Hace tiempo en el post sobre la apertura numérica hacíamos una introducción a uno de los parámetros mas importantes del estereomicroscopio (EM) y que será determinante en su resolución, magnificación y calidad de imagen.
Ahora hablaremos sobre las dos arquitecturas posibles de los estereomicroscopios. El comprador que quiere adquirir uno de estos instrumentos suele encontrarse con la disyuntiva entre las dos opciones, la clásica Greenough y la cada vez mas frecuente CMO o Galileana. ¿cual es la mas adecuada en cada caso?

Sistema Greenough: 

 La arquitectura mas antigua y común de un estereomicroscopio es la basada en el diseño de Horatio Saltstall Greenough (hijo del pintor y escultor norteamericano Horatio Greenough), a finales del siglo XIX y desarrollada primero por Zeiss. Greenough coincidió con uno de los padres de las ópticas de microscopio modernas, Ernst Abbe, que trabajaba para Zeiss, en 1886 en un hotel de Jena (Alemania), la meca del vidrio para lentes y los fabricantes de material óptico en la época. Greenough mostró su esquema de microscopio a Abbe, quien comprendió inmediatamente que ese diseño convertiría al estereomicroscopio en uno de los instrumentos mas vendidos de la marca. Y, en efecto, Zeiss lleva produciendo los microscopios Greenough, ahora comercializados en su serie Stemi desde hace 120 años. Esta es una de las grandezas de un microscopio: es un instrumento que jamás se quedará obsoleto, ya que es el complemento perfecto para nuestros ojos. 

Modelo clásico de inicios del siglo XX de un estereomicroscopio Greenough. Se observa bien su diseño, con los dos objetivos. Estos instrumentos antiguos, si sus lentes están en buen estado, son perfectamente utilizables actualmente.

Un EM Greenough está formado por dos sistemas ópticos adyacentes, con dos objetivos colocados en ángulo y con dos prismas Porro (llamados así por Ignazio Porro, un físico italiano que los inventó y que se usan actualmente también en los prismáticos) que “erectan” la imagen y proyectan dos imagenes, una en cada retina del observador, consiguiendose asi el efecto estereo. Este efecto estéreo se basa en el ángulo entre los dos objetivos simétricos, llamado angulo de convergencia. 

Comparación del diseño y el camino óptico de un EM Greenough y un EM CMO. Observense los prismas Porro y el doble objetivo en ángulo en el sistema Greenough. (imagen tomada de http://www.microscopyu.com/articles/stereomicroscopy/stereointro.html)
El diseño Greenough tiene varias ventajas y desventajas:
-Al ser un sistema compacto y sencillo, es el tipo de equipo adecuado en entornos agresivos: trabajo de campo, movilidad, entornos industriales. Es mas resistente a golpes y extremos ambientales. 
 
-Por el contrario, en caso de avería (desalineamiento de lentes por golpes, daños mecánicos en la óptica aparte de los oculares, que siempre son sustituibles, averías mecánicas, daños químicos en las lentes, crecimientos de hongos en las lentes…), en especial si se ha alterado la óptica, tiene muy dificil reparación y normalmente debe ser sustituido. 

Su principal desventaja reside en que presenta un tipo de aberración llamada “keystone“, que se hace relevante en especial a la hora de realizar fotomicrografias: la imagen aparece en foco en la zona central del campo de visión, cambiando el foco, el aumento y la iluminación en la periferia de la imagen, que aparece distorsionada. Este efecto es compensado por la respuesta de nuestros ojos, aunque contribuye a la fatiga ocular. Y sobre todo, esta aberración se percibe en las imágenes fotográficas, ya que la cámara no compensa el efecto. Asi, las imágenes tomadas con un EM Greenough tienen el típico aspecto de “microscopio”. El sistema asímismo presenta limitación en cuanto a aumento y resolución. Habitualmente un EM Greenough no suele pasar de 80x nominales en los modelos mas caros. 

Uno de los mejores EM Greenough del mercado: Zeiss Stemi 2000. Si bien los diseños actuales permiten mayor versatilidad (como añadir lentes de Barlow o cambiar el objetivo), es un sistema compacto fijo (comparar con el CMO mas abajo). En este caso hay un tercer ocular para uso en fotomicrografía, que forma parte del cuerpo del EM.


Sistema Galileo o CMO:

Estos esteremicroscopios, llamados Galileanos, telescopicos paralelos o de objetivo comun (CMO son sus siglas en ingles) se comenzaron a desarrollar en los años 50 del siglo XX primero por American Optical y luego por Bausch & Lomb.  La idea era mejorar la calidad de imagen de los estereomicroscopios e introducir un nuevo elemento: el zoom. Los primeros en conseguirlo fueron American Optical (los clásicos AOL), que introdujeron el sistema Cycloptic, con un solo objetivo y un tambor rotatorio que permitía primero el cambio de varios aumentos y posteriormente un zoom continuo, a diferencia de los Greenough antiguos, que requerían el cambio de objetivos. 
Estos sistemas se caracterizan por tener un único objetivo de gran diámetro, en lugar de los dos objetivos simétricos del sistema Greenough. La idea era que el eje óptico del objetivo fuera perpendicular al plano de la muestra, de modo que se anulase la distorsión geométrica de los sistemas Greenough. La imagen recogida por el gran objetivo se proyecta por dos telescopios galileanos en paralelo hasta los oculares. Estos dos haces de luz que discurren en paralelo suponen una ventaja practica, ya que permiten la fabricación de sistemas modulares que aportan mucha versatilidad al microscopio. 

Ventajas: 

– Versatilidad: el sistema modular permite la incorporacion de numerosos accesorios, como puentes opticos, proyectores, splitters, sistemas duales o de discusion… un equipo CMO siempre es actualizable.

– Imagen plana: la ausencia de efecto “keystone”  proporciona imagenes planas y uniformemente enfocadas en todo el campo de visión 
(ver imagen anterior, la flechita roja muestra cómo se proyecta la imagen del objeto en las lentes. En el sistema Greenough la imagen está torcida. Al componerse en nuestros ojos, se produce el efecto keystone). Así, las imágenes fotograficas aparecen mas naturales y parecen menos “de microscopios” y la visión a traves de los oculares resulta mas natural y placentera. 
 
– Saturación de color y contraste: El diseño de telescopios en paralelo permite observar imágenes mas saturadas y realistas en color, mucho mas próximas a la visión a ojo desnudo. Esto tiene ventajas tambien en fotografía y sobre todo cuando se trata de documentación científica, donde hay que retratar la imagen mas realista posible.

– “Optica infinita”: el diseño basado en un único objetivo y dos telescopios paralelos, proporciona imágenes enfocadas “a infinito”. Este tipo de optica produce menor fatiga ocular, al no haber ángulo de convergencia. Podríamos decir que la imagen observada con un buen EM galileano frente a uno Greenough es como comparar una moderna pantalla plana de televisión con las antiguas. 

Desventajas: 

-aberraciones: la mayor desventaja de un sistema Galileano. Los dos telescopios que recogen la imagen están fuera del eje óptico del objetivo. Esto implica la aparicion de astigmatismo, “comas” (un punto luminoso aparece como un cometa con su cola) o halos y aberración cromática, es decir, la aparición de un halo coloreado en torno a la imagen. La corrección de este problema implica el uso de objetivos de alta acromaticidad y encarece el sistema. 

-menor apertura numérica del objetivo: esto implica menor resolución a aumentos altos, algo que es una desventaja en la observación de minerales. Sin embargo, este efecto se compensa con la óptica completa y con el diámetro del objetivo, permitiendo justo lo contrario: un buen equipo CMO puede alcanzar aumentos mucho mas altos, hasta 150-200x o incluso mas. Asi que realmente es una ventaja, si uno esta dispuesto a pagar el precio económico de ella…esto nos lleva a su principal desventaja:

– mayor precio: los sistemas Galileanos cuestan entre 3 y 5 veces más que los sistemas Greenough del mismo rango de calidad o marca. Valorar si la inversión en un equipo CMO merece la pena depende de la aplicación que le vayamos a dar. Y siempre, evitar los sistemas CMO de marcas “baratas”. En microscopía, lo barato sale caro.

¿Cual es mejor? ¿Que sistema elijo? 

Realmente no puede decirse que uno de los sistemas sea mejor que el otro. Cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes. Todo depende de nuestras necesidades, aplicación y presupuesto. Incluso con la misma aplicacion (minerales por ejemplo), hay veces que un CMO nos da mas satisfaccion, otras veces un Greenough nos permite ver mejor. Lo malo es que no podemos tener los dos…A no ser que tengamos mucho dinero, claro. 

En general, si queremos una gran calidad en fotomicrografía, deberíamos decantarnos por un sistema CMO. El problema es su precio. Si queremos que el sistema sea útil y libre de distorsiones y aberraciones, debemos adquirir uno de los de las marcas “top”, cuyo precio ronda en un mímimo de 10-12 mil euros. Hay que tener en cuenta que en la aplicación mineralógica, necesitamos un sistema muy resolutivo y, como he comentado antes, los CMO presentan problemas de resolución a aumentos elevados. Las marcas mas importantes, como Nikon o Zeiss, han resuelto esos problemas, convirtiendo las desventajas en ventajas y utilizando opticas muy desarrolladas y diversas estrategias mecanicas creando instrumentos magníficos y muy caros. Otras, como Motic, aun no lo han conseguido. 

Si nuestro presupuesto no nos permite acercarnos a ese nivel, deberíamos decantarnos por un sistema Greenough. Marcas de precio más asequible fabrican actualmente EM Greenough competitivos. Si no estamos demasiado interesados en la fotomicrografía, SIN DUDA, un sistema Greenough es lo apropiado. 

Si voy a trabajar en un entorno movil o agresivo, SIN DUDA, un sistema Greenough. Un sistema CMO, para sacarle partido y cuidarlo, requiere un lugar estable. 
 
Si voy a aplicarlo en observación rutinaria de muchas muestras (control de calidad por ejemplo) o en enseñanza (para institutos o colegios) SIN DUDA un sistema Greenough. 
 
Para electrónica, es dificil de decir. En ocasiones un sistema CMO tiene las características apropiadas para ver bien los circuitos pequeños, por su imagen plana y saturación de color, pero en general un Greenough va de sobra.
 
Para investigación en biología y ciencias biomédicas o afines: un sistema CMO es lo apropiado para ver y documentar trabajos. 
 
Para fotomicrografía y “documentación vertical”: un sistema CMO es lo adecuado, aunque dependiendo de las aplicaciones un Greenough de calidad puede bastar. Depende de si queremos que nuestras fotos tengan nivel “publicación” o no. 
 

EM tipo CMO. Zeiss Discovery V8 (manual). Se aprecia bien su construcción modular formada por (de abajo hacia arriba): objetivo (en este caso un plano-apocromático de alta calidad), deslizador para fotomicrografía (permite utilizar unicamente uno de los canales ópticos para evitar aberraciones), cuerpo con los telescopios y el mando del zoom, splitter para fotomicrografía, con adaptador y una cámara compacta Nikon y cabezal de oculares. Lo bueno de este tipo de sistema es que hay una gama de accesorios completa que universaliza el uso del aparato. Su precio es aproximadamente 4x el del Zeiss Stemi 2000.
En general para aficionados a la ciencia (sean cientificos o no. Se puede ser científico y ademas aficionado a la ciencia) que hacen observación por placer durante muchas horas, si puedes pagarlo, un CMO te hará disfrutar mas.

Recomendaciones: 

Advertencia: estas recomendaciones se basan en mi experiencia personal y solo cito marcas que he probado personalmente. Así que es posible que haya microscopios de calidad por ahí aparte de estos que cito. Por ello, para cualquier marca y modelo no citado aquí, recomiendo acordar un periodo de prueba con el vendedor antes de quedarse con él. Normalmente el vendedor estará de acuerdo. Naturalmente, la recomendación está pensada en la aplicación a muestras mineralógicas. 

SI me interesa la fotomicrografía: 

Sistemas CMO que yo compraría si pudiera: 
Nikon SMZ 1500 o 1000 
Zeiss, serie Discovery (V8 o V12, V20). Este es el Rolls Royce de los EM. A pesar de sus 20 y tantos kilos, es mi primera opción.
Leica serie MZ16 
Olympus serie SZX 



Sistemas CMO que NUNCA compraría: 
Motic K-400, K-500 o K-700 (son realmente malos) 
Lomo (de fabricación rusa). Cualquier modelo, además del CMO. O mas bien, en especial el CMO. Además estos modelos rusos, como es habitual en muchos materiales procedentes de la época de la URSS, tienen componentes y medidas fuera de los estandares occidentales, con lo que es muy dificil adaptarles “complementos”. 

Dudoso: 
Meiji Techno serie RZ 
Leica MS5 
Motic K-401 

Sistemas Greenough que compraría: 
Motic SMZ 168. Uno de los Greenough de mejor calidad/precio que he visto nunca. Claramente mi primera opción.
Meiji Techno serie EMZ 
Olympus SZ61/51 
Nikon SMZ 660
Zeiss Stemi 2000. Mi segunda opción claramente. Mas caro que Motic, pero puede merecer la pena por su claramente superior calidad óptica. El Stemi DV4 no me gusta nada. No hay que confundirlos.

Sistemas Greenough dudosos: 
los no citados

Si NO me interesa la fotomicrografía y solo lo quiero para observacion: 

En CMO, cualquiera de los que he citado antes, en sus versiones sin adaptador para cámara (lo que nos ahorrará algo de dinero). Añadiría cualquiera de los modelos de Wild-Heerbrugg, en especial el M5, que se ha fabricado hasta tiempos recientes y es una muy buena opción.
Greenough: cualquiera de los citados anteriormente, añadiendo: 
Meiji Techno serie SKC 
Motic SMZ 140 o 160 
Cualquier sistema Greenough de Leica, Nikon, Olympus, Zeiss. Bausch &Lomb también eran buenos. En el mercado de segunda mano se pueden encontrar muy buenas oportunidades. En esto añadiría también un modelo antiguo de Leitz-Wetzlar que se ve a veces en el mercado usado y que es una buena opción, además de muy bella.

Estereomicroscopios que NUNCA compraría: 
Optika, cualquier modelo. Starblitz, cualquier modelo. TSD/pierron, cualquier modelo. Ya ire añadiendo mas. 

Repito, hay mas marcas y solo he citado marcas y modelos que conozco. Sobre los que no he probado no puedo opinar, como es evidente. 

Sobre la adquisición de un equipo de segunda mano: 
Todos los modelos que he citado se pueden encontrar actualmente nuevos. Hay equipos muy buenos actualmente descatalogados que pueden adquirirse de segunda mano. Adquirir un equipo óptico de segunda mano tiene sus riesgos y por ello no he citado ningún modelo de los que se pueden encontrar en el mercado de material usado. Sin embargo puede ser una opcion muy interesante para conseguir un buen equipo a buen precio. SOLO compraría un equipo de segunda mano de marcas reconocidas (Zeiss, Leica, Olympus, Nikon, B&L, Wild, Motic serie SMZ y creo que poco mas) 

Un microscopio bien cuidado y de calidad es una inversión para toda la vida. Pero a la hora de comprarlo usado hay que ver el trato que se le ha dado. Si tiene daños cosméticos significativos (como golpes o daños químicos) NUNCA comprarlo aunque el vendedor diga que sólo es cosmética. Un golpe puede haber alterado las lentes de modo que la visión se haga desagradable. El polvo y la suciedad es otro gran enemigo del EM. Si el instrumento esta sucio, no comprarlo. La suciedad puede haber penetrado en el interior o puede ser evidencia de ataques químicos y los daños pueden ser costosos de reparar. 

Como recomendación final, la de siempre. Si queremos tener un EM a nivel de aficionado, debemos estar convencidos de que lo usaremos y no se quedará metido en un armario. Y sabiendo que lo usaremos, es mejor ahorrar o buscar bien y adquirir un buen instrumento, que nos dará muchas horas de observación.

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7 Comments

  1. Hola, buscando información sobre objetivos, oculares y calidad óptica en microscopios, me he topado con tu magnifico blog.
    Así que en primer lugar mi mas sincera y humilde admiración por lo que escribes y a lo que te dedicas.

    En segundo lugar, me aprovecho de este post para pedirte consejo y recomendación sobre algún microscopio óptico.
    Si bien pretendo formalizar mis estudios haciendo un grado en bioquímica y mas. Desde los 11 años, es decir hace 10, siento gran atracción por la microscopía. A esa edad mi hucha exploto y me sorprendió con el dinero suficiente para comprarme un microscopio monocular y mono-objetivo de 60x. El cual hoy conservo y es lo único que tengo.

    Pero a medida que me he metido en el estudio de tenicas histológicas, digamos como “autodidacta”, se acercaba el momento de decir, necesito una nueva hucha y leer acerca de que microscopio comprar.
    Tu blog me ha orientado mas que todas las tiendas de microscopios que hay aquí en Valencia.

    Por eso te suelto todo este rollo, para pedirte que me recomiendes un buen microscopio óptico en el que invertir. Lo pretendo usar para el estudio histológico del sistema nervioso, usando cortes de entre 5 y 30 µm . Como tu dices prefiero esperar mas tiempo a reunir el dinero, pero invertir en algo mas definitivo, bueno. Que me pueda servir incluso una vez formalizados mis estudios.

    He visto la comparación que haces entre un Motic y un Leitz con un frotis de sangre. Motic es de las pocas marcas que conocía y de lo que mas me ha gustado ya que te deja la posibilidad de poder cambiarles objetivos por otros que corrijan aberraciones, y demás.

    Sin mas, te agradezco mucho el tiempo que puedas emplear en responderme si decides hacerlo.

    Recibe un cordial saludo.

    Diego Márquez.
    marqdiego@gmail.com

    0
    Anonymous
  2. Hola Diego,
    Muchas gracias por tus palabras. Te cuento que como microscopio biológico de cabecera utilizo un Motic BA300. Estoy muy contento con este instrumento, ya que tiene un precio extraordinario y me sorprendió su buena calidad. Tiene ademas un amplio menu de objetivos, segun tu presupuesto, y de accesorios (campo oscuro, contraste de fase, aunque para lo que quieres ver de histología de entrada no necesitas nada de eso). Ahora el fabricante tiene una versión mejorada del BA300 que esta muy bien.
    Aparte, Zeiss fabrica el Primostar, que es un microscopio de rutina que esta muy bien tambien, (aunque no te aportaría ninguna ventaja sobre el Motic) y sobre todo el Axiolab, aunque son bastante mas caros. En la misma linea, esta el Nikon Eclipse, que me parece tambien un buen instrumento, y la serie Leica DM. En estas marcas grandes puedes encontrar tambien buenas cosas en segunda mano. Un equipo de segunda mano de Leica o Nikon puede merecer la pena. Estas son las marcas que he tenido delante de los ojos, de las demas no puedo hablar.
    Pero por lo que me cuentas y segun mi experiencia, yo me iría a Motic, que creo yo que ahora mismo esta fabricando la mejor relacion calidad precio en microscopios compuestos convencionales.
    Espero que te sirva de ayuda

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    1. Hola,

      No he probado nunca ese modelo, pero para un patologo, yo no te lo recomendaria. Ademas lo eliges triocular, para que pueda hacer fotografias. Me iria a los modelos RED 223 o 233 o bien al BA310, que es un microscopio estupendo para rutina en clinica, aunque es mas caro.

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  3. Hola. En primer lugar felicitarte por tu excelente blog y por los interesantes artículos sobre estereomicroscopía. Hay poca información en castellano de estos temas y la que aportas es muy de agradecer, sobre todo a la hora -siempre difícil- de elegir un estereomicroscopio.
    Supongo que te habrán planteado ya miles de veces la cuestión de qué estereomicroscopio elegir, de modo que no la repetiré. Permíteme, eso sí, dos preguntas concisas:
    – Para un botánico -sin aspiraciones fotográficas de calidad- ¿qué construcción crees que puede resultar mejor, Greenough o CMO?
    – Si conoces los estereomicroscopios de la marca Euromex ¿qué opinión te merecen?

    Muchas gracias.

    0
    Anonymous
    1. Hola! muchas gracias por tu mensaje y por tu pregunta. En efecto, son preguntas habituales. Un dia de estos tengo que actualizar el tema y hablar de los estereomicroscopios desde un punto de vista más práctico (aún).
      Sobre tu pregunta: ¿sin aspiraciones fotográficas de calidad…o sin aspiraciones fotograficas, punto?. Considerando que eres botánico, yo te recomiendo: un esteromicroscopio con arquitectura Greenough para su uso de rutina y un equipo de macrofotografía cuando quieras hacer fotos. Las fotos te saldrán extraordinarias y pronto querrás hacer tu propio manual y si puntualmente necesitas una fotomicrografía, puedes acudir a alguien que te la haga. En cuanto a qué microscopio comprar, yo recomiendo ir al mercado de segunda mano. Se encuentran microscopios muy buenos a precios muy asequibles, aunque hay que tener buen ojo. Echa un vistazo en ebay, por ejemplo, y preguntamé por correo las opciones que te atraigan y te aconsejo. Ten en cuenta que un microscopio bueno y bien conservado es una inversión de por vida. Yo tengo algunos del siglo XIX y primera mitad del XX y son perfectamente utilizables. Y merece la pena gastarse un poquito mas en un equipo mejor.
      Con un microscopio de muy buena calidad, en la práctica te da igual que sea Greenough o CMO, aunque éste último, en los equipos de máxima calidad (como Zeiss) son mas confortables para los ojos en su uso prolongado. Pero a no ser que tengas mucha suerte en Ebay o no te importe gastar mucha pasta en una de las “grandes” (yo soy incondicional de Zeiss, pero he probado Leica, Olympus, Wild y Nikon, siendo estupendos todos), vete a Greenough. Además los Greenough son mas baratos siempre. Es francamente difícil que una marca barata fabrique un CMO de calidad. Por ejemplo, en marcas del rango barato la que mejor conozco es Motic. Ellos fabrican un par de Greenough con una relación calidad precio muy buena, SMZ140 y SMZ160 pero se lanzaron con los CMO, imitando un modelo clásico de Wild (una marca antigua muy buena) y eran terriblemente malos, en el rango de insuficiente a muy deficiente en las pruebas que les hice. En cuanto a Euromex, no he probado ninguno, así que no puedo darte una opinión. Tal vez estaría genial que alguien me dejara alguno para probarlo y comentarlo aquí en el blog…
      En fin, espero haberte ayudado, aunque no haya jugado con los Euromex. Por favor, cualquier duda o consulta que tengas no dejes de contactar.

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      cmenor
      1. Hola. Muchísimas gracias por tu amabilidad y por tu completísima respuesta.
        Sobre la cuestión fotográfica: puntualmente me interesa hacer fotografías de lo que veo por el estereomicroscopio pero en la práctica habitual la mayor parte de mis fotografías son macro (y para colmo in situ). A eso más o menos me refiero con lo de “sin aspiraciones fotográficas de calidad”. Dudaba si comprar un triocular era una inversión supreflua dado el escaso uso que le doy actualmete (unque nunca se sabe si uno luego desarrolla la afición) o si haciendo “digiscoping” podría tener unos resultados aceptables, desde luego no a nivel de publicación. Diría que ya has adelantado la respuesta: si necesito una imagen profesional puedo encargrla.
        En cuanto a modelos estoy mirando en base a lo que me aconsejaste y a la información que tienes colgada. Me he centrado en los Motic SMZ 140-160 y en los Meiji EMZ (por partes me temo), aunque miro las otras marcas “buenas” por si acaso. Es un trabajo que supongo que va a llevar tiempo porque hay que “rebuscar” mucho y esperar a que salgan buenas ofertas pero ahora que al menos tengo una orientación se me hace menos inabarcable.

        Muchas gracias de nuevo.

        0
        Anonymous

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