Linterna

Antecedentes

Una linterna es un dispositivo portátil que funciona con baterías y que se utiliza para la iluminación. Una unidad típica consta de una o más baterías de celda seca dispuestas en una línea dentro de un compartimiento de batería que forma el mango de la luz. El flujo de electricidad de las baterías a la bombilla en el extremo frontal de la luz se controla a través de un mecanismo de interruptor colocado entre las baterías y la lámpara.

Historial

A lo largo de la historia se han buscado fuentes de luz portátiles y prácticas. Las antorchas y velas fueron las primeras fuentes de luz, pero fueron reemplazadas en gran parte por linternas a medida que la gente aprendió a quemar varios aceites animales y minerales. Sin embargo, no fue hasta el siglo XIX que se aprovechó la electricidad para crear luz. La moderna linterna que funciona con pilas fue creada en 1898 por Joshua Lionel Cowen, el propietario original de American Eveready Battery Company. Cowen desarrolló originalmente una idea para un accesorio de iluminación decorativa para plantas en macetas. Su luminaria estaba compuesta por un tubo de metal con una bombilla y una batería de celda seca. Cowen le pasó su idea a uno de sus vendedores de Eveready, Conrad Hubert, quien convirtió el tubo de metal, la bombilla y la batería en la primera linterna del mundo y comenzó a vender las baterías y la linterna. En los últimos cien años, los avances en la tecnología han dado como resultado linternas con cientos de estilos y características diferentes. Por ejemplo, las linternas ahora se fabrican con baterías recargables que se pueden usar varias veces. Otras luces están diseñadas para operaciones especiales, como trabajar bajo el agua o en condiciones de alta temperatura.

Diseño

El diseño de linterna más común es la luz doméstica simple que consta de un mango en forma de tubo que contiene las baterías. Esta manija está fijada a un conjunto de cabezal roscado que aloja el mecanismo de la bombilla. Estas unidades funcionan con baterías estándar y proporcionan una salida de luz típica. Se requieren diseños especiales para uso industrial o profesional. Estas luces están hechas de materiales de mayor calibre y son más duraderas. También están destinados a producir un haz de luz más brillante. La policía, los bomberos y el ejército utilizan linternas con rayos más brillantes. Las linternas para acampar son unidades más grandes, generalmente alimentadas por baterías de alta resistencia. Estos frecuentemente usan tubos fluorescentes como fuente de luz debido a su mayor eficiencia energética, sin embargo, este tipo de bombilla no emite un haz de luz tan fuerte o dirigido. Además, el mayor tamaño y peso de este tipo de linterna limita su portabilidad. Las linternas novedosas están diseñadas para que las usen los niños. Suelen estar hechos de plástico ligero y destacan por su diseño visual. El cuerpo de la luz se puede adornar con superposiciones de plástico decorativas que aumentan el atractivo infantil de la unidad. Sus diseños a menudo se basan en personajes favoritos de dibujos animados populares o libros para niños. Finalmente, existe una variedad de luces especiales diseñadas para usos particulares. Por ejemplo, luces de serpiente, tubos flexibles que se pueden doblar o torcer para proporcionar luz en lugares de difícil acceso. Otros están diseñados para ser lo suficientemente pequeños como para caber en un llavero para iluminar los ojos de las cerraduras.

Los factores a considerar al diseñar linternas incluyen la salida de luz, la durabilidad y la capacidad de operar en entornos especiales. La duración de la batería también es un factor importante, y algunas luces están diseñadas para enchufarse a una toma de corriente para recargarlas o mantener la carga hasta que se necesiten. Otras luces usan bombillas especiales, como las linternas de nueva generación construidas con diodos emisores de luz. No son tan brillantes como las bombillas incandescentes convencionales, pero su consumo de energía es tan bajo que pueden durar cientos de horas con un juego de baterías convencionales, en comparación con unas pocas docenas de horas para las bombillas incandescentes.

El proceso de fabricación

Carcasa de plástico

• 1 Los componentes de plástico que se utilizan en la construcción de las linternas suelen moldearse por inyección con poliestireno y otros polímeros duraderos. En este proceso, los gránulos de plástico se mezclan con agentes plastificantes y colorantes. Esta mezcla se licua por calentamiento y luego se inyecta en moldes de forma apropiada a través de un émbolo de inyección. Luego, el molde se somete a alta presión para asegurar que los moldes estén completamente llenos y para mantener los moldes juntos contra la fuerza de los plásticos líquidos inyectados. Los cierres de los extremos también están moldeados, donde generalmente se moldean roscas internas y externas. Se pueden usar presiones de hasta 2500 toneladas para moldeadores de producción de alta velocidad o de cavidades múltiples.
• 2 Después del proceso de inyección, el plástico fundido se enfría haciendo pasar agua a través de los canales del molde. El plástico se endurece a medida que se enfría y se libera la presión. En este punto, las dos mitades del molde se separan y la parte de plástico se puede quitar para terminar. Los polímeros plásticos utilizados en este proceso son termoplásticos, lo que significa que se pueden fundir repetidamente para que las piezas de desecho se puedan volver a trabajar para hacer piezas adicionales. Por lo tanto, se desperdicia muy poco plástico en este proceso. Es posible que se requieran operaciones posteriores para pulir, cortar y terminar las piezas de plástico.

Fuente de luz

• 3 Las bombillas incandescentes son la fuente de luz más común utilizada en linternas. Consisten en un filamento de metal sellado en una ampolla de vidrio. Cuando el filamento se expone a una corriente eléctrica, la resistencia del cable hace que se caliente y emita luz en las longitudes de onda visibles. El filamento está soldado a dos alambres que pasan a través de orificios en una cuenta de vidrio cilíndrica que forma la base de la bombilla. Esta estructura se coloca en un accesorio y sobre el filamento se coloca una envoltura de vidrio cilíndrica que se cierra en un extremo. El extremo abierto del sobre de vidrio descansa contra la cuenta de vidrio.

• 4 La estructura se coloca dentro de una cámara de vacío y se aplica calor para sellar el sobre de vidrio a la cuenta de vidrio. El calor hace que el vidrio se ablande y puede hacer que el filamento se desplace hacia un lado. Por lo tanto, se debe tener cuidado para asegurarse de que el filamento esté correctamente alineado o la bombilla no proyectará un haz de luz en la dirección correcta.

  Otras posibles fuentes de luz incluyen bombillas fluorescentes, que a menudo se utilizan en linternas para acampar. Estas bombillas emiten luz debido a la excitación de moléculas de gas dentro de la bombilla. Los LED, o diodos emisores de luz, se utilizan en algunas luces especiales; Estos emiten luz cuando se exponen a niveles extremadamente bajos de corriente eléctrica. La bombilla a menudo se coloca delante de un reflector de aluminio pulido que ayuda a enfocar la luz durante el funcionamiento.

Interruptor y controles

• 5 Los circuitos electrónicos de una linterna varían según su diseño. Las luces simples se basan en un interruptor de encendido / apagado para hacer la conexión entre los cables que conectan los terminales de la batería con los cables que se extienden desde la base de la bombilla. Este tipo de interruptor es más comúnmente un tipo de deslizamiento que se mueve hacia arriba o hacia abajo para hacer la conexión adecuada. El conjunto del interruptor es más complicado en las luces más sofisticadas. Una patente de los Estados Unidos describe una tira de metal flexible que se presiona para crear un contacto entre los alambres.

Ensamblaje

• 6 Dependiendo del diseño y la capacidad del fabricante, las unidades pueden ensamblarse en una línea transportadora automatizada o manualmente. Algunos modelos, en particular los que utilizan pilas de reloj pequeñas, tienen la pila insertada durante el montaje. De lo contrario, la unidad puede ser ensamblada sin las baterías que luego son insertadas por el consumidor. Esta operación implica atornillar el conjunto de la lámpara en las roscas de la carcasa.

  Una linterna.

Embalaje

• 7 Las unidades ensambladas pueden colocarse en algún tipo de embalaje exterior, como un blíster de plástico transparente o una concha de almeja. Luego, la carcasa de plástico se puede unir a una tarjeta de presentación de cartón o empacar en una caja antes del envío.

Control de calidad

Las linternas terminadas se someten a una serie de pruebas de control de calidad para garantizar que funcionen correctamente. Primero, se debe revisar la bombilla para asegurarse de que esté correctamente alineada con el reflector; si está desalineado, el rendimiento puede verse afectado. En segundo lugar, se evalúa el conjunto del interruptor para determinar si hace un contacto adecuado con los cables eléctricos. En tercer lugar, debe comprobarse el sello del compartimento de la batería para determinar si la humedad no entrará inadvertidamente en el compartimento de la batería. Este sello debe permitir la ventilación de los gases que puedan formarse durante el funcionamiento de la batería.

La bombilla en sí debe cumplir con estándares de calidad separados. Generalmente, las linternas aprobadas por la División 2 tienen una clasificación de temperatura de TI a T6, donde Tl es una temperatura menor o igual a 842 ° F (450 ° C) y T6 es menor o igual a 185 ° F ( 85 ° C). Los laboratorios de prueba utilizados por los fabricantes de linternas incluyen Factory Mutual Research Corporation, Underwriters Laboratories y Demko.

Entorno peligroso

Cualquier linterna que se utilice en un entorno peligroso o en un espacio confinado debe probarse adecuadamente para asegurarse de que cumple o supera todos los estándares de seguridad aplicables para esos lugares. Las ubicaciones peligrosas están definidas por el Código Eléctrico Nacional e incluyen las siguientes clasificaciones. Las ubicaciones de Clase I son áreas donde los gases inflamables pueden estar presentes en cantidades suficientes para producir mezclas explosivas o inflamables. Las ubicaciones de Clase II pueden describirse como peligrosas debido a la presencia de polvo combustible. Las ubicaciones de Clase III contienen fibras y limaduras fácilmente inflamables. Las atmósferas peligrosas se definen además por "grupos". Estos incluyen atmósferas que contienen acetileno, hidrógeno o gases o vapores de peligro equivalente, como vapores de éter etílico, etileno, ciclopropano, gasolina, hexano, nafta, benceno, butano, propano, alcohol, acetona, benzol, vapores de solventes de laca o natural gas. El polvo metálico, incluido el aluminio, el magnesio y sus aleaciones comerciales, también puede crear atmósferas peligrosas. Los entornos que contienen negro de humo, polvo de carbón o coque, harina, almidón o polvo de granos están clasificados por el Código. Las linternas diseñadas para su uso en estos entornos se prueban individualmente antes de salir de fábrica.

El futuro

Los fabricantes continúan mejorando el diseño de sus linternas. Los nuevos modelos con fuentes de energía mejoradas son cada vez más populares. Por ejemplo, la planta de energía de una nueva linterna autoamplificada es el revolucionario Freeplay Generator, que es un mecanismo único y patentado que almacena energía cinética en un resorte de acero al carbono. cuando el usuario gira una manija de cuerda. Esta energía se libera como energía eléctrica cuando se enciende la luz, lo que alimenta la luz sin ninguna otra fuente de energía externa.

Otras mejoras en las linternas incluyen polímeros más resistentes para una mayor durabilidad y tecnología informática más inteligente que permitirá mecanismos de apagado automático para conservar la vida útil de la batería. Finalmente, las técnicas de moldeo cada vez más sofisticadas permitirán la creación de linternas novedosas en una variedad más amplia de formas y colores.