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Fotografia científica: uma introdução

Divulgar resultados de pesquisas científicas, ilustrar fenômenos descritos em livros didáticos ou aproximar a ciência da sociedade são exemplos de usos da fotografia com temática científica. A fotografia científica tem sido realizada desde o século XIX, sobretudo nos estudos da Astronomia (SILVA, 2014). De lá pra cá, a fotografia foi empregada em quase todas as áreas do conhecimento, com destaque para a Medicina, Odontologia e Ciências da Natureza.

O mercado da fotografia científica tem potencial, pois uma importante parte do processo de ensino-aprendizagem se faz pelo meio imagético. Vallarelli (2011) defende que a fotografia seja adotada de forma curricular nos cursos de residência médica em dermatologia e Frankel (2004) destaca em seu livro Envisioning Science a importância da imagem para a Ciência. Frankel é pesquisadora em um dos mais importantes centros de pesquisas do mundo – o Massachusetts Institute of Technology (MIT) – e afirma que um elemento crucial da comunicação de pesquisadores com a comunidade científica (e com o público em geral) é a imagem.

Associar a Fotografia à Ciência é uma ótima oportunidade para revelar o caráter artístico da ciência e o científico da fotografia. A beleza das imagens com temas científicos contribui para o interesse de estudantes pela Ciência, além de ampliar o repertório artístico e imagético de fotógrafos. Neste artigo apresento três fotografias que produzi em meu laboratório de pesquisas, na Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) e seus respectivos elementos da Física, Química e Biologia:

Efeito Tyndall

O efeito Tyndall é o efeito óptico de dispersão da luz provocado por partículas coloidais (coloide é qualquer tipo de material particulado com dimensões entre 1 nm e 1.000 nm). Você já deve ter percebido o efeito Tyndall quando as luzes de uma sala de cinema são apagadas e o projetor é ligado. O feixe de luz do projetor revela partículas de poeira suspensas no ar. Devido ao fato da luz ser refletida mesmo por partículas muito pequenas, nós conseguimos perceber a presença dessas partículas no ambiente.

O mesmo fenômeno pode ser observado incidindo laser em uma amostra de água. Em princípio, o feixe de luz do laser é invisível e só conseguimos observar o ponto de luz que surge quando ele atinge um material opaco. No entanto, ao projetar o laser em um meio com partículas muito pequenas (coloides), é possível visualizar a dispersão do laser nessas partículas. É como se cada uma dessas partículas passasse a produzir o efeito de um material opaco.

Para registrar o efeito Tyndall, incidi um laser verde em um balão de vidro cheio com água de torneira – que naturalmente apresentava partículas coloidais. A fotografia foi realizada em laboratório, com as luzes apagadas, para aumentar a visualização do fenômeno.

Efeito Tyndall observado pela incidência de laser através de uma amostra de água contida em um balão de vidro. (Câmera Nikon D5100; lente AF-S micro Nikkor 40 mm, 2.8; exposição 1,0 s, abertura f/7.1, ISO 800)
Efeito Tyndall observado pela incidência de laser através de uma amostra de água contida em um balão de vidro. (Câmera Nikon D5100; lente AF-S micro Nikkor 40 mm, 2.8; exposição 1,0 s, abertura f/7.1, ISO 800)

Jardim Químico (ou Jardim Osmótico)

Outro experimento interessante é a adição do sal de sulfato férrico (Fe2(SO4)3)) em uma solução aquosa de silicato de sódio (Na2SiO3). A mistura resulta na formação cristalina, de aspecto artístico, da fotografia abaixo:

Formação cristalina de sulfato férrico em silicato de sódio. (Câmera Nikon D5100; lente AF-S micro Nikkor 40 mm, 2.8; exposição 1/200 s, abertura f/25, ISO 200)
Formação cristalina de sulfato férrico em silicato de sódio. (Câmera Nikon D5100; lente AF-S micro Nikkor 40 mm, 2.8; exposição 1/200 s, abertura f/25, ISO 200)

O que ocorreu foi a interação do sulfato férrico com o silicato de sódio, formando uma membrana coloidal. Como visto no tópico anterior (efeito Tyndall), coloides são partículas de dimensões suficientes para refletir a luz. Essas partículas também são capazes de reter sais em seu interior. O aumento da concentração de sal favorece a entrada de água por um processo conhecido como osmose (passagem de solvente, por uma membrana semipermeável, do meio menos concentrado, para o mais concentrado). Na medida em que o volume de água aumenta no interior da estrutura, ocorre o estiramento e o rompimento dela. O cristal de silicato volta a ter contato com a solução e o processo se repete.

As observações desse experimento foram de grande contribuição para discussões sobre a origem da vida no final do século XIX e início do século XX. O médico e físico-químico francês Stéphane Leduc (1853 – 1939) utilizou o Jardim Químico para propor elementos da sua teoria da origem da vida. Para Leduc (1911), a vida teria bases nos fenômenos observados quando duas soluções diferentes entram em contato, quer seja esse contato direto ou separado por uma membrana. Leduc verificou que o processo de formação de estruturas cristalinas do Jardim Químico poderia ser o mesmo empregado na natureza para o desenvolvimento dos tecidos em um organismo vivo.

Membranas celulares

Para observar a anatomia de tecidos vivos em aulas práticas de laboratório, normalmente se utilizam fatias de folhas vegetais em microscópios ópticos.

As células vegetais são revestidas por uma membrana externa chamada de parede celular, que fornece suporte estrutural e resistência à planta.

Como observado por Stéphane Leduc, a presença de uma membrana nas células vegetais permite o crescimento da planta. Essas membranas podem ser observadas na imagem abaixo, que apresenta uma fatia do epitélio de planta ao microscópio óptico.

Células vegetais em microscópio óptico. Ampliação 100 X. (Câmera Nikon D5100; lente AF-S micro Nikkor 40 mm, 2.8; exposição 1/160 s, abertura f/2.8, ISO 3200)
Células vegetais em microscópio óptico. Ampliação 100 X. (Câmera Nikon D5100; lente AF-S micro Nikkor 40 mm, 2.8; exposição 1/160 s, abertura f/2.8, ISO 3200)

Imagens de microscopia contribuem para o estudo da citologia e a caracterização de células. A microscopia se constitui em uma ampla área de pesquisa e divulgação científica e as imagens produzidas com o auxílio de microscópios (ópticos e eletrônicos) têm caráter artístico reconhecido mundo afora. Atualmente, há concursos fotográficos exclusivos para imagens de microscopia e algumas delas ilustram capas de revistas científicas de prestígio internacional, como são os casos da Nature e da Science.

Referências Bibliográficas

FRANKEL, F. Envisioning Science. The Design and Craft of the Science Image. Cambridge: The MIT Press, 2004. 336p.

LEDUC, S. The mechanism of life. London: Rebman, 1911.

SILVA, JR. Fotografia e ciência: a utopia da imagem objetiva e seus usos nas ciências e na medicina. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Humanas, Belém, v. 9, n. 2, p. 343-360, maio-agosto. 2014.

VALLARELLI, AFA. Critérios para submissão de fotografias. Anais Brasileiros de Dermatologia, 86(2), p. 212-214. 2011.

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