OPTICA DE PRECISIÓN

EN LOS COMIENZOS

 Los orígenes de la tecnología óptica se remontan a la antigüedad. En Exodo (1200 A.C.) se relata cómo, mientras preparaba el tabernáculo, Besalel remoldeaba "los espejos de las mujeres" en una vasija de ceremonia. Los primeros espejos se hicieron de cobre pulido, bronce y más tarde de especulum, una aleación de cobre rica en estaño. Algunos ejemplares del antiguo Egipto han sobrevivido: un espejo en perfectas condiciones fue descubierto junto con algunas herramientas del cuartel de trabajadores cerca de la pirámide de Sesostris II (1900 A.C.) en el 6 valle del Nilo.

Los filósofos griegos Pitágoras, Demócrito, Empédocles, Platón, Aristóteles y otros, desarrollaron varias teorías sobre la naturaleza de la luz. Se conocían tanto la propagación rectilínea de la luz como la ley de reflexión enunciada por Euclides (300 A.C.) en su libro Catóptrica . Hero de Alejandría intentó explicar ambos fenómenos afirmando que la luz viaja por el camino más corto entre dos puntos. Aristófanes en su sátira Las nubes (424 A.C.) aludía al vidrio quemador (una lente positiva utilizada para encender fuegos). El doblamiento aparente de los objetos sumergidos en agua se menciona en La república de Platón . La refracción fue estudiada por Cleomedes (50 D.C.) y mas tarde por Claudio Tolomeo (130 D.C.) de Alejandría, quien determinó medidas muy precisas de los ángulos de incidencia y refracción para varios medios. Queda claro, según los escritos del historiador Plinio, (23-79 D.C.) que los romanos también poseían vidrios quemadores. Varias esferas de vidrio y cristal fueron encontradas entre las ruinas romanas y se recuperó una lente plano-convexa en Pompeya. El filósofo romano Séneca (3 A.C.- 65 D.C.) indicó que se podía usar un globo de vidrio lleno de agua como lupa. Es ciertamente posible que algunos artesanos romanos utilizaran lupas, facilitándose así el trabajo que contenía detalles muy finos.

Después de la caída del Imperio Romano Occidental (475 D.C.), que marca aproximadamente el comienzo de la edad media, no se produjo prácticamente ningún progreso científico en Europa durante largo tiempo. El dominio de la cultura greco-romana-cristiana en las tierras que abarca el Mediterráneo, pronto cedió por la conquista del régimen de Alá. El centro de estudios se trasladó al mundo árabe y la óptica se estudió y difundió gracias en gran parte a Alhazen (1000 D. C.) quien trabajó en la ley de reflexión, estudio los espejos esféricos y parabólicos y describió detalladamente el ojo humano.

A finales del siglo XII, Europa empezó a despertar de su estupor intelectual. Los trabajos de Alhazen fueron conocidos por el franciscano Roger Bacon (1215-1294), quien inició la idea de usar lentes para corregir la visión, sugiriendo asimismo la posibilidad de combinar lentes para formar un telescopio.

El origen de los anteojos

El origen del anteojo como elemento corrector es, aún hoy, confuso e indeterminado. Por tal motivo sorprende leer en la novela "El nombre de la rosa" de Umberto Eco que se trate con detalle la historia de los inicios del anteojo, y que este tema fuera además parte importante en la trama. Al tratarse de una novela histórica, el autor ha unido la ficción con la realidad para situar los hechos dentro de un contexto de tiempo, utilizando referencias bibliográficas de la época. De este modo ubica el inicio de la novela hacia finales del año 1327. Luego de algunos comentarios sobre la obra de vidriería, destaca otras utilidades del vidrio como elemento de corrección visual:

 

 

  "...el vidrio no sólo está al servicio de los oficios divinos, sino que se usa también para auxiliar las debilidades del hombre...".

Seguidamente el protagonista presenta las gafas :

"Metió las manos en el sayo y extrajo sus lentes (...) Nicola cogió la horquilla que Guillermo le ofrecía..."

Se refiere por horquilla a los anteojos angulares formados por dos aros articulados mediante un clavo, que son considerados el primer tipo de anteojo que existió. A pesar de no conservarse ningún ejemplar de ellos, están representados en el retrato del Cardenal Huc de Provença, pintura al fresco de la iglesia de San Tomás de Treviso, pintada por Tomaso de Módena en 1352 y considerada la figura más antigua con anteojos.

 

 

Según el año en que se sitúa la obra, 1327,el personaje indica que Fray Giordano le habló de la existencia de las gafas en Pisa en 1307 y ubicaba su invención después de 1287. Sobre esta cita coinciden diversos autores y pertenese a un sermón pronunciado en Florencia en 1305 por el dominico Fray Giordano de Rivalto.

Asimismo, esta prueba coincide en el tiempo con otro manuscrito existente en el convento de Santa Catalina de Pisa. Tal vez este sea el motivo de que ambas ciudades, Pisa y Florencia, pugnaran por atribuirse la invención de los anteojos. Sin embargo, actualmente todos los autores coinciden en que no fue en Pisa ni en Florencia donde se inventaron las gafas, sino en la región de Venecia, en una fecha indeterminada de la segunda mitad del siglo XIII.

Lentes oftálmicas

Las lentes oftálmicas son aquéllas que interpuestas en el campo de la visión están destinadas a corregir defectos en la formación de imágenes por un ojo considerado amétrope, modificando el tamaño, forma y posición de las mismas.

De acuerdo con su comportamiento frente a los rayos luminosos que las atraviesan se clasifican en lentes esféricas y astigmáticas.

Las lentes esféricas se caracterizan por no modificar la forma de los rayos que inciden en ellas. Las astigmáticas, en cambio, poseen la propiedad de modificar las secciones de los haces luminosos que en ellas se refractan.

A su vez, las lentes astigmáticas se subdividen en lentes cilíndricas y esferocilíndricas. Las primeras se caracterizan porque una de sus secciones principales carece de poder convergente en ambas secciones.

En general, cuando un haz luminoso atraviesa un sistema óptico formado por lentes de tipo esféricas, transforma cada punto objeto en un punto imagen conjugado, siendo esta imagen una copia geométrica del objeto difiriendo del tamaño.

 

 

Sin embargo, particularmente en lentes esféricas de poder dióptrico elevado, es frecuente encontrar que las imágenes resultantes serán geométricamente imperfectas, ya que en este tipo de lentes, el poder dióptrico será mas fuerte en la periferia que en la zona central (en lentes positivas). A estas imperfecciones o deformaciones de las imágenes se las conoce como aberraciones.

Aberraciones

Las principales aberraciones típicas en esta clase de lentes son la aberración de esfericidad, la distorsión, la curvatura de campo, coma, y el astigmatismo de los haces oblicuos:

Aberración de esfericidad: Se produce cuando los rayos más alejados del eje óptico focalizan más cerca del sistema. La imagen de un punto. El resultado es que se pierde contraste en la imagen y los contornos aparecen difusos.

Distorsión: Consiste en la falta de constancia del aumento lateral de la imagen. No existe una razón de semejanza constante entre la figura objeto y la imagen. La distorsión puede ser: en "corsé ",el aumento lateral crece al aumentar la altura de la imagen; o puede ser un "barril", el aumento lateral disminuye al aumentar la altura de la imagen.

Curvatura de campo: Es la desviación de la superficie de imagen con respecto a una superficie plana.

Coma: Consiste en la deformación de la imagen que tiende a esfumarse en un sentido, alargándose y tomando el aspecto de un cometa. Abbe demostró que estando eliminada la aberración esférica, el coma proviene del hecho de que las diferentes zonas de la superficie de la lente proyectan imágenes con diferentes aumentos.

Astigmatismo: Los rayos contenidos en el plano tangencial focalizan en distinto punto que los contenidos en el plano sagital.

Con el fin de eliminar o minimizar las aberraciones, se diseñaron las lentes de tipo "asféricas", que cuentan con más de un radio de curvatura, consiguiendo así una variación selectiva de la potencia de la lente desde el centro a la periferia.

Debido a sus especiales características de fabricación, estas lentes ofrecen importantes ventajas:

- aumento en la definición de la imagen;

- eliminación de la distorsión;

- reducción del espesor en aprox. un 20%;

- aumento del campo visual de un 40%;

- mejor estética.

También es importante realizar un buen montaje de la lente, para aprovechar sus ventajas al máximo; el centro óptico de la misma debe quedar 3 ó 4 mm. por debajo de la pupila del paciente. En ciertos casos, el usuario necesitará un breve período de adaptación debido al aumento de campo visual que proporciona. Una vez adaptado, este incremento de campo le permitirá orientarse mejor y notará además que recibe mucha más claridad que con una lente esférica convencional de alto poder .

Otra característica a destacar, es que se observa que con la utilización de estas lentes asféricas el paciente aumenta notablemente su movilidad ocular, ya que consigue ver con nitidez aunque no mire por la parte central de las mismas.

Así los pacientes consideran aprovechar mejor todos sus ángulos de visión, lo cual es posible comprobar valorando la agudeza visual en distintas posiciones de mirada. En cuanto a los reflejos, notamos que se acrecientan, lo cual se solucionará incorporando a las lentes el proceso antirreflejo.

Tratamientos antirreflejos

Las imágenes fantasmas son comunes a quienes utilizan anteojos en forma permanente. Estas imágenes exactas y opacas se producen por reflejos que provienen del interior de la superficie de las lentes. Aparecen a un lado del objeto que se está reflejando (por ejemplo, las luces de los automóviles).

 

 

 

Para el miope, la imagen fantasma es nítida y la ve al lado de la real hacia el centro óptico de la lente. Para los hipermétropes, en cambio, la imagen fantasma será más grande, menos notoria y se produce lejos del centro óptico. Estas imágenes fantasmas se evidencian más por la noche al conducir.

También pueden causar trastornos los reflejos de la superficie posterior del cristal. Estos son más notorios con las lentes asféricas debido a sus curvas internas más aplanadas.

La eliminación de estos reflejos se consigue incorporando a los cristales el baño antirreflejo. Estos revestimientos son el resultado de un desarrollo tecnológico avanzado que se ha perfeccionado muchísimo en años recientes. A diferencia de lo que se realizaba en una primera época que con mucha dificultad se aplicaba un film de una capa, los actuales tratamientos suponen una deposición mínima de cinco estratos antirreflejo por cada superficie tratada. Adicionalmente se aplica una capa exterior de un material siliconado flexible y resistente. Esto, además de proteger a la superficie, la torna hidrofóbica, con lo cual ésta repele al agua e impide la adherencia de aceites.

La suma de estas capas, cuyo espesor es microscópico (en el orden de media longitud de onda), no sólo cancela los molestos reflejo, sino que además torna a las lentes antiestáticas.

Es importante recordar que el índice de refracción de un cristal es un valor propio de cada tipo de lente que varía con cada longitud de onda. En el caso de las lentes de alto índice, las cuales generalmente se utilizan en altas dioptrías para lograr menor espesor y peso, encontraremos que transmiten menos luz que las convencionales de vidrio o material orgánico. Por ejemplo, el policarbonato tiene un índice de refracción de 1,59 y, sin tratar, tiene una transmisión de luz de un 90,3%. Al ser revestido con antirreflex, la transmisión de luz aumenta a un 99,5%; por esta razón es recomendable la incorporación de estos tratamientos en lentes de alto índice en general, más allá del material que sea la lente, calculándose un incremento de transmisibilidad de hasta un 12% aprox.

Los reflejos pueden provenir tanto de la superficie anterior de la lente como de la posterior, siendo los primeros los más molestos. La neutralización del reflejo se produce por un principio de interferencia. Las ondas luminosas chocan en la superficie base de la lente y también en la superficie tratada, teniendo su punto de rebote justo a media longitud de onda de diferencia, lo cual suprime prácticamente toda la emisión de rebote(fenómeno de interferencia destructiva). La segunda ventaja inmediata de este tratamiento es que brinda una apariencia natural al usuario, ya que sus ojos son vistos a través de la lente como si ésta no estuviera. En el único caso en que no aconsejaremos la incorporación del baño, es en el uso de cristales fotocromáticos, ya que en la práctica, los mismos no oscurecerán lo suficiente como para significar un filtro eficaz, además de volverse más lentos en el momento de aclarar.

En conclusión, la eliminación de reflejos molestos y el incremento de la luz visible útil proveerán al paciente de una visión más clara y podrá observar los objetos con mayor brillo y nitidez.

Cristales progresivos

Dentro de la gama de cristales progresivos se destacan, por su gran utilidad y practicidad, los progresivos intermedia cerca y los cristales multifocales para visión de lejos, intermedia y cerca.

Los cristales que ofrecen visión para distancias intermedia y cerca fueron diseñados para ex emétropes que comienzan su presbicia. Estas lentes son ideales para utilizar en situaciones que involucren visión más allá de los 40cm, como en el caso de quien trabaja con computadoras, partituras, para ver un producto en las góndolas de un supermercado y para ciertos trabajos manuales o actividades como la jardinería.

De este modo, el usuario cubre sus necesidades de visión de cerca e intermedia utilizando un solo anteojo. Estos cristales pueden presentarse en material orgánico o mineral y permiten ser coloreados y tratados con proceso antirreflex. En el caso de los orgánicos, cuentan con tratamiento endurecido que los hace más resistentes a las rayas, además de ofrecer protección UV hasta 370nm.

 

 

Otro valioso aporte de los cristales progresivos los constituyen los multifocales. Este tipo de lentes permite al usuario gozar de visión nítida y confortable a todas las distancias, en un solo anteojo y necesitando apenas una corta adaptación que puede oscilar entre cinco a quince días aproximadamente.

Al igual que en el caso anterior, estos cristales se fabrican en material mineral, orgánico y policarbonato, siendo sin duda estos últimos los más aconsejables por su menor peso, además de ser más seguros para los ojos por su mayor resistencia a los impactos.

En cuanto a la elección del armazón a usar, para poder garantizar campos de visión óptima en las tres distancias principales, es aconsejable tener en cuenta ciertos parámetros:

- una altura mínima de calibre de 40 mm aprox.;

- una altura de pupila cercana a los 22 mm.

Una vez seleccionada la montura a usar, es necesario efectuar un reajuste colocándola en su posición de uso habitual y definitivo. La inclinación del frente será de 7 a 14 grados aprox.; en función de la altura del calibre. La distancia entre el lente al ojo será del orden de 14mm.

A continuación se toman las distancias nasopupilares en visión de lejos y de cerca, así como también se deberá marcar la altura de la pupila con respecto a cada ojo. Una vez que se recibe el trabajo del laboratorio es necesario controlar la potencias de la visión de lejos requerida, al igual que la adición. Y antes de entregar el anteojo al paciente, se debe también verificar que el montaje corresponda a las medidas tomadas al mismo. De este modo podremos garantizarle al usuario de multifocal que luego de unos días de adaptación podrá disfrutar de las ventajas y comodidad que le brindará su nuevo anteojo.

Es importante conocer de nuestros pacientes, la actividad a realizar con su anteojo, ya que para ciertas prácticas tales como la odontología, encontraremos que un multifocal no será la opción más adecuada. Esto se debe a que un odontólogo adopta frente a su paciente una postura de trabajo poco convencional y que involucra visión de cerca. En estos casos, el profesional encontrará que su potencia para corta distancia le queda ubicada en una zona mucho más inferior a lo que él necesitaría, siendo por lo tanto muy poco útil el uso de un multifocal. Un caso similar lo encontramos con un piloto de aviones, quien necesitará su corrección de cerca en la parte superior de su cristal para así poder visualizar los instrumentos ubicados por encima de su línea de visión de lejos.

Para completar las numerosas opciones que ofrecen estos cristales, vale destacar que también admiten ser coloreados y tratados con proceso antirreflex, además de fabricarse fotocromáticos, ideales para conducir.

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