Cámara estenopeica para niños

Una cámara estenopeica (del griego stenos, que significa 'estrecho', y ope, que significa 'abertura' o 'agujero') es un tipo de cámara fotográfica muy especial. A diferencia de las cámaras modernas que usan lentes, esta cámara no tiene ninguno. En su lugar, es una caja que no deja pasar la luz, con un agujero muy pequeño por donde entra la luz, llamado estenopo. Dentro de la caja, hay un material fotosensible (como una película o papel fotográfico) que captura la imagen.

Para que la imagen sea clara, el estenopo debe ser muy, muy pequeño, ¡como de medio milímetro! El "obturador" de estas cámaras suele ser un trozo de material oscuro que se usa para tapar y destapar el agujero. Como el agujero es tan diminuto, la luz entra muy despacio. Por eso, las fotos con cámaras estenopeicas necesitan mucho más tiempo de exposición que las cámaras normales, a veces desde unos segundos hasta más de una hora.

La imagen que se forma puede verse en una pantalla especial si es translúcida, lo que es útil para observar fenómenos como los eclipses solares. También puede grabarse en una película fotográfica o en un sensor digital.

¿Cómo se inventó la cámara oscura?

Una cámara estenopeica natural en Castelgrande de Bellinzona, Suiza.

La idea de la cámara oscura es muy antigua. Se sabe que ya en el año 500 a. C. se hablaba de ella. Filósofos como Aristóteles y Euclides describieron cómo la luz podía pasar por pequeños huecos, como los de una cesta tejida o entre las hojas de los árboles, formando una imagen. Sin embargo, en la antigüedad, algunas personas, como Platón, pensaban que veíamos porque nuestros ojos emitían rayos de luz.

Un gran avance para entender la cámara oscura fue descubrir que la luz entra a nuestros ojos, en lugar de salir de ellos. Un científico llamado Ibn al-Haytham, que vivió en el siglo X en Irak, explicó esta idea en su libro Libro de óptica. Él también creó la primera cámara oscura. Se dio cuenta de que si la luz pasaba por un agujero en las persianas, se formaba una imagen. Luego, mejoró su invento al notar que cuanto más pequeño era el agujero, más nítida era la imagen.

Otros pensadores también contribuyeron a este conocimiento:

• En el siglo V a. C., el filósofo chino Mo Jing ya mencionaba cómo se formaban imágenes a través de pequeños orificios.
• Shen Kuo (1031-1095) experimentó con la cámara oscura y fue el primero en describir sus características matemáticas.
• En el siglo XIII, Robert Grosseteste y Roger Bacon también hablaron sobre la cámara oscura.
• Entre los años 1000 y 1600, científicos como Ibn al-Haytham, Gemma Frisius y Giambattista della Porta explicaron con más detalle por qué la imagen se veía al revés al pasar por el agujero.

Las cámaras estenopeicas eran muy útiles para observar los eclipses de sol de forma segura, sin tener que mirar directamente al sol.

¿Cómo elegir el tamaño del agujero?

En general, cuanto más pequeño sea el agujero de la cámara estenopeica, la imagen será más clara. Esto se debe a que el punto de luz que se proyecta es más pequeño. Sin embargo, si el agujero es demasiado diminuto, la luz puede dispersarse mucho (un efecto llamado difracción), lo que puede hacer que la imagen pierda nitidez.

También es importante que el agujero sea circular y que el material donde se hace sea lo más delgado posible. Si el agujero es casi tan grueso como el material, la luz podría no llegar bien a los bordes de la imagen, creando un efecto de "viñeteado" (oscurecimiento en las esquinas).

Aunque se pueden hacer agujeros con láser, los aficionados pueden lograr muy buenos resultados con métodos caseros. Un truco común es lijar una lámina delgada de metal (como la de una lata de bebida) para que sea muy fina. Luego, se hace el agujero con una aguja, girándola un poco y limando los bordes para que quede lo más liso y uniforme posible.

El científico húngaro José Petzval fue uno de los primeros en intentar crear una fórmula para calcular el diámetro ideal del agujero:

Donde d es el diámetro del agujero, f es la distancia entre el agujero y la película (distancia focal), y λ es la longitud de onda de la luz. Para los cálculos, se suele usar una longitud de onda de 550 nanómetros (0,00055 mm).

Otra fórmula más sencilla y común es: diámetro del estenopo (d) = √ (0,0016 x distancia focal (F)).

¿Cómo se construye una cámara estenopeica?

Las cámaras estenopeicas suelen ser construidas por los propios fotógrafos. La forma más sencilla es usar una caja que no deje pasar la luz. Se hace un pequeño agujero en una de sus paredes, y en la pared opuesta se coloca la película fotográfica o el papel fotográfico. Para tapar y destapar el agujero, se usa una lámina de material opaco como obturador.

El agujero se puede hacer con una aguja en una lámina delgada de aluminio o latón. Esta lámina se pega a un agujero un poco más grande que se ha cortado en la caja.

Algunas cámaras estenopeicas permiten mover el material fotosensible. Esto ayuda a cambiar el ángulo de visión de la cámara y el tiempo de exposición. Si acercas la película al agujero, el ángulo de visión será más amplio y necesitarás menos tiempo de exposición. Si la alejas, el ángulo será más estrecho y el tiempo de exposición será mayor.

También es posible convertir una cámara normal en estenopeica. Para ello, se quita el objetivo y se coloca en su lugar una lámina con un pequeño agujero. Las cámaras de 35 mm son especialmente útiles para esto, incluso si están un poco dañadas, siempre que el obturador funcione. Sin embargo, al tener un agujero tan pequeño, necesitarás mucha luz y una película muy sensible para que los tiempos de exposición no sean demasiado largos.

Cálculo de la exposición y el número f

El número f (también llamado relación focal) se calcula dividiendo la distancia focal de la cámara (la distancia entre el agujero y el material fotosensible) entre el diámetro del agujero. Puedes saber el diámetro del agujero si conoces el tamaño de la aguja que usaste para hacerlo.

Por ejemplo, si una cámara tiene un agujero de 0,5 mm de diámetro y la distancia focal es de 50 mm, el número f será 100 (50 dividido por 0,5).

Debido a que el número f es tan grande en estas cámaras, a veces las exposiciones pueden tener un pequeño error. Esto significa que si el tiempo de exposición es muy largo (más de un segundo para película o 30 segundos para papel), la respuesta del material fotosensible a la luz no es lineal, y es necesario usar tiempos aún más largos de lo que se esperaría.

Una característica interesante de las cámaras estenopeicas es que puedes crear imágenes con efectos especiales. Por ejemplo, puedes usar varios agujeros o cambiar la forma del material fotosensible para obtener fotografías con perspectiva cilíndrica o perspectiva esférica. Estas técnicas son muy usadas en la fotografía artística y para fines creativos. La cámara estenopeica fue un gran paso en la comprensión de la luz y la tecnología.

Aunque por un tiempo la fotografía estenopeica se consideró una técnica antigua, hoy en día es vista como una forma de arte muy interesante en el mundo de la fotografía.

¿Por qué los bordes de las fotos estenopeicas pueden verse más oscuros?

En las fotos estenopeicas que se hacen sobre una superficie plana, a veces se nota que la luz no se distribuye de manera uniforme. El centro de la imagen se ve más brillante que los bordes.

Esto sucede porque la película o el papel fotográfico están planos. La luz que llega a los diferentes puntos de la película no es igual. Los puntos del centro están más cerca del agujero que los puntos de los bordes. Esto hace que el número f (que es la relación entre la distancia focal y el diámetro del agujero) cambie. Cuanto más lejos esté un punto del centro, mayor será su número f, lo que significa que recibe menos luz.

Además, el ángulo con el que cada parte de la película "ve" el agujero también influye. El centro de la película ve el agujero como un círculo perfecto. Sin embargo, los puntos más alejados lo ven como elipses cada vez más estrechas. Esto significa que la superficie del agujero que "ven" es más pequeña, y por lo tanto, llega menos luz a esas áreas.

Para que toda la superficie recibiera la misma cantidad de luz, la película tendría que estar en una superficie curva, como una esfera. Pero como es muy difícil curvar una película para que se ajuste a una esfera, a veces se usa una superficie cilíndrica. Si la película se coloca en un cilindro, la luz se distribuye de manera más uniforme a lo largo de las líneas horizontales, mejorando la calidad de la foto. Aunque todavía podría haber una pequeña variación en las líneas verticales, sería menos notoria.

La posición ideal para este cilindro es que su diámetro sea igual a la distancia focal y que toque el plano donde está el agujero estenopeico.

Día Mundial de la Fotografía Estenopeica

El último domingo de abril se celebra el Día Mundial de la Fotografía Estenopeica (WPPD, por sus siglas en inglés). Este evento comenzó en 2001 y es una celebración abierta a cualquier persona en el mundo. Su objetivo es animar a todos los que aman la fotografía estenopeica, y también a quienes nunca la han probado, a construir sus propias cámaras y tomar fotos. Así, se ayuda a difundir y mantener viva esta técnica tan especial.

Fotógrafos que usan esta técnica

Algunos fotógrafos conocidos que han utilizado la técnica estenopeica son:

• Billy Childish
• George Davison
• Steven Pippin
• Abelardo Morell

Véase también

En inglés: Pinhole camera Facts for Kids

• Fotografía estenopeica
• Gafas estenopeicas
• New Worlds Imager: La NASA está investigando un proyecto llamado New Worlds Imager. Este proyecto usará una cámara estenopeica gigante, con un diámetro de diez metros y una distancia focal de 200.000 km, para buscar planetas del tamaño de la Tierra en otros sistemas solares.