Cuando hablamos de fotografía, con frecuencia tendemos a pensar sólo en sus aspectos artísticos y documentales. Ciertamente, la fotografía es un medio de expresión artístico que deja un amplio campo a la creatividad. Y cierto también que, desde su descubrimiento y rápida difusión en 1839, sus posibilidades de documentación constituyeron una de sus características más fascinantes. Pensemos que todo el material gráfico que disponía la humanidad, antes de la aparición de la fotografía, era el resultado de las interpretaciones personales de los artistas, y por lo tanto una descripción subjetiva e imperfecta de la realidad.

Por eso no es de extrañar que la primera aplicación científica de la Fotografía estuviese basada en sus posibilidades para registrar y duplicar imágenes. Uno de los pioneros, Henry Fox Talbot, realizó un gran número de copias de flores y hojas, en lo que llamaba "dibujos fotogénicos" (1), incluso antes de que llegase a poder controlar la obtención de imágenes con la cámara. Sus experimentos incluyeron también microfotografías utilizando un microscopio solar. En Francia, Alfred Donné logró adaptar también la daguerrotipia a un microscopio. Pero la primera recopilación sistemática, con una intención de clasificación científica, fue la realizada por la botánica Anna Atkins (2), entre 1843 y 1853, para su catálogo de "Algas Británicas: Cianotipias", utilizando el mismo método de dibujos fotogénicos, pero en este caso sobre papel sensibilizado con sales de hierro, según el proceso llamado Cianotipia.

También las Artes se beneficiaron de las posibilidades de la nueva técnica y, a mediados del siglo XIX, se inició la publicación de libros de imágenes de obras de arte y construcciones en lugares lejanos, que la mayoría de las personas sólo habían podido conocer por grabados, quizá muy artísticos, pero siempre subjetivos. Sin duda, en este sentido, el descubrimiento de la fotografía constituye un hito en el progreso de la humanidad, sólo equiparable al descubrimiento de la imprenta.

Pero el interés por la fotografía va mucho más allá de sus posibilidades documentales y artísticas. Para la Ciencia, la Fotografía ha resultado ser una herramienta multidisciplinar de primer orden, no sólo para registrar lo que el ojo percibe, sino también, en muchos casos, aquello que resulta imposible de ver. Muchos adelantos tecnológicos y descubrimientos científicos de los siglos XIX y XX han requerido su concurso y apoyo o, en algunos casos, la propia Fotografía ha sido la causante del descubrimiento. Quizá el ejemplo más conocido en este sentido, es el descubrimiento casual de la radioactividad natural por A.H. Becquerel en 1896, al observar que una muestra de una sal de uranio había impresionado una placa fotográfica perfectamente protegida de la luz.

La simbiosis entre Ciencia y Fotografía fue especialmente fructífera hacia finales del XIX. En ese momento, uno de los campos de investigación más importantes de la física era la determinación de la estructura atómica, y se encontró que tanto los rayos catódicos (electrones) como los rayos "positivos" (iones con carga) podían impresionar una placa fotográfica, lo que permitía su estudio a partir de sus deflexiones por campos magnéticos. J.J. Thomson utilizó este método para determinar, la relación carga/masa del electrón y la masa del protón, así como la confirmación de la existencia de isótopos, todo ello entre 1897 y 1912. En los siguientes años se hizo un gran uso de la fotografía para confirmar y estudiar las trayectorias de partículas raras, como las fotografías de positrones (1932) o la descomposición de mesones "pi" (1937), entre otros ejemplos, y que hacían uso de la "cámara de burbujas", un tanque de hidrógeno líquido en el que se forman pequeñísimas burbujas cuando lo atraviesan partículas elementales.

Otro descubrimiento que estuvo muy ligado para su desarrollo al uso de las placas fotográficas fueron los rayos X. Casi desde su descubrimiento en 1895 se recurrió la fotografía para recoger en un instante una imagen radiográfica, evitando mantener irradiando el objeto y poder estudiarlo con detenimiento. Posteriormente, el estudio de la estructura cristalina de la materia por difracción de rayos X encontró, en el registro fotográfico de los anillos de difracción, una herramienta ideal para medir los espaciados reticulares de un cristal.

Aplicaciones de la fotografía a fines científicos

La aplicación de la fotografía a fines científicos requiere la utilización de equipos adecuados a las necesidades; equipos que, por supuesto, en muchos casos no tienen ningún parecido con una cámara habitual. Además hay que contar con la necesidad de ópticas especiales, diferentes tipos de luz, filtros, emulsiones especiales y muchos otros factores, con el fin de tratar de conseguir el resultado buscado. Las situaciones y las necesidades pueden ser muy variadas: desde tomas muy lentas (como puede ocurrir en fotografía astronómica, o para registrar un cambio apenas perceptible) o tomas excepcionalmente rápidas (como la captación del impacto de un proyectil o el estudio de un suceso muy rápido).

Shooting the Apple, 1964 http://web.mit.edu/museum/exhibits/flashinsp.html © The Harold E. Edgerton 1992 Trust

Pero los resultados de mayor interés y donde la fotografía constituye una ayuda insustituible es, sin duda, cuando se realizan tomas de sucesos o situaciones que nuestros ojos no pueden percibir, incluso con la ayuda de otros medios. En este terreno es donde la fotografía se convierte en una herramienta de primer orden al servicio de la ciencia. Por ejemplo, las emulsiones fotográficas pueden confeccionarse con una sensibilidad extendida al infrarrojo, o bien limitando al ultravioleta la sensibilidad natural de los haluros de plata. Con estas emulsiones es posible registrar imágenes que no son visibles por nosotros.

La fotografía con emulsiones infrarrojas (3) se aplica en termografía, fotografía nocturna, estudio de documentos antiguos o casi borrados (ya que los restos de tinta pueden absorber en el infrarrojo y hacerse visibles), detección de vegetación sana de la enferma, estudio de las corrientes marinas, estudio de la atmósfera, y en general, de cualquier situación en que se produzcan variaciones de temperatura, incluyendo diagnósticos médicos, por ejemplo, para localización de tumores. Las aplicaciones son muy numerosas y variadas. También en Arte se utilizan estas emulsiones para observar detalles cubiertos por barnices, modificaciones o preparaciones realizadas por el artista debajo de la imagen visible.

En el extremo opuesto, la fotografía con luz ultravioleta se aplica también al estudio de obras de arte, identificación de documentos, criminología, microfotografía y fluorescencia.

Por otra parte la fotografía presenta la posibilidad de mostrar imágenes de sucesos que transcurren de forma muy rápida. La visión humana puede distinguir hasta 10 imágenes por segundo, pero con el dispositivo adecuado, una cámara puede registrar movimientos de milésimas de segundo. El pionero en el estudio del movimiento fue E. Muybridge (4), que realizó tomas sistemáticas (hacia 1870) para estudiar los movimientos de algunos animales y personas. Posteriormente, a partir de los años 30, la gran figura en este campo fue el Prof. H. Edgerton (5), que utilizando luces estraboscópicas logró mostrar el movimiento de una bola o el golpe de un jugador de golf, entre otras muchas famosas instantáneas. Actualmente es posible trabajar en el orden de los picosegundos (10^-12 seg), e incluso femtosegundos (10^-15 seg) utilizando como fuente de luz un láser pulsado. Esta técnica permite estudiar mecanismos de reacciones químicas, el movimiento en líquidos y gases o el comportamiento de los electrones en semiconductores y superconductores. Actualmente mediciones ultrarrápidas se utilizan en balística, combustión y detonación, estudios vibracionales, medicina, dinámica de fluidos, investigación en plasma, procesado de materiales y otras muchas áreas.

Para terminar, podemos hacer un breve recorrido por diversas técnicas de uso más habitual en las diferentes ramas científicas y técnicas (aunque las descripciones tendrán que ser, necesariamente, muy breves):

Macrofotografía: El tamaño de la imagen en la toma es similar al tamaño del objeto o un poco más grande. Aplicación: Pequeños objetos, detalles en obras de arte, mineralogía, industria, etc.

Microfotografía: La cámara utiliza el microscopio como óptica para registrar en la placa lo que vemos por el ocular (6), con una resolución de hasta 200 nm y una ampliación de hasta unos 1500 aumentos. La técnica presenta muchas variantes, como microscopía de fluorescencia, de contraste de fase (para registrar pequeños relieves) y de interferencias. Aplicaciones: Biología, mineralogía, metalurgia, estudio de materiales e infinidad de campos. Recomendamos, por su belleza, visitar la dirección que se da más abajo (6).

Posición 16, NIKON Small World Competition 1999 Darwin Dale, Lansing, Michigan, USA Oligochaete (water warm) (5x) Rheinberg Illumination

Microscopía electrónica: Logra el mayor nivel de ampliación. La luz es substituida por un haz de electrones que es enfocado por campos magnéticos. Variantes: Microscopía electrónica de barrido (para el estudio de la superficie del objeto), y microscopía de fuerzas atómicas y efecto túnel, con el que es posible llegar a obtener información sobre la posición de los átomos (7) con resoluciones nanométricas, e incluso atómicas. Las aplicaciones de la microscopía electrónica son muchísimas: Estudio de células, bacterias, virus, cristalografía, y en general, sobre la estructura de la materia tanto en aspectos tecnológicos como científicos.

En conexión con la microfotografía podemos señalar una variante, la fotolitografía, utilizada en la fabricación de CDs, circuitos integrados y microchips. Para poder empaquetar el mayor número de transistores se requiere utilizar luz de menor longitud de onda para impresionar la fotorresina. Así se utiliza un láser excimer en el ultravioleta (en lugar de la tradicional lámpara de vapor de mercurio) se pueden obtener resoluciones de 130 nm y situar mil millones de transistores en un chip. Y se espera llegar hasta controlar los 65 nm y quizás 16 mil millones de transistores, utilizando fuentes de luz de menor longitud de onda.

Rayos X: Su aplicación más conocida es en diagnóstico médico, por su propiedad de atravesar los tejidos. Por esa misma propiedad se aplica en otros campos tecnológicos, tal como estudiar fallos en materiales. Otra aplicación es en el estudio de estructuras cristalinas o en la identificación de compuestos. De forma similar, los Rayos gamma, emitidos por algunas sustancias radiactivas y más penetrantes que los rayos X, se utilizan en controles industriales, arqueología y estudio de obras de arte.

Escintigrafía: Por esta técnica se puede visualizar la distribución de un isótopo radiactivo incorporado a un organismo, poniendo de manifiesto su funcionamiento.

Holografía: Fotografías de aspecto tridimensional realizadas por medio de un láser, con aplicaciones de identificación y para evitar falsificaciones.

Hay otros muchos campos técnicos y científicos donde la fotografía está presente, colaborando, registrando los resultados y permitiendo un estudio más detallado de la información proporcionada por otras técnicas. Pero este espacio se nos acaba. Para terminar, mi mejor recomendación es la de visitar alguna de las direcciones de Internet citadas al final del texto. Quiero destacar una, francamente recomendable. Se trata de la página (también en castellano) del Prof. Andrew Davidhazy (8), del Instituto de Tecnología de Rochester, en donde nos ofrece numerosos ejemplos de como arte y tecnología se unen para producir imágenes de una incuestionable hermosura y que nos dejará una excelente impresión. Desde allí también podemos visitar otros muchos centros relacionados con la fotografía, cuya dirección proporciona en su página.