Cómo operan las luces del árbol y otras respuestas sobre tecnologías navideñas

Las usamos cada año, pero cómo funcionan ¿Y por qué no se derrite el hielo de las pistas de patinaje? ¿Cuál es la tecnología detrás de los fuegos artificiales? Aquí, las respuestas a estas y otras preguntas de la temporada.
Cómo operan las luces del árbol y otras respuestas sobre tecnologías navideñas
Luces en árboles de navidad en Japón

Con eso de que se acerca la Navidad, nos damos licencia para volver a ser niños y hacernos preguntas que quizás nos hicimos entonces y ya no nos acordamos.

¿Cómo hacen las luces del árbol para encenderse como si bailaran al son de una canción? ¿Cuál es la ciencia detrás de las formas y los colores que hacen los fuegos artificiales en el firmamento? ¿Por qué no se derriten las pistas de hielo, aún cuando la temperatura ambiente es mayor a los cero grados que necesita el agua para congelarse?

Abordamos esto y alguna que otra interrogante de corte más específicamente navideño… Sólo para verdaderos entusiastas de las fiestas.

Todas preguntas que quizá siempre quisiste hacer y nunca te atreviste. O quizás nunca quisiste, ¡y ahora te invitamos a que te atrevas a leer!

Parece simplemente natural que al hombre que inventó el primer bombillo se le ocurriera poner varios de ellos en una cuerda: hablamos del estadounidense Thomas Alba Edison, quien iluminó de esta manera la entrada de su laboratorio en la Navidad de 1880, según refiere

un artículo de la Biblioteca del Congreso de Estados Unidos.

Dos años después, su socio Edward Johnson tuvo la idea de usarla para adornar el tradicional árbol navideño. Un verdadero avance tecnológico si se toma en cuenta que el método anterior consistía en llenarlo de velas encendidas.

Las luces de hoy en día son de al menos dos tipos: las clásicas conformadas de bombillos incandescentes y las más modernas LED.

Según explica la página

Decoded Science, las luces incandescentes se componen de filamentos de tungsteno conectados a un circuito eléctrico. Al paso de la corriente, los filamentos se calientan y producen la luz.

Quizás hayas notado que los filamentos no son los que determinan el color, sino la cubierta que los protege, que debe ser de vidrio para resistir las altas temperaturas. Lo que quizás no sepas es que la cubierta se llena de un gas inerte, como el argón, que impide que el filamento se consuma mientras se quema.

Las LED utilizan diodos emisores de luz, o ledes, unos componentes optoelectrónicos desarrollados en el laboratorio a partir de materiales semiconductores, como el fósforo.

¿Cómo se logran los efectos de encendido y apagado? La página HowStuffWorks habla de dos metodologías: una simple, en la que se inserta en el circuito un bombillo adaptado especialmente para recalentarse y apagarse a intervalos, provocando la reacción en el resto; y una más compleja, que implica utilizar una “caja” que controla circuitos individuales, pero integrados y secuenciados, para generar los efectos.

Ahora, y quizás más importante: ¿cómo bajarlas cada año del árbol sin volverlas una maraña imposible? Se escuchan sugerencias…

Los fuegos artificiales o pirotécnicos son el resultado de la magia de la química.

Aunque hoy hay diseños más modernos que se lanzan con aire comprimido y estallan activados por el mecanismo electrónico de un reloj, muchos siguen funcionando a fuerza de su ingrediente original: la pólvora, explica la página

ChemistryAbout

.

La estructura básica de un fuego artificial consiste en un receptáculo o proyectil relleno de pólvora, que al activarse -mediante el calor- lo hace salir disparado.

Dentro del receptáculo hay esferas, estrellas o tubos que tienen diferente efecto sobre la explosión: acelerándola, retardándola, suavizándola, intensificándola o enviando los “ingredientes” del pirotécnico en diferentes direcciones.

Los colores surgen de ciertos metales y óxidos que se añaden a la mezcla (por ejemplo, se usa cobre para generar el azul, calcio para el naranja y sales de litio para el rojo).

El orden y la manera en que se “empaqueta” el receptáculo determina el resultado final.

Aunque en octubre pasado temperaturas superiores a los 18 grados dejaron a los usuarios de una pista de patinaje en Londres prácticamente nadando en un charco, es un hecho que la falta de hielo y nieve no han impedido que los entusiastas tengan su oportunidad de calzarse los patines en lugares nada invernales como Florida, Australia o Caracas.

El desafío que enfrentan las pistas de hielo no es muy diferente al de los refrigeradores.

En el caso de las pistas, la respuesta es una base de concreto cruzada por un intrincado sistema de tuberías que distribuye constantemente una solución de agua fría y anticongelante -que evita que el agua, que circula a hasta 20 grados bajo cero, se solidifique dentro de los tubos-, según explica el usuario en la página

Taringa Hugo Alonso, de la compañía de alquiler y venta de pistas de hielo Very N´Ice, en Argentina.

A esto se le llama la “manta frigorífica”. Sobre ella se rocía más agua, a veces con una simple manguera, para crear el hielo. Esto se hace por etapas, o capas, hasta alcanzar un grosor de entre 6 y 8 centímetros.

¿Cómo, en verdad?

Una vez

HowStuffWorks se propuso “desmitificar su modus operandi”, a riesgo de “no obtener más que carbón este año” como regalo navideño. Nosotros no nos atrevemos a tanto… Pero sí a recoger algunas teorías.

Empecemos por la mencionada página. En su artículo, sugiere que el trineo tendría que ser “rústico por fuera y de última tecnología por dentro”, una verdadera “maravilla de la ingeniería” equipado con un gran número de gadgets que van desde un GPS hasta propulsores antimateria de polvo de estrellas.

El número de desafíos es monumental, no sólo por el hecho mismo de volar, sino por las enormes distancias que tiene que recorrer y el corto tiempo de que dispone para hacerlo. Tom Chivers, especialista en temas científicos y tecnológicos del periódico británico The Daily Telegraph,

calcula que necesitaría desplazarse a una velocidad de 10.703.437 kph para completar la misión.

¿Cómo lograrlo? La clave estaría en los renos. Unos muy especiales: en 2003, el especialista en tecnología de vuelos Paolo Viscardi (como reseñó

una nota del periódico The Guardian) calculó que, para que pudieran volar, requerirían de alas de al menos 10 metros de largo. HowStuffWorks imagina que las impresionantes criaturas aladas deberían recibir entrenamiento especial con el uso de simuladores de vuelo, máquinas caminadoras y plataformas de práctica de manejo.

Y más vale que los renos hagan el trabajo: como dice Tom Chivers, si a Papá Noel le tocara recurrir a un motor de gasolina para recorrer el circuito de más de 510 millones de kilómetros, ¡los costos serían prohibitivos!

Una mutación genética podría explicar la existencia de renos con alas. O bien -según Ian Stewart, profesor de matemáticas de la Universidad de Warwick- podría ser el caso que los cuernos que tienen en la cabeza sean más bien aparatos generadores de vórtices que los elevan con suficiente fuerza como para hacerlos volar.

De todo lo anterior quizá solo puede concluirse que no somos los únicos que se han dado licencia para hacerse, de grandes, esas preguntas que nos hicimos de niños, aunque no nos acordemos.

Feliz Navidad, pues.