para quienes no tengan experiencia con las redes, ya que podrían hacer falta varias horas para solucionar los problemas que puedan surgir.

Planificación para una ampliación en el futuro

Recomiendo tener al menos 5 Mbps de ancho de banda por cámara si quieres almacenar el contenido en la nube. Además, deberías asegurarte de que la red local soporte al menos 100 Mbps para los sistemas de grabación internos. Por ejemplo, los planes para cámaras de Ubiquiti que utilizo incluyen la mejora a un conmutador de 10 gigabits entre mi conmutador principal y el NVR para aumentar el flujo de datos.

Si tienes un sistema con más de ocho cámaras, te sugiero consultar a un profesional en redes para garantizar que tu estructura soporte la carga sin que afecte al rendimiento. A decir verdad, ojalá lo hubiera hecho así, en lugar de comprar un conmutador que terminó quedándose pequeño.

Funciones y tecnologías avanzadas

Los principios básicos de las cámaras no han cambiado mucho, pero las siguientes funciones avanzadas hacen que los sistemas más antiguos parezcan primitivos:

• Detección de movimiento: Las cámaras Ring utilizan sensores PIR (Passive Infrared en inglés; detectan el calor corporal) y ajustes de zona personalizables, con los que reduje las alertas falsas un 70 %. Aun así, a veces confunde papeleras con personas en los días de mucho viento.
• Audio bidireccional: A pesar del sonido ambiente, esta función resulta muy útil para dar instrucciones a los repartidores, despachar a vendedores e incluso alertar a quienes puedan causar problemas, como me ocurrió con una persona que estaba echando un ojo a las manillas de las puertas de los coches.
• Visión nocturna: Mis cámaras utilizan LED infrarrojos para grabar en blanco y negro hasta unos 9 metros (30 pies) de distancia en la oscuridad, aunque no consiguen ver a través de cristales ni reflejos en superficies cercanas.
• Visión nocturna con color: Los sistemas más modernos utilizan sensores muy sensibles que, sin apenas luz suplementaria, graban en color en situaciones de poca luz. Uno de mis amigos tiene cámaras con esta función y es una mejora significativa.
• Tecnología Starlight: Las cámaras de primer nivel (más de 300 $, unos 250 €) utilizan tecnología de grado militar que amplifica la luz existente por mil para grabar imágenes en color aunque solo haya luz de farolas a lo lejos o de la luna.
• Detección de personas: La IA distingue las formas humanas de otros objetos en movimiento, lo cual reduce muchísimo las falsas alarmas causadas por animales y el movimiento de objetos.
• Detección de paquetes: Esta función reconoce los paquetes entregados y envía alertas específicas, lo que ayuda a evitar que los paquetes se dañen en días de lluvia.
• Integración con hogares inteligentes: Mis cámaras activan las luces exteriores al detectar movimiento de noche. Además, cierra las puertas automáticamente cuando salgo de casa y graba las imágenes y los vídeos clave en el almacenamiento local y en la nube como copia de seguridad.

Cámaras de vigilancia en hogares inteligentes

Integrar las cámaras con otros dispositivos inteligentes hace que pasen de simples herramientas de grabación a componentes clave de un ecosistema de seguridad en el hogar:

• Integración con Alexa/Google: Las cámaras Ring funcionan directamente con Alexa (Amazon), por lo que puedo ver la actividad de la cámara en Echo Show con solo decir «muéstrame la puerta principal». Aun así, hay veces que Alexa no comprende la orden.
• Centros de automatización en el hogar: Puedes conectar productos de varias marcas, como las luces Hue de Phillips, para que respondan cuando las cámaras Ring detecten movimiento. Además, no tardarás más de 15 minutos en configurarlo.
• Conexiones IFTTT: IFTTT significa «IF This, Then That», lo que traducido al español sería «Si (ocurre) esto, entonces (haz) aquello». Los applets gratuitos permiten interacciones entre productos de distintas marcas. En mi caso, lo tengo todo configurado para que se enciendan unas luces de interior concretas cuando la cámara del porche detecte movimiento al hacerse de noche.
• Aplicaciones prácticas: Cuando las cámaras de exterior detectan movimiento de noche, activan las luces exteriores durante tres minutos, lo que mejora la calidad de vídeo y ahuyenta a los intrusos, a la vez que ahorran energía.
• Integración con cierres inteligentes: La cámara del timbre de mi casa se comunica con el sistema de apertura inteligente de mi garaje, por lo que puedo abrir la puerta a quien quiera en remoto cuando no estoy en casa.
• Acceso en remoto: Lo gestiono todo a través de la aplicación de Ring o del panel de SmartThings y utilizo alertas personalizadas (por ejemplo, que me notifique siempre al llegar un paquete o que solo me avise al detectar movimiento si la casa está vacía). Además, aplico accesos por nivel y usuario para los miembros de la familia.
• Control por voz: Las órdenes como «Muéstrame el patio» o «Dime cuándo ha sido la última actividad registrada en la puerta principal» funcionan tanto con el Asistente de Google como con Alexa.
• Protección de la privacidad: Las cámaras de interior se deshabilitan automáticamente cuando detectan que nuestros teléfonos están en casa. Además, el procesamiento de los vídeos ocurre en local antes de subirse a la nube y las persianas se cierran para garantizan la privacidad cuando sea necesario.

Consideraciones sobre la seguridad y privacidad

Puesto que soy ingeniero, comprobé si había fallos de seguridad nada más instalar las cámaras. Los modelos más modernos cifran el vídeo con los protocolos TLS/SSL, aunque algunos fabricantes son mejores que otros.

Por ejemplo, mis cámaras Ring utilizan el cifrado AES de 128 bits para las grabaciones almacenadas y la transmisión de los datos. Los mayores riesgos de seguridad son las contraseñas poco seguras y los firmware desactualizados. Por eso, mantengo las actualizaciones automáticas activas y utilizo un gestor de contraseñas para crear datos de acceso únicos para cada dispositivo. Son medidas básicas que marcan la diferencia.

La privacidad no solo implica mantener la seguridad, sino también cumplir las leyes. Muchos estados tienen leyes que indican qué pueden supervisar y grabar las cámaras. En mi zona, puedo grabar mi propiedad, pero tengo que poner señales que informen a los demás de que hay cámaras.

Ciertos estados exigen que todo aquel que participe en una conversación consienta ser grabado, lo cual afecta al uso que hagas del audio bidireccional. En mi caso, apunto las cámaras de tal forma que eviten captar demasiado del patio de los vecinos. Además, he desactivado la grabación continua de las cámaras orientadas a zonas públicas. Son pequeños ajustes que mantienen mi seguridad a la vez que garantizan el cumplimiento de la ley. Aun así, puede que siempre haya algún vecino que se queje.

Preguntas frecuentes