¿Por qué el flash de una cámara hace ruido?

Yongnuo YN560 IV es recomendado por muchos fotógrafos, pero ¿por qué hace ruido?

¿Alguna vez se ha preguntado por qué una unidad de flash hace ruido?  No, no el tipo de ruido que se obtiene de la luz baja o de la fotografía de estrellas de larga exposición.  El tipo audible.  De las que hacen ruido.  Mis flashes emiten un sonido de chasquido al dispararse y un chillido agudo al recargarse.  ¿Por qué es eso?  En una era digital, cuando podemos poner las cámaras en modo silencioso, ¿por qué mi flash sigue haciendo ruido?

OK, esto no es contemplar el significado de la vida o resolver el hambre en el mundo, y mi cuerpo envejecido hace su parte de chasquidos, crepitaciones y otros ruidos misteriosos, pero la pregunta despertó mi curiosidad.  ¿Cuáles son las fuerzas oscuras detrás de estos ruidos?

Para su información: Improve Photography tiene recomendaciones para los kits de flash en la sección de Equipo Recomendado. También puede obtener más información sobre el uso creativo de los faros en el taller Iluminación en un vídeo Flash.

La invención de Flash

En los primeros tiempos de la fotografía, no había flash ni luz artificial.  El obturador de la cámara tuvo que estar abierto durante mucho tiempo.  Tanto tiempo que los fotógrafos de retratos usaban aparatos detrás de sus sujetos para ayudarles a permanecer inmóviles durante una exposición que podía durar dos o tres minutos.  La introducción del polvo flash como una forma de generar luz portátil de corta duración fue un gran cambio.  Como la pólvora, ardía tan rápidamente que había un destello de luz casi instantáneo.  Y, como la pólvora, era peligrosa, con varios fotógrafos sufriendo quemaduras por accidentes con pólvora!

Todo cambió cuando se inventaron las bombillas flash de un solo uso alrededor de la década de 1930.  La bombilla, un elemento de vidrio que contiene dos electrodos conectados por un filamento o lámina de magnesio, circonio o aluminio, se llenó de oxígeno y se selló en la base.  Una de las primeras bombillas, la Vacu-blitz, estaba realmente llena de papel de aluminio delgado y arrugado!

La aplicación de una carga eléctrica hizo que el filamento o la lámina se calentara y quemara rápidamente, generando calor y luz.  Esto ocurrió tan rápidamente que el gas dentro de la bombilla se expandió y creó una pequeña onda de choque de presión que causó un sonido de chasquido.  Un solo disparo quemaría el filamento o la lámina, dejando la bombilla inutilizable.  La rápida expansión del gas y la onda de choque resultante también destrozarían ocasionalmente las primeras bombillas de vidrio más frágiles.  La fotografía no era una profesión especialmente segura.

Aquellos de nosotros que hemos alcanzado cierta edad podemos recordar esas viejas bombillas y lo sorprendentemente calientes que se calentaron con ese destello increíblemente breve.  Las bombillas estaban tan calientes que podías quemarte.  Algunas cámaras incluso tenían un sistema de expulsión que sacaba automáticamente la bombilla usada.

Lámparas flash Philips PFB5 para la marca comercial Photoflux

por Henk Albert de Klerk bajo la licencia Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International license

Cómo funciona el Flash moderno

Ahora tenemos unidades de flash autónomas y multiusos, integradas en la cámara o unidades independientes, ya sean flashes o luces de estudio.  La ráfaga de luz que estos flashes modernos generan no es de una sustancia que se quema, sino que involucra calor y gas.  Es el resultado de una serie de acciones que tienen lugar una vez que se aprieta el gatillo y que involucran varios componentes:

• Una batería, ya sea la batería de la cámara para el flash incorporado, o las baterías de su flash o luz de estudio.
• Un circuito eléctrico y un convertidor de potencia
• Un tubo lleno de gas xenón
• Una placa de metal
• Un reflector para dirigir la luz

El tubo es lo que emite el flash.  Al igual que una luz de neón o fluorescente, hay un electrodo en cada extremo del tubo, que conduce una corriente eléctrica a través del gas.  La corriente excita los átomos de gas, haciendo que emitan luz.  Esa es una explicación simplificada, pero funciona para nuestros propósitos.  A diferencia de la salida baja y constante de una lámpara fluorescente o de neón, el flash de una cámara requiere una ráfaga de luz mucho más potente que dura una pequeña fracción de segundo.

En su estado normal, ninguno de estos gases emite luz.  De lo contrario, estarían encendidas aunque no hubiera electricidad.  En cambio, necesitan poder.  Cuando una corriente eléctrica se mueve de un electrodo (negativo) a través del gas al otro electrodo (positivo), mueve electrones libres.  Pero hay un problema.  El xenón tiene pocos electrones libres y aplicar una pequeña corriente no servirá de nada.  Por lo tanto, su flash también tiene una placa de metal.  Cuando la unidad de flash envía un breve pero fuerte voltaje positivo a la placa, esto aplica una fuerte atracción sobre los electrones (que están cargados negativamente).  Con suficiente voltaje, los electrones se extraen de los átomos de xenón (convirtiéndose en iones) y se mueven desde el electrodo cargado negativamente en un extremo del tubo hacia el electrodo cargado positivamente en el otro.  En su viaje, estos electrones libres chocan con otros átomos de xenón, rompiéndolos y creando más electrones libres.  Eventualmente, se crean suficientes iones y colisionan con suficientes átomos de xenón para que los átomos se energicen y emitan fotones de luz.  Eso requiere mucho voltaje.

Un flash típico puede usar 1.000 o más voltios.  Eso es un montón de potencia, aplicada en un instante!  La agitación y colisión de los átomos causada por este golpe masivo de voltaje, crea una explosión de calor y una expansión instantánea del gas xenón en el tubo.  Ese breve pulso de calor y gas expansivo crea una pequeña onda de choque de presión, similar a un trueno durante una tormenta o un chorro que rompe la barrera del sonido (pero, por supuesto, mucho menos dramático).  También hay un poco de sonido generado por el gas expansivo que se golpea contra la restricción del propio tubo y contra los elementos mecánicos del flash, pero la mayor parte de ese destello del flash proviene de la onda de choque.

He visto conversaciones en foros de Internet que indican que puedes tener un sentido de la onda de choque al sostener un pedazo de papel cerca de tu flash cuando disparas el flash.  El papel se moverá ligeramente de la onda de choque, como si fuera una bocanada de aire.  Desafortunadamente, hay tanto aire moviéndose en mi apartamento que un pedazo de papel nunca sería suficiente para hacer esta prueba.  Otra supuesta manera de experimentar la onda de choque es colocar la palma de la mano cerca del flash mientras se dispara.  Deberías sentir una rápida bocanada de aire.  Siento más que nada calor.  Sólo elegiré creer a los expertos.

Vale, ¿pero qué es ese quejido agudo después de que dispare el flash?

Aprendimos que un flash requiere más de mil voltios, pero las baterías son sólo de 1.5 a 9 voltios.  El flash de la cámara o la luz de la velocidad tienen que aumentar el voltaje de casi nada a miles de voltios.

La mayoría de los faros modernos utilizan convertidores de aumento de potencia, a veces llamados convertidores de aumento de potencia, que toman la energía de una batería y aumentan el voltaje.  Estos se utilizan en muchas aplicaciones, desde vehículos eléctricos, sistemas de iluminación portátiles, hasta flash fuera de cámara.  Nos permiten utilizar pilas mucho menos potentes o menos para realizar una tarea determinada.

Los convertidores de impulso funcionan haciendo un ciclo de corriente de ida y vuelta, cada vez que aumentan el voltaje. ¿Ese lloriqueo molesto (o satisfactorio) que escuchas de tu luz de carretera después de disparar?  Este es el proceso de aumento de tensión que enciende el flash para que esté listo para la próxima toma.

Una vez que el voltaje es lo suficientemente alto, la corriente pasa a través de un diodo, que la convierte en corriente continua (CC) y la envía a un condensador, que almacena la carga.  Todo esto sucede bastante rápido.  Si usted tiene luces de carretera, es probable que haya escuchado el gemido agudo y sepa cuánto tiempo le toma cargar.

Unos pocos flashes nuevos no tienen ese quejido y algunos fotógrafos lo echan de menos.  Ellos sabían que la luz de la luz estaba lista cuando el gemido paró.  Ahora tienen que ajustar su flujo de trabajo para ver la luz de listo en el flash.  Sonidos similares a los de las cámaras sin espejo que pierden el clic de un obturador mecánico y no están seguros de si realmente tomaron una foto hasta que la ven en su pantalla LCD.  Algunos fabricantes incluso han añadido un efecto de sonido de obturador mecánico para compensar.  ¿Los fabricantes de flash tendrán que añadir ahora un lloriqueo artificial?

Así que, ahí lo tienes.  El "estallido" de un flash es causado básicamente por la onda de choque de presión generada cuando el gas en el tubo de flash es sacudido por un golpe masivo de voltaje e instantáneamente se expande, se calienta y genera luz.  El lloriqueo de muchas luces se produce cuando los convertidores de impulso están aumentando el voltaje de las baterías para la siguiente toma.  Todos los demás ruidos, al menos con este fotógrafo, son de sus articulaciones envejecidas haciendo un chasquido, crujido y estallido y él quejándose de ello.