Lucha contra la noche (I)

1990/10/01 Mujika, Alfontso - Elhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika
• Historia

La verdad es que el oscuro de la noche, el terror de la noche, en todo y en el día a día, difícilmente podemos imaginar a los que nos hemos formado en la era del alumbrado eléctrico, ni a los que conocieron la iluminación de gas hace décadas. Rara vez, en plena noche, cuando un rayo o o una avería nos desprenda de las garras de Iberduero, en este caso deberíamos decir de los hilos, en qué cajón se guardó la antigua vela, o seguramente aquel lucernario con pilas agotadas nos dejaba un rayo cuando empezamos a tirar, cuando abrimos las ventanas y no vemos farolas, sólo entonces podemos reflexionar sobre alguna de las noches.

Asimismo, todos los días, cuando pulsamos el interruptor situado en cualquiera de las paredes adyacentes a cualquiera de las casas o edificios con una inadvertida mano y iluminamos la sala, oficina, sala, etc., nunca recordamos el largo camino recorrido por la ciencia y la tecnología para llegar a ello.

Origen de la iluminación artificial: fuego

La historia de la iluminación artificial comienza con el descubrimiento del fuego. Por el momento no está muy claro cuándo pasó eso. Sin embargo, sabemos que en el paleolítico superior, hace unos 40.000 años, los hombres de Cro-Magnon se servían del fuego.

El fuego es a la vez fuente de luz y calor. En el paleolítico la madera y los huesos eran los combustibles para el fuego. El hombre necesitaba luz para llegar y vivir hasta el fondo de los abrigos; encontró el modo de transportar el fuego a través de una rama. Se utilizaban ramas de enebro que se queman con luz intensa y poco humo despegando.

Antorchas y lámparas de aceite

Hace unos 40.000 años, el hombre de Cro-Magnon aprendió a hacer fuego y transportarla.

La primera mejora fue frotar la rama con resina. Así nacieron las antorchas. El siguiente paso sería estabilizar esta fuente de luz para hacerla más cómoda y sostenible. Cambio de combustible, uso de grasas y aceites. Mediante el vertido de aceite a un recipiente y la introducción de una mucosa o mecha (mecha formada por un haz de tubos capilares, como hilos de algodón), el aceite sube por capilaridad por encima del moco. Al arder el extremo del moco y reaccionar con el oxígeno en el aire, a la temperatura de la llama se quema la grasa. Así nació la lámpara de aceite o candil.

En la lámpara de aceite, la misión de la mucosa es llevar la cantidad de combustible necesaria uniformemente hasta la llama. Pero para conseguirlo, al ser la mucosa fija, es necesario mantener fijo el nivel de aceite en el recipiente. Si el nivel de aceite baja, la intensidad de luz disminuirá y finalmente se apagará. Para evitar este problema, en algunas lámparas el moco flota sobre el combustible, desplazándose con el nivel de aceite y estabilizando la intensidad lumínica.

Neolítico (5000-2500 a.C.) usaron la alfarería para hacer candiles. También se emplearon la piedra, el bronce y la fermentación para la fabricación de las lámparas. Fenicios, egyptianos, griegos y romanos desarrollaron lámparas de aceite muy finas, talladas y decoradas, que en un principio eran un mero instrumento, convirtiéndose en elementos decorativos.

Durante el milenio, las antorchas y las lámparas de aceite fueron los únicos instrumentos que la humanidad utilizó contra la noche.

Aparición del alumbrado público

Puede pensarse que en la Antigüedad el alumbrado público apenas se utilizaba. En Atenas, por ejemplo, no había luz en las calles. Los candiles sólo se colocaban en las calles donde había prostíbulos; no para iluminar la calle, por supuesto, sino para indicar dónde estaban los burdeles. Sólo en fiestas se iluminaban las calles mediante filas de antorchas.

Lámparas de aceite antiguas.

En los primeros tiempos de Roma, en las calles sólo había faros sobre las puertas de los prostíbulos. Los que iban a salir a la calle por la noche debían llevar antorchas o faros. Los ricos romanos tenían un criado llamado lanternarius para llevar el farol por las calles. Posteriormente, poco a poco se van iluminando varias calles principales, sobre todo en las grandes fiestas. Caligula fue el primer emperador que iluminó toda Roma mientras se celebraban los juegos nocturnos. No podemos olvidar al emperador Nerón en esta historia que estamos contando. Y es que a la famosa Nerón se le debe un terrible “avance tecnológico”, pero la innovación es enorme: inventó antorchas humanas. El cristiano frotaba con resina y los quemaba vivos como espectáculo.

II. En el siglo XX, los romanos empezaron a utilizar una vela de origen quelesco, hecha de cordero. La vela es un paso más hacia la lámpara de aceite (el combustible es sólido dando acceso a las grasas sólidas en esta historia: el billar y la cera. Por ejemplo, las velas de cordero iluminaban las calles de Antioquía IV. En el siglo XX.

Durante muchos siglos las velas de cera eran utilizadas exclusivamente por grandes reyes, príncipes y mandos de la Iglesia, por su elevado precio. Por ejemplo –dando un gran salto en nuestra historia–, en la época del Louis XVI, la nobleza utilizaba velas de cera para iluminar las salas de los palacios durante las fiestas nocturnas. En las fiestas grandes se quemaban quince mil o más velas y los camareros del palacio, cuando al día siguiente se limpiaban las salas, recogían todos los restos de velas para su posterior venta, con lo que el dinero recaudado les día suficiente para disfrutar de una jubilación tranquila.

Durante toda la Edad Media, así como en el inicio del Renacimiento, no se produjo ningún avance, tanto en el alumbrado público como en el privado. El alumbrado público era aún más escaso que en el imperio romano. Desde el atardecer la única información para los que iban a salir por las calles era la luz de la derecha, a excepción de los candiles de varias torres.

La vela, el aparato de iluminación más extendido; II. Desde el siglo XX nada ha cambiado.

El rey francés Louis XIV dotó a París de alumbrado público. Para ello, instaló luminarias en el centro de cada calle y en ambos extremos. Los argiontzios bajaban y subían con una cuerda atada a la pared, y sólo se utilizaban en la zona invernal. Más tarde, Louis XVI extendió el alumbrado público a ciudades de toda Francia, estableciendo un nuevo impuesto que cubra su coste.

XVIII. Novedades a partir del siglo

XVIII. En el siglo XVIII muchos inventores intentaron solucionar el problema del alumbrado público. En 1769, Bourgeois de Chateaubriand inventó un electricista especial (que no producía sombras debajo de él por medio de un reflector o reflector) que se implantó en ciertas zonas, pero no resultó muy cómodo: para poder encenderlo había que bajar hasta la altura de la cera, limpiarlo, desechar la pantalla reflectante y llenar el recipiente con aceite, todo ello en mitad de la calle y obstaculizando el tráfico. Sin embargo, este sistema es el XIX. Permaneció hasta principios del siglo XX.

Más tarde, hacia 1820, apareció la vela de parafina y a continuación, gracias al trabajo de Eugene Chevreul, comenzó a producir estearina; desde entonces las velas se fabrican con estearina, que se quema mucho mejor que las grasas que hasta entonces se utilizaban.

Las lámparas de combustible líquido tuvieron un rápido desarrollo en el XVIII. A finales del siglo XX. En las lámparas antiguas el moco era cilíndrico y lleno, el aceite subía de sobra, quemándose mucho combustible, pero con déficit de oxígeno, es decir, la combustión no era buena. Cuando la combustión se produce en estas condiciones, la llama es de color rojo, se emite mucho humo y los gases y vapores que escapan de la llama sin quemarse manchan el aire de la habitación, impidiendo la respiración. Por lo tanto, la primera mejora fue cambiar la forma del moco. La utilización de moco liso, aplanado, aumenta la superficie de la llama mejorando así la combustión.

Quemador de muki laune para una lámpara de petróleo (vista exterior y corte). Las flechas indican el acceso al aire.

En 1784, el físico Aimé Argand inventó una lámpara de doble corriente de aire, pero el farmacéutico francés Antoine Quinquet hizo una pequeña mejora a la lámpara de Argand y le dio su nombre, que todos conocemos. Argand, preocupada por el robo que le hizo Quinquet, se volvió loca. La lámpara Argand tiene un moco cilíndrico construido y se encuentra en el interior de una chimenea de vidrio. Es mejor que la lámpara de muki laune, ya que el aire no sólo rodea la llama por el exterior, sino también por el interior. En consecuencia, los gases producidos por el combustible se queman completamente.

En 1800, Bertrand Guillaume Carcel inventó una lámpara con un nivel de aceite constante en el quemador (lámpara Carcel), estabilizando la intensidad lumínica de la lámpara. Una bomba accionada por un mecanismo de relojería envía el aceite desde el depósito de aceite situado a pie de lámpara hasta el quemador, devolviendo el exceso de envío desde un rebosadero hasta el recipiente. También se inventaron otras lámparas más sofisticadas para mantener constante el nivel de aceite (ver en la figura el funcionamiento de la lámpara llamada “Moderador”).

El petróleo también sustituyó al aceite, que se absorbe con capilaridad más fácilmente que el aceite. Al quemar los gases del petróleo a una temperatura mucho menor que la del aceite, necesita una corriente de aire más fuerte y bien regulada para conseguir una buena combustión. Cuando se cumplen estas condiciones, el petróleo no genera ningún tipo de humo. En estas lámparas, el depósito de petróleo suele estar relativamente alejado del quemador para evitar el calentamiento.

XVIII. Cuando a partir de la segunda mitad del siglo XX comenzó a utilizar el petróleo como combustible, el quinque se extendió a todo el mundo civilizado.

En 1.870 la lámpara de petróleo se utilizaba en todo el mundo civilizado, entre otras cosas porque era bastante más barata en comparación con el resto de combustibles, como la cera, el aceite. El quinque fue la lámpara de petróleo más utilizada, pero también se desarrollaron otros muchos tipos de lámparas

Además del petróleo, se utilizaron como combustible bencín y aceites volátiles, pero son peligrosos. Para estos combustibles se necesitaban lámparas especiales, ya que en los convencionales estos combustibles hubieran explosionado. Los aceites volátiles pueden quemarse en lámparas sin mucos.El aceite se evapora antes de llegar a la llama, es decir, el vapor o el gas es el que se quema en la llama.

XIII. En el siglo XIX se extendió el alumbrado público por combustibles líquidos a las ciudades europeas y en el XIX. Duró hasta mediados del siglo XX. Sin embargo, XIX. La lucha contra la noche a principios del siglo XX supuso un gran impulso con una novedad: el gas de iluminación. En el próximo número tendremos noticia detallada.

Corte y detalles de la lámpara llamada “moderador”

Funcionamiento: el recipiente de aceite de la lámpara es de chapa y el fondo es móvil, pudiendo elevarse mediante cremallera BB y rueda de engranes D. Un muelle en espiral resiste el movimiento del fondo y se comprime al subir el fondo. Si con el fondo móvil bajo se vierte el aceite a la lámpara, éste se queda encima, pero si accionamos la rueda D y subimos el fondo, el aceite pasará al otro lado del fondo móvil por la depresión que se genera debajo. La tira de cuero con fondo móvil se comporta como una válvula, dejando que el aceite pase hacia abajo y evitando que vuelva hacia arriba. Al soportar la presión del muelle y no poder pasar a la parte superior del recipiente (la válvula lo impide), el aceite asciende por el tubo C. Este tubo (ver detalle) está formado por dos tuberías AA, la de menor diámetro está soldada al fondo móvil y puede deslizarse dentro de un diámetro mayor.

Cuando el fondo móvil se encuentra en la parte superior del recipiente y por tanto la presión del muelle es mayor, la aguja moderadora G ocupa toda la parte interna del tubo A de menor diámetro y dificulta que el aceite pueda subir por el tubo hasta el quemador. A medida que disminuye la presión del muelle, la parte de la aguja moderadora G que se introduce en el tubo A también será cada vez más corta. Así, la reducción de la presión que impulsa el aceite hacia arriba se compensa con la disminución de la resistencia que el aceite encuentra a subir. El aceite sobrante es clavado a la aceitera mediante el tubo E.

Lámpara Cautius. Detalle de corte y quemador

Funcionamiento: el moco es cilíndrico (quemador Argand), en el que la llama sobresale sólo por el interior de la mucosa, ya que la arista superior del moco está cubierta por un pliegue o pliegue del tubo a que sujeta la mucosa. Con esta disposición se consigue una mejor mezcla de gases del aire y un calentamiento del aire, aumentando la temperatura de la llama. Un tubo concéntrico con el tubo de apoyo del moco envía aire por el exterior de la llama.

El aire también tiene acceso desde el interior del moco. En el extremo superior del tubo interior del moco cilíndrico se encuentra un disco horizontal. Contra él se dirige la corriente de aire ascendente interna del moco, tomando una dirección radial interna hacia fuera y empujando la llama hacia fuera. Con este quemador se consigue una llama blanco-blanca y el moco no se carboniza. La altura de la llama, y por tanto la intensidad lumínica, se puede regular mediante la palanca c; si el tubo se eleva hasta el punto b, la lámpara se apaga. El petrolero de la lámpara es de metal y se llena por el punto e aunque la lámpara esté encendida.