Linterna de gas

Antecedentes

Una linterna de gas es un dispositivo portátil y liviano que proporciona una luz brillante y eficiente mientras protege su contenido del viento y la lluvia. Tanto los habitantes rurales como los amantes del aire libre han confiado en las variaciones de la linterna de gas moderna durante aproximadamente 100 años, lo que permite el acceso a graneros, cabañas, campamentos y senderos boscosos más allá de las horas del día.

Este estilo de linterna es más práctico que sus antepasados ​​porque funciona según el principio de incandescencia; más bien, se basa en la luz producida por el calor. Los mantos calientes de una linterna de gas emiten mucha más luz que la llama de una lámpara de aceite, por lo que proporcionan una mejor visibilidad en un área más grande. Los mantos son conchas de tela saturadas químicamente que, cuando se calientan con la llama de la linterna, se convierten en una poderosa fuente de luz blanca, hasta 300 velas, o el equivalente aproximado de una bombilla de 300 vatios.

Historial

Durante un número incalculable de años, la llama abierta fue la única fuente de luz controlada de la humanidad. Las primeras lámparas de cerámica que datan de la época romana eran poco más que vasijas de barro con tubos para suministrar aceite vegetal a una mecha y pico. Siglos de desarrollo intentaron dominar el potencial de la luz de las lámparas, empleando variaciones de combustible y materiales de mecha para aumentar la eficiencia, pero no fue hasta el siglo XIX que los científicos e inventores comenzaron a realizar grandes mejoras en la calidad de la luz.

En la década de 1830, se había desarrollado una lámpara portátil que usaba un mecanismo de presión para forzar el combustible hacia el quemador. Este concepto, junto con la llegada del primer manto de trabajo duradero en 1885, condujo a los estilos modernos de linternas portátiles utilizadas durante los últimos cien años.

Al químico austríaco Carl Auer von Welsbach se le atribuye la invención del manto de torio moderno. A través de su trabajo con metales de tierras raras, Auer von Welsbach descubrió que ciertos óxidos emitían luz incandescente cuando se calentaban. Los mantos originales de Welsbach se presentaban en forma de tela de seda de tejido suelto impregnada con óxidos de magnesio y lantano. Seis años más tarde, se había decidido por una mezcla que consistía en 99% de torio, un metal de color blanco plateado con un punto de fusión de casi 6.000 ° F (3.300 ° C). Esta capacidad para soportar un calor inmenso le permitió emitir niveles más altos de luz blanca brillante. Los historiadores señalan que el progreso de Auer von Welsbach en esta área fue impulsado en parte por un sentido de urgencia del desarrollo; su trabajo competía directamente con el de la luz eléctrica incandescente.

Pasarían décadas antes de que un servicio eléctrico confiable llegara fuera de las comunidades urbanas y la demanda de luz utilizable aumentara en los hogares y lugares de trabajo rurales. Un precursor de la linterna moderna fue conocido como Efficient Lamp, fabricado por Edward Miller Company con sede en Connecticut. La lámpara portátil Efficient usaba un sistema de presión para vaporizar la gasolina, mezclarla con aire y encenderla en un quemador para calentar los mantos. En 1900, el vendedor de máquinas de escribir a tiempo parcial W. C. Coleman se encontró con una lámpara eficiente en el escaparate de una farmacia de Alabama. Fascinado por la intensidad de la lámpara, Coleman buscó a sus dueños e inmediatamente comenzó a vender el producto él mismo. Dos años más tarde, compró los derechos del diseño, hizo algunas mejoras y lo renombró como Lámpara Coleman Arc. Durante la siguiente década, las variaciones de las lámparas de manto de presión surgieron de Coleman y varios competidores, incluida la Western Lighting Company (ahora Aladdin), cuyo fundador se inspiró de manera similar en un quemador de manto de queroseno alemán llamado "Practicus".

La linterna de arco Coleman, presentada en 1914, fue la primera de una larga sucesión de modelos de linternas de gas portátiles. Capaz de iluminar un círculo de 30 m (100 pies) de diámetro, el Arc Lantern presentaba una capucha protectora de metal para protegerse del viento, la lluvia y los insectos curiosos. Su fianza (asa) y su forma robusta permitieron que el Arc Lantern se transportara fácilmente, se colgara de una rama o viga, o se fijara en el suelo.

Las revisiones de la linterna Arc permanecerían en producción durante los próximos 53 años. Las mejoras iniciales en la década de 1920 introdujeron las "Linternas Instant-Lite", que eliminaron la necesidad de precalentar el generador. En modelos anteriores, el generador tendría que calentarse manualmente antes de que vaporizara el combustible; esto implicó sostener un fósforo o un trozo de fieltro encendido (generalmente empapado de combustible) contra él. Las innovaciones posteriores trajeron linternas multicombustible que quemarían queroseno, gasolina, bencina, gasolina o parafina. Los avances en la metalurgia después de la Segunda Guerra Mundial llevaron a fuentes de acero no corrosivas o tanques de combustible. El desarrollo y uso de vidrio resistente al calor también resolvió un problema de diseño clave:que un globo de vidrio caliente tendía a romperse cuando era golpeado por una lluvia fría.

Las mejoras a lo largo de los años han hecho que la linterna tradicional sea más brillante, más liviana de transportar y más fácil de usar. Los modelos más nuevos de arranque eléctrico ya no requieren un fósforo. El combustible de botella de propano ahora elimina la necesidad de generar presión manualmente. Sin embargo, incluso considerando estas alteraciones, el diseño sencillo de una linterna portátil se ha mantenido esencialmente sin cambios desde las primeras décadas de este siglo.

Materias primas

Los aceros de alta calidad comprenden la mayoría de los componentes de una linterna. La campana del ventilador y la fuente suelen ser de calidad de extracción, lo que significa que el acero es flexible y no se agrieta bajo la presión de una prensa profunda. Se utilizan diversas aleaciones de latón para fabricar partes del sistema de suministro de combustible; el grado utilizado para cada pieza depende de la cantidad de calor que necesita soportar esa pieza en particular. Otras aleaciones de acero se utilizan para piezas más pequeñas, como la fianza, el collar y los sistemas de encendido y presión. La base de pie y las perillas de control de los modelos más recientes se han fabricado con plástico moldeado o caucho.

Si bien algunos globos están hechos de una malla metálica, el vidrio de borosilicato resistente al calor sigue siendo el material más utilizado en la producción de globos. A menudo vendido bajo la marca Pyrex, el vidrio se forma a partir de una combinación de arena de sílice y óxido bórico.

Los mantos consisten en una malla de seda o rayón saturada con varios productos químicos. El torio todavía se usa comúnmente, pero a menudo se critica; las aplicaciones del torio ligeramente radiactivo incluyen la fabricación de armas nucleares. En respuesta a las preocupaciones de seguridad, los fabricantes en los Estados Unidos ahora sustituyen el itrio por el elemento más caro pero no radiactivo, que emite un tono más amarillento.

Diseño

Los diseños modernos se adaptan a diferentes necesidades. Aunque la linterna estándar y duradera de las últimas décadas todavía disfruta de un mercado dedicado, los ingenieros de diseño ahora consideran la conveniencia, la utilidad e incluso las preocupaciones cosméticas en el desarrollo de nuevos modelos. Para los campistas y escaladores serios, hay disponible una clase de linternas pequeñas y livianas; la salida de luz es mínima, pero la preocupación del consumidor en este caso es la portabilidad. Sin embargo, para usos estándar, los competidores de diseño experimentan con grados más altos de acero, mejor eficiencia de combustible y una carcasa más resistente. Características como jaulas de metal en todo el mundo, bombas de presión de medición automática, encendidos eléctricos y bases de goma antideslizantes se están convirtiendo en aspectos de un nuevo estándar de producción para linternas de gas. Los propios mantos también han sido objeto de mejoras en forma, material y tamaño.

El
proceso de fabricación

Fabricación de componentes de acero

• 1 Para formar acero fundido, el mineral de hierro se funde con coque, una sustancia rica en carbono que se produce cuando el carbón se calienta al vacío. Dependiendo de la aleación, también se pueden introducir otros metales como aluminio, manganeso, titanio y circonio. Una vez que el acero se enfría, se forma en láminas entre rodillos de alta presión y se distribuye a la planta de fabricación.

  Una linterna de propano de doble manto.

• 2 Allí, las prensas de metal dan forma al acero en las partes apropiadas. Sin embargo, este proceso no está completamente mecanizado; Se requieren operaciones manuales de varios pasos para mover el acero de una prensa a otra.

Esmaltar el acero

• 3 Por lo general, esto se hace mediante "e-dip", un proceso a base de agua que se utiliza para dar a las linternas sus colores característicos. Los componentes de acero se limpian y se colocan manualmente en un transportador grande. A continuación, estas piezas reciben una carga eléctrica, que determina el grosor de la pintura cuando se sumerge y garantiza una capa uniforme.
• 4 Después de sumergir la imprimación, la pintura y la capa superior, las piezas se secan al horno. Sin embargo, debido a que la inmersión electrónica es costosa, los componentes más pequeños a menudo se esmaltan con un rociador de pintura automático. Este es un proceso en el que la electricidad estática atrae la pintura al objeto, minimizando el exceso de pulverización y las toxinas transportadas por el aire. Este método implica una gran cantidad de mano de obra, que requiere que las piezas se cuelguen de ganchos antes de esmaltar.

Fabricación de piezas de plástico

• 5 Las piezas pequeñas de plástico, como perillas y botones, a menudo las fabrican proveedores externos. Para formar estos objetos, se añaden gránulos de plástico a la tolva de una máquina de moldeo por inyección. El plástico se derrite y un tornillo hidráulico empuja la sustancia a través de una boquilla, donde se inyecta en un molde preformado, se mantiene bajo presión y se enfría. El personal de la fábrica transporta las piezas terminadas, pero, por lo demás, el proceso está completamente automatizado.

Haciendo los globos

• 6 La producción de globos consiste en una rueda horizontal de cavidades múltiples, generalmente con seis moldes. El vidrio de borosilicato caliente se empuja en forma de tubo desde una boquilla de alimentación hacia la rueda. Luego se sopla una capa de aire comprimido contra los moldes y se hace girar la rueda, formando las formas del globo. Los bordes del vidrio se cuecen automáticamente y el vidrio se deja enfriar.

Hacer los mantos

• 7 Los proveedores envían hilo de seda o sintético a la fábrica, y el resto de la producción se realiza internamente. La delicadeza de los mantos requiere que el "calcetín" se fabrique a mano con la ayuda de maquinaria de coser, con algunos sistemas transportadores automáticos empleados para hacer avanzar el proceso de manera más eficiente.
• 8 El personal de la fábrica luego cuelga los mantos sin terminar en preparación para una inmersión química automatizada. Los procesos de impregnación química varían y, por lo general, los fabricantes de mantos los consideran secretos comerciales.

Ensamblaje

• 9 Antes de que la linterna esté completamente ensamblada en las líneas transportadoras principales, un proceso llamado subconjunto reúne las partes más pequeñas y las conecta en sistemas más grandes. El montaje principal implica una "línea cuadrada", un transportador de cuatro lados tripulado por tres o cuatro personas. Las piezas premontadas, como los sistemas de combustible y presión, se atornillan a la fuente. Más adelante, los trabajadores usan tuercas y tornillos para completar la fase de ensamblaje final, que implica montar el collar y colocar el globo, el ventilador y la fianza.

Control de calidad

La característica que los compradores buscan constantemente en una linterna es la durabilidad. Se espera que estos productos duren, sin problemas, durante décadas. Debido a estos estándares, la inspección visual y mecánica es necesaria en cada paso. Durante el proceso de diseño, los equipos internos de aseguramiento de la calidad intercambian ideas y resuelven problemas en un esfuerzo por formar especificaciones individuales para cada producto. Esto incluye los niveles requeridos de materiales, el protocolo de inspección y la gestión de la presión y la temperatura de la maquinaria. Los fabricantes también deben adherirse a la regulación gubernamental; Estos estándares incluyen los relacionados con la seguridad ocupacional, las emisiones y el transporte y empaque de productos que contienen combustibles potencialmente volátiles.

Subproductos / Residuos

No se obtienen subproductos de la fabricación de linternas de gas. El desperdicio es mínimo debido al hecho de que la mayoría de los materiales de producción se pueden reutilizar. El itrio utilizado en los mantos, dado que es bastante caro, se conserva y recicla con fines de eficiencia. Las aleaciones metálicas se reciclan tanto como sea posible, pero los desechos constituyen un ejemplo de sobras industriales. Los únicos ejemplos de residuos peligrosos se denominan COV (compuestos orgánicos volátiles), que se forman en el proceso de esmaltado. Sin embargo, las tecnologías utilizadas en esta etapa están diseñadas para mantener los niveles de COV al mínimo y tan por debajo de los límites gubernamentales como sea posible.

El futuro

Cuando las nuevas tecnologías están disponibles, los equipos de investigación y desarrollo presentan estas opciones al personal de ingeniería y diseño, quien luego decide si las incorpora a un producto. Las linternas de gas, sin embargo, son menos susceptibles a cambios drásticos debido a su diseño simple. Aunque las linternas que utilizan fuentes de luz alternativas se venden ampliamente, empleando baterías, energía eléctrica y solar, el atractivo rústico y utilitario de una lámpara de gas probablemente evitará que el producto se someta a revisiones importantes del sistema. No obstante, las nuevas posibilidades de materiales y la facilidad de uso son siempre una prioridad significativa.

Dónde obtener más información

Libros

Hobson, Anthony. Linternas que iluminaron nuestro mundo, libro dos. Nueva York:Golden Hill Press, 1997.

Otro

"Una breve historia de la lámpara de presión de manto incandescente". Página web ilimitada de lámparas de presión. 1998. Diciembre de 2001. .

Coleman Company, Inc. Breve historia del uso de lámparas y linternas Coleman. Folleto, 1980.

"Dr. Carl Auer von Welsbach:Retrato". Página web del Museo Auer-von-Welsbach. Diciembre de 2001. .

"Para una mejor linterna:bórax". Página web del Museo del Vidrio de Corning. Diciembre de 2001. .

Entrevista oral con Richard Long, ingeniero sénior de Coleman Company, Wichita, KS. Diciembre de 2001.

Kate Kretschmann