El arte y la ciencia de la señalización de neón

Introducción

Un letrero de neón es una pantalla de iluminación compuesta de tubos de vidrio llenos de gas y formados en letras o diseños decorativos. Cuando una corriente de alto voltaje pasa a través del gas, los tubos emiten luz. Aunque originalmente se usaba gas neón, una variedad de otros gases —argón, kriptón, xenón y helio— son ahora comunes, y recubrimientos fosforescentes permiten más de 50 colores brillantes. Los letreros de neón van desde un pequeño anuncio de botella de cerveza a fachadas de varios pisos en casinos de Las Vegas.

Los letreros de neón evolucionaron de experimentos del siglo XIX que aplicaban corrientes de alto voltaje a gases a baja presión. En 1856 Heinrich Geissler produjo una fuente de luz pasando corriente alterna a través de un tubo de vidrio. Trabajos subsiguientes revelaron que la mayoría de gases conducen electricidad y emiten luz, pero gases reactivos como CO₂ corroerían electrodos, acortando la vida. En 1898 Ramsay y Travers destilaron fraccionadamente aire líquido y descubrieron los gases nobles neón, argón, kriptón y xenón. Estos gases son químicamente inertes, no reaccionan con electrodos, y producen colores distintivos: el neón da un naranja-rojizo brillante, el argón un azul-grisáceo o violeta intenso.

La destilación fraccionada permaneció costosa hasta 1907 cuando Georges Claude (Francia) y Karl von Linde (Alemania) idearon un método más económico. Claude, originalmente enfocado en producción de oxígeno para hospitales, vio potencial en los gases inertes. Exhibió su primer letrero de neón en una exposición de París en 1910 e instaló su primer letrero comercial en 1912. Para 1915 fundó la Claude Neon Sign Company y comenzó a franquiciar.

Los letreros de neón llegaron a Estados Unidos en 1923 cuando el concesionario de autos de Los Ángeles Earle C. Anthony compró dos de los letreros de Claude para su concesionario Packard. Durante los años 20 y 30, los tubos de neón se volvieron integrales a fachadas de edificios. Para 1947 los casinos de Las Vegas comenzaron a presentar iluminación de neón elaborada.

Durante los años 50 y 60, el neón fue largely desplazado por letreros de plástico iluminados por tubos fluorescentes. En años recientes el neón ha experimentado un renacimiento tanto en señalización comercial como medio artístico. El Museo de Arte de Neón en Los Ángeles preserva obras históricas y contemporáneas y ofrece recorridos mensuales de exhibiciones notables de neón por la ciudad.

Materias primas

Aunque el gas neón ahora se reserva para rojos y naranjas, el argón o mezclas argón-neón dominan la mayoría de letreros. Añadir una pequeña cantidad de mercurio al argón produce una luz azul viva que golpea recubrimientos fosforescentes dentro del tubo de vidrio, generando un espectro de colores. Tintes ópticos se aplican según necesidad, o el vidrio puede quedar transparente para un efecto azul brillante. Xenón, kriptón y helio se usan ocasionalmente para tonos especializados.

La tubería de vidrio se hace de vidrio de plomo blando que se dobla fácilmente. Va de 0,3 pulgadas (8 mm) a 1,0 pulgada (25 mm) de diámetro y viene en longitudes de 4-5 pies (1,2-1,5 m).

Los electrodos en cada extremo son usualmente hierro puro rodeado por una chaqueta de vidrio. Un alambre pasa por el extremo cerrado, sellando el electrodo en el tubo. La alimentación de alto voltaje la provee un transformador que eleva 120 V hasta 15 kV. Los letreros de neón típicos consumen 30-60 mA, aunque los transformadores se dimensionan aproximadamente al doble de esa corriente. Cable GTO aislado para al menos 7.500 V conecta el transformador a los electrodos y une secciones individuales en serie.

La tubería del letrero se soporta por un esqueleto de acero delgado para unidades interiores, pintado de negro para minimizar visibilidad, dando la ilusión de flotar. Letreros exteriores pueden usar estructuras de madera, acero o aluminio, con soportes de vidrio y bases metálicas. El transformador se aloja en un gabinete a prueba de intemperie.

Diseño

Fabricar un letrero de neón combina arte con ingeniería. Con solo unas pocas excepciones, cada letrero es único y debe adaptarse a la pantalla deseada y espacio disponible. Restricciones de diseño incluyen diámetro de tubo, radio mínimo de curvatura, y longitud total de tubo que el transformador puede alimentar. Diámetros menores producen luz más brillante pero requieren más potencia, limitando longitud total.

El proceso de fabricación

Crear un letrero de neón es largely un proceso manual: doblar la tubería, colocar electrodos, purgar impurezas, evacuar aire, y llenar con gas. Los pasos típicos son:

Preparación de la tubería

• Longitudes de tubería de vidrio se limpian y colocan verticalmente en una máquina de recubrimiento. Una suspensión fosforescente líquida se sopla por el tubo y se deja drenar de vuelta. Los tubos se secan luego al horno. Tintes de color se aplican similarmente. Tubos destinados a neón (rojo/naranja) o argón (azul) se dejan transparentes.

Doblado de la tubería

• El diseño del letrero se dibuja a tamaño real en una hoja de amianto resistente al calor. El vidrio se ablanda con quemadores de cinta de gas (24 pulgadas o más) para curvas grandes y sopletes manuales para secciones menores. Siguiendo la plantilla, un doblador de tubos moldea el vidrio, sintiendo la transferencia de calor y ablandamiento. Una manguera de soplado flexible previene colapso soplando aire de vuelta al tubo mientras se enfría. Los tubos con diámetros restringidos deben permanecer operables.
• Letreros grandes se construyen de secciones de 8-10 pies (2,4-3,1 m) de largo. Dos longitudes se calientan y sueldan; electrodos se funden en cada extremo. Un pequeño puerto —llamado tubulación— permite evacuación con bomba de vacío.

Bombardeo de la tubería

• Impurezas se remueven evacuando el tubo, reintroduciendo aire seco a 0,02-0,04 pulgadas Hg (0,5-1,0 mm Hg), y aplicando un transformador de alta corriente. Mientras 30 mA basta para operación normal, 400-750 mA se usa durante el bombardeo para calentar vidrio a ~420 °F (216 °C) y electrodos a ~1.400 °F (760 °C). Esto expulsa impurezas, que luego son ventiladas por la bomba.

Llenado del tubo

• Tras enfriar, el tubo se llena a baja presión con el gas elegido. Para un tubo de 0,6 pulgadas (15 mm), la presión de llenado es ~0,5 pulgadas Hg. El puerto de tubulación se sella entonces.

Envejecimiento del tubo

• Para estabilizar el gas, el tubo lleno pasa un ciclo de envejecimiento o "quemado". Un transformador nominal ligeramente sobre la corriente de operación se conecta. Un tubo de neón debe alcanzar iluminación completa dentro de 15 min; el argón puede tomar unas horas. Si se añade mercurio, una gota se introduce en el puerto de tubulación, luego se rueda a lo largo de los electrodos. Cualquier parpadeo o punto caliente indica necesidad de repetir bombardeo y llenado.

Instalación y montaje

• Letreros pequeños se montan en su estructura y cablean in-situ. Letreros grandes se ensamblan en piezas e instalan en fachadas de edificios o estructuras de soporte. Instalaciones muy grandes pueden requerir meses de trabajo.

Control de calidad

Solo materiales puros y fabricación meticulosa producen un letrero de neón fiable. Un letrero bien construido debe durar más de 30.000 horas —superando con creces la vida de 750-1.000 horas de una bombilla típica de 100 W.

Los letreros de neón deben obtener una certificación UL, que involucra agencias de prueba independientes, y deben cumplir el Código Eléctrico Nacional y códigos de construcción locales para instalaciones exteriores.

El futuro

Avances recientes incluyen transformadores electrónicos compactos que eliminan el zumbido clásico del neón, y controles electrónicos programables que reemplazan sistemas electromecánicos de leva-e-interruptor, permitiendo displays parpadeantes o en movimiento. El neón también ha cruzado a productos de consumo —teléfonos, marcos de matrícula, e incluso exteriores de vehículos.

Se espera que el interés siga creciendo. Fabricantes japoneses han expandido la paleta de colores más allá de las 50 tonalidades clásicas, y animaciones controladas por computadora se vuelven más sofisticadas y llamativas.