Fotografía de Alta Velocidad

Detención total de una bala (blur 0%) mediante un destello de ultra flash de LED’s a media millonésima de segundo para un estudio de la Comisaría General de la Policía Científica

¿Se pueden fotografiar fenómenos invisibles a nuestros ojos? En anteriores artículos hemos hablado de las grandes limitaciones de la visión humana en cuanto a sensibilidad espectral, tamaño de los objetos, luminosidad necesaria para percibirlos, estructura de la onda, etcétera. Hoy hablaremos sobre nuestra imposibilidad de ver fenómenos fugaces y de las técnicas empleadas para captarlos en alta y ultra alta velocidad.

El fotógrafo inglés Eadweard Muybridge, pionero de la fotografía de alta velocidad.

California, 1872. Como no había televisión, el debate sobre el sexo de los ángeles se había dado por concluido y el personal se aburría, se abrió una gran polémica acerca de si los caballos al galope tenían en algún momento todos los cascos sin tocar tierra. Un grupo de pelotas y adláteres reunido alrededor de Leland Stanford, ex gobernador del estado y poderoso presidente de la Central Pacific Railway, sostenía que sí, que los pencos flotaban por un instante. Otro grupo de diletantes, arrimados al dulce panal de James Keene, presidente de la Bolsa de Valores de San Francisco, afirmaba lo contrario.

Necesitaban un perito y ninguno mejor que el fotógrafo inglés Edward James Muggeridge (alias Muybridge). Luego de varios intentos en vano, entre los que se encuentra el emplear un fondo blanco a base de decenas de sábanas solicitadas a los vecinos cercanos al hipódromo, el iluminado súbdito de Su Graciosa Majestad logró captar una secuencia completa empleando veinticuatro cámaras en serie que eran disparadas por los hilos que cortaba una yegua a todo galope.

Lámina de Buffalo Bill cuando trabajaba en el Poney Express

La imagen con las cuatro patas en el aire se hizo tan famosa que fue adoptada como sinónimo de rapidez por el afamado Pony Express en el que curró de joven Buffalo Bill, y aún se sigue utilizando en la parrilla de los espectaculares Ford Mustang que tanto gustaban a Steve McQueen (y a un servidor, dicho sea de paso).

El mayor problema para captar estos fenómenos es que son tan efímeros que la exposición necesaria para registrarlos es muy corta y, por tanto, requiere más iluminación. Recuerden la regla: a mayor brevedad, mayor iluminación. Las cámaras más rápidas no sobrepasan los ocho milesimas de segundo y con ellas solo se pueden fotografiar cosas tales como el goteo de agua. Para superar tal velocidad se recurre a técnicas de obturador abierto. En total oscuridad se abre el obturador un segundo y en ese intervalo se dispara un flash que congela el movimiento. Con un flash normal se pueden alcanzar velocidades de hasta 1/15.000″.

Fotografía de alta velocidad (1/47.000″) empleando un viejo flash de mano Vivitar manipulado.

Manipulando viejos flashes, habilidad reservada para expertos si no quieren recibir un latigazo de alto voltaje, se pueden alcanzar 1/45.000″ con los que pueden detenerse perfectamente muchos fenómenos como explosiones de globos, cepos, colisiones de gotas, perdigones, etcétera. Para detener una bala de 9 mm hace falta ya una velocidad de al menos 1/120.000″, que solo se logra con flashes especiales tipo Air-Gap. y para rifles de francotirador se precisan ya velocidades cercanas a los 1/250.000″. Recientemente hemos adquirido para mi departamento uno de los nuevos ultrafashes de LED’s que alcanzan velocidades máximas de dos millones de 1/2.000.000″, pero como su potencia lumínica es muy baja, hay que trabajar casi a un metro de distancia, lo que en balística resulta muy arriesgado. Con él está tomada la foto de la pistola usada para un estudio de balística de la policía científica.  Si está interesado en aprender fotografía y vídeo de alta y ultra alta velocidad consulte el próximo III Posgrado Internacional de Imagen Científica.

Practicas de Alta Velocidad en el II Posgrado Internacional en Imagen Científica

Si el ambiente no es lo suficientemente oscuro, no podemos usar esta técnica de obturador abierto y debemos sincronizar el obturador de la cámara con la luz de ambiente pero, como hemos dicho, el obturador tiene muchas limitaciones. Un obturador mecánico debe mover la cortinilla de forma lo más uniforme y rápida posible y a 1/8.000 de segundo la cortinilla se mueve a tal velocidad (unos 37 km/h), que alcanzarla en el primer milímetro supone una aceleración bestial y un frenado tan seco que es muy difícil amortiguar el impacto sin que la foto quede trepidada, de ahí que pocos obturadores logren superar esos valores.

Filmando con Manuel Herrera de Iberoptics disparos con a 10.000 ips en mi laboratorio de la UAH

El padre de la alta velocidad actual, Doc Edgerton, solucionó el problema creando un obturador electroquímico sin piezas móviles: la célula Kerr. Consta de dos filtros polarizadores cruzados ante el objetivo por los que, como vimos la semana pasada, es imposible que penetre la luz. Entre ambos colocó una celdilla llena de dinitrobenceno, líquido que tiene la particularidad de girar el plano de polarización exactamente 90º cuando recibe una descarga eléctrica. La luz puede pasar tanto tiempo como dure la descarga y, usando un oscilador, se pueden obtener picos eléctricos de tan solo cien millonésimas de segundo. Tiempos tan cortos necesitan una luz extraordinariamente intensa, un problema menor porque el obturador fue diseñado para la famosa cámara Raptronic con la idea de fotografiar las cegadoras explosiones atómicas.

Una de las fotografías de la explosión atómica Tumbler_Snapper en 1952 en el desierto de Nevada. Tomada por Edgertón con una cámara Raptronic dotada de un obturador de Kerr.

Al igual que hizo Muybridge, Edgerton empleó varias series de cámaras disparadas secuencialmente. Como curiosidad, en las fotos de la explosión Tumbler-Snapper, que tuvo lugar en Nevada en 1952, aparecen unas columnas de humo y unos picos emergiendo de la bola de fuego. Las primeras son cohetes de feria que se disparan poco antes para ver la distorsión del aire. Los picos proceden de la vaporización de los cables que sujetan la torre que contenía la bomba.