Funcionamiento del obturador en una cámara réflex

El obturador de una cámara réflex es una compleja obra de ingeniería que resuelve más problemas de los que a priori podríamos imaginar. Crear un dispositivo que se abra y se cierre para dejar pasar la luz es algo que puede parecer sencillo, pero a medida que vamos pensando en los posibles inconvenientes que pueden aparecer durante su fase de diseño nos vamos a dar cuenta de que no es algo tan simple como podríamos suponer en un principio.

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Ya sabemos que el diafragma del objetivo es el encargado de regular la cantidad de luz que llega al sensor mediante su apertura; mientras que el obturador será el que regulará el tiempo durante el cual la luz alcanza al sensor. Un tiempo que en ocasiones será bastante largo (del orden de segundos) y que en otras durará menos de una milésima de segundo.

Precisamente, de esa necesaria rapidez viene uno de los primeros inconvenientes a la hora de diseñar un obturador: si queremos tiempos de disparo muy breves necesitamos que el obturador se mueva realmente rápido, por lo que éste ha de ser muy ligero para que tenga la mínima inercia posible.

Los obturadores, en general, se fabrican en materiales como la fibra de carbono, el aluminio, el kevlar… de tal modo que si nos ahorran una décima de gramo estaremos ganando en prestaciones a la hora de disparar a toda velocidad. Sin embargo, no vamos a poder hacer fotografías a velocidades de obturación realmente elevadas ni siquiera fabricándolo con los materiales más ligeros porque no dejaría de ser un dispositivo mecánico que se ha de desplazar en dos direcciones en un movimiento de vaivén. Para comprender mejor la problemática asociada, vamos a, imaginar el caso de un obturador que tarde apenas una milésima de segundo en bajar y otra en subir (pensad en una persiana, pues el concepto sería similar).

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Si subimos y bajamos esa “persiana”, nos vamos a encontrar con que la parte inferior del sensor va a estar expuesta dos milésimas de segundo más que la parte superior (vamos a imaginar que el obturador primero sube para exponer el sensor y luego baja). Si nuestra fotografía precisa de una exposición de, por ejemplo, dos segundos, la parte inferior del sensor va a estar expuesta a la luz un total de 2002 milésimas y la superior 2000; no habría excesivo problema, aunque ya existiría una pequeña modificación en la luminosidad de la fotografía por la diferencia de tiempos.

Sin embargo, si nos vamos al caso de una toma con un tiempo de exposición de sólo media milésima de segundo (1/2000) vamos a tener el problema de que la parte inferior del sensor va a estar expuesta durante 2,5 milésimas de segundo y la parte superior durante sólo esa media milésima, lo que daría lugar a una fotografía que gradualmente estará cinco veces más clara en la parte inferior que en la superior.

Para solventar esto, lo que se hace es emplear obturadores consistentes en dos cortinillas (una cortinilla es una lámina muy delgada de los materiales que os comentaba antes), de tal modo que ambas realizan su recorrido en la misma dirección: en reposo hay una primera cortinilla tapando el sensor y una segunda escondida por encima de él. En el momento de presionar el disparador, cae la primera cortinilla exponiendo el sensor, y una vez transcurrido el tiempo de exposición necesario baja la segunda a la misma velocidad que la primera quedándose delante del sensor y volviendo a impedir la llega de la luz a su superficie, pasando en ese momento a grabar los datos de la fotografía en el buffer de la cámara y posteriormente en la tarjeta de memoria.

Si volvemos a nuestros dos ejemplos anteriores veréis que en el caso de la exposición larga primero cae una cortinilla y tras un par de segundos cae la segunda; sin más. En el caso de la fotografía realizada a alta velocidad, las dos cortinillas irán “persiguiéndose” de tal modo que van a ir exponiendo todos los puntos del sensor exactamente durante media milésima de segundo mediante la banda luminosa creada por las dos cortinillas del obturador.

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Exposición lenta en la que las cortinillas se mueven por orden

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Exposición rápida en la que ambas cortinillas bajan "persiguiéndose"

En cualquier caso, una vez terminado el proceso las cortinillas vuelven a su lugar original dejando la cámara preparada para un nuevo disparo. Si recordáis el principio básico de funcionamiento de una cámara réflex, os comentaré que cuando disparamos en ráfaga la exposición del sensor se produce durante el tiempo que el espejo está levantado y que cuando éste baja es cuando las cortinillas vuelven a su posición original (os recomiendo ver el vídeo grabado con cámara hiperlenta para apreciar todo el proceso con detalle).

Solventado lo de la velocidad de exposición tenemos un nuevo problema: el flash. Si en una fotografía disparada a alta velocidad empleáramos el flash, puesto que su destello es brevísimo se estamparía una franja luminosa en el sensor durante la bajada de las cortinillas del obturador. Para evitar este problema, se suele limitar la velocidad de disparo de la cámara al emplear el flash de tal modo que por encima de la cual se impida su uso. En el caso de mi D40 (la réflex digital más básica del catálogo de Nikon) esa velocidad límite es de 1/500; y es curioso, porque en el resto de modelos esta velocidad no va más allá de 1/200 o 1/250 en el mejor de los casos. A esa velocidad (o inferiores) habrá un momento durante el cual todo el sensor estará expuesto a la luz, que será el aprovechado por el flash para dispararse, quedando la fotografía uniformemente iluminada.

De todos modos, y como norma general, este límite de velocidad se aplica a los flashes integrados en la cámara, pues con los externos de tipo profesional existen “trucos” para emplearlos a cualquier velocidad sin problemas (los más de 400 euros que cuesta un Nikon SB-900 están más que justificados porque sus prestaciones y las posibilidades creativas que da son impresionantes). No obstante, hablaremos un poco más de los flashes y una de sus principales aplicaciones prácticas.

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Flash SB-900 montado en una Nikon D700 ¡Es enorme!

Evidentemente esta explicación es un poco “para andar por casa”, ya que hay más parámetros y más factores que influyen en el diseño del obturador de una cámara réflex (además, aparte del método de las cortinillas también se suelen emplear medios electrónicos para controlar el tiempo de exposición); pero para hacernos una idea de los conceptos más importantes que condicionan su funcionamiento creo que es suficiente.

Me encantan estos problemas a los que los ingenieros se enfrentan a la hora de diseñar cualquier cosa y que siempre resuelven con brillantez. Y es que, en mi opinión, el desarrollo de la mentalidad necesaria para salir de este tipo de atolladeros es lo que se debería potenciar en las escuelas técnicas por encima de complejos teoremas que nunca se utilizan o kilométricas fórmulas matemáticas.

* Todos los artículos de este tipo en https://luipermom.wordpress.com/fotografia

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8 pensamientos en “Funcionamiento del obturador en una cámara réflex

  1. Una pregunta. ¿A que velocidad se mueve una cortinilla? Por supuesto no me refiero al tiempo que permanece abierta, sino a la velocidad con la que se mueve…

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