Instituto Alexander Von Humboldt
Tecnología e informática Proyecto Tecnológico “Lámpara de Lava” Grupo: Miguel Angel Sarmiento Daniela Lucia Varela Julieth Valentina Ortega
10ºB ABRIL 24 DE 2012
Lámpara de Lava
El secreto de una lámpara de lava es la ciencia. El aceite es más ligero que el agua. Cuando viertas el aceite vegetal en el agua verás que se queda arriba. En cambio, la sal es más pesada que el agua y que el aceite, y en cuanto la viertas dentro verás que se hunde hacia abajo, pero no de la forma que crees. Cuando viertes la sal, se unen a las gotas de aceite y se las llevan hacia abajo. Una vez abajo, cuando la sal se disuelve, esas gotas de aceite vuelven hacia arriba. El resultado es magia de gotas de colores subiendo y bajando dentro de una botella, una auténtica lámpara de lava. Una lámpara de plasma (también llamada "bola de plasma" o "esfera de plasma") es un objeto que alcanzó su popularidad en los años 1980. Fue inventada por Nikola Tesla tras su experimentación con corrientes de alta frecuencia en un tubo de cristal vacío con el propósito de investigar el fenómeno del alto voltaje. Tesla llamó a este invento Inert Gas Discharge Tube (tubo de descarga de gas inerte).
Descripción Las lámparas de plasma están disponibles en multitud de formas, siendo las más frecuentes esferas y cilindros. Aunque haya muchas variaciones en su forma, una lámpara de plasma es por lo general una esfera de cristal transparente, llena de una mezcla de varios gases con baja presión, y conducida por corriente alterna de alta frecuencia y alto voltaje (aproximadamente 35 kHz, 2-5 kV), generada por un transformador de alta tensión. Un orbe más pequeño en su centro sirve
como un electrodo. Emite "serpientes de luz" (en realidad, gas ionizado) que se extienden desde el electrodo interior hasta las paredes de la esfera de cristal, dando una apariencia similar a múltiples y constantes relámpagos coloreados. La colocación de una mano cerca del cristal altera el campo eléctrico de alta frecuencia, causando un rayo de mayor grosor dentro de la esfera en dirección al punto de contacto. Cuando se acerca cualquier objeto conductor a la esfera se produce una corriente eléctrica; como el cristal no bloquea el flujo de corriente cuando están implicadas altas frecuencias, actúa como el dieléctrico en un condensador eléctrico formado entre el gas ionizado y, en este caso, la mano.
Peligros potenciales
Hay que tener cuidado al colocar dispositivos electrónicos (como un ratón) cerca o sobre la lámpara de plasma: no sólo puede explotar el cristal, sino que la elevada lava puede inyectar una carga estática mortal, aún con la cubierta protectora plástica. El campo de radiofrecuencia producido por las lámparas de plasma puede interferir con ordenadores portátiles, reproductores digitales de audio, y otros dispositivos similares. Además, cuando se coloca un metal sobre la superficie de cristal de una lámpara de plasma, existe riesgo de quemaduras; es muy fácil que la electricidad se abra camino hacia objetos metálicos, especialmente cuando éstos se encuentran sujetos por ciertos materiales conductores, por ejemplo, la piel humana. Después de unos minutos de encendido constante, cerca de la esfera de cristal suele acumularse ozono. Éste se acumula de manera más acelerada si se coloca una mano o un objeto metálico sobre el cristal y al forrar con papel de aluminio arrugado. Al acercar el dedo a 1 cm saltan chispas purpuras debido a la diferencia de potencial recibiendo una ligera descarga eléctrica no mortal alterando la onda de frecuencia electromagnética de dispositivos electrónicos como los televisores y los radios en función a un radio de 15 m.
Historia
En la patente estadounidense 514,170 ("Incandescent Electric Light", 6 de febrero de 1894), Nikola Tesla describe una lámpara de plasma. Esta patente es de una de las primeras lámparas de alta intensidad. Tesla tomó un tipo de esfera incandescente con el elemento conductor suspendido y le aplicó alto voltaje, creando así la descarga. Más tarde, Tesla llamaría a su invención "Inert Gas Discharge Tube". El popular producto que se vende actualmente en todo el mundo fue inventado por el artista Bill Parker mientras era estudiante en el MIT. Más tarde lo desarrolló cuando era artista residente del Exploratium science museum. La tecnología necesaria para hacer las mezclas precisas de gases de las esferas de plasma actuales, especialmente los gases raros de alta pureza, no estaba a disposición de Tesla. Para crear los vivos colores, la gama de movimientos y los complejos patrones que aparecen en las lámparas de plasma actuales se usan estas mezclas de gas, formas de cristal variadas y circuitos integrados, y todos fueron desarrollados y patentados por Bill Parker entre los años 1980 y 1990. Las lámparas típicamente contienen xenón, kriptón o neón, aunque también pueden usarse otros gases.
Usos Las lámparas de plasma se emplean principalmente con fin lúdico y decorativo, como curiosidades o juguetes por sus efectos de luz únicos y los "trucos" que pueden ser realizados sobre ellas moviendo las manos alrededor. También podrían formar parte del equipo de laboratorio de una escuela con objetivos de demostración. Por lo general no se emplean para iluminación. Además, las lámparas de plasma y sus variaciones han sido empleadas como apoyos y fuentes para efectos especiales de programas de televisión de ciencia ficción. Por ejemplo, aparecen como parte de la tecnología Borg en Star Trek: la nueva generación y aparecen en la apertura de los episodios de Expediente X.
Materiales necesarios para construir la lámpara Primero que nada, enumeraremos los elementos que necesitamos para hacer una lámpara de lava, estos son:
Aceite mineral (vaselina líquida) Colorante para alimentos del color deseado Una botella de vidrio Una base para la botella de vidrio Una botella de alcohol de 70º Una botella de alcohol de 95º Trementina (aguarrás vegetal) Lampara de 40 watts
Como construir la lámpara de lava
Como primer paso vamos a preparar la lava de la lámpara. Para ello mezclaremos en un recipiente el aceite mineral con el colorante, hasta alcanzar la coloración adecuada. Vamos colocando de a poco para no sobrepasar el color, ya que luego no se puede volver atrás. Es importante que sea colorante basado en aceite Una vez que esta lista la mezcla, la colocaremos en la botella bien limpia, llenándola hasta 1/4 de su capacidad. Luego, tomaremos las botellas de alcohol, donde el de 70º hará que el aceite mineral flote, mientras que el de 95º provocara que se hunda. Llenaremos entonces poco a poco la botella con los 2 tipos de alcohol, todo esto en temperatura ambiente, hasta que el aceite forme una burbuja gigante de "lava" que flote un poco sobre el fondo hasta casi la mitad de la botella. Ese es el punto ideal, porque dadas las diferencias de densidad, una vez puesta al calor de un foco, se formaran micro-corrientes que moverán el aceite dentro de la lámpara de lava. Una vez que esta la botella llena con el alcohol y la lava coloreada, con la burbuja en el punto preciso (casi mitad de la botella, en frío), agregaremos una cucharadita de te de Trementina, que se usa para disolver colores al oleo. La base de la lámpara de lava la podremos fabricar con un tarro con tapa, quitándole la tapa para que, al meter un socket con una lampara de 40W; la luz pueda pasar hacia la parte superior e iluminar el interior de la botella. La perforación de la tapa debe ser de un diámetro de 1 a 2 cm inferior al diámetro de la base de la botella, para que pase suficiente luz y calor, sin perder estabilidad sobre la base.
Luego, colocamos la botella sobre la base, encendemos la luz y dejaremos que se caliente. Empezaran a moverse las burbujas, y paulatinamente, se ira mezclando el aceite con la trementina, así se romperá un poco la tensión superficial del aceite, como cuando agregamos una gota de detergente concentrado en el aceite al lavar los platos en la cocina. Para acelerar un poco la mezcla, se puede agitar muy suavemente la botella, hasta que se formen muchas burbujas pequeñas. Dejaremos la lámpara de lava una hora aproximadamente funcionando, y podremos observar como las burbujas irán cohesionandose nuevamente, mientras se mueven. Listo, ya tendremos una lámpara de lava lista para decorar o regalar a nuestros seres queridos, pudiendo crear una gran variedad de colores y formas utilizando distintas botellas, bases y colorantes. Este proyecto lo realizaremos entre el 2 y 3 de Junio y será presentado a la clase el día jueves 7 de Junio de 2012 en la hora de informática. ¿Cómo podría aprovecharse comercialmente su proyecto? Si nuestro trabajo finalizado tiene un buen aspecto y funciona a la perfección si quisiéramos podríamos venderlo y así recuperar todo el dinero que invertimos en su realización ¿Afecta el medio ambiente, existen restricciones de tipo legal, social o ética? No afecta al medio ambiente pero si puede llegar a gastar una alta cantidad de energía por eso actualmente las lámpara de lava no se realizan con lámparas de 60 watts sino con leds los cuales gastan mucha menos energía ¿Qué elementos, partes, piezas o funciones se pueden quitar, reordenar, agregar, intercambiar para dotar el artefacto de nuevas funciones, hacerlo más atractivo, deseable, económico, fácil de usar, accesible a todo tipo de personas: ciegos, mudos, personas con discapacidades? Una lámpara de lava comprada en una tienda no se puede desarmar y si se hace es muy peligroso, no se puede modificar ya que el artefacto en si es muy simple y todo el mundo lo puede usar ya que lo único que hay que hacer para que funciones es conectarla a la corriente y listo dentro de aproximadamente 30 minutos empezara a funcionar.
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