La exploración del mundo invisible puede ofrecer muchas sorpresas a los lectores que poseen una linterna de rayos ultravioleta. Como tales linternas no se pueden comprar fácilmente en las casas de comercio, lo que proponemos es la construcción de una que, por increíble que parezca, no es excesivamente cara ni difícil de montar. Con ella usted puede comprobar la fosforescencia de rocas, sustancias químicas, seres vivos, descubrir notas falsas y muchas otras cosas.
Nota: si bien el artículo es antiguo, usando la solución de la lámpara, todavía se puede montar con facilidad, ya que las fluorescentes ultravioletas de bajo costo se pueden obtener fácilmente. Una posibilidad explorada en otros artículos es el uso de LEDs ultravioleta que ya se pueden obtener en el comercio especializado.
En la sección "Lo que usted necesita saber" de esta edición (En el artículo original) estudiamos la naturaleza de los rayos ultravioleta y vimos que esta radiación de corto longitud de onda posee una energía más alta que la de la luz común.
Así, cuando la radiación ultravioleta incide en determinadas sustancias, puede ocurrir el fenómeno de la fluorescencia. Los átomos de la sustancia absorben la energía del ultravioleta que es invisible y luego la devuelven, pero en saltos múltiples, lo que lleva la emisión de energía de menor frecuencia cayendo así en el espectro visible.
El resultado final es que la sustancia absorbe el ultravioleta y emite luz visible "encendiendo".
Diversas son las sustancias que presentan estas propiedades como determinadas sales de tierras raras (calcio, estroncio, etc.), determinadas sustancias orgánicas como la vitamina A, el quinino etc.
Con una linterna que emite rayos ultravioleta a pequeña escala (a gran escala son peligrosos), podemos explorar el mundo mineral, vegetal y animal verificando la presencia de determinadas sustancias por el fenómeno de la fluorescencia que, además de todo, es muy bonito. La luz negra de los bailes y un ejemplo de fluorescencia.
Describimos entonces como nuestro principal artículo la construcción de una pequeña linterna fluorescente totalmente portátil, pues funciona con pilas comunes.
Esta linterna emite radiación ultravioleta y permite la verificación de la fluorescencia de diversas sustancias, según experiencias que indicamos.
EL CIRCUITO
Existen en el comercio lámparas de ultravioleta pequeñas que se utilizan en la producción de efectos de luz negra en bailes; Estas lámparas deben ser alimentadas por tensiones altas, de 110 V o 220 V, pues son del tipo fluorescente.
Como deseamos una unidad portátil, necesitamos un circuito electrónico para elevar la tensión de las pilas. Este circuito se denomina "inversor" y consiste básicamente en un oscilador con un transformador elevador de tensión.
Nuestro inversor tiene dos transistores del tipo TlP31 operando en contrafase.
La bobina de baja tensión del transformador determina básicamente la frecuencia de operación. Cada mitad del enrollamiento sirve de carga de colector para un transistor y al mismo tiempo realimenta el otro.
De esta forma, tenemos un sistema que oscila con cada transistor conduciendo la corriente en un instante diferente, lo que garantiza un buen rendimiento en la transferencia de energía (figura 1).
En este circuito existen tres capacitores que desempeñan funciones importantes. Uno de ellos es C3, que prácticamente determina con el devanado del transformador la frecuencia de operación. Dependiendo del transformador usado, este capacitor puede tener valores entre 100 nF y 470 nF. Daremos más adelante instrucciones de cómo encontrar el valor ideal.
Los otros dos son C1 y C2 que determinan la realimentación del circuito de base de los transistores y también influyen en la frecuencia.
Los resistores de base son importantes porque determinan la potencia del sistema. Con los valores indicados, la corriente estará entre 700 y 800 mA, lo que con 12 V significa una potencia de cerca de 8 vatios. Para esta corriente, las pilas deben ser grandes y preferiblemente alcalinas. Para una intensidad de luz un poco menor y mayor durabilidad de las pilas, los resistores se pueden aumentar hasta 2 200 ohms aproximadamente. La potencia quedará entonces reducida a 5 o 6 vatios, lo que todavía es bastante para las aplicaciones sugeridas.
El circuito también funcionará con. 9 V (6 pilas medias), pero con menor potencia.
Observe que esta es la potencia consumida, ya que existen pérdidas en el transformador que llevan a una potencia aplicada a la lámpara 20 o 30% menor, dependiendo de las características del transformador principalmente.
Para una aplicación fija damos una fuente de alimentación mostrada en la figura 2.
Esta fuente proporciona hasta 1A de corriente, lo que es más que suficiente para el inversor.
MONTAJE
En la figura 3 tenemos el diagrama completo del inversor.
Como se utilizan pocos componentes, sugerimos el uso de un puente de terminales que se fijará en el interior de la caja (figura 4).
Los transistores pueden ser los TIP31 (sin marca, A, B o C) que deben estar dotados de un radiador de calor. Este radiador consiste en una placa de metal atornillada en el componente con las dimensiones indicadas en la propia figura.
El soporte de pilas es grande, y para la conexión de la lámpara fluorescente ultravioleta recomendamos un jack y enchufe, lo que facilitaría el transporte. Sin embargo, nada impide que se haga la conexión directa al transformador con un par de hilos de al menos 1,5 metros de longitud para mayor movilidad.
La lámpara del tipo FLSBLB de 8 vatios de potencia puede ser sustituida por equivalentes de 4 a 10 W sin problemas.
Esta lámpara se instala en un tubo de PVC en el que se ha realizado un corte lateral. Un cable de goma, del tipo utilizado en manillar de bicicletas, sirve para sostener el conjunto y en el otro extremo una tapa de plástico es fijada.
En la figura 5 tenemos el aspecto final del montaje.
En la caja la tira se colocan las pilas y el circuito inversor.
El transformador se debe fijar en la propia caja en posición apropiada siendo del tipo con primario de 110/220 V x 6 + 6 V x 500 mA. Observe la identificación de los hilos que van a la lámpara y que el terminal de 110 V permanece libre
Los capacitores C2, C3 y C4 pueden ser cerámicos o de poliéster y los resistores de 1/8 a ½ W.
PRUEBA Y USO
Para probar, coloque las pilas en el soporte o conecte la fuente observando la polaridad y accione S1.
Debe haber un zumbido en el transformador y un brillo violeta debe ser percibido en la lámpara (una pequeña parte de la radiación emitida cae en el extremo violeta visible del espectro).
En un ambiente obscurecido, acerque la linterna de hojas de papel blanco. Ellas deben brillar fuertemente.
Si tiene un miliamperímetro, conéctelo en serie con la alimentación como se muestra en la figura 6.
Si la corriente está entre 500 y 800 mA, para 12V y alrededor de 30omA a 9 V entonces el aparato está en buenas condiciones, con buen rendimiento. Si está abajo, intente cambiar el valor de los resistores R1 y R2 (entre 1k y 2k2) y el capacitor C4, entre 100 nF y 470 nF.
Para un consumo menor de corriente, usando pilas grandes comunes, elija resistores que suministran una corriente entre 450 y 500 mA.
Comprobado el funcionamiento es sólo usar el aparato:
a) Fluorescencia de papeles: papel común tiene sustancias que lo hacen fluorescente. Aproxime la lámpara de libros y revistas. El lector comprobará la fluorescencia.
b) Coloque bajo el foco de la lámpara un poco de arena común. El lector observará que algunos cristales manifestarán fluorescencia indicando la presencia de determinadas sales o tierras raras.
c) Ilumine una ropa cualquiera, aparentemente limpia, en la oscuridad con su linterna ultravioleta. Hilos finos presos a la ropa van a aparecer, mostrando suciedad "invisible".
Otras pruebas pueden ser descubiertas por el lector que, iluminando objetos diversos, descubrirá muchas cosas del "mundo invisible".
Volveremos oportunamente a hablar de la fluorescencia ultravioleta, indicando algunas experiencias interesantes y hasta minerales que pueden ser descubiertos con su utilización.
Q1, Q2 - TlP31 - transistores NPN de potencia con radiador de calor
B1 - 9 o 12 V - 6 ó 8 pilas grandes o medias - comunes o alcalinas
T1 - Transformador con primario de 110/220 V y secundario de 6 + 6 V x 1 A
X1 - Lámpara ultravioleta de 4 a 10 W
C1 - 100 uF x 6 V o más - capacitor electrolítico
C2, C3 - 10 nF - capacitor de cerámica o de poliéster (.01)
C4 - 220 nF - capacitor de cerámica o de poliéster (véase el texto)
R1, R2 - 1k - resistores (marrón, negro, rojo)
S1 - Interruptor simple
Varios: caja para montaje, soporte de pilas, puente de terminales, tubo de PVC, cable de goma, hilos, soldadura, etc.
