Cuando el aficionado a la astronomía inquiere sobre el instrumental óptico que debe utilizar para iniciarse en la observación, suele recibir, a menudo con sorpresa, el consejo de que adquiera unos buenos binoculares.
Estos instrumentos se hallan empero estrechamente ligados a la observación entre los aficionados, ya que presentan múltiples beneficios que hacen que se vuelvan insustituíbles aún para aquellos observadores de mayor experiencia.
Los binoculares, conocidos también como prismáticos, y más vulgarmente como gemelos o largavistas, son instrumentos ópticos que permiten acercar los objetos observados y magnificar su imagen. Comparten así los fundamentos de la observación instrumental con el telescopio, ya que ambos instrumentos son colectores de luz: con objetivos de superficie mayor que la de la pupila humana, logran atrapar mayor cantidad de luz visible, lo que permite la detección de más detalles y mayor poder de discriminación.
Se trata de sistemas ópticos refractores (refractan el haz de luz hacia el foco) dotados de un objetivo, prismas (de ahí su apelativo de prismáticos) y un sistema ocular para cada ojo. Los prismas de cristal intercalados entre el objetivo y el ocular permiten tener diseños compactos al reflejar la luz en diferentes direcciones controladas, y así ganar distancia entre ellos, evitando instrumentos muy largos.
Han sido siempre los parientes pobres, usados marginalmente en astronomía, cuando en realidad ofrecen posibilidades muy interesantes. En determinadas tareas son claramente preferibles a un telescopio, cuya aparatosidad, estrecho campo y dependencia de incómodas monturas, son verdaderos inconvenientes para quien no está acostumbrado a ellos.
Poseen algunas características que los hacen particularmente útiles, y que constituyen una ventaja sobre el telescopio en ciertos casos:
a) brindan imágenes no invertidas,
b) su campo visual es amplio y permite abarcar grandes áreas del firmamento y muchos objetos a la vez, así como también objetos de gran extensión,
c) se los encuentra fácilmente en el mercado y son de costo accesible,
d) brindan visión binocular, lo que da al observador la sensación de contar con visión tridimensional (mirar con ambos ojos no sólo es más natural y relajado, sino que supone una mejora importante – de un 40% – en la detección de objetos débiles y la percepción de detalles),
e) son livianos y de fácil transporte.
A menudo el principiante se sorprende cuando, al iniciar sus observaciones con estos instrumentos, encuentra que es muy grande el número de objetos estelares a su alcance. Más aún, muchos de ellos, como los cúmulos abiertos, al ser objetos extendidos, se observan mucho mejor con los binoculares, de gran campo visual y baja magnificación.
Comprendido esto, ¿cuál es el binocular adecuado?
La respuesta es igual a la que se brinda cuando se formula dicha pregunta referida a un telescopio: aquel que mejor se adapte a sus exigencias y posibilidades. A diferencia del telescopio, debe recordarse que en el caso de los binoculares la magnificación es un valor fijo, ya que sus oculares no son intercambiables (existen binoculares con “zoom”, que brindan magnificación variable, pero digamos desde ya que no son recomendables para la observación astronómica).
Los binoculares comparten con el telescopio el ser, como ya dijimos, colectores de luz. Por ello, cuanto mayor sea el diámetro del objetivo (la lente al frente del instrumento) mejor será su rendimiento.
Aclaremos desde ya que existe por lo tanto un límite inferior para ello: no son útiles instrumentos con objetivos de tamaño inferior a 35 milímetros.
Los tradicionales “gemelos de teatro” no deben pues ser tenidos en cuenta.
Asimismo, la observación no brindará buenos resultados con magnificaciones por debajo de 7 x.
Números a tener en cuenta
Todo binocular trae expresados sobre su cuerpo dos números, bajo la forma 7 x 35, 10 x 50, 20 x 80, etc. El primer número refiere la magnificación que se logra con el instrumento, y el segundo expresa el diámetro del objetivo en milímetros. Así, unos binoculares 10 x 50 tendrán un objetivo de 50 mm y magnificarán el objeto observado 10 veces.
Estos valores son útiles además, porque permiten conocer el tamaño de la pupila de salida del instrumento. Esta es el cono de luz que sale por el ocular y penetra en el ojo. El tamaño de la pupila humana varía con la edad, ya que al envejecer su capacidad de dilatarse disminuye, y con ello su capacidad de adaptación a la oscuridad. En una persona joven, la pupila dilatada al máximo alcanza los 6 a 7 mm. Con las debidas variaciones personales, se acepta en general que luego de los 40 años, la pupila no se dilata más allá de los 5 mm. Esto es, el mejor rendimiento de un instrumento se dará si su pupila de salida es tal que toda la luz penetre en el ojo. Si es mayor, se pierde luz y el rendimiento es menor al esperado, similar al de usar un aparato de menor potencia. Con pupilas de salida muy pequeñas, se vuelve incómodo centrarlas y ver el objeto enfocado.
La pupila de salida de un binocular se calcula dividiendo el diámetro del objetivo por la magnificación. Así, un ocular 10 x 50 tendrá una pupila de salida de 5mm (tamaño ideal). Igual resultado se tendrá con un ocular de 7 x 35, pero entre los dos, la mejor prestación la dará el que tiene el objetivo de mayor diámetro, ya que posee una mayor área colectora de luz. Cuanto mayor el objetivo, más brillante aparecerá el objeto visualizado. En astronomía muchos objetos son de brillo muy débil, por lo que las grandes aperturas son más importantes que cuando el instrumento se usa durante el día. A igual magnificación, un objetivo más grande permitirá ver más estrellas y objetos de cielo profundo.
Esta área colectora de luz está en función del cuadrado del radio del objetivo. Comparado con un binocular de 8 x 30, otro de 8 x 50 colecta 2,8 veces más luz (706.5 milímetros cuadrados contra 1962,5 milímetros cuadrados). Todo se ve 2,8 veces más brillante. Esto significa que cada estrella y galaxia observada aparece 1,1 magnitudes más brillante, lo que permite ver casi cinco veces más objetos.
Pupilas de salida de algunos prismáticos:
7 x 50: 7,1 mm
10 x 50: 5,0 mm
11 x 80: 7,3 mm
15 x 70: 4,6 mm
Prismas
Los prismáticos deben este nombre, como ya dijimos, a la presencia de prismas de cristal intercalados entre el objetivo y el ocular. Corrigen la imagen colocándola en posición correcta, por medio del principio de reflexión interna total (fenómeno que se produce cuando un rayo de luz atraviesa un medio con índice de refracción mayor que el del medio en el cual se encuentra, y se refracta sin poder atravesar la superficie entre ambos medios, reflejándose completamente), a diferencia de los telescopios que la muestran invertida. Estos prismas son el verdadero corazón del instrumento y deben ser objeto de especial atención al adquirir uno. Habitualmente son confeccionados en uno de los dos siguientes tipos de cristal: el vidrio Crown o BK-7 (vidrio de Boro silicato) y el vidrio BAK- 4 (vidrio de Bario).
El aficionado debe optar siempre por el tipo BAK-4, de muy superior calidad y transparencia, ya que el BK-7 no permite la total reflexión interna con la consiguiente pérdida de luz. Por ello es frecuente que los fabricantes aluminicen la superficie externa de los prismas de este tipo. Su índice de refracción no es suficientemente elevado.
El cristal BAK-4 es más caro y tiene mayor índice de refracción.
Es fácil distinguir entre un tipo y otro si no viene declarado en el cuerpo del binocular: basta mirar desde el ocular hacia el objetivo desde una distancia de 20 cm, si la imagen es circular es vidrio BAK-4, si tiene forma de rombo, es BK-7.
La disposición de los prismas puede variar, y lo hace esencialmente en dos formas (aunque existen otras):
1) los prismas tipo ROOF, basados en un sistema de reflexión interna que fuera diseñado por G. Amici (1784-1863). Los prismáticos con este sistema tienen forma recta (tubos rectos paralelos) y son más compactos. También son más caros, tienen mayor facilidad para desalinearse y son menos eficientes en la recolección de luz, dando imágenes más oscuras.
2) los prismas tipo PORRO, basados en el diseño de reflexión total concebido por Ignazio Porro (1801-1875), enderezan la imagen por medio de dos prismas girados 90º y son fáciles de reconocer por su forma acodada, ya que los oculares se encuentran fuera del eje óptico.
El aficionado debe optar por el tipo PORRO, que brinda imágenes de calidad superior. Para uso terrestre, los binoculares con sistema ROOF pueden ser una opción interesante, pero para uso astronómico deben descartarse. (La intolerancia en el centrado óptico de los prismáticos con sistema Roof es 300 veces mayor que en prismáticos con sistema Porro. Una desviación mínima, que puede pasar inadvertida en éstos últimos, empeora la imagen en forma catastrófica en los primeros).
Cubiertas anti-reflejo
Los binoculares de calidad poseen tratamientos o coberturas de sus lentes (“coatings”), recubrimientos que permiten reducir la pérdida de luz y minimizar los reflejos internos, maximizando la transmisión de luz y obteniendo así imágenes nítidas y contrastadas.
Existen cuatro categorías en recubrimientos, ordenadas de menor a mayor calidad:
a) coated (recubiertos): se recubren ciertas superficies de los lentes y prismas a elección,
b) fully coated (revestimiento total): se recubren todas las superficies expuestas al aire,
c) multicoated (múltiples capas de revestimiento): se recubren con múltiples capas delgadas una o más de las superficies de una o más lentes,
d) fully multicoated (revestimiento completo de múltiples capas): todas las superficies expuestas al aire están revestidas de múltiples capas.
Se recomienda en lo posible no adquirir instrumentos con recubrimientos de calidad inferior a fully coated.
Todos indican la presencia de películas anti-reflectantes, que reducen la pérdida de luz por reflejos, algo a tener muy en cuenta en instrumentos con 14 o 16 interfases vidrio-aire por objetivo. En general se pierde un 5% de luz en cada una de estas interfases, con lo que unos binoculares sin tratamiento de sus lentes solo aprovechan el 49% de la luz originalmente captada. Un sistema “fully coated” aprovecha el 81% de la luz, y uno “fully multicoated” el 93%. No se trata de simples números, la mejora de la imagen es espectacular, mucho más brillante y sin reflejos que confunden al observador.
Campo visual
Ya mencionamos que una de las características que más útiles hacen a los binoculares es la de brindar campos visuales amplios. Es la amplitud de cielo o terreno que el binocular ofrece a nuestros ojos.
Dicho campo visual, o campo visual real, se expresa habitualmente en grados, y se calcula según la fórmula:
Campo visual = arcotangente (L/914)
Donde L es el campo visual lineal expresado en metros, y 914 la constante de campo lineal también expresada en metros.
Estos dos valores, el campo visual lineal y la constante de campo lineal, suelen venir expresadas también en el cuerpo del binocular. Se refieren a la distancia lineal real expresada en pies (1 pie = 30,48 cm) que abarca el campo visual del instrumento, observando a una distancia de 1000 yardas (1 yarda = 91,44 cm).
Por ejemplo, un campo visual de 6,5º se expresaría como “340 pies a una distancia de 1000 yardas” (unos 104 metros a una distancia aproximada de 915 metros). La conversión es sencilla: 1º equivale a unos 52 pies (unos 15,7 metros) a esa distancia.
A continuación damos los campos visuales de binoculares de uso corriente:
7 x 35 = 9,2º
8 x 40 = 8,2º
7 x 50 = 6,8º
10 x 50 = 7,0º
El campo visual aparente del binocular resulta de multiplicar el campo real por la magnificación que ofrece el instrumento. Así, un binocular 10 x 50 tiene un campo visual real de 7º y uno aparente de 70º.
Tamaño del binocular
Debe destacarse que, la mayor magnificación con igual apertura (diámetro del objetivo) brindará campo visual más oscuro, al igual que sucede con un telescopio. Así, deberá guardarse una relación adecuada entre ambos valores a fin de preservar la luminosidad.
Asimismo, tratándose de un instrumento manual, debe recordarse que el temblor habitual de las manos al sostenerlo será más notorio e influirá más sobre la imagen cuanto mayor sea la magnificación. (La marca Canon ofrece en el mercado binoculares con un sistema especial de estabilización de la imagen).
Por otro lado, los instrumentos grandes, con objetivos de gran tamaño y altas magnificaciones (20 x 80, 25 x 100, etc) son pesados, y para sacar provecho de su uso es preciso montarlos sobre un trípode, que le brinde adecuado sostén.
Otros números
A menudo se menciona una propiedad del binocular llamada factor twilight (factor crepuscular). Dicho factor es un número que se obtiene multiplicando la raíz cuadrada del aumento del instrumento por el diámetro de su objetivo.
Expresa la capacidad del instrumento de captar detalles con poca luz, la cual es mayor cuanto mayor es el valor.
Algunos valores de factor crepuscular para diferentes binoculares de uso habitual son:
7 x 50: 132
10 x 50: 158
11 x 80: 265
15 x 70: 271
Zoom
Es característico de los binoculares que su magnificación no sea variable, ya que sus oculares no son intercambiables.
Algunos binoculares cuentan con zoom, mecanismo que permite variar la distancia focal del instrumento, y por ende su magnificación (ya que ella resulta de dividir la distancia focal del instrumento por la distancia focal del ocular).
Llamamos factor de zoom al cociente entre la máxima y mínima distancia focal posible del zoom. Se expresa por un número precedido de una X.
El factor de zoom no indica cuánto se puede magnificar una imagen, sino cuánto variará el encuadre de ésta de un extremo al otro del zoom. Así, un objetivo 17-55 tiene un factor de zoom de x 3, al igual que un objetivo 100-300, pero éste último acerca la imagen mucho más que el primero.
Cuando el factor de zoom es mayor de x 5, suele llamarse superzoom.
Si es motorizado, se le llama powerzoom.
De todos modos, el uso de este tipo de binoculares, quizás práctico en horas del día, se desaconseja para la observación nocturna del firmamento.
Distancia de acomodación
Otro elemento a tener en cuenta al momento de optar por estos instrumentos la llamada distancia de acomodación ocular (“eye relief”).
Esta es la separación máxima entre la lente del ocular y el ojo del observador para que los límites del campo puedan verse enteros. En otras palabras, la distancia a la cual debemos poner nuestro ojo para que la observación sea cómoda y descansada. Si su valor para un instrumento dado es muy pequeño, deberemos poner nuestro ojo muy cerca, perdiendo parte de la imagen de no hacerlo. Además de ser incómodos, ello posibilita que las lentes se ensucien con las pestañas.
Valores grandes son especialmente útiles para personas con astigmatismo, que deben usar lentes mientras observan. Si solo se padece de miopía o de presbicia, es mejor quitarse los lentes y compensar el déficit enfocando el instrumento.
Otros números
Con frecuencia puede encontrarse referencias a dos términos más: claridad y luminosidad.
Definimos claridad en un binocular, como el resultado de dividir el cuadrado del diámetro del objetivo por el cuadrado de la superficie de la pupila (que suele tomarse entre 6 y 7,5 mm). Así, para un binocular 80 x 11 dicho valor sería de 114. Este valor es de interés para la observación de objetos puntuales.
Por otro lado, luminosidad es la capacidad de concentración luminosa para la observación de objetos extendidos. Solo sirve para objetos de gran tamaño. Se obtiene dividiendo el cuadrado del diámetro del objetivo por el cuadrado de la magnificación. En el ejemplo dado, de binoculares 11 x 80, el valor sería 53. Equivale al cuadrado de la pupila de salida. También se conoce como índice relativo de brillo.
La magnitud límite indica el brillo de la estrella más débil visible. Los valores que suelen encontrarse en la bibliografía son inadecuados porque van referidos a cielos con la misma luminosidad superficial que a simple vista. Sin embargo, en cualquier binocular o telescopio con pupila de salida menor a la del ojo, el fondo aparecerá más oscurecido por el mayor aumento, lo que permitirá que se vean estrellas más débiles. El uso combinado de ambos ojos, como hemos visto, mejora la visión, permitiendo lograr magnitudes límites 0,3 a 0,5 décimas mayores.
Estilo mecánico
El cuerpo del binocular suele corresponder a uno de los siguientes estilos mecánicos:
- en forma de H, de cuerpo recto, con prismas Roof.
- de estilo alemán, tipo “Zeiss”.
- de estilo americano o “Bausch and Lomb”.
Los dos últimos lucen similares pero difieren algo en su concepción e integridad estructural. A causa de la calidad tradicional de la marca alemana, es frecuente ver la expresión “estilo Zeiss” en los comercios de venta. Sin embargo, casi ningún binocular es hoy producido con el cuidado que los Zeiss lo eran antes. Hoy en día es preferible el estilo americano, más fuerte, con menos uniones por las que pueda entrar la humedad, y con prismas que pueden removerse como una unidad para su limpieza.
Enfoque central y enfoque individual
La mayoría de los prismáticos traen un tornillo central que se gira hacia uno y otro lado para enfocar el objeto que se observa.
Asimismo, uno de los oculares, en general el derecho, puede girarse para enfocar lo que se ve con ese ojo (anillo de corrección dióptrica), ya que la profundidad de las órbitas no es igual.
Debe procederse del siguiente modo para enfocar:
1) mirar ahora con el ojo izquierdo por el ocular izquierdo, manteniendo cerrado el ojo derecho, y girar el tornillo central hasta obtener la imagen nítida.
2) mirar con el ojo derecho por el ocular homónimo mientras se mantiene cerrado el ojo izquierdo, y girar el anillo corrector de dioptría hasta tener una imagen nítida.
3) observar ahora por ambos oculares y corregir si es necesario la imagen con el tornillo central.
A los efectos de la observación astronómica, son preferibles los binoculares con enfoque independiente de ambos oculares. Estas piezas son más simples y fuertes, y menos propensas a la infiltración por la humedad. Además no se moverán de adelante hacia atrás al enfocar ni de lado a lado al acercar el ojo al instrumento.
Algunos modelos de binoculares existentes en el mercado (Steiner) carecen de anillo de enfoque, ya que están fabricados para proporcionar una visión nítida a cualquier distancia a partir de una distancia mínima en torno a los 10 a 20 metros.
Distancia interpupilar
Es la distancia que media entre el centro de cada ojo. Cada binocular debe ser ajustado de modo que el centro de cada ocular coincida con el centro de cada ojo. En la mayoría de los casos esto se logra variando el ángulo entre ambos cuerpos del binocular, a través de su eje central. Ello debe hacerse hasta conseguir una imagen central clara y circular, sin imágenes dobles de los objetos. La observación debe ser cómoda. Esta distancia varía de persona a persona por lo que, si se comparte el instrumento, debe reajustarse cada vez.
Cuidados
Como todo instrumento óptico de precisión, los binoculares requieren de cuidados y mantenimiento:
- jamás deben ser abiertos, salvo por personas calificadas para ello, cuando deban ser reparados o colimados,
- debe cubrirse siempre las lentes con sus respectivas tapas cuando no se encuentren en uso,
- no deben ser expuestos a temperaturas extremas,
- evitar todo golpe o manipulación brusca,
- si se han usado en tiempo frío, debe permitirse que recuperen su temperatura antes de guardarlos, para evitar la condensación en su interior,
- no deben guardarse en el estuche sin sus tapas, ya que las fibras desprendidas del fieltro que lo tapiza pueden rayar las lentes,
- la limpieza de las lentes (que debe evitarse en lo posible) debe realizarse de preferencia por intermedio de soplado, en forma radial o lateral, nunca circular,
- en su defecto, puede efectuarse con una solución preparada con 250 cc de alcohol isopropílico más 750 cc de agua destilada desionizada y 2 gotas de detergente líquido biodegradable de pH 7. Jamás utilizar productos abrasivos que pueden dañar las películas de cubierta
- evitar el contacto con el agua o la exposición a la humedad, que favorecen la aparición de hongos en las lentes y/o prismas.
Sugerencias para el aficionado:
1) En la página www.irishastronomy.org se puede obtener el Binocular Certificate Handbook de la IFAS (Irish Federation of Astronomical Societies – Federación Irlandesa de Sociedades Astronómicas). Dicho material brinda un listado de 110 objetos del firmamento visibles con binoculares, acompañados de una breve reseña y una pequeña carta para su localización. La observación de estos objetos permite acceder a un certificado expedido por la Federación.
2) La página http://messier.obspm.fr/similar/binosky.html proporciona acceso a un listado de 31 objetos creados por Ben Crowell, en su Lista de Objetos de Cielo Profundo para Binoculares (Binosky).
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