Espectáculos olímpicos y lunas artificiales

En la actualidad todos los grandes eventos incluyen un elaborado espectáculo con láser. Las proyecciones láser se utilizan en ferias comerciales, actos publicitarios, obras de arte y eventos arquitectónicos. Las mágicas combinaciones luminosas son posibles gracias a una tecnología muy compleja y en muchas de las instalaciones más espectaculares esta tecnología es suministrada por la firma berlinesa LaserAnimation Sollinger. Para alinear los haces y crear efectos, los motores de FAULHABER desempeñan un importante papel en los proyectores láser de la empresa.

Aviso: ¡Puede que se quede enganchado! Si ve los ejemplos de proyectos en la web de LaserAnimation Sollinger puede que le resulte difícil salir. Pero las fotos y los vídeos que aparecen en la pantalla del ordenador apenas son capaces de reproducir efecto real de las proyecciones láser en pleno espectáculo.

Un ejemplo es el “Arcoíris global” de la artista Yvette Mattern: siete haces láser muy potentes y de brillantes colores orientados hacia el cielo de la Ernst-Reuter-Platz de Berlín en la dirección de la Columna de la Victoria que cambian el ambiente de todo el centro de la ciudad. O la “Otra luna” del dúo artístico Kimchi and Chips, en el que aparece una segunda luna en el cielo sobre el Zeche Zollverein de Essen. O el vibrante espectáculo de clausura de los Juegos Olímpicos de Invierno en Pyeongchang. Son tan solo unos pocos ejemplos.

Lápiz óptico con un diámetro de cuatro milímetros
Los efectos luminosos, a menudo sorprendentes y a veces impresionantes, se basan en las cualidades exclusivas del haz láser. En cuanto a intensidad, concentración del haz y alcance, supera de largo las prestaciones de los haces de luz de otras fuentes artificiales. Por otra parte, el láser está sujeto a las limitaciones ópticas y técnicas, tal como explica el director de ventas Richard Schäfer: “El haz suele ser muy pequeño. En nuestros dispositivos, su diámetro suele ser de unos 4,0 milímetros, así que solo aparece un pequeño punto sobre una superficie de proyección”.

Para crear un diseño, como un logotipo, texto o imágenes en movimiento, la proyección láser aprovecha la inercia del ojo humano. Para ser precisos, es el procesamiento de las imágenes en el cerebro, que también genera una secuencia continua en una película formada por hasta 24 imágenes por segundo. Si el haz láser tiene la velocidad suficiente, la persona “ve” la animación proyectada en lugar de un punto luminoso que va apuntando. Para lograrlo, el haz del proyector se desvía por medio de dos espejos: uno en el eje x y otro en el eje y. Su movimiento se genera electromagnéticamente y alcanza una velocidad muy elevada.

Otra limitación es el color. El color de un láser depende del material activo del láser en el que se genera el haz. En el caso de la proyección láser es el semiconductor ya que se usan diodos láser o fuentes OPSL de Coherent. Pero los diodos láser solo pueden generar unos pocos colores básicos, principalmente rojo, verde y azul. Los dispositivos de gama alta de LaserAnimation Sollinger también tienen fuentes OPSL de Coherent para amarillo, naranja y cian. Para obtener un haz blanco se deben “superponer de manera colineal” varios haces de diversos colores. Lo mismo ocurre con otros colores: para crear los diferentes tonos de la paleta se modula la intensidad de cada rayo.

No se admite ni una centésima de grado de desviación
El truco consiste en superponer las diferentes fuentes láser, con sus diferentes longitudes de onda, de forma lo más colineal que sea posible. Cuanta mayor sea la precisión, más nítido y preciso debe parecer el haz obtenido para el ojo humano. Es entonces cuando se utilizan unos filtros ópticos especiales, denominados “filtros dicroicos”, que desvían ciertas longitudes de onda y filtran el haz de otras longitudes de onda (colores) a través del cristal. Así se pueden “superponer” diferentes haces láser para formar un solo haz. Por tanto, lo que parece un rayo “blanco” para el ojo humano en realidad es la combinación de fuentes de color rojo, verde y azul.

Pero esto solo funciona si los haces permanecen juntos de manera muy precisa y, por encima de todo, durante mucho tiempo y a una gran distancia, porque las instalaciones láser a menudo han de ser visibles desde centenares de metros o incluso varios kilómetros. Los filtros dicroicos se han de ajustar con la precisión apropiada, como explica Richard Schäfer: “Una desviación de una centésima de grado da como resultado un error de 1,7 centímetros por cada centenar de metros. Esto significa que los colores ya no están uno sobre el otro y el ojo humano los puede distinguir; por tanto se pierde el efecto de la mezcla”.

No es extraño que un dispositivo de LaserAnimation Sollinger salga de Berlín para su instalación al día siguiente, por ejemplo, para un espectáculo láser en el edificio Burj Khalifa de Dubái. Tras verse expuesta a una temperatura de menos veinte grados en el vuelo, la carcasa se calienta hasta sesenta grados o más bajo el sol del desierto. Pese a los materiales de alta calidad y a la sofisticada tecnología de sujeción, es inevitable que exista un cierto nivel de distorsión en el sistema óptico. Esto puede exigir un ligero reajuste de la posición de los filtros dicroicos. Por eso los soportes del espejo dicroico incorporan un accionamiento: se usan los motores de CC sin escobillas de FAULHABER con reductores integrados para el ajuste fino controlado por software de al menos una milésima de grado.

Rejillas ópticas para unos efectos impresionantes
Otro motor se destina a la protección. Con el fin de evitar que la intense luz láser penetre en el ojo humano de forma incontrolada, los proyectores cuentan con un mecanismo de desconexión en dos etapas. Además de un circuito electrónico de protección hay un obturador mecánico en caso de emergencia. Su tapa se mantiene abierta durante el funcionamiento normal por medio de un imán rotatorio motorizado. Si se produce un fallo, el circuito de seguridad detiene el motor y permite que la tapa baje sobre la salida del haz.

El módulo de la rejilla utiliza otros accionamientos de FAULHABER. La rejilla de difracción es un elemento óptico que emplea la desviación de los rayos luminosos cuando atraviesan unos orificios muy estrechos. Además de haces y gráficos, un proyector láser también puede generar diversos diseños y efectos, como una especie de luz polar artificial o las formas flotantes y abstractas del “Campo de observación destructiva” de Robert Henke: un objeto luminoso que cambia continuamente y parece una mezcla entre niebla cósmica y la estructura de una célula biológica, como si se reflejaran el microcosmos y el macrocosmos. Los efectos no solo se pueden obtener sobre una pared de proyección, sino también suspendidos en el espacio.

Las ruedas del módulo de la rejilla son posicionadas por motores paso a paso con el fin de seleccionar una determinada rejilla para la proyección. Las propias rejillas circulares se ponen en movimiento por medio de motores de CC sin escobillas, lo cual a su vez crea su propio efecto, que puede ser desde movimientos muy rápidos hasta lentos cambios meditativos en la imagen a paso de tortuga.

Gran exigencia sobre los accionamientos
“Para este tipo de efectos solemos emplear varios proyectores”, explica Richard Schäfer. “Solo pueden producir el efecto si las rejillas se mueven de forma completamente síncrona, a la velocidad más alta y más baja, así como al arrancar y parar, y con cambios constantes de la dirección”. Los proyectores de los módulos de las rejillas están llenos de tecnología, por lo que el espacio de instalación es muy escaso y solo se pueden montar motores muy pequeños.

Los máximos niveles de precisión y repetibilidad son otros requisitos mínimos. Los reductores integrados sin contrapresión juegan un importante papel en este sentido. Cuando le peguntan sobre los inicios de la colaboración con FAULHABER, Richard Schäfer responde que debe haber sido antes de su llegada a la empresa. Al buscar el primer pedido lo encontró en 2003. Esto significa que los motores de FAULHABER han resistido el paso del tiempo para esta exigente aplicación durante veinte años: “Hemos desarrollado los dispositivos más avanzados para proyecciones láser y para ello necesitamos accionamientos que estén al mismo nivel”.

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