Bola de plasma (I)

Tiene toda la pinta de ser un objeto decorativo. Aunque también puede pasar por un juguete más, de los muchos que funcionan con electricidad.

Incluso se puede utilizar como lámpara. Sin embargo, mirado con detenimiento, se trata de todo un aparato científico.

Así que cuatro en uno ¡Ah! Se me olvidaba. También aparece en las presentaciones de los episodios de “Expediente X” .

¿Recuerdan? Tirotatíntatín.

Desde el punto de vista docente, el globo de plasma da mucho juego divulgativo. Se lo aseguro. Mi consejo didascálico es que no debe faltar en ningún laboratorio.




No en vano la explicación de su funcionamiento está relacionada con el cuarto estado de la materia, el plasma. Con la Teoría Electromagnética de Maxwell. Y, además, se puede utilizar en la asignatura de Física de 2º de Bachillerato. Quién da más.

Descripción e historia

Una bola de plasma, en esencia, es una ampolla de cristal transparente, de tamaño y forma variable, cerrada herméticamente, y de cuyo interior se ha extraído el aire e introducido un gas o mezcla de gases a baja presión (del orden de 0,1 atm).

También contiene un electrodo en su centro que se conecta a la corriente eléctrica.

Cuando se hace, debido a la alta tensión a la que se somete, el electrodo se descarga a través del gas.

Fluido que a su vez, sufre un cambio de estado debido al alto voltaje de los electrones que lo atraviesan.

Se convierte en el cuarto estado o plasma y emite luz visible. Su color e intensidad depende del valor de la tensión aplicada, de la presión interna y de la naturaleza del gas que hayamos introducido.

La esfera de plasma fue inventada y patentada por Nikola Tesla a principios de 1894, cuando experimentaba con corrientes de alta frecuencia en un tubo de cristal vacío.

Pero en sus tiempos los gases que se emplean en la actualidad no estaban disponibles y el artilugio no llamó la atención.

De hecho no se supo más de él hasta 1980, cuando lo hizo muy popular un tal Bill Parker.

Un artista que utilizó una mezcla de gases raros en su composición interior, formas de ampollas variadas en su aspecto exterior y circuitos integrados para las descargas. Y triunfó.

Los efectos están a la vista. Espectaculares.

Física y Química de la bola

Para la obtención del voltaje se puede utilizar un generador de tipo Flyback o similar, de los que traen los televisores y funcionan con corriente alterna.

Generan una corriente de alta frecuencia, f, (35 kHz) y voltaje, ΔV, (2-50 kV), que se descarga por el electrodo central en forma de relámpagos hasta las paredes de la ampolla de cristal. Son como serpientes de luz.

Los gases que se suelen emplear son varios. Los más típicos: xenón, Xe (g); neón, Ne (g), utilizado en los letreros luminosos y kriptón, Kr (g).

Aunque también: helio, He (g), utilizado para el inflado de globos y que genera un plasma azul púrpura; nitrógeno, N₂ (g); argón, Ar (g); óxido carbónico, CO₂ (g), el de las bebidas gaseosas. O, por supuesto, mezcla de ellos.

Con respecto al estado plasma, valga para los intereses de este artículo, decir tan solo que se trata de un estado de agregación que contiene un número significativo de partículas cargadas libres (cationes, restos positivos y electrones), como si fuera un gas ionizado.

Pero sólo como si lo fuera, pues presenta efectos colectivos, a diferencia de los gases que no los tienen o, al menos, no de ese orden. (Continuará).