domingo, 17 de enero de 2010

¡Y se hizo la luz!

La Bombilla de Luz Incandescente

Varios inventores estudiaron relativamente temprano, la idea de crear luz con el encendido de alambres. Entre 1830 y 1840, se llevaron a cabo experimentos con alambres de platino y tiras de carbón, que brillaban con la ayuda de la electricidad. Los bulbos de vidrio ya eran utilizados en ellos para evitar la oxidación. Sin embargo, el platino se consumía rápidamente y las bombas eran incapaces de crear el vacío suficiente. El suministro de electricidad era también un inconveniente, ya que en esos tiempos únicamente se conseguían baterías. No fue hasta 1866 en que Werner von Siemens descubrió el principio del dínamo, y construyó máquinas que proveían un flujo constante de electricidad.

En 1854, el mecánico de precisión alemán, Heinrich Göbel construyó la primera bombilla eléctrica que se consumía durante un período sostenido de tiempo. Utilizó como filamentos hilos de bambú carbonizados, y evacuó el gas del bulbo llenándolo con mercurio, dejándolo luego salir para sellar el bulbo cerrado.

El norteamericano Thomas Alva Edison desarrolló la primera bombilla de luz incandescente comercialmente exitosa, en 1879. Era un bulbo de carbón que se produjo masivamente. También proveyó los accesorios necesarios, tales como interruptores, portalámparas, distribuidores y dínamos apropiados. Como la publicidad ya era importante para el éxito en aquellos tiempos, Edison exhibió una muy admirada instalación de miles de sus bombillas, en la Exhibición de Electricidad de París, en 1881.

En el 1900, se desarrolló el primer filamento de osmio metálico. Este tipo de lámpara de osmio consumía la mitad de energía que la lámpara de carbón, mientras que producía la misma cantidad de luz. En 1903 se desarrolló la primera bombilla con filamento de tántalo en Berlín, y muy poco después, se probaron los filamentos de tungsteno, el metal con el punto más alto de fusión. La lámpara de tungsteno consumía sólo una tercera parte de la energía requerida por la lámpara de carbón, para alcanzar la misma luminosidad – este mismo material es utilizado en las bombillas actuales.



Bombilla eléctrica

Necesidad: 
La necesidad fundamental de la bombilla eléctrica fue encontrar un medio más eficiente y seguro de las que ya había. Antes de la invención de la bombilla eléctrica los únicos medios de iluminación eran el fuego, las velas, y las lamparas de aceite, pero todas tenían problemas (poca iluminación, poca seguridad, necesitan mucho repuesto, etc.) La ampolleta se adapto fácilmente debido a sus ventajas: su eficiencia luminosa, duración, etc.

Material y funcionamiento:
Es un globo de cristal en el que se ha hecho un vacío y dentro del cual se halla un filamento metálico que, al ser atravesado por una corriente eléctrica, emite luz visible. La bombilla eléctrica, también conocida como ampolleta o lámpara incandescente, es una fuente artificial de luz, y funciona justamente mediante la incandescencia. El proceso consiste en corriente eléctrica que fluye a través de un delgado filamento, el cual se calienta y por lo mismo emite luz. La cubierta de vidrio que todos conocemos impide que el oxígeno circundante llegue a este filamento, lo cual ocasionaría su ruptura por oxidación (por lo tanto el interior de la bombilla esta al vacío o relleno con algún gas noble). Este sencillo e ingenioso principio nos ha acompañado silenciosamente durante nuestras vidas y ha revolucionado al mundo.

Para saber más en detalle cómo funciona o está construida la ampolleta o bombilla, debemos profundizar en el asunto de la emisión de la luz. El tipo de filamento que se utiliza por lo general es de tungsteno; cuando los electrones que pasan a través de este filamento se topan sus átomos, ocurre que algunos de los electrones de estos átomos aumentan su nivel de energía y por consiguiente quedan en órbitas superiores. Al retornar a su órbita original liberan fotones, que son nada menos que la luz en su aspecto de partícula. Al mismo tiempo se libera energía electromagnética infrarroja, que es lo que percibimos como el calor que emana la ampolleta.

La historia de la bombilla eléctrica data de el 1800. Precisamente en 1801, un químico llamado Humphry Davy descubrió que al hacer pasar una corriente eléctrica por filamentos de platino, estos brillaban por algunos minutos; el principio estaba, pero no era muy práctico por aquel entonces. Generalmente se reconoce a Thomas Alva Edison en los Estados Unidos como quien inventó la ampolleta, pero es interesante saber que en Gran Bretaña se le atribuye el invento a Joseph Wilson Swan. Solo después de muchos experimentos Edison dio con un diseño cuyo filamento consistía en bambú carbonizado, y la duración de ese primer prototipo comercial era de aprox. 1200 horas (esto en 1880, y es en realidad increíble si consideramos que en 1879 sus intentos no duraban más de 14 horas). Como con muchos otros inventos, hubo todo una serie de disputas con respecto a las patentes, pero finalmente se le reconoció a Edison su invención; la verdad es que aunque muchos discrepas aún acerca de esto, Edison fue el primero en proponer una alternativa económicamente viable de bombilla eléctrica.

Entre los intentos para mejorar a la tradicional ampolleta encontramos a la lámpara halógena, que usa también un filamento de tungsteno pero el interior del recipiente va lleno de gas alógeno; el efecto es que se retarda el "quemado" en las partes que se van desgastando del filamento, lo que permite una vida mayor y un trabajo a mayor temperatura, lo que entrega una percepción de mayor brillo y color más agradable (blanco). 

El problema es justamente esta mayor temperatura, lo que las hace potencialmente peligrosas, y además la emisión de radiación UV. Para solucionar el problema, los fabricantes han incluido filtros UV en los vidrios.

Otras alternativas son las lámparas fluorescentes, que vemos principalmente en establecimientos de mayor tamaño, y últimamente los LED (Light Emiting Diode o en español diodo emisor de luz), de una increíble eficiencia y economía. Poco a poco estos LEDs se abren paso para ir reemplazando a las ampolletas o bombillas eléctricas para algunos usos cotidianos.


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