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lunes, 1 de noviembre de 2010

- El Foco o Lamparita- Materiales Componentes




La historia de la lamparita empieza hace casi doscientos años, cuando Davy, químico inglés, hizo aparecer por primera vez, ante los atónitos miembros de la Royal Institution de Londres, un brillante hilo luminoso, entre dos electrodos formados por varillas de carbón de leña y unidos a dos polos de una enorme pila eléctrica. Desgraciadamente, este “arco voltaico”, que fue llamado “huevo eléctrico de Davy”, no se prestaba para usos prácticos, porque los carbones no producían una luz estable.

Sólo después de 1840, gracias a la invención de un nuevo tipo de pila, hecha por Daniell y Bunsen, que suministraba una corriente más intensa y duradera, el problema relativo a la iluminación eléctrica pudo ser afrontado con seriedad y gradualmente resuelto. Se debe al francés Foucault el primer gran paso adelante. Sustituyendo el carbón de leña por el que se forma en las retortas durante la producción de gas de alumbrado, llegó a preparar dos auténticos aparatos de iluminación que permitieron a una cuadrilla de obreros trabajar durante una noche entera en la construcción del Palacio de la Industria (Exposición de París de 1855). Veintitrés años después, siempre en París, se llevaba a cabo, con éxito, la primera tentativa de iluminación pública en la Plaza de la Ópera.

LA LAMPARITA DE EDISON: Durante el siglo XIX se mantuvo la iluminación a gas, con su luz suave y agradable, pero el mundo estaba ya preparado para el aprovechamiento de la energía eléctrica en este campo. Un grupo de financistas e industriales norteamericanos se dirigió a Edison, inventor del fonógrafo, y ya conocido como el “Mago de Menlo Park”, para que hiciese el milagro. Edison tuvo una idea feliz; volver incandescente un filamento de carbón en una ampolla de vidrio en la que se haría previamente el vacío perfecto; pero la realización de esta idea le costó muchos años de estudio y de minucioso y perseverante trabajo.

Los experimentos iniciados por él en 1870, sólo concluyeron en 1882. Los neoyorquinos, entusiasmados con el nuevo prodigio de Edison, “mandaron a descansar” los viejos fanales de gas y el familiar farol. En realidad, la lamparita de Edison ya había tenido su bautismo de luz en la exposición universal de París de 1881. En la ampolla, la incandescencia luminosa era obtenida mediante filamentos carbonizados de fibras de bambú del Japón, y tenía la virtud de asegurar una luz constante durante centenares de horas. Desde este momento, el problema fue solamente perfeccionar el nuevo sistema de instalación eléctrica. Una vez establecido el hecho de que las “radiaciones visibles producidas por un cuerpo incandescente aumentan con el aumento de la temperatura”, se comprendió rápidamente que el efecto luminoso sería tanto más sensible cuanto más se pudiese “elevar la temperatura del filamento e impedir la dispersión del calor”.

LA LAMPARITA DE FILAMENTO METÁLICO: A partir de 1890, las fábricas se sirvieron de sutilísimos hilos de metal, con una temperatura dé fusión mucho mas alta. Fueron sucesivamente experimentados el osmio, el tantalio, y, en 1906, el tungsteno, que es hoy considerado el mejor porque, además de ser resistente, es también un óptimo conductor de la electricidad. Para obtener filamentos de muy pequeño diámetro, fue usada primero una mezcla de polvo de tungsteno y sustancias adhesivas. Desde 1911, como consecuencia del progreso de los procedimientos industriales, se consiguió trefilar el tungsteno y aumentó la duración del filamento. Además se cambió la disposición del filamento mismo en la ampolla. De esta manera, su poder de absorción fue reducido a un vatio por bujía; de ahí el nombre de “monovatio” dado a este tipo de lámpara.

LA LÁMPARA DE MEDIO VATIO: Otro paso adelante fue dado, en 1913, con un nuevo procedimiento. Para aumentar la temperatura del filamento, y para frenar la dispersión de calor, se tuvo la idea de rellenar las ampollas, en las que se había hecho el vacío, con un gas inerte que no diese lugar a alteraciones químicas. Se obtuvo así el aumento de temperatura deseado, pero fue más difícil limitar la fuga de calorías. El físico Langmuir comprendió que de esto dependía la disposición del filamento dentro de la ampolla, y demostró que se podía alcanzar una dispersión mínima de calor arrollando el filamento en hélice sobre sí mismo.

Así perfeccionadas, las lamparitas con filamento en hélice fueron llamadas de “medio vatio”, pues se calculó haber llegado a crear el tipo en el cual la potencia de absorción de la corriente era reducida a la “mitad de un vatio por bujía”. Pero el triunfo más resonante fue que, con la nueva fórmula, se llegó a retardar notablemente la disgregación del filamento, logrando una duración mayor de la lamparita.

FABRICACIÓN, METALURGIA DEL TUNGSTENO: Si las vidrierías han resuelto fácilmente el problema del vidrio adecuado para la fabricación de ampollas (o bulbos) para lámparas, la fabricación del filamento es, en cambio, extremadamente delicada. Debido a que el metal, para ser utilizado eficazmente, no debe fundirse, se le extrae del “wolframio” mediante complicados procesos químicos.

El tungsteno, que se obtiene bajo forma de “óxido” del tungsteno puro, es mezclado primeramente a pequeñas cantidades de sustancias capaces de mejorar sus propiedades, siendo luego pasado a hornos especiales en atmósfera de hidrógeno (para evitar la oxidación) de estos hornos sale bajo forma de un tenue polvo gris. Este polvo es prensado dentro de moldes a presión, y los panes que resultan son colocados en otros hornos (también de atmósfera hidrogenada), en los cuales adquieren la solidez necesaria. Por medio de una fuerte corriente eléctrica, estos panes son llevados a una temperatura próxima a la de fusión, sin alcanzarla; son forjados luego por un martinete, a alta temperatura, hasta obtenerse hilos finísimos. Estos hilos pasan a la “trefilación”, pero antes de ser confiados a las hileras (que son de tungsteno o de diamante, según el diámetro que se quiere conseguir), se los somete de nuevo a alta temperatura.

Finalmente, pulido y libre de todo resto de grafito, el delgado filamento que se obtiene está listo para ser arrollado en hélice. El tungsteno es arrollado, por medio de máquinas de gran velocidad, alrededor de un soporte de acero o molibdeno. Siendo imposible desenrollar la espiral del soporte sin provocar la rotura del filamento, es necesario “disolver” el soporte mismo con un ácido que no ataque al tungsteno.

MONTAJE DEL PIE DE LA LÁMPARA: Una parte esencial de la ampolla de las lamparitas está constituida por el pie, el cual se compone de:
a) un borde entrante de vidrio, destinado a ser soldado al cuello de la lamparita;
b) un pequeño tubo de vidrio que sirve primero para producir el vacío y después para el rellenamiento con gas;
c) un bastoncillo de vidrio al que se aplican los soportes para el filamento:
d) los hilos que traen la corriente de alimentación.

Todo, esto es sujetado sólidamente por un aplanamiento parcial de las extremidades del borde entrante y por ‘la estrangulación del tubito de vidrio. Para obtener esta estrangulación, se ablanda el vidrio exponiéndolo a la llama, y, antes de que se endureca, un chorro de aire frío es dirigido a través de la extremidad inferior del tubito para provocar en la estrangulación misma un orificio mediante el cual el interior de la ampolla se comunica con el exterior. Los hilos conductores, fijados sólidamente dentro del pie, por medio de la estrangulación, están por lo general constituidos por tres partes distintas soldadas eléctricamente entre sí. El pie es montado totalmente con máquinas que sueldan después en forma automática la parte superior del bastoncillo para formar un botón, sobre el cual la máquina misma fija los ganchos de sostén o apoyo. Cada uno de estos minúsculos ganchos termina en una pequeñísima “colita de cerdo” destinada a retener el filamento. También el montaje del filamento es mecánico. Éste es fijado primeramente a la extremidad de los hilos que traen la corriente de alimentación, y aquí un dispositivo de precisión anuda los filamentos a los ganchos. El pie queda unido a la ampolla mediante la soldadura del borde entrante, hecha con la llama de un soplete de gas.

La lamparita es, al mismo tiempo, bañada por un potente chorro de aire que arrastra la parte superflua del cuello del bulbo, que sobresale del punto de soldadura. De aquí, la lámpara es transportada por cadena hacia la máquina que produce el vacío. La misma máquina, calentando la ampolla, procede a la extracción del aire y al rellenamiento con gas (generalmente formado por una mezcla de nitrógeno-argán-criptón).

Inmediatamente después del llenado, el tubito de vidrio, que ha servido para esta operación, es cerrado mediante estrangulamiento a la llama. La fabricación de la lamparita propiamente dicha, se da así por terminada. Ahora no falta más que unirla al casquillo, operación que se hace en caliente mediante resinas especiales. Existe una enorme variedad de lámparas incandescentes para cuya realización fueron necesarios años de estudio, de pacientes búsquedas y de pruebas de laboratorio.

Es útil aquí recordar que, además de las diversas lamparitas que todos conocemos, desde la pequeñísima para linterna de bolsillo hasta la grande para iluminación de calles, existen lámparas “incandescentes” destinadas a usos especiales. Estas lámparas difieren de las comunes por la disposición interna del filamento y por otros requisitos de aislamiento y sistemas de montaje, relacionados con la carga de corriente que deben absorber.

Se trata de lámparas con muy potente emisión de luz, necesarias para la fotografía, rodajes cinematográficos, proyecciones, etc. En cuanto a las lámparas fluorescentes, tan de actualidad en nuestra época, poseen, en lugar de filamento, una gruesa espiral. Tampoco debe olvidarse las lámparas térmicas que, iguales en todo a las lámparas de uso común, son hoy usadas con enormes ventajas tanto en la industria como en la terapéutica.

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