Heliograbado III – Luz Ultravioleta


Cu_29_65_Gris_96Endurecimiento de la gelatina
En el caso del heliograbado, se necesita una fuente de iluminación rica en rayos ultravioleta (UV) que provoque la polimerización (cross link) de la gelatina sensibilizada con dicromato de potasio (K2Cr2O7). Según Luis Hernández (2) la luz UV actúa sobre la gelatina dicromatada generando un efecto de curtido. La reacción consiste en la reducción de parte del Cromo hexavalente (Cr6+) a Cromo trivalente (Cr3+). Para ello se necesita agua que se toma de la gelatina, quedando ésta deshidratada. El resultado es un endurecimiento de la gelatina y la elevación del punto de fusión, al tiempo que se merma su solubilidad en agua. Otro efecto importante es un descenso de su higroscopicidad.

En palabras de Cartwright (1), es bien conocido el efecto de insolubilidad que provoca el tratamiento de la gelatina con soluciones de sales metálicas. Este efecto es reversible en la mayoría de los casos excepto en el de los dicromatos de potasio y amónico. Aunque explica que la complejidad de las moléculas de gelatina en tanto que proteínas dificultan una explicación completa y razonada de la reacción, datos empíricos deducidos de los cambios de color de las soluciones conducen a pensar que el dicromato, en presencia de sustancias orgánicas como la gelatina, es reducido por la acción de la luz (o de forma más lenta en la oscuridad) para dar un compuesto de cromo que es absorbido por la gelatina que se vuelve así más insoluble. Los cambios de color mencionados sugieren la presencia de iones de cromo trivalente (Cr3+) y por lo tanto, el producto ligado a la gelatina es el coloide Hidróxido de Cromo (Cr(OH)3).

Aunque también se especifica que la reacción exacta no está todavía del todo explicada por los especialistas químicos, la documentación de Hunter-Penrose (3) propone que el endurecimiento o curtido de la gelatina se produce como resultado de una reacción de oxidación-reducción que es acelerada por la radiación de onda corta o UV. Según esta documentación, la ecuación de la reacción para el dicromato es la que sigue:

Redox_Dicromat

Bajo la acción de la luz, el coloide es oxidado por el dicromato y se forma Cromo trivalente (Cr3+). Como los iones metálicos trivalentes forman un coloide, las áreas expuestas a la luz no se disolverán al lavar con agua. Nótese que esta explicación coincide con la de Cartwright.

Sensibilidad espectral
Según Cartwright (1), la sensibilidad espectral de la gelatina dicromatada se extiende en la banda entre 350nm y 420nm, para decaer rápidamente a partir de 455nm. Aunque el cristal de las prensas de contacto absorbe las radiaciones más cortas por debajo de 325nm, el rango útil queda en la banda que consigue atravesar dicho cristal. Hunter-Penrose (3) sitúa la banda actínica útil entre 320nm y 380nm. Finalmente, Luis Hernández (2), citando la documentación técnica de Autotype, define como banda útil la situada entre 330nm y 430nm con un máximo en los 370nm. También según Autotype, la sensibilidad continúa más allá de los 430nm para decaer al llegar a los 470nm y prácticamente desaparecer a los 500nm. Las pequeñas discrepancias entre los diversos datos citados pueden ser debidas al tipo de pigmento, generalmente rojo, que se incorpora en la gelatina para facilitar la detección de su presencia sobre el cobre. De todos estos datos se deduce que es necesario disponer de una fuente de iluminación rica en radiaciones de onda corta o ultravioleta. En la actualidad se dispone de diversas alternativas:

  • Instrumentos específicos del ámbito de las Artes Gráficas como las insoladoras NuArc o Amergraph. Ambas proveen un haz de rayos colimados por un reflector parabólico a partir de una lámpara de descarga de metal-halógeno. Estos aparatos disponen de control electrónico del tiempo de estabilización de la lámpara y del tiempo de exposición. También equipan la prensa de contacto con bomba de vacío.
  • Otros instrumentos de Artes Gráficas con el mismo tipo de iluminación pero en modalidad puntual. Al no disponer del reflector parabólico, la lámpara se sitúa a mayor distancia de la prensa de contacto y por lo tanto, el instrumento tiene una altura mucho mayor que los dos anteriores.
  • La misma lámpara metal-halógena citada dispuesta a una distancia suficiente de la prensa de contacto independiente como para considerarla una fuente razonablemente puntual.
  • Lámpara combinada de metal-halógeno y filamento incandescente como la Ultra Vitalux de Osram dispuesta del mismo modo que la anterior.
  • Baterías de tubos fluorescentes con emisión específica de las longitudes de onda citadas.

Los instrumentos de Artes Gráficas resuelven la iluminación UV y la prensa de contacto con bomba de vacío a cambio de un coste relativamente alto para una instalación no comercial. Las lámparas combinadas como la Ultra Vitalux son una buena elección tanto por coste económico como por su espectro de emisión, muy parecido al de las lámparas de metal-halógeno. Aún así, el volumen y el cristal opalino de su bulbo obliga a situarlas muy lejos de la prensa si se quieren evitar los efectos nocivos de la luz difusa, perdiéndose de este modo parte de su potencial actínico. En términos de coste, ahorro energético y comodidad de utilización, las baterías de tubos fluorescentes son también una muy buena elección, aunque comprometen la correcta exposición de las tramas estocásticas digitales. Respecto estos inconvenientes, Ver Heliograbado II – Trama Estocástica.

Por todo ello, el sistema escogido en este caso es el de una lámpara de metal-halógeno utilizada como fuente razonablemente puntual a una cierta distancia de la prensa de contacto independiente, dado que su bulbo es tubular y mide sólo 33mm. La lámpara es la OSRAM Supratec HTC400-241-R7s UV High Pressure Lamp. Su espectro de emisión se muestra en la Fig., 1. De los 460W nominales, 12W corresponden a la banda UV-B absorbida por el cristal de la prensa de contacto y 82W a la banda UV-A que es la realmente útil en nuestro caso. Si se comparan estos datos con los de la OSRAM Ultra Vitalux, ésta tiene una potencia nominal de 300W de los cuales sólo 13,6W emiten en el rango del UV-A de nuestro interés, es decir, seis veces menos.

Espectre_Supratec
Figura 1. Espectro de emisión de la lámpara OSRAM Supratec HTC400 en la banda entre 250nm y 450nm. Nótense los picos de emisión en la banda de longitudes de mayor sensibilidad espectral de la gelatina bicromatada.

A causa de su pequeño tamaño, la lámpara utilizada, de descarga de alta presión, precisa de un sistema de arrancado y mantenimiento de la ignición independiente que consta de:

  • Balasto HPS CCG 400W
  • Iniciador de 4-5kV
  • Condensador compensador de 50µF

La lámpara se ha montado en un soporte con reflector expresamente diseñado y atornillado a una columna de ampliadora LPL desprovista de su cabezal. Al retirar el peso del cabezal de la ampliadora, la fuerza del resorte de ayuda a la traslación vertical del mismo resulta excesiva. Para compensar este exceso, se han incorporado 2,5Kg en discos de pesas para halterofilia (Decathlon), recuperándose así la comodidad de trabajo sin esfuerzo ni riesgo de desplazamiento súbito al aflojar el sistema de frenado (Fig., 2).

Insoladora_MetalHalide
Figura 2. Lámpara OSRAM Supratec HTC400 fijada a un soporte de ampliadora para disponer de desplazamiento vertical (hacer click en la imagen para ver una versión ampliada)

La disposición de los elementos de arranque y alimentación se muestran en la Fig., 3. Sobre el balasto se pueden ver dos opciones de cableado y el documento Curso de Iluminación – Lámparas de Halogenuros Metálicos de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) proporciona información completa acerca de las propiedades y formas de alimentación de estas lámparas. Para mayor comodidad operativa, el sistema de arranque y alimentación se ha conectado a una base de enchufe con toma de tierra y provista de interruptor.

De este modo, el cable de alimentación de la lámpara se enchufa en esta base sin necesidad que el conjunto de arranque esté junto a la lámpara en el dispositivo de desplazamiento vertical. Ello es especialmente indicado teniendo en cuenta que sólo el balasto pesa cerca de 1Kg. El conjunto descrito se ha protegido con una carcasa de plancha de aluminio y dispuesto en un soporte aislado que se coloca en las inmediaciones de la prensa de contacto y el soporte vertical de la lámpara (Fig., 4).

Supratec_Ignitor_1000pix
Figura 3. Conjunto de arranque y alimentación de la lámpara OSRAM Supratec HTC400 (hacer click en la imagen para ver una versión ampliada).
Supratec_Ignitor_Carcasa_800pix
Figura 4. Sistema de arranque y alimentación de la lámpara OSRAM Supratec HTC400 con la cubierta protectora. A la izquierda se muestra el cable de conexión a la red. El cable de alimentación de la lámpara se enchufa en la base de la derecha y el interruptor controla el encendido y apagado (hacer click en la imagen para ver una versión ampliada).

Siguiendo las instrucciones del fabricante (Fig., 5), se respetan 2min para la estabilización de la emisión una vez encendida la lámpara y 5min de enfriamiento antes de volver a encenderla después de un apagado.

StartUp_Supratech
Figura 5. Gráfico del flujo de emisión frente al tiempo desde el encendido de las lámparas OSRAM Supratec HTC de 400W y 1000W. 1) Lámpara de 1000W en frio. 2) Lámpara de 400W en frio. 3) Ambas lámparas a partir de media carga.

Referencias

1. CARTWRIGHT, H. M. (1961) Ilford Graphic Arts Manual, Volume 1-Photoengraving. Ed. Ilford Lted, Ilford, Essex.
2. HERNÁNDEZ, Luis (2010) El Heliograbado por el Procedimiento Talbot-Klíč – Antecedentes, uso y principios para el control del tono. Tesis Doctoral, Dir. José M. Guillén. Universidad Politécnica de Valencia-Facultad de Bellas Artes-Dept. de Dibujo.
3. HUNTER-PENROSE (2006) Photoengraving Glue Datasheet. Ed. Hunter-Penrose in Technical Notes, London.

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