P7: Plaça de la Independència
Setena parada
Plaça de la Independència
(R. Alberch, P. Freixes, E. Massanas, J. Miró, L. Xifra. L’enllumenat elèctric a Girona. 1833-1930. Ed. Ajuntament de Girona).
L’any 1886 es va inaugurar oficialment l’enllumenat elèctric. Els llums de gas van anar desapareixent, començant pels indrets més cèntrics, com aquesta plaça.
Les làmpades incandescents encara s’utilitzen, però comparteixen feina amb altres tipus de fonts lluminoses, com fluorescents, neons, halògens, a més del sol. Tots emeten llum, que és una forma d’energia. A la primera parada hem explicat que els àtoms estan formats per un nucli i uns electrons que orbiten al seu voltant. Si un electró canvia d’òrbita a causa d’un increment d’energia, quan hi torna, emet energia que pot ser en forma de llum o d’altres tipus de radiacions que no es veuen. Si la llum és emesa per objectes calents, s’anomena incandescència. Si la calor no hi intervé, aleshores s’anomena luminiscència.
Hi ha molts processos luminiscents, però els més coneguts són la bioluminiscència (llum emesa per alguns insectes, com les cuques de llum), la quimioluminiscència (llum que prové d’una reacció química, com els bastons de llum), la fluorescència i la fosforescència.
Els processos incandescents ens són encara més familiars: el sol, el llamp, el foc. O les bombetes. De fet, quan la bombeta fa llum, es diu que crema, una paraula amb dos sentits que en aquest cas són vàlids: fa llum i calor. Un físic anglès anomenat Joule va descobrir que si es fa circular corrent elèctric per un conductor, aquest s’escalfa.
Si s’escalfa molt, pot arribar a fer llum. Això passa en les bombetes. Tenen un fil molt llarg i prim d’un metall anomenat tungstè. El tungstè té una propietat que el fa especialment interessant en aquest cas, i és que es pot escalfar molt i molt sense fondre. En una bombeta, el fil està a un 2.500 graus, però el tungstè no fon fins a quasi 3.700 graus. El problema de les bombetes és que una gran part de l’energia elèctrica, entre el 80% i el 90%, no serveix per fer llum. L’energia es perd en forma de llum infraroja, que es tradueix en calor.
Cuca de llum, per Pep Anton Vieta
Tot i que el tungstè no fon quan la bombeta crema, sí que es podria combinar amb l’oxigen que conté l’aire i cremar-se. Per evitar-ho, al voltant del filament hi ha un embolcall de vidre que tanca un gas anomenat argó. Aquest gas no es combina amb el tungstè i evita que l’aire entri dins la bombeta i s’acabi cremant. Malgrat això, les bombetes s’acaben fonent perquè el fil de tungstè, que és molt prim, té un petit desgast a causa de la temperatura, ja que sublima (passa de sòlid a gas) i finalment s’acaba trencant.
Amb la intenció d’augmentar el temps de vida del tungstè es van inventar les làmpades halògenes. El principi és el mateix, només que dins la bombeta, a més d’argó, hi ha un altre gas: un halogen. Quan el tungstè se sublima i reacciona amb l’halogen es forma una sal, que quan es diposita damunt el filament torna a donar tungstè. Així, s’origina una mena de cicle que permet una major durada de la làmpada. Ara bé, el problema de la pèrdua d’energia, encara hi és present.
Foto Oimax (Flickr)
Els fluorescents han representat una gran millora en aquest sentit. A igual potència, un fluorescent consumeix un 80% menys que una bombeta. Com que no s’escalfen, el seu rendiment és molt millor. I duren deu cops més. El seu funcionament no és senzill, però a grans trets es basen en dos elements: mercuri i fòsfor. El mercuri es troba a baixa pressió dins del tub, de forma que, quan es fa passar corrent elèctric, els àtoms xoquen entre si i emeten llum ultraviolada. El problema és que aquesta llum, com la infraroja, tampoc no es veu. Aquí hi intervé el fòsfor. L’interior del tub està recobert d’aquest element que emet llum visible quan hi incideix llum ultraviolada.
Encara un tipus més de font de llum es pot veure en aquest indret: el neó. A diferència dels exemples anteriors, emet llum de determinats colors, el que els fa útils en rètols lluminosos. El seu funcionament es basa en què es fa passar un corrent elèctric a través d’un gas a baixa pressió. Com el mercuri abans, però en aquest cas la radiació no és ultraviolada, sinó visible, i més concretament a la zona del vermell. Els altres colors dels neons s’aconsegueixen amb gasos diferents, però el seu funcionament és idèntic.
Finalment, el que sembla que serà la font de llum del futur són els lests (LEDs, en anglès). Aquestes fonts de llum cada cop s’utilitzen més en petits electrodomèstics, en determinats semàfors, rellotges o, per exemple, els efectes de la torre Agbar de Barcelona s’aconsegueixen amb milers de lests de colors. La nova il·luminació exterior del Nou Camp també està projectada amb aquests llums. Els comandaments a distància funcionen amb lests que emeten llum infraroja. El funcionament dels lests és un xic més complicat que el que hem vist fins ara, tot i que com en tots els casos precedents, es basen en el moviment d’electrons. De forma senzilla, es posen en contacte dos materials anomenats semiconductors, un ric en electrons i un altre pobre en electrons. D’aquesta unió se n’anomena díode. Els díodes són la base dels transistors i per tant són peces clau en l’electrònica i també en els ordinadors. Quan un díode d’aquest tipus es connecta a una font de corrent, els electrons es mouen dins del material i generen llum. Els primers lets emetien llum de color vermell i infraroja, però actualment s’han aconseguit molts més colors canviant el tipus de material emissor.
Ho sabies?
S’expliquen moltes històries de fantasmes als cementiris, i és cert que moltes persones hi han vist llums. Aquest fenomen té una explicació química. Quan s’enterra una persona comença un procés de descomposició que afecta primer els teixits tous i que segueix amb els ossos. Els ossos estan formats majoritàriament per carbonat de calci (recordem la segona parada d’aquest itinerari) però també contenen fòsfor. Quan descomponen, es desprèn aquest element en forma gasosa que pot sortir per les escletxes dels taüts, ja que no són hermètics. Quan arriba a la superfície aquests gasos emeten una llum dèbil, causada per la fosforescència de l’element.
El terrible gos dels Baskerville, d’una obra de Sir Arthur Conan Doyle, devia part del seu aspecte fantasmagòric i diabòlic al mateix efecte.
Llum
La llum és la classe d’energia electromagnètica radiant que inclou el rang sencer de radiació conegut com l’espectre electromagnètic.
L’espectre electromagnètic abarca totes les longituds d’ona (lambda) que la llum pot prendre. On la longitud d’ona és una magnitud física que indica la mida d’una ona, és inversament proporcional a la freqüència (nu) i la l’energia (E) segons la relació:
La llum visible és aquella porció de l’espectre electromagnètic que l’ull humà pot percebre, amb longituds d’ona entre aproximadament 400 nm i 800 nm. Les diferents longituds d’ona, dins el visible, s’interpreten al cervell humà com colors, des del vermell a les longituds d’ona més grans (freqüències més baixes) fins al violeta (freqüències més altes).
Joule
James Prescott Joule (1818 Salford-1889) fou un físic anglès que estudià la naturalesa de la calor i en descobrí la relació amb el treball mecànic, fet que dugué a la teoria de la conservació de l’energia. Descobrí la relació entre el flux d’un corrent per una resistència i la calor dissipada, actualment anomenada llei de Joule.
Diode
Un díode és un dispositiu electrònic el funcionament del qual es pot extrapolar al d’una vàlvula de buit, ja que permet el flux del corrent elèctric en una direcció, però el bloqueig en el sentit contrari (restringint el moviment dels electrons).
Un díode LED, acrònim anglès de Light Emitting Diode (díode emissor de llum) és un dispositiu semiconductor que emet llum quan és travessat per corrent elèctric. El color de la llum emesa depèn del material semiconductor emprat en la construcció del díode podent variar des de l’ultraviolat, passant per l’espectre de llum visible, fins a l’infraroig.
El dispositiu semiconductor habitualment està encapsulat en una coberta de plàstic de gran resistència. Encara que el plàstic pot estar acolorit, és només per raons estètiques, ja que això no influeix en el color de la llum emesa.