ANALISIS DE OBJETOS TECNICOS

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ANALISIS DE OBJETOS TECNOLOGICOS
EL MICROSCOPIO OPTICO
1. DESCRIPCION DEL OBJETO COMO OPERADOR
(PARA QUE SIRVE)
Antes de plantear aspectos del microscopio como operador, es conveniente
tratar algunas conceptualizaciones que exigen su comprensión.
Etimológicamente, Microscopio (del griego mikrós, pequeño, y skopeo,
examinar, ver) Instrumento que sirve para aumentar considerablemente la
imagen de los objetos muy diminutos, o que no son perceptibles a simple vista.
Microscopio óptico: Es el tipo
de microscopio más utilizado,
que se sirve de la luz visible para
crear una imagen aumentada del
objeto.
Luz (Del latín, lux, lucis)
La luz es el agente físico que
hace visibles los objetos.
El microscopio óptico hace parte
de la microscopía, cual es la
técnica de producir imágenes
visibles de estructuras o detalles
demasiado pequeños para ser
vistos a simple vista.
Exceptuando técnicas como el
microscopio de fuerza atómica y
el microscopio de efecto túnel, la
microscopía
generalmente
implica la difracción, reflexión o
refracción de radiación incidente
en el sujeto de estudio.
Difracción (Dispersión)
En física, la difracción es un fenómeno ondulatorio: la dispersión y curvado
aparente de las ondas cuando enfrentan una obstrucción. La difracción ocurre
tanto en ondas electromagnéticas, tales como la luz y las ondas de radio como
en ondas de sonido y de agua. También sucede cuando un grupo de ondas de
tamaño finito se propaga; por ejemplo, por culpa de la difracción, un haz
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angosto de ondas de luz de un láser deben finalmente diverger en un rayo más
amplio a una distancia suficiente del emisor.
Reflexión (Reflejo)
En óptica, la reflexión es el proceso por el cual un rayo de luz que incide sobre
una superficie lisa que separa dos medios "rebota" sobre ésta. El rayo incidente
y el reflejado forman ángulos con la normal iguales.
Se produce tambien un fenómeno de absorción diferencial en la superficie, por
el cual la energía y espectro del rayo reflejado no coinciden con la del incidente
si la velocidad de propagación luminosa es distinta en cada medio, el rayo es
desviado y se produce la refracción.
La relación entre la energía de la luz reflejada y la incidente se llama factor de
reflexión.
Refracción (Cambio de velocidad-dirección)
En óptica, refracción es el cambio de dirección de
una onda debido al cambio de su velocidad. Esto
ocurre cuando la onda pasa de un medio con un
índice de refracción dado a un medio con otro
índice de refracción.
En la microscopía de luz clásica, esto implica el
paso de luz transmitida a través o reflejada desde
el sujeto mediante una serie de lentes, para poder
ser detectada directamente por el ojo o impresa en
una placa fotográfica.
También hay una forma de microscopía que se basa en una sonda muy
pequeña que reconoce las perturbaciones que ocurren al extremo de la sonda
debidas a efectos eléctricos.
Un ejemplo de este fenómeno lo vemos cuando introducimos un lápiz en un
vaso con agua: el lápiz parece quebrado (como dato, el origen de la palabra
"refracción" es la palabra latina fractum, el mismo que el de la palabra
"quebrado").
También ocurre este fenómeno cuando la luz pasa por una capa de aire sobre
una superficie caliente, produciendo un espejismo. La refracción de la luz sobre
la superficie de un medio es explicada por medio de la ley de Snell. Esta ley,
así como la refracción en medios inhomogéneos, son consecuencia del
principio de Fermat, que indica que la luz se propaga entre dos puntos
siguiendo la trayectoria de recorrido óptico más corto.
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La refracción se produce cuando la luz pasa de un medio de propagación a
otro con una densidad óptica diferente y sufre un cambio de velocidad y un
cambio de dirección si no incide perpendicularmente en la superficie.
La refracción es el cambio brusco de dirección que experimenta un rayo
luminoso en su propagación al cruzar con cierto ángulo de incidencia la
superficie de separación de dos medios transparentes de distinta densidad
como consecuencia de la distinta velocidad de propagación de la luz en cada
uno de estos medios.
Óptica
La Óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz y,
más generalmente, de las ondas electromagnéticas. Según el modelo para la
luz utilizado, se distingue entre las siguientes ramas, por orden creciente de
precisión (cada rama utiliza un modelo simplificado del empleado por la
siguiente):

La óptica geométrica: Trata a la luz como un conjunto de rayos que
cumplen el principio de Fermat. Se utiliza en el estudio de la transmisión
de la luz por medios homogéneos (lentes, espejos), la reflexión y la
refracción.

La óptica ondulatoria: Considera a la luz como una onda plana, teniendo
en cuenta su frecuencia y longitud de onda. Se utiliza para el estudio de
difracción e interferencia.

La óptica electromagnética: Considera a la luz como una onda
electromagnética, explicando así la reflectancia y transmitancia, y los
fenómenos de polarización y anisotropía.

La óptica cuántica u óptica física: Estudio cuántico de la interacción
entre las ondas electromagnéticas y la materia, en el que la dualidad
onda-corpúsculo juega un papel crucial.
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2. DESCRIPCION ANATOMICA
(ESTRUCTURA INTERNA Y EXTERNA)
El microscopio óptico, se halla constituido por tres partes principalmente: una
parte mecánica, una óptica y una de iluminación.
Ocular
2. Lentes
Objetivas
Tornillos:
Macro y
Revolver
Micro métrico
Objetivos
Brazo o
columna
Pie
Platina
Diafragma
2. Lentes
Objetivas
Espejo
Tubo
2.1 La parte mecánica del Microscopio
La parte mecánica del microscopio comprende: el pie, el tubo, el revólver, el asa o
brazo, la platina, el carro, el tornillo macrométrico y el tornillo micrométrico. Estos
elementos sostienen la parte óptica y de iluminación, además permite los
desplazamientos necesarios para el enfoque del objeto.
El pie. Constituye la base sobre la que se apoya el microscopio y tiene por lo
general forma de Y o bien
es rectangular
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El tubo. Tiene forma cilíndrica y está ennegrecido
internamente para evitar las molestias que
ocasionan los reflejos de la luz. En su extremidad
superior se colocan los oculares.
El revólver. Es una pieza giratoria provista de
orificios en los cuales se enroscan los objetivos. Al
girar el revólver, los objetivos pasan por el eje
del tubo y se colocan en posición de
trabajo, la cual se nota por el ruido de un
piñón que lo fija.
La columna, llamada también asa o brazo, es
una pieza colocada en la parte posterior del
aparato. Sostiene el tubo en su porción superior y
por el extremo inferior se adapta al pie.
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La platina. Es una pieza
metálica plana en la que se
coloca la preparación u objeto
que se va a observar.
Presenta un orificio en el eje
óptico del tubo que permite el
paso de los rayos luminosos
a la preparación. La
platina puede ser fija, en
cuyo
caso
permanece
inmóvil; en otros casos puede
ser giratoria, es decir, mediante tornillos laterales puede centrarse o producir
movimientos circulares.
El tornillo macrométrico. Girando este tornillo,
asciende o desciende el tubo del microscopio,
deslizándose en sentido vertical gracias a una
cremallera. Estos movimientos largos permiten
el enfoque rápido de la preparación.
El tornillo micrométrico. Mediante el movimiento
casi imperceptible que produce al deslizar el tubo
o la platina, se logra el enfoque exacto y nítido de
la preparación. Lleva acoplado un tambor
graduado en divisiones de 0,001 mm que se
utiliza para precisar sus movimientos y puede
medir el espesor de los objetos.
2.2 Sistema Óptico
El sistema óptico es el encargado de reproducir y aumentar las imágenes
mediante el conjunto de lentes que lo componen. Está formado por los oculares y
los objetivos.
El Ocular. El ocular está constituido
generalmente por un lentes, dispuesto sobre
un tubo corto. El ocular generalmente más
utilizado es el de: 8X, 1OX, 12.5X, 15X. La X se
utiliza para expresar en forma abreviada los
aumentos.
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Las Lentes:
Las lentes son piezas de vidrio especiales, con superficies curvas que producen
imágenes de objetos. Las lentes de aumento producen una imagen aumentada de
un objeto.
Una lente es un medio u objeto que concentra o hace diverger rayos de luz.
Entre las lentes más usadas se cuentan las utilizadas para corregir los problemas
de visión en gafas, anteojos o lentillas. También se usan lentes, o combinaciones
de lentes y espejos, en telescopios y microscopios. El primer telescopio
astronómico fue construido por Galileo Galilei usando dos lentes convergentes.
Existen también instrumentos capaces de hacer converger o diverger otros tipos
de ondas electromagnéticas y a los que se les denomina también lentes. Por
ejemplo, en los microscopios electrónicos las lentes son de carácter magnético.
En astrofísica es posible observar fenómenos de lentes gravitatorias cuando la luz
procedente de objetos muy lejanos pasa cerca de objetos masivos, curvándose en
su trayectoria.
Tipos de lentes:
Existen dos tipos principales de lentes:
Lente convergente. Los rayos paralelos procedentes del infinito convergen
sobre el plano focal imagen.
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Lentes convergentes: Son aquellas cuyo espesor va disminuyendo del centro
hacia los bordes. En este tipo de lentes, todo rayo que pase paralelamente al
eje principal, al refractarse se junta en su foco. Las lentes convergentes forman
imágenes reales de objetos. Existen tres clases de lentes convergentes:
o
o
o
Lentes bi-convexas.
Lentes plano-convexas.
Lentes cóncavo-convexas.
Lente divergente. Los rayos procedentes de un mismo punto de un objeto
divergen al atravesar la lente. Sus prolongaciones convergen a la izquierda de
la lente formando una imagen virtual directa y reducida.
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Lentes divergentes: Son aquellas cuyo espesor va disminuyendo de los
bordes hacia el centro. En este tipo de lentes, todo rayo que pase
paralelamente al eje principal, al refractarse se separa como si procediera de
un foco principal. Las lentes divergentes forman imágenes virtuales de los
objetos. Existen tres clases de lentes divergentes:
o
o
o
Lentes bi-cóncavas.
Lentes plano-cóncavas.
Lentes convexo-cóncavas.
Los objetivos. Los objetivos producen
aumento de las imágenes de los objetos y
organismos y, por tanto, se hallan cerca de
la preparación que se examina. Los
objetivos utilizados corrientemente son de
dos tipos: objetivos secos y objetivos de
inmersión.
Los objetivos secos se utilizan sin
necesidad de colocar sustancia alguna
entre ellos y la preparación. En la cara
externa llevan una serie de índices que
indican el aumento que producen, la abertura numérica y otros datos. Asi por
ejemplo, si un objetivo tiene estos datos: plan 40/0,65 y 160/0,17, significa que el
objetivo es planacromático, su aumento 40 y su abertura numérica 0,65, calculada
para una longitud de tubo de 160 mm. El número de objetivos varía con el tipo de
microscopio y el uso a que se destina. Los aumentos de los objetivos secos más
frecuentemente utilizados son: 6X, 1OX, 20X, 45X y 60X.
El objetivo de inmersión está compuesto por un complicado sistema de lentes.
Para observar a través de este objetivo es necesario colocar una gota de aceite de
cedro entre el objetivo y la preparación, de manera que la lente frontal entre en
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contacto con el aceite de cedro. Generalmente, estos objetivos son de 1 OOX y se
distingue por uno o dos círculos o anillos de color negro que rodea su extremo
inferior. El objetivo o conjunto de estos, se hallan dispuestos en una pieza giratoria
llamada revolver.
2.3 Sistema de Iluminación
Este sistema tiene como finalidad dirigir la luz natural o artificial de tal manera que
ilumine la preparación u objeto que se va a observar en el microscopio.
Comprende los siguientes elementos:
El espejo. Están fabricados de vidrio, tiene dos
caras: una cóncava y otra plana. Goza de
movimientos en todas las direcciones. La cara
cóncava se emplea de preferencia con
iluminación artificial, y la plana, para iluminación
natural (luz solar). Modernamente se prescinde del
espejo en la fabricación de microscopios, ya que
éstos traen incorporada una lámpara colocada en
el eje del microscopio.
El vidrio es un material duro, frágil y transparente. A pesar de comportarse como
sólido, es un líquido sobreenfriado, amorfo (sin estructura cristalina). El vidrio
ordinario se obtiene por fusión a unos 1.250 ºC de arena de sílice (Si O2),
carbonato sódico (Na2 CO3) y caliza (CaCO3). Su manipulación sólo es posible
mientras se encuentra fundido, caliente y maleable.
Condensador. El condensador está formado por un sistema de lentes, cuya
finalidad es concentrar los rayos luminosos sobre el
plano de la preparación. El condensador se halla
debajo de la platina. El condensador puede
deslizarse sobre un sistema de cremallera mediante
un tornillo que determina su movimiento
ascendente o descendente.
Diafragma. Generalmente, el condensador está
provisto de un diafragma-iris, que regula su
abertura y controla la calidad de luz que debe
pasar a través del condensador. Los diafragmas
se hallan elaborados con materiales metálicos o
plásticos
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3. ANALISIS FUNCIONAL
(FUNCIONAMIENTO)
Para comprender cómo funciona un microscopio óptico, primero es necesario
entender que es la luz y cómo las lentes la desvían.
La luz (< latín lux, lucis) es el agente físico que hace visibles los objetos.
Hay dos tipos de objetos visibles: aquellos que por sí mismos emiten luz y los
que la reflejan. El color de estos depende del espectro de la luz que incide y de la
absorción del objeto, la cual determina qué ondas son reflejadas.
La luz blanca se produce cuando todas las longitudes de onda del espectro visible
están presentes en proporciones iguales.
La luz visible está comprendida en una estrecha franja que va desde longitudes
de onda de 780 nm (rojo) hasta los 380 nm (violeta). Los colores del espectro se
ordenan como en el arco iris, formando el llamado espectro visible.
La Frecuencia y longitud de onda de la luz se relacionan por la expresión:
donde c es la velocidad de la luz en el vacío.
Longitud de onda de la luz
Distancia existente entre dos crestas o dos valles de una onda. Se suele
representar con la letra grieta λ.
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Los rayos de luz atraviesan el aire en línea recta, pero al entrar en una sustancia
como el agua o el vidrio, chocan contra la superficie y se desvían o refractan, esto
se denomina refracción.
Las lentes son piezas de vidrio especiales, con superficies curvas que producen
imágenes de objetos. Las lentes de aumento producen una imagen aumentada de
un objeto.
La Óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz y, más
generalmente, de las ondas electromagnéticas. Según el modelo para la luz
utilizado, se distingue entre las siguientes ramas, por orden creciente de precisión
(cada rama utiliza un modelo simplificado del empleado por la siguiente):

La óptica geométrica: Trata a la luz como un conjunto de rayos que
cumplen el principio de Fermat. Se utiliza en el estudio de la transmisión
de la luz por medios homogéneos (lentes, espejos), la reflexión y la
refracción.

La óptica ondulatoria: Considera a la luz como una onda plana, teniendo
en cuenta su frecuencia y longitud de onda. Se utiliza para el estudio de
difracción e interferencia.

La óptica electromagnética: Considera a la luz como una onda
electromagnética, explicando así la reflectancia y transmitancia, y los
fenómenos de polarización y anisotropía.

La óptica cuántica u óptica física: Estudio cuántico de la interacción
entre las ondas electromagnéticas y la materia, en el que la dualidad
onda-corpúsculo juega un papel crucial.
Trayectoria del Rayo de Luz a través del Microscopio. El haz luminoso
procedente del espejo o la lámpara pasa directamente a través del diafragma al
condensador. Gracias al sistema de lentes que posee el condensador, la luz es
concentrada sobre la preparación a observar. El haz de luz penetra en el objetivo y
sigue por el tubo hasta llegar el ocular, donde es captado por el ojo del
observador.
El microscopio normal u óptico está formado por dos lentes. El objeto que se
quiere estudiar se estudiar se coloca en la platina. La luz procedente del objeto
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penetra en el microscopio por el objetivo, que desempeña la función de una lupa;
es decir, produce una imagen muy ampliada del objeto. El objetivo es la lente más
importante del microscopio para producir una imagen clara de la alta resolución. El
objetivo tiene varias funciones importantes. Debe recolectar la luz que viene de
cada uno de las varias partes o puntas del espécimen. Debe tener la capacidad de
reconstituir la luz que viene de las varias puntas del espécimen en las varias
puntas correspondientes de la imagen. El objetivo se debe construir de modo que
sea enfocado bastante cerca al espécimen para proyectar una imagen
magnificada, verdadera para arriba en el tubo del cuerpo.
La imagen se modifica mediante otro sistema de lentes, el ocular. El aumento final
conseguido es igual al producto de los aumentos del objetivo por los del ocular. En
el microscopio óptico este aumento tiene un límite, que se denomina "poder de
resolución" y que es aproximadamente de 1200 – 2000 aumentos.
El tipo de microscopio más utilizado es el microscopio óptico, que se sirve de la luz
visible par a crear una imagen aumentada del objeto. El microscopio óptico más
simple es la lente convexa doble con una distancia focal corta. Estas lentes
pueden aumentar un objeto hasta 15 veces. Por lo general se utilizan microscopios
compuestos, que disponen de varias lentes con las que se consiguen aumentos
mayores.
El microscopio compuesto consiste en dos sistemas de lentes, el objetivo y el
ocular, montados en extremos opuestos de un tubo cerrado. El objetivo está
compuesto de varias lentes que crean una imagen real aumentada del objeto
examinado. Las lentes de los microscopios están dispuestas de forma que el
objetivo se encuentre en el punto focal del ocular. Cuando se mira a través del
ocular se ve una imagen virtual aumentada de la imagen real. El aumento total del
microscopio depende de las longitudes focales de los dos sistemas de lentes.
El equipamiento adicional de un microscopio consta de un armazón con un soporte
que sostiene el material examinado y de un mecanismo que permite acercar y
alejar el tubo para enfocar la muestra. Los especimenes o muestras que se
examinan con un microscopio son transparentes y se observan con una luz que los
atraviesa, y se suelen colocar sobre un rectángulo fino de vidrio. El soporte tiene
un orificio por el que pasa la luz. Bajo el soporte se encuentra un espejo que refleja
la luz para que atraviese el espécimen. El microscopio puede contar con una
fuente de luz eléctrica que dirige la luz a través de la muestra.
Debes colocar tu microscopio en una mesa fija, de modo tal que puedas sentarte
con comodidad para ver el ocular sin estirarte o apoyarte.
Trata que la mesa sea lo suficientemente grande como para colocar sobre ella
todo el material que necesites para trabajar.
El objeto que se desea examinar (líquidos, plantas, insectos, células animales o
vegetales, etc.) debe colocarse en un portaobjetos, que es una lámina de vidrio
de 1 mm de espesor y a continuación se cubre con un cubreobjetos, un cuadrado
de 2 cm de lado o un círculo con esa medida de diámetro.
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Es posible que cuando adquieras un equipo de microscopio encuentres en él
algunos preparados, pero si no es así, puedes practicar con algunos granos de sal
o azúcar en el centro de un portaobjeto húmedo y limpio.
Practica hasta que tengas la certeza de saber para qué lado debes mover la perilla
de enfoque, para hacer subir o bajar las lentes.
En algunos microscopios, al mover el tornillo toda la platina sube o baja, en vez de
hacerlo el puente.
Para comenzar, selecciona siempre la lente de menor aumento que te permite ver
mejor el objeto y encontrar fácilmente la parte que más te interesa observar.
Coloca el portaobjeto sobre la platina de manera tal que la parte que quieres
observar se encuentre bajo la lente. Utiliza los broches para fijar el portaobjeto en
su
sitio.
Observa desde un costado la platina y mueve la perilla de enfoque para acercar la
lente.
Luego mira a través del microscopio y sube las lentes girando la perilla de enfoque
hasta que el objeto entre en foco y su imagen se vuelva nítida y clara.
Ten cuidado!!! No bajes la lente mientras estés mirando por el microscopio.
Podrías golpear el portaobjeto y romperlo o romper la lente.
El objeto a observar debe estar muy bien iluminado. Si los objetos son opacos
deben ser iluminados desde arriba para poder verlos en detalle. Esto se llama
"iluminación desde arriba". lo ideal es colocar una lámpara a unos 20 cm del
microscopio y ajustarla hasta que la luz apunte directamente hacia el espejo que
se encuentra bajo la platina.
En el método de "observación al trasluz" la preparación se ilumina desde abajo y
permite estudiar cuerpos de muy poco espesor, que permiten que la luz los
atraviese. Así se estudian los tejidos vegetales y animales, que se preparan
cortándolos en láminas muy finas con un instrumento especial llamado
micrótomo.
Los tipos más comunes son: el micrótomo de mano y el rotativo
Para observar con el microscopio óptico se cortan secciones tan delgadas como la
milésima parte de un milímetro (denominada micrón).
Algunos materiales son demasiado blandos para ser cortados, y es necesario
ponerles cera, dejarlos endurecer y luego seccionarlos.
Y si es necesario verlos con mucha prisa, pueden ser congelados para
endurecerlos y luego seccionarlos.
Para comenzar a descubrir el mundo del microscopio, es conveniente que trabajes
en proyectos simples que requieran muy poca preparación.
15
IMAGEN
6
Ojo Humano
1.
L
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4
O
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3
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s
Lente ocular
Lente objetiva
Especímen
2 Lentes
condensadoras
1
Fuente de luz
TRAYECTORIA DE LA IMAGEN DE LA MUESTRA, HASTA EL OJO HUMANO
El anterior esquema, nos muestra la trayectoria de la imagen del especímen
que ha sido colocado en la
plantilla para ser percibida por
el ojo humano. Este proceso
se describe a saber:
1.
La
fuente
proyectada
al
de
luz
espejo
es
del
microscopio, luz que puede
provenir de una fuente natural
o ambiental, como también de
una lámpara que puede tener
provista el sistema.
2. Esta luz al entrar en
contacto
con
el
espejo,
Rayos
de Luz
Espejo
Refracción
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cambia de dirección (se refracta), y es reflejada a las lentes condensadoras las
cuales la compactan en un solo haz para iluminar el especímen.
3. El especímen o muestra que se halla dispuesto en la lámina de vidrio sobre
la platina, es iluminado por las lentes condensadoras y lo hacen visible a las
lentes objetivas.
4. Las lentes objetivas capturan el especímen y amplían su imagen las miles de
veces según su resolución, proyectándolo a las lentes oculares.
5. Una vez la muestra, al alcance de las lentes oculares, complementan la
ampliación de la imagen según su capacidad de resolución, y la hacen visible al
ojo humano. Cabe destacar que el especímen en observación se hace visible al
ojo humano por que la luz que lo ilumina, se propaga dentro del tubo del
microscopio.
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4. ANALISIS TECNICO Y CONSTRUCTIVO
(MATERIALES PARA SU FABRICACION Y ENSAMBLAJE)
Para analizar los materiales y la fabricación de los mismos se tendrá presente
atender a las partes que constituyen el microscopio, correspondientes:
A. Sistema mecánico,
B. sistema óptico, y
C. un sistema de iluminación,
pasaremos a tratar los materiales de cada uno de estos.
A. EL SISTEMA MECANICO
Este se halla compuesto por:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
El brazo o columna (armazón).
El pie
El tubo
El revolver
La platina y
Los tornillos calibradores (micrométrico y macrométrico)
3. Tubo
1. Brazo o
Columna
6. Tornillos:
Macrométrico
Micrométrico
2. Pie
4. Revolver
5. Platina
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B. SISTEMA OPTICO
Está constituido por:
1. las lentes oculares y
2. Las lentes objetivas
1. Lentes
Oculares
C. SISTEMA DE ILUMINACION
Se halla conformado por:
1. El espejo o lámpara,
2. El condensador y diafragma.
2. Condensador
Y Diafragma
1. Espejo o
Tubo
Lámpara
Tubo
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Para la fabricación del microscopio óptico en sus sistemas A. Mecánico, B.
Óptico, C. de Iluminación, exceptuando las lentes y el espejo, se emplean
materiales que hacen depender su calidad. Básicamente se utiliza el hierro y
aleaciones con cobre, dándole variaciones en su calibre de lámina
dependiendo las partes en especial que se desean elaborar. Otro material con
que se hallan elaboradas estas partes es el plástico pastificado y recubierto con
laminilla metálica que le da esta apariencia en su presentación.
4.1 Fabricación de las partes metálicas
La fabricación de las partes metálicas del microscopio están hechas de hierro y
aleaciones con cobre. Estas piezas son fabricadas en factorías especiales a
donde llega la materia prima en lingotes tubos, varillas o láminas para ser
moldeadas de conformidad con las especificaciones según el aparato a
elaborar. Existen microscopios hechos en materiales plásticos, pero los de más
alta calidad y durabilidad son elaborados en metal.
Elemento químico, símbolo Fe, número atómico 26 y peso atómico 55.847. El
hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre (5%). Es un
metal maleable, tenaz, de color gres plateado y magnético. Los cuatro isótopos
estables, que se encuentran en la naturaleza, tienen las masas 54, 56, 57 y 58.
Los dos minerales principales son la hematita, Fe2O3, y la limonita,
Fe2O3.3H2O. Las piritas, FeS2, y la cromita, Fe(CrO2)2, se explotan como
minerales de azufre y de cromo, respectivamente. El hierro se encuentra en
muchos otros minerales y está presente en las aguas freáticas y en la
hemoglobina roja de la sangre.
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El uso más extenso del hierro (fierro) es para la obtención de aceros
estructurales; también se producen grandes cantidades de hierro fundido y de
hierro forjado. Entre otros usos del hierro y de sus compuestos se tienen la
fabricación de imanes, tintes (tintas, papel para heliográficas, pigmentos
pulidores) y abrasivos (colcótar).
Exiten varias forma alotrópicas del hierro. La ferrita es estable hasta 760ºC
(1400ºF). El cambio del hierro B comprende principalmente una pérdida de
permeabilidad magnética porque la estructura de la red (cúbica centrada en el
cuerpo) permanece inalterada. La forma alotrópica tiene sus átomos en
arreglos cúbicos con empaquetamiento cerrado y es estable desde 910 hasta
1400ºC (1670 hasta 2600ºF).
4.2 Fabricación del Vidrio
El espejo y las lentes de un microscopio óptico, se hallan fabricadas con vidrio.
Materiales y técnicas
El ingrediente principal del vidrio es la sílice, obtenida a partir de arena,
pedernal o cuarzo.
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SÍLICE
Arenas de Sílice
El cuarzo (Si O2)
El Pedernal (Si O4)
Descripción técnica
La arena de Sílice es un compuesta resultante de la combinación del Sílice con
el Oxigeno. Su composición química esta formada por un átomo de sílice y dos
átomos de Oxigeno, formando una molécula muy estable: Si O2. Esta molécula
es insoluble en agua, y en la naturaleza se encuentra en forma de cuarzo. Si el
cuarzo esta cristalizado se denomina Cristal de Roca.
Usos industriales
Los usos industriales del sílice derivan de sus importantes propiedades físicas
y químicas, destacándose especialmente su dureza, resistencia química, alto
punto de fusión, piezoelectricidad, piroelectricidad y transparencia.
Es la materia prima fundamental para la fabricación del vidrio
(aproximadamente el 70 % de su composición es de sílice) y de la porcelana.
Sus arenas son utilizadas especialmente como lecho filtrante para depuración y
potabilización de las aguas (para la retención de los flóculos de tamaños muy
pequeños que no son separados por decantación), y por su dureza son
22
utilizados para la fabricación de lejías, abrasivos industriales y arenados.
Es una materia prima muy importante en la composición de las fórmulas de
detergentes, pinturas, hormigones y morteros especiales, y constituyen la
materia prima básica para la obtención del silicio, así mismo son la base para la
fabricación de refractarios de sílica y arenas de modelo, dado su alto punto de
fusión. A partir de las arenas silíceas se pueden producir fracciones
granulométricas específicas destinadas a mercados industriales tan diversos
como:
Filtros de agua, Perforaciones, Fundición, Vidrio, Morteros, Plantas
Potabilizadoras, Arenados, Pisos de cerámica, Pinturas, Resinas, Loza, Epoxi,
Campos deportivos (Fútbol, Golf, Paddle, Tenis, etc.), Piletas de natación.
Composición y propiedades
La sílice se funde a temperaturas muy elevadas para formar vidrio. Como éste
tiene un elevado punto de fusión y sufre poca contracción y dilatación con los
cambios de temperatura, es adecuado para aparatos de laboratorio y objetos
sometidos a choques térmicos (deformaciones debidas a cambios bruscos de
temperatura), como los espejos de los telescopios. El vidrio es un mal
conductor del calor y la electricidad, por lo que resulta práctico para el
aislamiento térmico y eléctrico. En la mayoría de los vidrios, la sílice se
combina con otras materias primas en distintas proporciones. Los fundentes
alcalinos, por lo general carbonato de sodio o potasio, disminuyen el punto de
fusión y la viscosidad de la sílice. La piedra caliza o la dolomita (carbonato de
calcio y magnesio) actúa como estabilizante. Otros ingredientes, como el plomo
o el bórax, proporcionan al vidrio determinadas propiedades físicas.
Fabricación de vidrio
El vidrio se fabrica a partir de una mezcla compleja de compuestos vitrificantes,
como sílice, fundentes, como los álcalis, y estabilizantes, como la cal. Estas
materias primas se cargan en el horno de cubeta (de producción continua) por
medio de una tolva. El horno se calienta con quemadores de gas o petróleo. La
llama debe alcanzar una temperatura suficiente, y para ello el aire de
combustión se calienta en unos recuperadores construidos con ladrillos
refractarios antes de que llegue a los quemadores. El horno tiene dos
recuperadores cuyas funciones cambian cada veinte minutos: uno se calienta
por contacto con los gases ardientes mientras el otro proporciona el calor
acumulado al aire de combustión. La mezcla se funde (zona de fusión) a unos
1.500 °C y avanza hacia la zona de enfriamiento, donde tiene lugar el recocido.
En el otro extremo del horno se alcanza una temperatura de 1.200 a 800 °C. Al
vidrio así obtenido se le da forma por laminación (como en el esquema
superior) o por otro método.
Vidrio de borosilicato
Este vidrio contiene bórax entre sus ingredientes fundamentales, junto con
sílice y álcali. Destaca por su durabilidad y resistencia a los ataques químicos y
23
las altas temperaturas, por lo que se utiliza mucho en utensilios de cocina,
aparatos de laboratorio y equipos para procesos químicos.
Color
Las impurezas en las materias primas afectan al color del vidrio. Para obtener
una sustancia clara e incolora, los fabricantes añaden manganeso con el fin de
eliminar los efectos de pequeñas cantidades de hierro que producen tonos
verdes y pardos. El cristal puede colorearse disolviendo en él óxidos metálicos,
sulfuros o seleniuros. Otros colorantes se dispersan en forma de partículas
microscópicas.
Ingredientes diversos
Entre los componentes típicos del vidrio están los residuos de vidrio de
composición similar, que potencian su fusión y homogeneización. A menudo se
añaden elementos de afino, como arsénico o antimonio, para desprender
pequeñas burbujas durante la fusión.
Propiedades físicas
Según su composición, algunos vidrios pueden fundir a temperaturas de sólo
500 °C; en cambio, otros necesitan 1.650 ºC. La resistencia a la tracción, que
suele estar entre los 3.000 y 5.500 N/cm2, puede llegar a los 70.000 N/cm2 si
el vidrio recibe un tratamiento especial. La densidad relativa (densidad con
respecto al agua) va de 2 a 8, es decir, el vidrio puede ser más ligero que el
aluminio o más pesado que el acero. Las propiedades ópticas y eléctricas
también pueden variar mucho.
Mezcla y fusión
Después de una cuidadosa medida y preparación, las materias primas se
mezclan y se someten a una fusión inicial antes de aplicarles todo el calor
necesario para la vitrificación. En el pasado, la fusión se efectuaba en
recipientes de arcilla (barro) que se calentaban en hornos alimentados con
madera o carbón. Todavía hoy se utilizan recipientes de arcilla refractaria, que
contienen entre 0,5 y 1,5 toneladas de vidrio, cuando se necesitan cantidades
relativamente pequeñas de vidrio para trabajarlo a mano. En las industrias
modernas, la mayor parte del vidrio se funde en grandes calderos, introducidos
por primera vez en 1872. Estos calderos pueden contener más de 1.000
toneladas de vidrio y se calientan con gas, fuel-oil o electricidad. Las materias
primas se introducen de forma continua por una abertura situada en un extremo
del caldero y el vidrio fundido, afinado y templado, sale por el otro extremo. En
unos grandes crisoles o cámaras de retención, el vidrio fundido se lleva a la
temperatura a la que puede ser trabajado y, a continuación, la masa vítrea se
transfiere a las máquinas de moldeo.
Moldeado
24
Los principales métodos empleados para moldear el vidrio son el colado, el
soplado, el prensado, el estirado y el laminado. Todos estos procesos son
antiguos (véase Vidrio (arte)), pero han sufrido modificaciones para poder
producir vidrio con fines industriales. Por ejemplo, se han desarrollado
procesos de colado por centrifugado en los que el vidrio se fuerza contra las
paredes de un molde que gira rápidamente, lo que permite obtener formas
precisas de poco peso, como tubos de televisión. También se han desarrollado
máquinas automáticas para soplar el vidrio.
Vidrio óptico
La mayoría de las lentes que se utilizan en gafas (anteojos), microscopios,
telescopios, cámaras y otros instrumentos ópticos se fabrican con vidrio óptico.
Éste se diferencia de los demás vidrios por su forma de desviar (refractar) la
luz. La fabricación de vidrio óptico es un proceso delicado y exigente. Las
materias primas deben tener una gran pureza, y hay que tener mucho cuidado
para que no se introduzcan imperfecciones en el proceso de fabricación.
Pequeñas burbujas de aire o inclusiones de materia no vitrificada pueden
provocar distorsiones en la superficie de la lente. Las llamadas cuerdas, estrías
causadas por la falta de homogeneidad química del vidrio, también pueden
causar distorsiones importantes, y las tensiones en el vidrio debidas a un
recocido imperfecto afectan también a las cualidades ópticas.
En la antigüedad, el vidrio óptico se fundía en crisoles durante periodos
prolongados, removiéndolo constantemente con una varilla refractaria.
Después de un largo recocido, se partía en varios fragmentos; los mejores
volvían a ser triturados, recalentados y prensados con la forma deseada. En los
últimos años se ha adoptado un método para la fabricación continua de vidrio
en tanques revestidos de platino, con agitadores en las cámaras cilíndricas de
los extremos (llamadas homogeneizadores). Este proceso produce cantidades
mayores de vidrio óptico, con menor coste y mayor calidad que el método
anterior. Para las lentes sencillas se usa cada vez más el plástico en lugar del
vidrio. Aunque no es tan duradero ni resistente al rayado como el vidrio, es
fuerte y ligero y puede absorber tintes.
Vidrio (industria), sustancia amorfa fabricada sobre todo a partir de sílice
(SiO2) fundida a altas temperaturas con boratos o fosfatos. También se
encuentra en la naturaleza, por ejemplo en la obsidiana, un material volcánico,
o en los enigmáticos objetos conocidos como tectitas. El vidrio es una
sustancia amorfa porque no es ni un sólido ni un líquido, sino que se halla en
un estado vítreo en el que las unidades moleculares, aunque están dispuestas
de forma desordenada, tienen suficiente cohesión para presentar rigidez
mecánica. El vidrio se enfría hasta solidificarse sin que se produzca
cristalización; el calentamiento puede devolverle su forma líquida. Suele ser
transparente, pero también puede ser traslúcido u opaco. Su color varía según
los ingredientes empleados en su fabricación.
El vidrio fundido es maleable y se le puede dar forma mediante diversas
técnicas. En frío, puede ser tallado. A bajas temperaturas es quebradizo y se
rompe con fractura concoidea (en forma de concha de mar).
25
Vidrio soluble, compuesto de silicato de sodio (o potasio), incoloro y de
aspecto vidrioso, de fórmula Na2SiO3 (véase Vidrio; Silicio). Es soluble en
agua y alcohol, y se emplea comercialmente como cemento, para fabricar
hormigón y como capa protectora en materiales ignífugos. También se utiliza
en la elaboración de jabones y detergentes sintéticos y en procesos de refinado
del petróleo. La disolución de vidrio soluble también se utiliza para conservar
huevos y madera.
Aplicaciones
Se utiliza en la industria del acero como componente de las aleaciones de
silicio-acero. Para fabricar el acero, se desoxida el acero fundido añadiéndole
pequeñas cantidades de silicio; el acero común contiene menos de un 0,03%
de silicio. El acero de silicio, que contiene de 2,5 a 4% de silicio, se usa para
fabricar los núcleos de los transformadores eléctricos, pues la aleación
presenta baja histéresis (véase Magnetismo). Existe una aleación de acero, el
durirón, que contiene un 15% de silicio y es dura, frágil y resistente a la
corrosión; el durirón se usa en los equipos industriales que están en contacto
con productos químicos corrosivos. El silicio se utiliza también en las
aleaciones de cobre, como el bronce y el latón.
El silicio es un semiconductor; su resistividad a la corriente eléctrica a
temperatura ambiente varía entre la de los metales y la de los aislantes. La
conductividad del silicio se puede controlar añadiendo pequeñas cantidades de
impurezas llamadas dopantes. La capacidad de controlar las propiedades
eléctricas del silicio y su abundancia en la naturaleza han posibilitado el
desarrollo y aplicación de los transistores y circuitos integrados que se utilizan
en la industria electrónica.
La sílice y los silicatos se utilizan en la fabricación de vidrio, barnices, esmaltes,
cemento y porcelana, y tienen importantes aplicaciones individuales. La sílice
fundida, que es un vidrio que se obtiene fundiendo cuarzo o hidrolizando
tetracloruro de silicio, se caracteriza por un bajo coeficiente de dilatación y una
alta resistencia a la mayoría de los productos químicos. El gel de sílice es una
sustancia incolora, porosa y amorfa; se prepara eliminando parte del agua de
un precipitado gelatinoso de ácido silícico, SiO2·H2O, el cual se obtiene
añadiendo ácido clorhídrico a una disolución de silicato de sodio. El gel de
sílice absorbe agua y otras sustancias y se usa como agente desecante y
decolorante.
El silicato de sodio (Na2SiO3), también llamado vidrio, es un silicato sintético
importante, sólido amorfo, incoloro y soluble en agua, que funde a 1.088 °C. Se
obtiene haciendo reaccionar sílice (arena) y carbonato de sodio a alta
temperatura, o calentando arena con hidróxido de sodio concentrado a alta
presión. La disolución acuosa de silicato de sodio se utiliza para conservar
huevos; como sustituto de la cola o pegamento para hacer cajas y otros
contenedores; para unir gemas artificiales; como agente incombustible, y como
relleno y adherente en jabones y limpiadores. Otro compuesto de silicio
importante es el carborundo, un compuesto de silicio y carbono que se utiliza
como abrasivo.
26
El monóxido de silicio, SiO, se usa para proteger materiales, recubriéndolos de
forma que la superficie exterior se oxida al dióxido, SiO2. Estas capas se
aplican también a los filtros de interferencias.
Fabricación de las lentes opticas
Una lente es un sistema óptico limitado por dos superficies refringentes que
tienen un eje común. Cabe mencionar que según su composición, tendrán
diferentes índices de refracción.
El índice de refracción es lo que determina la desviación de la luz en el interior
del material que compone la lente.
Podemos señalar que según la composición del vidrio, variará el índice de
refracción.
Los materiales que componen las lentes pueden ser:






Vidrio Común Verde
Borosilicato
Flint
Vidrio Siliceo (Crown)
Vidrio Común Blanco
Otros
Las lentes son clasificadas según su forma:





|) Plano Convexa
|( Plano Cóncava
() Biconvexa
)( Bicóncava
|| Plano (Visor sin aumento)
27
El proceso parla fabricación de una lente comienza con una placa de vidrio
determinada. Esta se corta en la medida justa, obteniendo así un trozo de vidrio
con el peso adecuado. Lo cual nos permite dar el primer paso, el prensado.
El prensado también llamado horneado, es el procedimiento mediante el cual
se calienta el trozo de vidrio hasta ablandarlo. A continuación se lo prensa y se
obtiene la forma gruesa del lente requerido.
Una vez enfriado el vidrio (en hornos especiales) se da paso a la etapa final, el
tallado y el pulido.
El siguiente paso es el refinado y pulido, que consiste en dejar la lente sin
rayones, estriíllas o poros abiertos. Para ello utiliza la pulidora y algunos
químicos color mostaza.
Aquí procederemos a tallar para dar la curvatura exacta con moldes especiales.
Luego se pule para obtener la transparencia necesitada. Este refinado y
pulido, que consiste en dejar la lente sin rayones, estriíllas o poros abiertos.
Para ello utiliza la pulidora y algunos químicos color mostaza.
Boris Reynoso selecciona el molde que le servirá en el generador para darle la
curvaturaa las lentes
28
29
30
4.3 ENSAMBLE DE LA ESTRUCTURA DEL MICROSCOPIO OPTICO
El proceso requerido para el montaje de las diferentes partes del microscopio
óptico debe tener presente:
1. Brazo, columna, asa o soporte
2. Pie o base
3. Oculares
4. Tubo
5. Objetivos
6. Revolver
7. Platina
8. Condensado y diafragma
9. Espejo o lámpara
es el siguiente:
1. Montaje del brazo y el pie. El brazo se une con el pie atornillándolos de
manera firme, y en este se ensamblarán las demás partes del microscopio.
2. Selección de las lentes oculares. Estas se seleccionan
de conformidad con la resolución de imagen que se quiere
observar, las cuales van desde 10X hasta 20X o más
aumentos.
3. Montaje de las lentes en el porta oculares. Una vez
seleccionadas las lentes que constituirán el ocular, se
insertan en un tubo cilíndrico llamado portaoculares. Estas
lentes están sujetas a desplazamiento interno de arriba
hacia abajo y viceversa para determinar el enfoque
31
deseado.
4. Montaje del Ocular en el Tubo. El ocular se monta en el tubo óptico
mediante un ensamble de enroscado sinfín, provisto en el extremo del porta
ocular y el tubo.
5. Montaje del Tubo en el brazo, columna, asa o soporte.
Una vez ensamblado el ocular en el tubo, se procede a
montarlo en el brazo del microscopio. Este al igual que el
ocular, se enrosca al brazo hasta darle firmeza.
6. Montaje del revolver. El revolver es la parte del
microscopio que consta de un sistema básico de tres
cilindros giratorios, donde se ensamblan las lentes
ópticas de los diferentes tipos de aumentos. Este se une
al brazo enroscándolo y entra en contacto con el tubo a
manera de una pieza integral con el ocular.
32
7. Montaje de la platina y tornillos calibradores. La platina se une al brazo con
tornillos milimétricos. Esta se halla provista de un sistema llamado cremallera
que le permite su desplazamiento de arriba a bajo y viceversa para calibrar los
enfoques por medio de los tornillos micrométrico y macrométrico.
8. Montaje del condensador. El condensador además del lente se halla
acompañado de un diafragma que se puede cerrar o abrir para regular el paso
de la luz. Este se ensambla debajo de la platina y su orificio debe quedar en
dirección perpendicular al de la platina para posibilitar el paso del rayo
lumínico.
2. Condensador
Y Diafragma
1. Espejo o
Tubo
Lámpara
Tubo
33
9. Montaje del espejo o lámpara. El espejo o la lámpara va anclado en el pie o
en el brazo del microscopio orientado de tal manera que dirija la luz a la lente
del condensador.
10. Estructura final del equipo.
Una vez montadas en forma correcta todas las piezas , queda armado el
microscopio y listo para ser utilizado.
34
5. ANALISIS SITEMÁTICO
(UTILIZACIÓN)
5.1 utilización
El microscopio es la herramienta principal que se utiliza en la técnica
denominada microscopia, la cual consiste en la observación y análisis de
cuerpos y partículas que no son visibles al ojo humano en condiciones
normales, es decir a simple vista.
La forma de utilizar el microscopio óptico se puede describir a continuación:
Los diversos elementos que existen en la naturaleza, presentan tamaños,
formas y composiciones distintas, la mayoría de ellas pueden verse, algunas a
simple vista, y otras mediante instrumentos.
Si lo que queremos observar implica la utilización de instrumentos por que
estos son demasiado pequeños o diminutos, recurrimos a la microscopia, que
estudia este tipo de cuerpos, por medio del microscopio.
El siguiente esquema muestra la forma como se apreciarían ciertos elementos
vistos a traves del microscopio según su escala de tamaños, desde la
visualización en centímetros, milímetros, micrómetros, nanómetros hasta
unidades ángstrom.
Para usar el microscopio de objetivos secos o de inmersión, se deben
tener en cuenta los siguientes pasos:
1. Colocar el objetivo de menor aumento en posición de empleo y bajar la
platina completamente
2. Colocar la preparación sobre la platina sujetándola con las pinzas metálicas.
3. Comenzar la observación con el objetivo de 4x (ya está en posición) o
colocar el de 10 aumentos (10x) si la preparación es de bacterias.
4. Para realizar el enfoque:
35
a. Acercar al máximo la lente del objetivo a la preparación, empleando el
tornillo macrométrico. Esto debe hacerse mirando directamente y no a
través del ocular, ya que se corre el riesgo de incrustar el objetivo en la
preparación pudiéndose dañar alguno de ellos o ambos.
b. Mirando, ahora sí, a través de los oculares, ir separando lentamente el
objetivo de la preparación con el macrométrico y, cuando se observe
algo nítida la muestra, girar el micrométrico hasta obtener un enfoque
fino.
5. Pasar al siguiente objetivo. La imagen debería estar ya casi enfocada y
suele ser suficiente con mover un poco el micrométrico para lograr el
enfoque fino. Si al cambiar de objetivo se perdió por completo la imagen, es
preferible volver a enfocar con el objetivo anterior y repetir la operación
desde el paso 3. El objetivo de 40x enfoca a muy poca distancia de la
preparación y por ello es fácil que ocurran dos tipos de percances:
incrustarlo en la preparación si se descuidan las precauciones anteriores y
mancharlo con aceite de inmersión si se observa una preparación que ya se
enfocó con el objetivo de inmersión.
6. Empleo del objetivo de inmersión:
a. Bajar totalmente la platina.
b. Subir totalmente el condensador para ver claramente el círculo de luz
que nos indica la zona que se va a visualizar y donde habrá que echar el
aceite.
c. Girar el revólver hacia el objetivo de inmersión dejándolo a medio
camino entre éste y el de x40.
d. Colocar una gota mínima de aceite de inmersión sobre el círculo de luz.
e. Terminar de girar suavemente el revólver hasta la posición del objetivo
de inmersión.
f. Mirando directamente al objetivo, subir la platina lentamente hasta que la
lente toca la gota de aceite. En ese momento se nota como si la gota
ascendiera y se adosara a la lente.
g. Enfocar cuidadosamente con el micrométrico. La distancia de trabajo
entre el objetivo de inmersión y la preparación es mínima, aun menor
que con el de 40x por lo que el riesgo de accidente es muy grande.
36
h. Una vez se haya puesto aceite de inmersión sobre la preparación, ya no
se puede volver a usar el objetivo 40x sobre esa zona, pues se
mancharía de aceite. Por tanto, si desea enfocar otro campo, hay que
bajar la platina y repetir la operación desde el paso 3.
i. Una vez finalizada la observación de la preparación se baja la platina y
se coloca el objetivo de menor aumento girando el revólver. En este
momento ya se puede retirar la preparación de la platina. Nunca se debe
retirar con el objetivo de inmersión en posición de observación.
j. Limpiar el objetivo de inmersión con cuidado empleando un papel
especial para óptica. Comprobar también que el objetivo 40x está
perfectamente limpio.
5.2 Observaciones Microscópicas
EJEMPLO:
OBSERVACIÓN MICROSCÓPICA DE HONGOS
OBJETIVOS
1. Realizar preparaciones en fresco y en cinta adhesiva de distintas
especies de mohos.
Observar la morfología de los hongos y distinguir entre hifas septadas y no
septadas y entre distintos tipos de esporas y las estructuras que las originan
MATERIAL



Microscopio
Portaobjetos y cubreobjetos
(22x22 mm) muy limpios y
desengrasados con alcohol
Aguja enmangada o lanceta



Trozo enmohecido de fruta o
pan o un cultivo de hongos
Solución de lactofenol al azul
algodón
Cinta adhesiva transparente
PREPARACIÓN EN FRESCO DE MOHOS
TÉCNICA
1. Colocar sobre un portaobjetos una gota de solución de lactofenol no
demasiado grande para evitar que el cubreobjetos flote y la preparación
quede demasiado gruesa. Realizar la misma operación en otro
portaobjetos que se usará para lavar la muestra.
2. Tomar el material a observar en una mínima cantidad con agujas finas o
lancetas procurando arrancarlo desde la base y disponerlo con cuidado
37
sobre la gota de uno de los portaobjetos. Con esta especie de lavado se
consigue desprender el exceso de conidios que casi siempre llenan
estas preparaciones y que impiden ver lo que realmente interesa, los
conidióforos.
3. Transportar el material con la lanceta a la gota del segundo portaobjetos
que será ya el definitivo. Si se trata de hongos con picnidios (estructuras
globosas tapizadas en su interior por los conidióforos), se aplastarán
éstos ligeramente sobre la gota o se seccionarán con un bisturí.
4. Con agujas muy finas se distribuye el material en la gota de manera que
no quede amontonado.
5. Colocar el portaobjetos poco a poco y empezando por un lado para
evitar que se formen burbujas entre los dos vidrios.
PREPARACIÓN EN CINTA ADHESIVA
TÉCNICA
2. Colocar sobre un portaobjetos una gota de solución de lactofenol no
demasiado grande para evitar que el cubreobjetos flote y la preparación
quede demasiado gruesa.
3. Cortar un trozo de cinta adhesiva transparente de aproximadamente
2cm.
4. Tocar con el lado adhesivo de la cinta la superficie de la fruta o el pan
enmohecidos o el borde de una colonia de hongo de un cultivo. En la
zona central de una colonia puede haber una excesiva concentración de
esporas.
5. Pegar la cinta adhesiva sobre la gota del portaobjetos.
6. Eliminar el colorante sobrante con un papel de filtro.
RESULTADOS


Moho del tomate: x600 x1500
Aspergillus: x150 x600 (foto a / foto b)
Penicillum: x600 x1500

Moho del tomate: x600 x1500
38

Aspergillus: x150 x600 (foto a / foto b)
Penicillum: x600 x1500
OBSERVACIÓN DE CÉLULAS SANGUÍNEAS
MATERIALES





TÉCNICA
Microscopio
Portaobjetos
Mechero de alcohol
Lanceta estéril
Cubeta de tinción




Frasco lavador
Alcohol absoluto
Hematoxilina
Eosina
39
1. Con la lanceta estéril realizar una punción en un pulgar.
2. Depositar una gota de sangre en la parte central de un portaobjetos.
3. Colocar un portaobjetos como indica el dibujo y deslizarlo sobre toda la
superficie del porta de manera que se pueda obtener una fina película
de sangre.
4. Colocar el frotis de sangre sobre la cubeta de tinción y añadir unas gotas
de alcohol absoluto y dejar que el alcohol se evapore para fijar la
preparación.
5. Cubrir con unas gotas de hematoxilina y dejar actuar durante 15
minutos. Evitar la desecación del colorante agregando más líquido.
6. Lavar la preparación y añadir unas gotas de eosina dejándola actuar 1
minuto.
7. Volver a lavar hasta que no queden restos de colorante.
8. Dejar secar aireando el porta o bien al calor muy lento de la llama del
mechero.
9. Observar al microscopio.
OBSERVACIÓN MICROSCÓPICA
Al microscopio se verán con un dominio predominante los glóbulos rojos,
hematíes o eritrocitos teñidos de color rojo por la eosina. No tienen núcleo y
son más delgados por el centro que por los bordes.
Los glóbulos blancos o leucocitos se identifican fácilmente por la presencia de
núcleo, teñido de morado por la hematoxilina. Hay varias clases de leucocitos:
1. Linfocitos (foto): de tamaño aproximado al de los glóbulos rojos, tienen
un solo núcleo que ocupa casi todo el glóbulo.
2. Monocitos: son los leucocitos mayores, poco frecuentes normalmente,
núcleo grande, redondo, son los más móviles y su función principal es la
fagocitosis.
40
3. Polimorfonucleares (foto): núcleo fragmentado o arrosariado. Pueden ser
eosinófilos, con abundantes granulaciones teñidas de rojo por la eosina,
neutrófilos y basófilos.
Las plaquetas no son visibles ya que precisan una técnica especial de tinción.
OTRAS OBSERVACIONES
Animales:
*Insectos:
Abeja (Insecto perteneciente al orden de los himenópteros)
Avispa (Insecto perteneciente al orden de los himenópteros)
Ala de mosca
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Escarabajo (Insecto coleóptero)
* Marinos:
Estrella de mar (Animal equinodermo, de cuerpo comprimido, en figura de
estrella de cinco puntas, que vive en el mar a diferentes profundidades, según
las especies)
Cangrejo (Crustáceo comestible de varias formas y clases)
Ceritio rupestre (Molusco gasterópodo)
Pecten (Molusco lamelibranquio, denominado comunmente vieira)
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Madrépora (pólipo que se cría formando un polípero poroso)
Moluscos varios
Tubos de poliqueto
*Animales varios:
Médula de gato.
Glandulas suprarrenales de cerdo.
43
Bazo de oveja.
Plantas:
Alga marina (planta celular)
Granos de polen
Algodón
Esporas de helecho
Objetos varios:
Lentejuela
44
Hilo
Limaduras de hierro
Chinche
5.3 mantenimiento y precauciones al usar el microscopio
1. Al finalizar el trabajo, hay que dejar puesto el objetivo de menor aumento
en posición de observación, asegurarse de que la parte mecánica de la
platina no sobresale del borde de la misma y dejarlo cubierto con su
funda.
2. Cuando no se está utilizando el microscopio, hay que mantenerlo
cubierto con su funda para evitar que se ensucien y dañen las lentes. Si
no se va a usar de forma prolongada, se debe guardar en su caja dentro
de un armario para protegerlo del polvo.
3. Nunca hay que tocar las lentes con las manos. Si se ensucian, limpiarlas
muy suavemente con un papel de filtro o, mejor, con un papel de óptica.
4. No dejar el portaobjetos puesto sobre la platina si no se está utilizando el
microscopio.
5. Después de utilizar el objetivo de inmersión, hay que limpiar el aceite
que queda en el objetivo con pañuelos especiales para óptica o con
papel de filtro (menos recomendable). En cualquier caso se pasará el
45
papel por la lente en un solo sentido y con suavidad. Si el aceite ha
llegado a secarse y pegarse en el objetivo, hay que limpiarlo con una
mezcla de alcohol-acetona (7:3) o xilol. No hay que abusar de este tipo
de limpieza, porque si se aplican estos disolventes en exceso se pueden
dañar las lentes y su sujeción.
6. No forzar nunca los tornillos giratorios del microscopio (macrométrico,
micrométrico, platina, revólver y condensador).
7. El cambio de objetivo se hace girando el revólver y dirigiendo siempre la
mirada a la preparación para prevenir el roce de la lente con la muestra.
No cambiar nunca de objetivo agarrándolo por el tubo del mismo ni
hacerlo mientras se está observando a través del ocular.
8. Mantener seca y limpia la platina del microscopio. Si se derrama sobre
ella algún líquido, secarlo con un paño. Si se mancha de aceite, limpiarla
con un paño humedecido en xilol.
9. Es conveniente limpiar y revisar siempre los microscopios al finalizar la
sesión práctica y, al acabar el curso, encargar a un técnico un ajuste y
revisión general de los mismos.
10. Debe ser protegido, guardándolo en el respectivo estuche para evitarle
la penetración del polvo y el exceso de humedad.
46
6. ANÁLISIS HISTÓRICO
La historia del desarrollo y progreso de la Ciencia Óptica va aparejada, o mejor
dicho, es la del Microscopio.
Como aparato óptico auxiliar en la investigación científica ha adquirido con el
transcurso del tiempo una importancia trascendental, sin precedentes en la
historia de los grandes progresos de las ciencias, de la biología en particular.
No es exagerado ni aventurado afirmar que entre los múltiples instrumentos
destinados a la exploración científica no existe en la actualidad otro que tenga
tantas aplicaciones, que se haya generalizado tanto y rinda mayores ventajas
que el microscopio. Virtualmente ello encarna un imponderable valor definitivo
en el campo de la Ciencia.
En efecto, hay ciencias basadas exclusivamente en él y cuyo desarrollo no
había sido posible hasta que el microscopio alcanzó cierto grado de perfección.
La Bacteriología, la Petrografía y la Metalografía son buenos ejemplos de ello.
Otras hay, como la Medicina, la Biología, la Historia Natural, la Química,
etcétera, que precisan apelar ineludiblemente a la Microscopia para completar
los estudios hechos a simple vista (microscópicamente).
Sin su hallazgo el estudio de las cosas y de los seres, o entidades sumamente
pequeñas, microscópicas para el alcance de la vista normal del micrógrafo,
habría sido prácticamente imposible. El ojo humano, por su especial estructura
anatómica, tiene su capacidad visual; de ahí la necesidad de ampliar las
impresiones percibidas por nuestra retina con el auxilio de distintos
mecanismos o medios ópticos, como es el caso del microscopio, por ejemplo.
El conocimiento objetivo, especialmente de los diminutos individuos vivientes
que pululan a millares en una gota de agua _ponemos por caso- positivamente
ha sido asombro del científico de todos los tiempos. Y la comprobación
experimental de que la textura de animales y plantas en último análisis se
reduce a una confederación de tejidos y éstos a su vez de células federadas,
potencialmente capaces cada una de ellas de vida independiente, con una
organización y estructura complejas; así como el hecho comprobado de que la
suma total de energías elaboradas por cada uno de estos microscópicos
componentes celulares, imprimen a la totalidad del individuo, vegetal o animal,
el sello específico de su estirpe en la escala correspondiente, es, repetimos,
cosa que maravilla y causa sensación al hombre de ciencia.
Con la invención del microscopio se resolvieron problemas esenciales,
algunos de los cuales cambiaron nuestra forma de pensar.
A continuación se muestra todo lo relacionado con la historia de este
instrumento maravilloso.
El microscopio se invento, hacia 1610, por Galileo, según los
italianos, o por Jansen, en opinión de los holandeses. La
palabra microscopio fue utilizada por primera vez por los
47
componentes de la "Accademia dei Lincei" una sociedad científica a la que
pertenecía Galileo y que publicaron un trabajo sobre la observación
microscópica del aspecto de una abeja.
Sin embargo las primeras publicaciones importantes en el
campo de la microscopia aparecen en 1660 y 1665 cuando
Malpighi prueba la teoría de Harvey sobre la circulación
sanguínea al observar al microscopio los capilares sanguíneos
y Hooke publica su obra Micrographia.
A mediados del siglo XVII un comerciante holandés,
Leenwenhoek, utilizando microscopios simples de fabricación
propia describió por primera vez protozoos, bacterias,
espermatozoides y glóbulos rojos.
Durante el siglo XVIII el microscopio sufrió diversos adelantos
mecánicos que aumentaron su estabilidad y su facilidad de uso
aunque no se desarrollaron mejoras ópticas. Las mejoras mas
importantes de la óptica surgieron en 1877 cuando Abbe
publica su teoría del microscopio y por encargo de Carl Zeiss
mejora la microscopía de inmersión sustituyendo el agua por
aceite de cedro lo que permite obtener aumentos de 2000A
principios de los años 30 se habia alcanzado el limite teórico
para los microscopios ópticos no consiguiendo estos, aumentos
superiores a 500X o 1000X sin embargo existia un deseo
científico de observar los detalles de estructuras celulares (
núcleo, mitochondria... etc.).
El microscopio electrónico de transmisión (T.E.M.) fué el primer
tipo de microscopio electrónico desarrollado este utiliza un haz
de electrones en lugar de luz para enfocar la muestra
consiguiendo aumentos de 100.000 X. Fue desarrollada por
Max Knoll y Ernst Ruska en Alemania en 1931. Posteriormente,
en 1942 se desarrolla el microscopio electrónico de barrido
(SEM).
48
Los primeros en usar el microscopio, usaron sistemas de lentes que producían
aumentos mucho mayores que los obtenidos con una sola lente. Sin embargo,
empleaban lentes imperfectos, de superficies irregulares y con fallas internas.
Si se intentaba lograr un aumento apreciable, la visión de los detalles se hacía
confusa. El comerciante holandés, Antón van Leeuwenhork usaba lentes
simples de pequeños trozos de cristal perfecto. Puliéndolos cuidadosamente,
logró aumentar un objeto hasta 270 veces sin perjuicio de la nitidez. Tenía 419
lentes alguna de las cuales eran de cristal de roca y hasta de diamante, en
algunos casos no eran mayores que el tamaño de un alfiler, por lo que sus
microscopios tenían un tamaño diminuto comparados con otros de la misma
época. Con esas lentes observaba todo lo que podía y logró describir los
glóbulos rojos de la sangre y los capilares con mayor detalle.
Fue el primero en ver a lo que más tarde se llamarían bacterias y a los
protozoarios, que él denominó “animalículos”.
En el siglo XVIII aparecieron una gran variedad de microscopios.
Estos son algunos de ellos:
El microscopista danés Otto Muller
consiguió
en
1773
distinguir
lo
suficientemente bien a aquellos pequeños
seres para clasificarlos en dos tipos:
bacilos
(que
significa
“pequeños
vástagos”) y espirilos (por su forma
espiral).
El microscopio se fue perfeccionando con gran lentitud, uno de los defectos de
los microscopios primitivos era que sus lentes descomponían la luz blanca en
los colores que la constituyen. Los objetos pequeños se veían rodeados de
anillos de color (aberración cromática) que impedían observar con claridad los
detalles. Pero alrededor de 1820 se perfeccionaron cuando Joseph Jackson
Lister, un óptico inglés, diseñó un microscopio acromático capaz de eliminar los
anillos de color que limitaban la claridad de la imagen. Lister descubrió que los
glóbulos rojos eran en realidad, discos bicóncavos. El microscopio acromático
constituyó un gran avance, iniciando una serie de
perfeccionamientos que dieron como resultado el moderno
microscópio óptico.
En 1930 el mundo submicroscópico se amplió con la aparición
del microscopio electrónico cuya ventaja principal con respecto
al microscopio óptico es un aumento de 1000 veces en la
49
magnificación del material observado acompañado de una mayor capacidad de
resolución generando una mejor definición y una ampliación del mundo
microscópico. ADN, virus y pequeñas organelas fueron observadas por primera
vez con este microscopio. La mayoría de los pioneros en la microscopía
electrónica en biología siguen vivos y los dos de los más importantes son:
Albert Claude y George Palade, quienes recibieron el Premio Nobel de
Medicina en 1974 por sus logros en biología celular utilizando el microscopio
electrónico.
Existen dos tipos básicos de microscopios electrónicos los cuales fueron
inventados al mismo tiempo pero tienen diferentes usos. El microscopio
electrónico de transmisión (MET) proyecta electrones a través de una fina capa
de tejido o material a observar produciendo una imagen en dos dimensiones
sobre una pantalla fosforescente.
El microscopio electrónico de barrido (MEB) produce
una imagen que da la impresión de ser en tres
dimensiones. Este microscopio utiliza dos o tres
puntos de la muestra donde llegan los electrones
que escanean la superficie del espécimen a
observar y salen del espécimen como electrones
secundarios siendo detectados por un sensor. La
imagen se produce como el espécimen entero, a diferencia del MET donde la
imagen corresponde sólo a los electrones transmitidos.
El microscopio cuántico fue presentado por Binning
y Röler en 1982 y recibieron en 1986 el Premio
Nobel de Física. Este microscopio forma parte de
los instrumentos llamados nanoscopios porque
posibilitan ver objetos del tamaño en nanómetros.
Se lo conoce como "microscopio de barrido de
efecto túnel".
MICROSCOPIO ELECTRONICO DE BARRIDO
El Microscopio Electrónico de Barrido permite obtener imágenes de gran
resolución
en
materiales
pétreos,
metálicos
y
orgánicos.
La luz se sustituye por un haz de electrones, las lentes por electroimanes y las
muestras se hacen conductoras metalizando su superficie. Los electrones
secudarios se asocian a una señal de TV.
50
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Microscopio Electrónico de Barrido.



Imágenes digitales hasta 2048 x 2048 pixel.
Resolución de 25 nm a 1 kV y de 3,5 nm a 30 kV.
Lentes magnéticas y bomba turbomolecular refrigeradas por agua.
Detector de centelleo para electrones secundarios, de Si para electrones
dispersados y de Si(Li) para rayos X.
Sistema de Microanálisis de Rayos X.



Detector de Si(Li) refrigerado con NL para rayos X.
Espectros de energía de rayos X con una resolución de 128 eV.
Detección cualitativa de elementos.
Imagen de los elementos en la muestra.
APLICACIONES
HORMIGONES Y ARIDOS






Mineralogía de cementos: clínker,
alitas, etc...
Mineralogía de áridos: granito,
calizas, etc...
Crecimientos cristalinos, texturas,
fisuraciones, porosidades, fragilidad,
etc...
Fases
reactivas,
productos
expansivos.
Interferencia árido pasta, índice de
huecos, etc...
Composición
microquímica,
alteraciones, etc...
Cuantificación de parámetros de caracterización
METALES Y ORGANICOS






Análisis morfológico y fractográfico.
Análisis de inclusiones.
Corrosión de superficies y oxidaciones.
Estudio, análisis y evaluación de fases.
Cartografía de elementos químicos.
Ataques superficiales por alteración.
Espesores y distribución de capas.
Microscopio electrónico de transmisión
51
Un microscopio electrónico de transmisión es un
microscopio que utiliza un haz de electrones para visualizar
un objeto debido a que la potencia amplificadora de un
microscopio óptico está limitada por la longitud de onda de
la luz visible. Debido a que los electrones tienen una
longitud de onda mucho menor que la de la luz pueden
mostrar estructuras mucho más pequeñas. Las partes
principales de un microscopio electrónico son:





Cañón de electrones, que emite los electrones que
chocan contra el espécimen, creando una imagen
aumentada.
Lentes magnéticas para crear campos que dirigen
y enfocan el haz de electrones, ya que las lentes
convencionales utilizadas en los microscopios
ópticos no funcionan con los electrones.
Sistema de vacío es una parte muy importante del
microscopio electrónico. Debido a que los electrones
pueden ser desviados por las moléculas del aire, se
debe hacer un vacío casi total en el interior de un
microscopio de estas características.
Placa fotográfica o pantalla fluorescente que se
coloca detrás del objeto a visualizar para registrar la
imagen aumentada.
Sistema de registro que muestra la imagen que
producen los electrones, que suele ser una
computadora.
El microscopio electrónico de transmisión emite un haz
de electrones dirigido hacia el objeto que se desea
aumentar. Una parte de los electrones rebotan o son
absorbidos por el objeto y otros lo atraviesan formando una
imagen aumentada de la muestra. Para utilizar un
microscopio electrónico de transmisión debe cortarse la muestra en capas
finas, no mayores de un par de miles de ángstroms. Los microscopios
electrónicos de transmisión pueden aumentar un objeto hasta un millón de
veces.
El primer microscopio electrónico de transmisión fue desarrollado entre 1931 y
1933 por Ruska y sus colaboradores. La óptica básica de ese primer
microscopio electrónico se mantiene hasta nuestros días; los cambios en los
microscopios modernos consisten en adicionar más lentes para incrementar el
ámbito de aumentos y darle mayor versatilidad. El primer microscopio
electrónico de transmisión comercial lo construyó la Siemens en 1939.
52
Bibliografía
B.N Begunov, N.P Zakarnov, Teoría de sistemas ópticos, Págs. 172-229, 264391. Editorial MIR-Moscú. México-URSS 1976
CETTO Ana María. La luz en la naturaleza y en el laboratorio. Colección La
ciencia para todos, fce, 6ª reimpresión, México, 1996.
DOUGLAS C. Giancoli. Física, principios con aplicaciones. Prentice-Hall
Hispanoamericana, S.A. 4ª edición, 1997.
DREYFUS Cortés, Georges. El Mundo de los microbios. Colección La ciencia
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VELASCO Oyarzabal, Félix. Lecciones de física, Editorial cecsa, México, 1979.
Hecht, Eugene, Óptica Págs. 151-241 3a edición, Editorial Adisson Wesley
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http://www.aldeaeducativa.com/aldea/Tareas2.asp?which=40
http://www.joseacortes.com/practicas/microscopio.htm
http://www.monografias.com/trabajos12/micros/micros.shtml
http://www.biologia.arizona.edu/cell/cell.html
http://www.correodelmaestro.com
http://www.anatomohistologia.uns.edu.ar
Bibliografía temática:
Curiosas microfotografías con microscopía de barrido y posibilidad de manejar
virtualmente uno de estos microscopios http://www.denniskunkel.com/
Completa colección de técnicas de tinción, con sus correspondientes
protocolos http://www.nottingham.ac.uk/pathology/default.html
53
Completo tratado sobre microscopía electrónica: fundamentos, microscopios,
preparación de muestras y procesado digital de las imágenes http://emoutreach.sdsc.edu/web-course/toc.html
Completo tutorial de digitalización de imágenes, donde se explican los términos
básicos http://www.library.cornell.edu/preservation/tutorialspanish/contents.html
Descripción y funcionamiento del microscopio electrónico de barrido y galería
de imágenes http://www.mos.org/sln/sem/
Descripción y fundamento de los microscopios electrónicos de transmisión y
barrido http://www.unl.edu/CMRAcfem/em.htm
Fundamentos de la microscopía de resonancia magnética y completa galería
de imágenes animadas
http://wwwcivm.mc.duke.edu/civmGallery/L1Gallery.html
Fundamentos del microscopio electrónico de barrido, descripción del
funcionamiento con numerosos esquemas. Galería de imágenes
http://www.mse.iastate.edu/microscopy/home.html
Fundamentos teóricos de microscopía óptica, fluorescencia y confocal
http://www.btrip.mednet.ucla.edu/bri/homepage.htm
Manual de técnicas de preparación de muestras y tinción
http://bris.ac.uk/pathandmicro/cpl/lablinks.html
Microscopía confocal y de fluorescencia
http://www.itg.uiuc.edu/technology/atlas/
Numerosos tutoriales en java sobre el manejo de distintos microscopios. Se
puede descargar un completo manual sobre microscopía en formato Acrobat.
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html
Página de la casa Leica, sobre fundamentos de este microscopio y modelos
http://www.leica-microsystems.com/llt_index.html
Página de introducción al funcionamiento del microscopio confocal, preparación
de muestras y procesado de las imágenes
http://www.cs.ubc.ca/spider/ladic/intro.html