Letrero de neón

Antecedentes

Un letrero de neón es una pantalla de iluminación hecha de tubos de vidrio que se han llenado con gas y se han doblado en forma de letras o diseños decorativos. Cuando una corriente eléctrica de alto voltaje pasa a través del gas, los tubos emiten luz. Aunque originalmente se usó gas de neón en estos letreros, también se usan varios otros gases. Estos gases, junto con diferentes tintes y revestimientos de fósforo para los tubos de vidrio, producen un espectro de más de 50 colores brillantes. Los letreros de neón pueden ser tan simples como un pequeño letrero publicitario de cerveza, o tan complejos como una fachada de varios pisos en un casino de Las Vegas.

Los letreros de neón evolucionaron a partir de experimentos científicos en los que varios gases fueron sometidos a corrientes de alto voltaje. En 1856, Heinrich Geissler produjo una fuente de luz pasando una corriente alterna de alto voltaje a través de un gas a baja presión sellado en un tubo de vidrio. Experimentos posteriores demostraron que casi todos los gases conducirían una corriente eléctrica y que muchos producirían luz. El problema era que la mayoría de los gases comunes, como el dióxido de carbono, reaccionaban con los electrodos portadores de corriente dentro del tubo sellado. Esto redujo rápidamente la eficiencia de los electrodos hasta que la luz chisporroteó y murió. En 1898, Sir William Ramsay y Morris William Travers desarrollaron un método para la destilación fraccionada de aire líquido. En el proceso, descubrieron los raros elementos gaseosos neón, argón, criptón y xenón. Usando estos gases en tubos de vidrio sellados, produjeron fuentes de luz de colores que van desde un naranja rojizo brillante para el neón hasta un azul grisáceo intenso o violeta para el argón. Estos gases no solo producían luz coloreada, sino que eran químicamente inertes y no reaccionaban con los electrodos.

La destilación fraccionada de aire líquido siguió siendo un proceso costoso hasta 1907 cuando Georges Claude de Francia y Karl von Linde de Alemania desarrollaron un método más económico. El interés original de Georges Claude era producir cantidades de oxígeno para su uso en hospitales e industrias. Los gases raros que también fueron producidos por este proceso de destilación no tenían un mercado listo, lo que llevó a Claude a buscar aplicaciones potenciales. Utilizando el trabajo experimental previo de Ramsay y Travers, comenzó a promover letreros iluminados usando tubos llenos de gas neón. Mostró su primer letrero de neón en una exposición en París en 1910 e hizo su primera instalación comercial en 1912. En 1915, el negocio era tan prometedor que formó la empresa de letreros Claude Neon y comenzó a vender franquicias.

Los letreros de neón llegaron a los Estados Unidos en 1923 cuando un concesionario de automóviles de Los Ángeles, Earle C. Anthony, compró dos de los letreros de Claude para su concesionario Packard. Durante las décadas de 1920 y 1930, los tubos de neón se utilizaron para señalización y exhibiciones decorativas, y se convirtieron en una parte integral de la arquitectura de muchos edificios. En 1947, varios casinos en Las Vegas comenzaron a llamar la atención con sus elaboradas luces de neón.

Durante las décadas de 1950 y 1960, los letreros de neón fueron desplazados lentamente por letreros de plástico iluminados desde el interior con tubos fluorescentes. Recientemente, el neón ha regresado tanto en señalización comercial como como medio artístico. En Los Ángeles, el Museo de Arte de Neón presenta obras de neón históricas y contemporáneas. También realiza recorridos mensuales de ejemplos notables de exhibiciones de neón en toda la ciudad.

Materias primas

Aunque el gas de neón se usó originalmente en letreros de neón, ahora solo se usa para producir rojos y naranjas. En la mayoría de los letreros se utiliza argón, o una mezcla de argón y neón. Para mejorar la intensidad de la luz, se agrega una pequeña cantidad de mercurio al argón para producir una luz azul intensa. Esta luz incide en una variedad de materiales fosforescentes emisores de luz que se recubren en el interior del tubo de vidrio para producir varios colores. También se pueden usar tintes ópticos en varios colores, o el vidrio se puede dejar transparente si se desea una luz azul fuerte. Los gases de xenón, criptón y helio se utilizan a veces para efectos de color especiales.

El tubo de vidrio utilizado en los letreros de neón está hecho de vidrio de plomo blando que se dobla y se forma fácilmente. Varía de 0.3 pulgadas (8 mm) a 1.0 pulgadas (25 mm) de diámetro y viene en longitudes de 4-5 pies (1.2-1.5 m).

Los electrodos en cada extremo de una sección de tubo iluminado suelen estar hechos de hierro muy puro. rodeado por una chaqueta de vidrio cilíndrica o sobre con un extremo abierto. Se une un cable al electrodo de metal y pasa a través del extremo cerrado de la envoltura de vidrio. El extremo cerrado se sella en el extremo del tubo de señalización con el extremo abierto sobresaliendo del tubo.

La electricidad de alto voltaje para alimentar el letrero es proporcionada por un transformador que convierte los 120 voltios de las líneas eléctricas en hasta 15.000 voltios para el letrero. Las clasificaciones de corriente típicas para los letreros de neón son de 30 a 60 miliamperios, aunque los transformadores generalmente tienen un tamaño del doble de esa cantidad. Los transformadores se conectan a los electrodos en el letrero mediante un cable especial, llamado cable GTO, que está aislado para al menos 7.500 voltios. Este cable también se utiliza para conectar las secciones individuales de tubería iluminada en serie. El cable se conecta al transformador a través de una carcasa aislada hecha de vidrio de borosilicato con una conexión de resorte en un extremo. El transformador y los cables se compran a un fabricante independiente y el fabricante de carteles los instala.

El tubo de señalización se apoya de varias formas. Los letreros interiores pequeños suelen tener un armazón de esqueleto de acero delgado que soporta tanto la tubería como el transformador de potencia. El marco está pintado de negro por lo que será menos visible, haciendo que el letrero parezca flotar en el espacio. Los letreros grandes para exteriores pueden estar soportados por estructuras de madera, acero o aluminio. El tubo de vidrio se sujeta mediante soportes de vidrio con bases metálicas. El transformador se coloca dentro de un armario para protegerlo de la intemperie.

Diseño

Fabricar letreros de neón es tanto un arte como un proceso mecánico. Con solo un pocas excepciones, cada letrero es único y debe diseñarse para adaptarse a la pantalla deseada dentro de los límites del espacio disponible. Las consideraciones del diámetro de la tubería, el radio mínimo en que se puede doblar la tubería y la longitud total de la tubería que el transformador puede alimentar, limitan el diseño final. Por ejemplo, cuanto menor es el diámetro del tubo, más brillante es la luz. Por el contrario, una tubería de diámetro más pequeño requiere más potencia, lo que limita la longitud total de la tubería que puede manejar un transformador.

El
proceso de fabricación

La fabricación de letreros de neón es en gran medida un proceso manual. Consiste en doblar el tubo y colocar los electrodos, eliminar las impurezas del interior del tubo, luego evacuar el aire y agregar el gas. El siguiente proceso es típico.

Preparación de la tubería

• 1 Los tramos de tubo de vidrio se limpian y se colocan verticalmente en una máquina de recubrimiento. La máquina sopla una suspensión de fósforo líquido hacia arriba en el tubo y luego la deja drenar por la parte inferior. Los tubos se colocan verticalmente en un horno que seca el revestimiento. Los tintes de color se aplican de manera similar. Los tubos que deben llenarse con neón para formar una luz roja o naranja o argón para formar una luz azul se dejan transparentes.

Doblar el tubo

• 2 El diseño del letrero se presenta en tamaño completo sobre una hoja de amianto resistente al calor. El tubo de vidrio se calienta y ablanda cuidadosamente utilizando una variedad de quemadores. Los quemadores de cinta de gas de 24 pulgadas (61 cm) o más se utilizan para hacer curvas en letras redondas y las curvas amplias de la escritura. Se utilizan sopletes manuales más pequeños para calentar longitudes más cortas. Utilizando la plantilla de asbesto como guía, el tubo se dobla a mano. Los dobladores de tubos no usan guantes de protección porque deben poder sentir la transferencia de calor y el grado de ablandamiento del vidrio para determinar el momento adecuado para realizar el doblez. Para evitar que el tubo ablandado se colapse, el doblador de tubos conecta un tramo corto de manguera flexible, llamada manguera de soplado, a un extremo. Mientras el vidrio aún está blando, el doblador de tubos sopla suavemente en la manguera para forzar el tubo a volver a su diámetro original. Los tubos con diámetros restringidos no funcionarán correctamente.
• 3 La mayoría de los letreros de neón grandes están hechos de varias secciones de tubos de vidrio. Una longitud de 8 a 10 pies (2,4 a 3,1 m) para cada sección se considera un límite práctico. Para hacer cada sección, los extremos de dos tramos de tubería se calientan y se unen. Cuando se ha formado la forma de las letras o el diseño para una sección, se calienta un electrodo y se fusiona en cada extremo. Se agrega un pequeño puerto, llamado tubo, para permitir que el tubo se evacue con una bomba de vacío. Este puerto de tubulación puede ser parte de uno de los electrodos o puede ser una pieza separada unida al tubo.

Bombardeando la tubería

• 4 Se utiliza un proceso conocido como bombardeo para eliminar las impurezas del vidrio, los fósforos y los electrodos. Primero se evacua el aire dentro del tubo. Una vez que el vacío alcanza un cierto nivel, se permite que el aire seco regrese a la tubería hasta que la presión esté en el rango de 0.02-0.04 pulgadas (0.5-1.0 mm) de mercurio. Cuanto más largo sea el tubo, menor será la presión. Un transformador de muy alta corriente está conectado a los electrodos. Para una longitud de tubería que normalmente puede funcionar con 30 miliamperios, se pueden usar 400-750 miliamperios para el proceso de bombardeo. La alta corriente calienta el vidrio a aproximadamente 420 ° F (216 ° C) y el electrodo de metal se calienta a aproximadamente 1400 ° F (760 ° C). Este calentamiento fuerza la expulsión de las impurezas de los materiales y la bomba de vacío las saca del sistema.

Llenado del tubo

• 5 Una vez que el tubo se ha enfriado, el gas se inserta a baja presión. El gas debe estar libre de impurezas para que el letrero funcione correctamente y tenga una vida útil prolongada. La presión de llenado normal para un tubo de 0,6 pulgadas (15 mm) de diámetro es de aproximadamente 0,5 pulgadas (12 mm) de mercurio. A continuación, se calienta y se sella el puerto de tubulación.

Envejecimiento del tubo

• 6 La tubería llena de gas terminada se somete a un proceso de envejecimiento. A veces, este proceso se denomina "quema en el tubo". El propósito es permitir que el gas del tubo se estabilice y funcione correctamente. Un transformador, a menudo clasificado ligeramente por encima de la corriente de funcionamiento normal, se adjunta a los electrodos. El tubo debe iluminarse por completo en 15 minutos si se utiliza neón. El argón puede tardar hasta algunas horas. Si se va a agregar una pequeña cantidad de mercurio a un tubo de argón, primero se colocó una gota en el puerto de tubulación antes de sellarlo. Luego, la gota se rueda de un extremo al otro para recubrir los electrodos después del proceso de envejecimiento. Cualquier problema, como un parpadeo en el gas o un punto caliente en el tubo, indica que el tubo debe abrirse y los procesos de bombardeo y llenado deben repetirse.

Instalación y montaje

• 7 Pequeños letreros de neón están montados en su marco y cableados en la tienda. Los letreros más grandes pueden montarse en piezas y colocarse en su lugar en el edificio u otra estructura de soporte donde estén interconectados y cableados. Las instalaciones muy grandes pueden requerir meses para instalarse.

Control de calidad

Se requieren materiales puros y procesos de fabricación cuidadosos para producir un letrero de neón que funcione correctamente. Un letrero de neón bien construido debe tener una vida útil de más de 30.000 horas. A modo de comparación, una bombilla de luz promedio de 100 vatios tiene una vida útil nominal de 750 a 1000 horas.

Los letreros de neón deben cumplir con los requisitos de Underwriters Laboratories para obtener una certificación UL. Esto requiere una serie de pruebas realizadas por agencias de pruebas independientes. Los letreros de neón también deben cumplir con los requisitos del Código Eléctrico Nacional. Los letreros exteriores deben cumplir con los códigos de construcción locales en su construcción y cableado eléctrico.

El futuro

Los desarrollos recientes en el diseño de letreros de neón incluyen pequeños transformadores electrónicos que hacen que el zumbido audible de los letreros de neón más antiguos sea cosa del pasado. Los letreros de neón que parpadean o parecen moverse ahora están controlados por controles electrónicos programables que reemplazaron los viejos controles electromecánicos de levas e interruptores.

Las pantallas de neón también se han introducido en productos de consumo como teléfonos y marcos de matrículas de automóviles. Incluso hay pantallas de neón que cubren partes del exterior de los automóviles para lo último en un vehículo "llamativo".

Se espera que los letreros de neón sigan disfrutando de un resurgimiento de interés y aplicaciones. Algunas empresas japonesas han ampliado la paleta de luces de neón mucho más allá de los 50 colores que se utilizan habitualmente en la actualidad. Las pantallas de neón que parecen moverse también se vuelven más complejas y extravagantes con la ayuda de los controles de la computadora.