27. Aplicaciones científicas de la fotografía

7/31/2019 27. Aplicaciones científicas de la fotografía

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APLICACIONES CIENTIFICASDE LA FOTOGRAFÍA

Iniciarse“Detrás de cada oto hay una pregunta científca.”

Nicolás cueNca.

La otograía se aplica en numerosas variables con aplica-ciones cientícas. Algunas son muy complejas y alejadas denuestras posibilidades, como la termograía o la otomicrosco-pía electrónica, mientras que a otras podemos acceder connuestro propio equipo o con sencillas adaptaciones, caso de

las reproducciones y la macrootograía.Para algunas modalidades disponemos de servicios en labo-ratorios y universidades, de orma que nos harán accesible

un tipo de otograía diícil de practicar de otra orma.Muchas universidades disponen de equipos muy complejosque permiten a los departamentos realizar sus investigaciones.Aquí la nalidad absoluta es la investigación, la resoluciónde dilemas cientícos. Sin embargo, los resultados puedentener una uerza estética más que evidente y abrir puertas ala otograía de autor.Aquí encontramos posibilidades a la innovación, ya sea me-

diante la modicación de los medios empleados o bien me-diante el uso de tinciones y técnicas de preparación que nospueden orecer resultados coloristas, abstractos, impactantes.



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La óptica Nomarski o de ContrasteInterdierencial (DIC, en inglés) esuna técnica de microscopía de luzcon ltros polarizantes y prismaspara producir imágenes con eectode tridimensiona-lidad.

Proporciona imágenes con gran reso-lución y contraste que permiten reco-nocer tanto detalles superciales comoestructuras internas. El uso de prismaspermite obtener imágenes coloridas sinrecurrir a tinciones ni preparaciones demuestras. Estas diatomeas realizadaspor Luis Manuel Iglesias han sido reali-zadas con esta técnica.El Gabinete de dibujo y otograía cien-

tíca de la acultad de ciencias, en laUniversidad de Alcalá considera comootograía cientíca un amplio rangode disciplinas, algunas de las cualeshan sido ya vistas en este programa.FOTOMACROGRAFÍAFOTOMICROSCOPÍA ÓPTICAFOTOMICROSCOPÍA ELECTRÓNICAREPRODUCCIÓN DIGITALFOTOGRAFÍA KIRLIANHOLOGRAFÍA

ASTROFOTOGRAFÍAFOTOGRAFÍA DE ALTA VELOCIDADFOTOGRAFÍA FORENSE Y POLICIALFOTOGRAFÍA INFRAROJAFOTOGRAFÍA ULTRAVIOLETAFOTOGRAFÍA SUBMARINATERMOGRAFÍAFOTOGRAFÍA EN 3DFOTOGRAFÍA PANORÁMICAFOTOGRAFÍA DE FLUORESCENCIA

FOTOGRAFÍA HDRA grandes rasgos podemos separar:

- las especialidades de laboratorio,para las que es necesario un materialmuy especíco: caso de la otomicros-copía, la termograía, holograía, etc.- las especialidades que ya hemos vis-to o que trataremos en una sesión más

adelante: otograía submarina, 3D,macro, panorámica, HDR...- aquellas especialidades que, aun-que son bastante técnicas, podemosrealizar con nuestros equipos o conciertas inversiones a nuestro alcance:reproducción, astrootograía, alta ve-locidad e inrarroja.Hay servicios muy interesantes como elque prestan universidades como la de

Alcalá que orecen servicios cientícospor precios muy económicos, comoejemplo, otomicrograía extrema a22 euros / Hora, o bien 1,50 eurospor toma. Así que debemos tener laspreparaciones hechas para amortizarlas sesiones. En muchos casos vale lapena pagar la unidad, pues hay ha-llazgos casuales de animales muertosque debemos aprovechar.En otomicroscopía tienen una gran

relevancia la calidad de las prepara-ciones y las tinciones. Además, conrecuencia se manipula el color en latinción y en el resultado.Para la microscopía óptica lo ideal es

recurrir a estos servicios o a los de un laboratorio próximo,salvo que se amortice tener un microscopio propio, en cuyocaso debemos aprender a hacer preparaciones y disponerde material muy especíco de congelación, preparación ycorte, como centriugadoras, microtomos, etc, así como ma-

nejar las tinciones más importantes en citología e histología:Hematoxilina-Eosina, Tricrómico de Masson, Mucicarmín de



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Mayer, Hierro Coloidal, Giemsa, Azul Alcian... En histoquí-mica, se tiñen órganos celulares con encimas.En muchos casos de la otograía cientíca, la complejidadpara utilizar el medio es adaptar la cámara a los dispositivos.Por lo general, la microscopía se aplica a aplicaciones enanimales y plantas. Los grandes aumentos obtenidos permitenabordar el estudio de órganos, tejidos, células... con un es-pecial interés comercial y sanitario por los parásitos.

Visitamos a D. Nicolás Cuenca, director del Departamentode neurobiología en la Universidad de Alicante.Trabaja en investigación y nos muestra cortes de retina dedierentes especies y los dierentes resultados que obtiene.En los laboratorios de neurobiología estudian la retina ti-ñendo las proteínas con anticuerpos unidos a fuorocromos.El anticuerpo se une al antígeno y así se produce la tinción,que luego será visibles con luz fuorescente. De esta ormaconocemos la estructura retinal, y se puede determinar lasenermedades que padece, así como la orma de preve-

nirlas o tratarlas.Por ejemplo, la vesícular biliar del oso en medicina tradicio-nal china se utiliza para mejorar la vista. Mediante pruebasen animales de laboratorio se demostró que tiene un principioactivo que previene su degradación. Con preparaciones y

microscopía se demostró en imágenes y para publicarlo.La microscopía denominada conocal permite discriminar elenoque en una capa muy na, porque el láser, luz lineal,ilumina solo una distancia, por ello sale el ondo negro, muyutilizado con alta densidad de elementos, pues permite discri-minar una banda muy estrecha de distancia.Los cristales alrededor, debajo y arriba de la preparacióndeben quedar bien libres de residuos, mejor si hacemos la

preparación solo para la otograía y en el momento idóneode tinción. Las preparaciones antiguas suelen estar deteriora-das y pueden estar descoloridas.Con respecto a la microscopía electrónica el acceso es máscomplejo, dependemos del acceso que nos puedan dar enuna Universidad o centro de investigación. Por lo general, esmuy limitado a unos pocos investigadores y será diícil teneracceso regular a este tipo de otograía.Estas imágenes estan tomadas con un microscopio de eectotunel (STM). Es un microscopio electronico que se basa en

el eecto cuantico de la corriente tunel para uncionar. Estantomadas por un microscopio STM abricado por mi mismo enla universidad de alicante en el laboratorio de bajas tempera-turas y sistemas nanometricos y se controla con un programallamado WSxM de la empresa española Nanotec.



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Las imágenes tienen un contraste de altura, sieno oscura lazona mas prounda y clara la zona mas alta, en total el perlde altura no supera el nanometro, es decir, la altura entre lomas proundo y lo mas alto es de 1 nanometro. El tamaño delado a lado tampoco supera la centena de nanometros, casi

todas las imágenes son de 100 nm como mucho.David Costa

La astrofotografíaLa dicultad en obtener buenas imágenes de astrootograíaradica en dos premisas:- Los aumentos necesarios para ver los objetos a razona-ble tamaño.- La compensación del movimiento rotacional de la tierra paraobtener imágenes de puntos jos, no de líneas.Aunque con un objetivo de ocal moderada, un 70-200 mmpor ejemplo, es posible obtener imágenes de constelacio-nes, agrupaciones zodiacales, ormaciones en la vía láctea,etc... En algunas de las imágenes que realizo le doy más

importancia al reparto de masas, tonos y puntos que a man-tener las constelaciones, aunque las distingo claramente. Sin

embargo, la ocal se queda corta para objetos de menordimensión relativa.En el caso de planetas y ormaciones a largas distancias ten-dremos que otograar a través del telescopio, asumiendo subaja luminosidad y buscando los accesorios necesarios.

En el caso de utilizar nuestras ópticas podemos ajustar elequipo a un telescopio motorizado o bien adquirir solo el

motor de seguimiento que compense el movimiento de rota-ción de la tierra, que puede comprarse con o sin telescopio.En general, los telescopios astronómicos económicos no sue-len ser luminosos, aunque la calidad es aceptable.http://www.itelescopios.com/Categorias/Monturas_C1005_P1.htmlEl acceder a un dispositivo motorizado nos permite obtenerlargas exposiciones y poder otograar el espacio proundo.Se utilizan valores altos de ISO combinados con diaragmasmuy abiertos y con ltros de gelatina. El motor debe tener unmovimiento muy suave y estar bien calibrado, nuestra precau-

ción debe ser tenerlo bien estabilizado sobre un soporte rmeen ausencia de vibraciones.

Esta imagen en 3D es de HOPGHigh Oriented Pyrolytic Graphite,es grafto (como el de los lápices)pero se ha hecho crecer en láminasplanas. Estas láminas son el amo-so Graeno que ahora está tan demoda. Lo que se ve en la imagenes como si uera una mosca, perorealmente es que con la punta delmicroscopio somos capaces de mo-difcar la superfcie levantando unalámina de átomos, y esto serviráen un uturo para imprimir circuitoselectrónicos de tamaño atómico.

Esta imagen son bolas de oro. El orocomo tal lo conocemos es una mate-rial muy plano que se ordena en estetipo de bolas, pero si lo calentamosun poco pasa a ordenarse en ormade triángulos más planos.Las propiedades del oro nano es-tructurado están siendo estudiadasporque tiene eectos magnéticosque varían dependiendo del tama-ño de estas bolitas

Otro ejemplo de manipulación dela superfcie. Esta imagen tiene100nmX100nm y simplemente esuna lamina de Graeno que he ple-gado sobre si misma ormando unaespecie de número uno, la importan-cia de este experimento recae en elpliegue (zona muy brillante) los elec-trones se compor-tan como partículaslibre y sin masa, por eso brilla tanto,en ese pliegue se podría decir quehay super-conductividad: podríamosdiseñar circuitos que no produzcancalor y aumente la efciencia de lossistemas conocidos.



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Es importante desplazarse a lugares con ausencia de polu-ción lumínica, o bien tener la instalación en un lugar ade-cuado. Los días rescos y despejados son ideales para tener

cielos limpios y muy estrellados.El precio de una montura azimutal de cierta calidad: trípode y motor de seguimiento, ronda los 1.600 euros, más valeque lo pensemos bien y tengamos planeadas unas cuantassalidas y resultados.

La fotografía de alta velocidadYa hemos hablado algo de ella. El principio es sencillo, apro-vechamos la escasa duración del destello del fash para de-tener el movimiento. Mejor si la escena está bastante oscura,

para que no haya infuencia de la luz natural. En tal casoajustamos el fash o los fashes a la mínima potencia parcial y hacemos pruebas de cámara para encontrar la exposicióncorrecta mediante el ajuste ISO y de diaragma.Aquí la velocidad de obturación no es un valor, puede es-tar a 1/250 de segundo como a 3 segundos. Nada varíasi hay oscuridad. Por tanto lo ideal es acercar los fashestanto como sea posible y hallar el valor de exposición parael ajuste más adecuado.

Puede no haber oscuridad absoluta, con que haya 5 EV(diaragmas) menos de intensidad de luz en el ambiente,con respecto a los lashes, ya obtendremos el eecto

de movimiento detenido. Si la luz ambiente aecta a latoma habrá una borrosidad de movimiento que puederesultar interesante.Aunque se utiliza mucho para otograar aves y murcié-lagos, también el uso de una barrera y una controladorapara un doble obturador permite otograar insectos envuelo con gran precisión. Se pueden otograar proyecti-les, gotas de agua, etc.Para elementos controlados, inertes, podemos utilizar la ba-rrera conectada directamente a los fashes, con lo que hayun mínimo retardo, en total oscuridad y con la cámara en

modo B, que se dispara poco antes que los fashes y que sedesactiva poco después.Hay barreras con muy poco retardo, del orden de los 1-2 mseg.Este modelo de la marca Eltima es de de emisor y receptor.Está alimentado por pilas.Se conecta al cable disparador de la Cámara, que debeestar adaptado para evitar que la cámara entre en reposo.Se le adapta un conmutador que la mantiene siempre a puntode disparar.



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Fotografía InfrarrojaNuestra cámara digital tiene un ltro sobre el sensor que blo-quea la luz inraroja, por lo que tenemos dos opciones paraadentrarnos en este tipo de otograía:- Utilizar en nuestra cámara un ltro que deja pasar solo laluz inraroja. Son ltros de gran densidad que restan muchaintensidad de luz y obliga a realizar exposiciones largas. Eleecto obtenido es muy parecido a la otra opción.- Modicar nuestro sensor. Remover el ltro y reemplazarlopor un ltro para luz inrarroja.Para hacer otos mediante el uso de ltro, compraremos el

Hoya R72, que nos dará un eecto muy similar al de luz inra-roja, ya que bloquea hasta los 720 nm. La densidad del ltro(es muy oscuro), no nos permite ver la imagen por el

visor ni, en ocasiones, por la pantalla live view, hace incó-

modo su uso, ya que obliga a encuadrar primero y a colocarluego el ltro. La exposición larga se compensa ajustando unISO medio a alto y trabajando a diaragmas razonablementeabiertos. Esta modalidad no permite utilizar tiempos cortos deobturación, por lo que el otro método es más cómodo y seutiliza con mayor prousión. El precio de estos ltros puedesuperar los 200 euros.Modicar la cámara supone asumir unos riesgos, por lo quesuele ser más adecuado contactar con servicios especializa-dos como los de Sta o Maxmax.com

Se trata de acceder al sensor para desmontar el ltro de blo-queo de inrarrojos y reemplazarlo por uno que deje pasarlas longitudes de onda adecuadas. Ya podremos hacer otos

Esquema que permite ubicar el espectro de luz visible, entre 400 y 780 nm. El inrarrojo comienza en 780 y se extiendehasta los 1.200 nm. El límite de captación de un CCD están incluso por encima de este valor.



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sin trípode y tendremos visión de la escena por el visor.El ltro hay que pedirlo a proveedores como Edmund Op-tics, Lie Pixels o Schott que por lo general te envían la lámi-na y hay que cortarla a medida para instalarla en lugar delltro desmontado.Para exponer el sensor hay que desatornillar, desoldar y tra-

bajar con algunas herramientas especícas y conocimientosde electrónica, que hacen más seguro conar a servicios pro-esionales. De todas ormas, hay quien ha hecho la opera-ción por sí mismo, incluso cambiando un sensor deterioradopor otro en condiciones.Cuando el sensor está expuesto vemos el color verdoso delltro que lo recubre y bloquea determinadas longitudes deonda. Para soltarlo cortaremos el adhesivo y en lugar de esteltro colocamos la nueva lámina. Si éste es de distinto grosor(generalmente más no), la cámara obtendrá otos mal eno-cadas, lo que podemos solucionar enocando más cerca de

lo necesario y utilizando un diaragma medio-alto.Existen 4 niveles de corte inrarrojo por ltros: 720 nm (el queproporcionan los ltros R72), 760nm, 850 nm y 950 nm,que dan un mayor eecto inrarrojo en cámaras sin modicar.A mayor eecto, mayor densidad de ltro y, por tanto, másprolongados tiempos de exposición.

La empresa LDP LLC puede modicar la cámara, de ormaque pueda captar imágenes en inrarrojo y normales.Eliminan el ltro del sensor y mediante el uso de dos ltrosroscados en el objetivo pueden captar en inrarrojo o encolor normal.El uso de estos ltros implica que el autooco no uncionará en

inrarrojo, ni la medición automática, ni se verá por el visor. Siusamos objetivos de dierente diámetro rontal necesitaremosanillas adaptadoras. Para el envío hace alta rellenar un or-mulario FCC de reparación y reimportación que nos acilitala mensajería. Mejor buscar servicios europeos, salvo quevayamos a EEUU de viaje. Esta compañía vende tambiéncámaras nuevas con las modicaciones hechas.¿Cómo salen las otograías inrarrojas? Depende.Hay objetos que refejan mejor el inrarrojo que otros y obje-tos que incluso emiten longitudes de onda inrarroja. Los seresvivos salen dierentes, como plantas y sus hojas. El verde

suele aparecer blanco y el cielo más oscuro, así como elagua estancada. La piel también aparece blanca, antasma-górica. Bueno, las otos con el ltro inrarrojo salen con unadominante muy roja, pero se convierten a blanco y negro.Es diícil evaluar la oto hasta esta conversión, que puede serrealizada por diversos procesos.

Imágenes con un proceso de retoque para mantener color en el cielo.



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Esto es lo que la cámara capta en color y resultado de pasar la imagen a blanco y negro.

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