PARQUE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA USP

IInst nstituto t t de e Física //USP Manual de Fotografia com latas

PARQUE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA USP Manual de Fotografia com latas Parque de Ciência e Tecnologia da Usp CEP: 04301-904 Av, Miguel Stéfano, 4200 Água Funda São Paulo - SP. Tel: (55-11) 5073 8599 Fax: 5073 0270 E-mail: opticacientec@yahoo.com.br

Índice analítico Prefácio i CAPÍTULO 8 CAPÍTULO 1 As origens do processo fotográfico 1 Fotografando 18 Cuidados para tirar a foto 19 Registrando imagens 3 CAPÍTULO 9 CAPÍTULO 2 Revelando 20 O princípio de câmara escura de orifício 5 CAPÍTULO 10 CAPÍTULO 3 Obtendo o positivo 22 O processo químico de revelação 7 Fixação 8 Positivo 8 CAPÍTULO 11 Resultados obtidos 24 CAPÍTULO 4 Bibliografia 25 Como montar uma câmara escura 9 CAPÍTULO 5 Como montar sua máquina fotográfica 11 CAPÍTULO 6 Como montar o laboratório de revelação 14 Como fazer o Revelador e o Fixador 15 Como recarregar as latas 15 CAPÍTULO 7 Como montar o positivador 16

Prefácio Este manual de fotografia teve como origem as oficinas de fotografia ministradas pelo professor Mikiya Muramatsu no IF-USP a professores e alunos e apresentada por nós ao público em geral no Parque Cientec-USP. Foi concebido para que qualquer pessoa possa dispor das mínimas informações necessárias para montar um laboratório de fotografia. Tem como finalidade demonstrar a aplicação de conceitos simples de Matemática, Física e Química, bem como a reconstrução histórica dessa atividade que, com o passar dos anos transformou-se em um simples Click para muitos. É claro que o leitor não irá encontrar todas as informações históricas e nem as possíveis atividades interdisciplinares que podem ser feitas com esse tipo de atividade, mas isso fica a cargo da criatividade do leitor. Isso porque tem como público-alvo os professores das últimas séries do Ensino Fundamental e do Ensino Médio, que possam viabilizar a implantação de um laboratório como esse na escola em que lecionam, dando o enfoque que mais lhe prouver. A nossa maior preocupação foi com a parte técnica que envolve a montagem de uma atividade como essa, já que pequenos descuidos podem levar a uma grande perda de material, por isso utilizamos muitas fotos, visando facilitar a compreensão dos inúmeros detalhes, indispensáveis para o sucesso da atividade. Mesmo assim podem ocorrer alguns imprevistos, mas esperamos que sejam poucos com a utilização desse manual. Esperamos ainda que essa atividade se difunda pelas escolas, despertando a curiosidade e o interesse pelos fenômenos observados, não só na fotografia como também no dia-a-dia, que é mais importante. Queremos agradecer a todos que participaram de forma direta ou indireta na implantação deste projeto, a todos os funcionários e estagiários do Parque de Ciência e Tecnologia da USP e aos Professores Mikiya Muramatsu e Marta Silvia Maria Mantovani, cujo apoio e orientação nessa atividade nos encorajou a encarar desafios maiores do que pensávamos que fossemos capazes de enfrentar. OS AUTORES i

Capítulo 1 As origens do processo fotográfico "De hoje em diante, a pintura está morta". Paul Delaroche. A fotografia é uma atividade com pouco mais de 150 anos, embora ela seja uma síntese de várias observações e inventos em momentos distintos. A primeira descoberta importante para a fotografia foi a Câmara Escura. O conhecimento do seu princípio óptico é atribuído, por alguns historiadores, ao chinês Mo Tzu no século V a.c., outros indicam o filósofo grego Aristóteles (384-322 a.c.) como o responsável pelos primeiros comentários esquemáticos da Camera Obscura. Sentado sob uma árvore, Aristóteles observou a imagem do sol, em um eclipse parcial, projetando-se no solo em forma de meia lua ao passar seus raios por um pequeno orifício entre as folhas de um plátano. Observou também que quanto menor fosse o orifício, mais nítida era a imagem. Séculos de ignorância e superstição ocuparam a Europa, sendo os conhecimentos gregos resguardados no oriente. Um erudito árabe, Ibn al Haitam (965-1038), o Alhazem, observa um eclipse solar com a câmara escura, na Corte de Constantinopla, em princípios do século XI. Essa Câmara era como uma pequena sala, onde as pessoas entravam e, do lado de dentro, onde havia plena escuridão acompanhavam a projeção de objetos que se encontravam do lado de fora da câmara, iluminados pelo sol. Esta projeção acontecia sobre um tecido branco colocado na parede oposta ao orifício e a imagem projetada era invertida em relação à imagem original. 1

Fig.1: Grande Câmara Escura em forma de liteira, construída em Roma 1646 por Athanasius Kircher. Nos séculos seguintes a Câmara Escura se torna comum entre os sábios europeus, para a observação de eclipses solares, sem prejudicar os olhos. No século XIV já se aconselhava o uso da câmara escura como auxílio ao desenho e à pintura. Os pintores faziam uso de câmaras portáteis, projetando a imagem em uma tela e pintando por cima desta. Fig.2: Câmara Escura tipo caixão e reflex, usada por cerca de 150 anos antes do aparecimento da Fotografia. Leonardo da Vinci (1452-1519) fez uma descrição da câmara escura em seu livro de notas sobre os espelhos, mas não foi publicado até 1797. Em 1620, o astrônomo Johannes Kepler utilizou uma Câmara Escura para desenhos topográficos. Fig.3: Câmara Escura em forma de tenda utilizada por Johannes Kepler em 1620. 2

Registrando imagens Mesmo com o princípio da câmara escura conhecido há séculos faltava o principal para a fotografia: criar uma maneira de congelar esta imagem. Em 1793, Joseph Nicéphore Niépce (1765-1833) tenta obter imagens gravadas quimicamente com a câmara escura. Suas tentativas geraram um método chamado heliografia, gravura com a luz solar, e a imagem que ele obteve foi reconhecida como a primeira fotografia permanente do mundo. Niépce começou a se corresponder com Louis Jacques Mandé Daguerre (1787-1851), um outro entusiasta que procurava obter imagens impressionadas quimicamente. Na tentativa de melhorar o método de Niépce, Daguerre descobre um outro método que leva seu nome: a Daguerreotipia. Suas experiências consistiam em expor, na câmara escura, placas de cobre recobertas com prata polida e sensibilizadas sobre o vapor de iodo, formando uma capa de iodeto de prata sensível à luz. A imagem era revelada utilizando-se vapor de mercúrio e depois fixada numa solução de sal de cozinha, que foi substituída depois por tiossulfato de sódio, que garantia maior durabilidade à imagem. Fig.4: Louis Daguerre, a quem é atribuída a invenção da fotografia. A sociedade européia levou muito tempo para compreender o real valor da produção fotográfica. Em 19 de agosto de 1839, a Academia Francesa mal anunciava publicamente a invenção do Daguerreótipo e o pintor Paul Delaroche já declarava enfaticamente: "De hoje em diante, a pintura está morta". Um invento que em pouco tempo chegou a suplantar todos os métodos existentes, foi o processo do "colódio úmido", de Frederick Scott Archer. Esse escultor londrino, com grande interesse pela fotografia, não estava satisfeito com a qualidade das imagens, e sugeriu uma mistura de algodão de pólvora com álcool e éter, chamada colóide, como meio de unir os sais de prata em placas de vidro que seriam utilizadas na fotografia. Este método permitiu difundir a fotografia em toda Europa, já que Ascher não teve interesse em patenteá-lo. Em setembro de 1871, Richard Leach Maddox, publicou suas experiências com uma emulsão de gelatina e brometo de prata como substituto para o colódio. O resultado era uma chapa 180 vezes mais lenta que o processo úmido, mas aperfeiçoado e acelerado por John Burgess, 3

Richard Kennett e Charles Bennett, a placa seca de gelatina estabelecia a era moderna do material fotográfico fabricado comercialmente, liberando o fotógrafo da necessidade de preparar suas placas. Rapidamente várias empresas passaram a fabricar placas de gelatina seca em quantidades industriais. Outra grande vantagem deste processo era que não exigia que a foto fosse revelada imediatamente, além de ser 60 vezes mais sensível que o colóide. As placas secas de gelatina, apesar de serem muito mais cômodas que o colódio, tinham o inconveniente de serem pesadas, frágeis e se perdia muito tempo para substituir a placa na câmera. Assim as novas tentativas visavam substituir o vidro por um suporte menos pesado, frágil e trabalhoso. Em 1861, a invenção do celulóide solucionava de certa forma o problema, pois John Carbutt, um fotógrafo inglês que havia imigrado para a América, convenceu em 1888 um fabricante de celulóide a produzir folhas suficientemente finas para receber uma emulsão de gelatina. No ano seguinte a Eastman Co. começou a produzir uma película emulsionada em rolo, feita com nitrato de celulose muito mais fina e transparente e, em 1902 já era responsável por 85% da produção mundial. Eastman, em 1888, já produzia uma câmera, a Kodak n.1, quando introduziu a base maleável de nitrato de celulose em rolo. Colocava-se o rolo na máquina, a cada foto ia se enrolando em outro carretel e findo o filme mandava-se para a fábrica em Rochester. Lá o filme era cortado em tiras, revelado e copiado por contato. O slogan da Eastman "Você aperta o botão e nós fazemos o resto" correu o mundo, dando oportunidade para a fotografia estar ao alcance de milhões de pessoas. O processo fotográfico atual, pouco varia do processo do início do século. O filme é comprado em rolos emulsionados com base de celulose, as fotos são batidas, reveladas e positivadas. Por isso se atribui ao século XIX a invenção e aperfeiçoamento da fotografia como usamos hoje; ao século XX é atribuída a evolução das aplicações e controles da fotografia com o aparecimento da fotografia em cores, cinema, televisão, holografia e todos os meios científicos hoje utilizados. Apesar do sucesso do processo químico da fotografia, este parece estar com seus dias contados, devido o surgimento da fotografia digital, que consiste em um sensor eletrônico criado em 1986 pela Kodak, capaz de registrar mais de um milhão de pontos de luz. 4

Capítulo 2 O Princípio de Câmara Escura de Orifício Neste capítulo você encontra uma breve introdução teórica sobre a câmara escura de orifício, um instrumento óptico que utiliza o princípio de propagação retilínea da luz para formar imagens em anteparo fosco. O Instrumento óptico mais simples é a câmara escura de orifício: uma caixa, ou recipiente qualquer com um orifício em uma face e uma janela revestida de papel translúcido na face oposta. Por meio da câmara escura de orifício são obtidas imagens. Observe esta imagem, por exemplo: 5

Agora observe a imagem projetada no papel vegetal. Observe que a imagem é invertida em relação à imagem original Fig.5: Imagem obtida em uma câmara escura registrada por uma câmara fotográfica digital. A imagem é formada pela luz refletida pelo objeto, passa pelo orifício e atinge o papel translúcido. O orifício seleciona a luz que chega na tela, de tal forma que, de todos os raios de luz que saem de um ponto do objeto, o orifício deixa passar somente um, produzindo-se então um ponto na tela iluminado por aquele raio. Fig.6: Visualização da passagem de luz através do orifício de uma câmara escura O que vemos no papel translúcido não é, a rigor, imagem, no sentido que costuma ser empregado em óptica. Na verdade o orifício produz um conjunto de pequenos círculos que contem cada um, a parte correspondente da imagem. A figura projetada no papel é formada pela soma das imagens desses pequenos círculos. 6

Capítulo 3 O processo químico da Revelação Neste capítulo você encontra uma breve introdução sobre o processo químico da revelação, as reações químicas que estão presentes no registro de imagens e sobre como evitar que uma fotografia fique envelhecida com o tempo. O papel fotográfico consiste em uma emulsão gelatinosa de algum haleto de prata. As regiões mais claras do objeto refletem mais luz e sensibilizam o papel, que ao entrar em contato com o revelador, à base de hidroquinona, reduz a prata, formando-se assim prata metálica, que é negra. Reação de óxido-redução envolvida na revelação. As regiões mais escuras sensibilizam pouco ou não sensibilizam o papel, formando assim tons de cinza ou branco, quando a superfície é muito escura. Após a revelação a foto é lavada com água para iniciar-se o processo de fixação. A região mais clara do objeto fotografado corresponde à grande quantidade de prata metálica finamente dividida, dando aparência enegrecida. Nas regiões onde os grãos de AgBr (Brometo de Prata) foram medianamente expostos à luz, terão tons de cinza. Nas regiões onde não incidiu luz, o AgBr não é reduzido, tendo-se o branco. 7

Fixação Após a revelação, o filme apresenta áreas claras de AgBr não alterado, pois não foi expostas a luz. Este AgBr deve ser removido, para que o negativo final não fique sensível à luz. Mergulha-se então o negativo em uma solução aquosa de Na (Tiossulfato de Sódio 2S 2O3( aq ) ou Hipossulfito de Sódio). O AgBr insolúvel forma com o Tiossulfato um composto complexo estável e solúvel (Ditiosulfato argentato de Sódio), facilmente removível por uma lavagem posterior. 3 ( s) + 2 Na2S2O3( ) Na3[ ( S2O3 ) Ag] ( aq) NaBr( aq) AgBr + aq 2 Reação de dupla troca envolvida no processo de fixação + A lavagem deve ser muito bem feita, pois, se permanecerem resíduos de Ag e ( S O ) 2, irá 2 3 formar-se lentamente, sulfeto de prata ( Ag S ), que confere a cor sépia (amarelada) das fotos 2 velhas. Positivo Fig.7: Foto amarelada devido à presença de + Ag residual Para preparar uma cópia positiva, o negativo é colocada em cima de um papel fotográfico que possui uma película de AgBr em gelatina, igual ao utilizado para obter o positivo. A luz passa pelo negativo e atinge o papel fotográfico. A quantidade de luz que passa está inversamente ligada à quantidade de prata metálica no negativo. Desta maneira as áreas claras no negativo correspondem às áreas escuras no positivo e vice-versa. A etapas seguintes (revelação e fixação) são as mesmas do positivo. 8

Capítulo 4 Como montar uma Câmara Escura Neste capitulo inicia-se a parte prática deste manual. As fotografias te ajudarão a montar uma câmara escura e obter imagens como aquela mostrada no capítulo 2. Você vai precisar de: Uma lata qualquer, que pode ser de tinta ou de achocolatado, se preferir; Fita isolante; Tesoura; Papel cartão preto; Uma folha de papel vegetal; Um elástico; Um prego. Faça no fundo da lata um furo fino com o prego. 9

Encape-a internamente com papel cartão preto. Cubra com papel vegetal, com ajuda do elástico, a abertura superior. Substitua o elástico por fita isolante. Encape com papel cartão (com a face preta para dentro) a extremidade que contém o papel vegetal. 10

Capítulo 5 Como montar sua máquina fotográfica Aqui mostramos como se monta a máquina que será utilizada para obter o negativo fotográfico. É importante que siga corretamente as instruções abaixo, pois uma boa fotografia dependerá principalmente da qualidade dessa máquina. Você vai precisar de: Uma lata qualquer, que pode ser de tinta ou de achocolatado, se preferir; Fita isolante; Tesoura; Papel cartão ou off-set preto; Um pedaço de lata de alumínio; Um alfinete; Cola. Faça um furo grande, que esteja situado na metade da altura da lata e entre as alças da mesma. 11

Encape-a internamente com papel cartão preto. Encape também a parte interna da tampa Abra um furo no papel cartão que coincida com o feito anteriormente na lata Faça, com o alfinete, no pedaço de alumínio um furo bem pequeno. O ideal mesmo é que esse furo seja feito com uma broca de 0,5mm. Essa chapa de alumínio com um pequeno furo é denominado pinhole. Nota O diâmetro do orifício deve ser da ordem de 0,5mm para que se obtenha um negativo nítido. A nitidez da foto e o tempo de exposição necessário estão diretamente ligados a essa medida, de modo que o tempo de exposição deve ser extremamente reduzido se o orifício for muito grande. 12

Cole o pinhole sobre o furo da lata. Fixe com fita isolante um pedaço de papel cartão sobre o pinhole. Cole um pedaço de fita isolante na outra borda do papel cartão, dobrando a ponta da fita. Cole um pedaço de fita isolante na ponta da lata, na mesma direção do pinhole. Isso serve para você saber onde está o furo da lata na hora de tirar a sua foto. 13

Capítulo 6 Como montar o laboratório de revelação. O laboratório de revelação consiste em uma sala escura com lâmpadas vermelhas de baixa potência. É necessário que as frestas desta sala sejam bem vedadas para impedir que a luz entre, pois toda manipulação que envolva o papel fotográfico deverá ser feita nessa sala utilizando-se somente as lâmpadas vermelhas, visto que o papel fotográfico utilizado não é muito sensível a essa cor. É importante que a lâmpada utilizada seja de boa qualidade, ou seja, possua um bom filtro para o vermelho, porque há lâmpadas vermelhas que não possuem um bom filtro e sensibilizam o papel fotográfico, mesmo as de baixa potência. Utilize uma relação de uma lâmpada de 25W/10m 2, aproximadamente. Você vai precisar de: 4 Cubas para processamento (bacias); 4 Pinças; Revelador; Fixador; Papel Fotográfico Preto e Branco F3, da Kodak; Recipientes escuros; Lâmpada vermelha. 14

Como fazer o Revelador e o Fixador O revelador utilizado é o Dektol, da Kodak. Ele é vendido em envelopes na forma em pó, e sua preparação é bem simples, basta seguir as instruções a seguir. Use um termômetro para estimar a temperatura da água: 1- Aqueça 828ml de água na faixa de 32-38ºC; 2- Adicione o revelador em pó lentamente, mexendo sempre. Mexa até que não haja mais revelador para se dissolvido; 3- Complete o recipiente com água até completar um litro. Está pronto o revelador, agora é só armazená-lo em um recipiente escuro. Se possível use uma garrafa apropriada para isso, que é sanfonada, permitindo a eliminação do ar que restou na garrafa, aumentando a vida útil do revelador. Obs: O revelador utilizado deve ser específico para papel fotográfico, e não para filme. O fixador utilizado também é da Kodak e para prepará-lo basta: 1- Aquecer 946ml de água na faixa de 18-25ºC; 2- Dissolver lentamente, mexendo constantemente até que não haja mais fixador para ser dissolvido; 3- Complete com água até obter o volume de um litro. Está pronto o revelador, agora você deve armazená-lo em um recipiente igual ao utilizado para o revelador. Obs: É importante ressaltar que o revelador mancha os tecidos e pode provocar irritações na pele. É aconselhável usar um avental e luvas para manuseá-lo. Como recarregar as latas Em uma sala escura, utilizando apenas lâmpadas vermelhas, corte o papel em quatro partes iguais, e guarde dentro do pacote preto. Para recarregar as latas pegue um desses papéis e cole-o com fita adesiva na parede oposta ao orifício e tampe a lata. Nota É importante que o papel esteja bem colado para que, caso a lata caia ou balance, o papel não descole parede da lata. 15

Capítulo 7 Como montar o Positivador Ao tirarmos a fotografia com a lata obtemos um negativo fotográfico. É necessário, portanto, ter um dispositivo que possibilite obter o positivo. O processo é igual ao da fotografia. No entanto, a imagem que queremos registrar é a imagem do negativo, só que de forma invertida. Para isso colocamos o negativo sobre um papel que não foi exposto à luz, fazendo com que ele sirva como um filtro. As partes escuras no negativo não deixarão passar luz, e estas regiões ficarão brancas no positivo. O inverso ocorre nas partes brancas do negativo. As regiões brancas do negativo deixarão a luz passar, registrando a imagem no papel fotográfico. Você vai precisar de: 2 caixas quaisquer; 1 montagem para lâmpada (fio, interruptor e soquete); 1 Lâmpada de 40W; 2 placas de vidro ou acrílico; Papel Vegetal; Elástico. Em uma das caixas, aberta em uma das faces, coloque a montagem para lâmpada. 16

Na outra caixa, aberta em duas faces opostas, coloque o papel vegetal e prenda-o com elástico. Esta é a montagem para o positivador. 17

Capítulo 8 Fotografando Aqui mostramos como se obtém o negativo fotográfico a partir da câmara escura. É uma etapa que exige muito cuidado. Escolha a paisagem a ser fotografada Fixe bem a lata, para que a foto não fique tremida.. Mire a marcação na lata para a imagem queira fotografar. 18

Abra o cartão, tomando cuidado para não mexer mais a lata, deixe-o aberto pelo tempo necessário. Nota O tempo de exposição médio é de aproximadamente 20 segundos para um dia ensolarado e de 2 a 3 minutos para um dia nublado. É importante que se faça um teste antes de tirar a foto. Feche o cartão para finalizar sua foto. Cuidados para tirar sua foto Vamos enumerar aqui alguns cuidados que você deve tomar ao tirar sua foto. 1- Sempre tire uma foto para testar qual é o tempo de exposição ideal. Este tempo pode variar de segundos a minutos, e caso isso não seja feito você corre o risco de perder muitas fotos; 2- As fotos devem ser tiradas com objeto sendo iluminado pelo sol. Evite tirar fotografias com o orifício virado direto para o sol; 3- Jamais trema ou mexa a lata enquanto estiver tirando a foto; 4- Após tirar sua foto não abra a lata em hipótese alguma. Ela deve ser levada para o laboratório para ser processada. 19

Capítulo 9 Revelando Monte o laboratório, colocando as bacias em uma ordem adequada (revelador, água, fixador). Use somente uma pinça para cada bacia, pois a mistura de fixador no revelador pode inutilizá-lo. Utilizando somente a lâmpada vermelha como iluminação abra a lata e retire o papel fotográfico. Coloque o papel primeiro no revelador 20

Espere a imagem começar a aparecer Deixe o negativo no revelador durante 3 minutos, passando-o em seguida para a água, onde ele deve ficar por 3 minutos. Passe o negativo para o fixador, e deixe-o por aproximadamente 3 minutos. Lave o negativo, se possível em água corrente, para eliminar todos os resíduos químicos. 21

Capítulo 10 Obtendo o positivo Utilizando somente a luz vermelha como iluminação pegue o negativo fotográfico e um papel fotográfico que não tenha sido exposto a luz. Coloque o papel branco sobre a placa de vidro, com a parte gelatinosa para cima. Em seguida ponha o negativo com a face que contém a imagem para baixo sobre o papel branco. Coloque outra placa de vidro em cima do conjunto. 22

Coloque sobre os papéis a caixa que está coberta em uma das aberturas com papel vegetal. Este papel servirá de difusor, fazendo com que a luz incida uniformemente no negativo. Em seguida, coloque a caixa com a lâmpada por cima do conjunto, e acenda a lâmpada por 1 segundo aproximadamente. Se o negativo estiver muito claro este tempo pode diminuir, pois muita luz passará por ele. O ideal é que se faça alguns testes até chegar tempo de exposição ideal. 23

Capítulo 11 Resultados obtidos Neste capitulo mostramos o negativo e o positivo obtidos na fotografia tirada no capitulo 8. A fotografia obtida foi tirada exatamente naquela cena. O negativo abaixo mostra o negativo que foi obtido na cena do capítulo 8. O tempo de exposição foi de 25 segundos. E a fotografia abaixo corresponde ao positivo obtido a partir do negativo anterior. 24

Bibliografia Chiquetto, Marcos José. Aprendendo Física 2. Marcos Chiquetto, Bárbara Valentim, Estéfano Pagliari. 1º edição. São Paulo. Editora Scipione. Gaspar, Alberto. Física 2: Ondas, Óptica, Termodinâmica. 1º edição. São Paulo. Editora Ática. Tito & Canto. Química na abordagem do cotidiano 3. Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto. 2º edição. São Paulo. Editora Moderna. Salles, Antônio Mário. Química Inorgânica 1, Livro 13. Coleção Objetivo. Editora Sol. http://www.cotianet.com.br/photo/ 25

PARQUE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA USP Manual de Fotografia com latas Responsáveis Autores Carlos Eduardo Rossatti de Souza, Aluno de graduação em Física pela USP. João Ricardo Neves, Aluno de graduação em Meteorologia pela USP. Orientadores Prof.Dr. Mikiya Muramatsu, docente do Instituto de Física. Prof. ªDr. ª Marta Sílvia Maria Mantovani: Diretora Pró-Tempore do Parque de Ciência e Tecnologia da USP. Parque de Ciência e Tecnologia da Usp CEP: 04301-904 Av, Miguel Stéfano, 4200 Água Funda São Paulo - SP. Tel: (55-11) 5073 8599 Fax: 5073 0270 E-mail: opticacientec@yahoo.com.br