Una lámpara de carburo o lámpara de gas acetileno es una lámpara simple que produce y quema acetileno (C 2 H 2 ), que se crea mediante la reacción del carburo de calcio (CaC 2 ) con agua (H 2 O). [1]
Las lámparas de gas acetileno se utilizaban para iluminar edificios, como faros y como faros de automóviles y bicicletas. Las lámparas portátiles de gas acetileno, que se llevaban en el sombrero o en la mano, fueron ampliamente utilizadas en la minería a principios del siglo XX. Todavía son empleados por espeleólogos , cazadores y catáfilos .
En 1892, Thomas Willson descubrió un proceso económicamente eficiente para crear carburo de calcio en un horno de arco eléctrico a partir de una mezcla de cal y coque. El horno de arco proporciona la alta temperatura necesaria para impulsar la reacción. [2] La fabricación de carburo de calcio fue una parte importante de la revolución industrial en la química y fue posible en los Estados Unidos gracias a las enormes cantidades de energía hidroeléctrica económica producida en las Cataratas del Niágara antes de principios del siglo XX. [3] En 1895, Willson vendió su patente a Union Carbide . La iluminación doméstica con gas acetileno se introdujo hacia 1894 y las lámparas para bicicletas a partir de 1896. En Francia, Gustave Trouvé , un ingeniero eléctrico parisino, también fabricó lámparas y gasómetros domésticos de acetileno .
La primera lámpara de bicicleta de carburo desarrollada en los Estados Unidos fue patentada en Nueva York el 28 de agosto de 1900 por Frederick Baldwin. [4] Otro diseño de lámpara temprana se muestra en una patente de Duluth, Minnesota, del 21 de octubre de 1902. [5] A principios del siglo XX, Gustaf Dalén inventó la luz Dalén . Este combinaba dos de los inventos anteriores de Dalén: el sustrato Agamassan y la válvula Sun. Los inventos y mejoras de las lámparas de carburo continuaron durante décadas. [6]
Después de que las llamas abiertas de las lámparas de carburo estuvieran implicadas en una explosión de gas metano en una veta de carbón de Illinois que mató a 54 mineros, el desastre de la mina de carbón Moweaqua de 1932 , [7] el uso de lámparas de carburo disminuyó en las minas de carbón de Estados Unidos. Continuaron utilizándose en las minas de carbón de otros países, especialmente de la URSS .
En el nacimiento del cine de Iquitos , una lámpara de carburo se utilizó como soporte luminoso para proyectar la primera película en la Casa de Fierro , en 1900.
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Una lámpara de minería o de espeleología tiene carburo de calcio colocado en una cámara inferior, el generador. Luego se llena el depósito superior con agua. Se utiliza una válvula roscada u otro mecanismo para controlar la velocidad a la que se permite que el agua gotee dentro de la cámara que contiene el carburo de calcio. Al controlar la tasa de flujo de agua, se controla la producción de gas acetileno . Esto, a su vez, controla el caudal del gas y el tamaño de la llama en el quemador y, por tanto, la cantidad de luz que produce.
Este tipo de lámpara generalmente tiene un reflector detrás de la llama para ayudar a proyectar la luz hacia adelante. Una lámpara alimentada por gas acetileno produce una luz amplia y brillante. Muchos espeleólogos prefieren este tipo de luz desenfocada, ya que mejora la visión periférica en completa oscuridad. La reacción del carburo con agua es exotérmica y produce una buena cantidad de calor independientemente de la llama. En cuevas frías, los usuarios de lámparas de carburo pueden utilizar este calor para ayudar a evitar la hipotermia. [8]
El acetileno se produce mediante la reacción: [9]
El acetileno arde fácilmente en la atmósfera :
Cuando todo el carburo de una lámpara ha reaccionado, la cámara de carburo contiene una pasta húmeda de cal apagada ( Ca(OH) 2 ) que se puede utilizar para fabricar cemento . Este se vacía en una bolsa de residuos y la cámara se puede volver a llenar.
La iluminación de carburo se utilizó en áreas rurales y urbanas de los Estados Unidos que no contaban con electrificación . Su uso comenzó poco después de 1900 y continuó después de 1950. Las bolitas de carburo de calcio se colocaban en un recipiente fuera de la casa, con agua conectada al recipiente y se dejaba gotear sobre las bolitas liberando acetileno. Este gas se conducía a las lámparas del interior de la casa, donde se quemaba, creando una llama muy brillante. La iluminación de carburo era económica pero propensa a fugas de gas y explosiones.
Los primeros modelos de automóviles, motocicletas y bicicletas utilizaban lámparas de carburo como faros . El gas acetileno, derivado del carburo, permitió a los primeros automóviles conducir con seguridad durante la noche. Gruesos espejos cóncavos combinados con lentes de aumento proyectaban la luz de la llama de acetileno. Este tipo de luces se utilizaron hasta que estuvieron disponibles baterías y dinamos confiables y los fabricantes cambiaron a luces eléctricas.
Las lámparas de acetileno también se utilizaban en los barcos fluviales para la navegación nocturna. El Museo Nacional de Australia tiene una lámpara fabricada alrededor de 1910 que se usó a bordo del PS Enterprise , un barco de vapor que ha sido restaurado para que funcione y también está en la colección del museo. [10]
También se utilizan para la caza nocturna .
Los primeros entusiastas de la espeleología , que aún no contaban con la ventaja de una iluminación eléctrica ligera, introdujeron la lámpara de carburo en su afición. [11] Aunque cada vez más reemplazado por opciones más modernas, un porcentaje sustancial de espeleólogos todavía utiliza este método. [ cita necesaria ] Muchos espeleólogos prefieren las lámparas de carburo por su durabilidad y calidad de iluminación. Alguna vez fueron los preferidos por su iluminación relativa por masa de combustible en comparación con los dispositivos que funcionan con baterías. [ cita necesaria ] Antes de la llegada de la iluminación LED de alta intensidad con baterías de iones de litio, el carburo también tenía dos ventajas importantes sobre la alternativa de las lámparas eléctricas de minero. Las lámparas de minero estaban destinadas a durar lo que duraba un turno de trabajo estándar, mientras que las exploraciones de espeleología importantes podían durar mucho más, de modo que el carburo pudiera reponerse durante el viaje. Es posible que las expediciones que impliquen acampar durante varios días en regiones remotas no tengan acceso a electricidad para recargar. Las lámparas utilizadas en tales circunstancias consistirían en un generador de gas montado en un cinturón unido por un tubo flexible a un auricular. [ cita necesaria ]
La reacción que produce acetileno es exotérmica , lo que significa que el recipiente del reactor de la lámpara se calentará bastante al tacto; Esto se puede utilizar para calentar las manos. El calor de la llama también se puede utilizar para calentar el cuerpo permitiendo que los gases de escape fluyan debajo de una camisa o un poncho extraído del cuerpo, una técnica descubierta casi de inmediato por los mineros en frío y apodada por los espeleólogos el "horno Palmer". [ cita necesaria ]
A las lámparas a veces se les llama "apestosas" debido a su olor. [12]
Se utilizan pequeñas lámparas de carburo llamadas "velas de carburo" o "ahumadores" para ennegrecer las miras de los rifles y reducir el deslumbramiento. A veces se les llama "fumadores" debido a la llama de hollín producida por el acetileno. [13]
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