Sinal de néon

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Antecedentes

Um letreiro de néon é uma exibição de iluminação feita de tubos de vidro que foram preenchidos com um gás e dobrados em forma de letras ou desenhos decorativos. Quando uma corrente elétrica de alta voltagem passa pelo gás, os tubos emitem luz. Embora o gás neon tenha sido originalmente usado nesses sinais, vários outros gases também são usados. Esses gases, junto com diferentes matizes e revestimentos de fósforo para os tubos de vidro, produzem um espectro de mais de 50 cores brilhantes. As placas de néon podem ser tão simples como uma pequena placa de propaganda de cerveja ou tão complexas quanto uma fachada de vários andares em um cassino de Las Vegas.

Os letreiros de néon evoluíram de experimentos científicos nos quais vários gases foram submetidos a correntes de alta voltagem. Em 1856, Heinrich Geissler produziu uma fonte de luz passando uma corrente alternada de alta voltagem através de um gás de baixa pressão selado em um tubo de vidro. Experimentos subsequentes mostraram que quase todos os gases conduziriam uma corrente elétrica e que muitos produziriam luz. O problema era que a maioria dos gases comuns, como o dióxido de carbono, reagiria com os eletrodos portadores de corrente dentro do tubo selado. Isso reduziu rapidamente a eficiência dos eletrodos até que a luz crepitou e morreu. Em 1898, Sir William Ramsay e Morris William Travers desenvolveram um método para a destilação fracionada de ar líquido. No processo, eles descobriram os elementos raros do gás neon, argônio, criptônio e xenônio. Usando esses gases em tubos de vidro selados, eles produziram fontes de luz coloridas que variam de um laranja-avermelhado brilhante para neon a um azul-acinzentado intenso ou violeta para argônio. Esses gases não apenas produziam luz colorida, mas eram quimicamente inertes e não reagiam com os eletrodos.

A destilação fracionada de ar líquido permaneceu um processo caro até 1907, quando Georges Claude da França e Karl von Linde da Alemanha desenvolveram um método mais econômico. O interesse original de Georges Claude era produzir quantidades de oxigênio para uso em hospitais e indústrias. Os raros gases que também eram produzidos por esse processo de destilação não tinham mercado pronto, o que levou Claude a buscar aplicações potenciais. Utilizando o trabalho experimental anterior de Ramsay e Travers, ele começou a promover sinais iluminados usando tubos cheios de gás neon. Ele exibiu seu primeiro letreiro em neon em uma exposição em Paris em 1910 e fez sua primeira instalação comercial em 1912. Em 1915, o negócio era tão promissor que ele formou a empresa de letreiros Claude Neon e começou a vender franquias.

As placas de néon chegaram aos Estados Unidos em 1923, quando um revendedor de automóveis de Los Angeles, Earle C. Anthony, comprou duas placas de Claude para sua concessionária Packard. Ao longo das décadas de 1920 e 1930, tubos de néon foram usados ​​para sinalização, bem como exibições decorativas, e se tornaram parte integrante da arquitetura de muitos edifícios. Em 1947, vários cassinos em Las Vegas começaram a chamar a atenção com suas elaboradas luzes de néon.

Durante as décadas de 1950 e 1960, os letreiros de neon foram lentamente substituídos por letreiros de plástico iluminados por dentro com tubos fluorescentes. Recentemente, o neon fez um retorno tanto na sinalização comercial quanto como meio artístico. Em Los Angeles, o Museum of Neon Art apresenta obras históricas e contemporâneas em neon. Também conduz passeios mensais com exemplos notáveis ​​de monitores de neon em toda a cidade.

Matérias-primas

Embora o gás neon tenha sido originalmente usado em letreiros de neon, agora é usado apenas para produzir vermelhos e laranjas. O argônio, ou uma mistura argônio-neon, é usado na maioria dos signos. Para melhorar a intensidade da luz, uma pequena quantidade de mercúrio é adicionada ao argônio para produzir uma luz azul intensa. Esta luz incide numa variedade de materiais fosforescentes emissores de luz revestidos no interior do tubo de vidro para produzir várias cores. Tons ópticos em várias cores também podem ser usados, ou o vidro pode ser deixado claro se uma forte luz azul for desejada. Os gases xenônio, criptônio e hélio às vezes são usados ​​para efeitos especiais de cores.

O tubo de vidro usado em letreiros de neon é feito de vidro de chumbo macio, que é facilmente dobrado e moldado. Ele varia de 0,3 pol. (8 mm) a 1,0 pol. (25 mm) de diâmetro e vem em comprimentos de 4 a 5 pés (1,2 a 1,5 m).

Os eletrodos em cada extremidade de uma seção de tubo iluminado são geralmente feitos de ferro muito puro rodeado por um invólucro de vidro cilíndrico ou envelope com uma das extremidades aberta. Um fio é preso ao eletrodo de metal e passa pela extremidade fechada do envelope de vidro. A extremidade fechada é selada na extremidade do tubo de sinalização com a extremidade aberta projetando-se para dentro do tubo.

A eletricidade de alta tensão para alimentar o letreiro luminoso é fornecida por um transformador que converte os 120 volts das linhas elétricas em até 15.000 volts para o letreiro luminoso. As classificações de corrente típicas para letreiros de neon são 30-60 miliamperes, embora os transformadores geralmente tenham o dobro desse valor. Os transformadores são conectados aos eletrodos da placa por meio de um fio especial, denominado fio GTO, que é isolado para, no mínimo, 7.500 volts. Este fio também é usado para conectar as seções individuais de tubos iluminados em série. O fio é conectado ao transformador por meio de um invólucro isolado feito de vidro de borossilicato com uma conexão de mola em uma das extremidades. O transformador e os fios são adquiridos de um fabricante separado e instalados pelo fabricante da placa.

O tubo de sinalização é suportado de várias maneiras. Sinais internos pequenos geralmente têm uma estrutura de esqueleto de aço fino que suporta a tubulação e o transformador de força. A moldura é pintada de preto para que seja menos visível, fazendo com que o sinal pareça flutuar no espaço. Grandes sinais externos podem ser suportados por estruturas de madeira, aço ou alumínio. O tubo de vidro é sustentado por suportes de vidro com bases de metal. O transformador é colocado dentro de um gabinete para protegê-lo das intempéries.

Design

A fabricação de letreiros de néon é tanto uma arte quanto um processo mecânico. Com apenas um poucas exceções cada sinal é único e deve ser projetado para caber na exibição desejada dentro dos limites do espaço disponível. Considerações sobre o diâmetro da tubulação, o raio mínimo com que a tubulação pode ser dobrada e o comprimento total da tubulação com o transformador podem alimentar, todos limitam o projeto final. Por exemplo, quanto menor for o diâmetro do tubo, mais brilhante será a luz. Por outro lado, uma tubulação de diâmetro menor requer mais energia, limitando assim o comprimento geral da tubulação que um transformador pode manipular.

O processo de fabricação

A fabricação de placas de néon é em grande parte um processo manual. Consiste em dobrar a tubulação e conectar os eletrodos, removendo quaisquer impurezas de dentro da tubulação, em seguida, evacuar o ar e adicionar o gás. O seguinte processo é típico.

Preparando a tubulação

• 1 Os comprimentos dos tubos de vidro são limpos e colocados verticalmente em uma máquina de revestimento. A máquina sopra uma suspensão de fósforo líquida para cima no tubo e a deixa drenar de volta para o fundo. Os tubos são colocados verticalmente em um forno que seca o revestimento. Os matizes de cores são aplicados de maneira semelhante. Os tubos que devem ser preenchidos com néon para formar uma luz vermelha ou laranja ou argônio para formar uma luz azul são deixados limpos.

Dobrando a tubulação

• 2 O desenho da placa é apresentado em tamanho real em uma folha de amianto resistente ao calor. O tubo de vidro é cuidadosamente aquecido e amolecido usando uma variedade de queimadores. Queimadores de fita a gás de 24 polegadas (61 cm) ou mais são usados ​​para fazer curvas em letras redondas e curvas extensas de escrita. Tochas manuais menores são usadas para aquecer comprimentos mais curtos. Usando o molde de amianto como guia, o tubo é dobrado à mão. Os dobradores de tubos não usam luvas de proteção porque devem ser capazes de sentir a transferência de calor e o grau de amolecimento do vidro para determinar o momento certo para fazer a dobra. Para evitar que o tubo amolecido desmorone, o dobrador de tubos conecta um pequeno pedaço de mangueira flexível, chamada de mangueira de sopro, em uma das extremidades. Enquanto o vidro ainda está macio, o dobrador de tubo sopra suavemente na mangueira para forçar o tubo de volta ao seu diâmetro original. Os tubos com diâmetros restritos não funcionarão corretamente.
• 3 A maioria dos letreiros de néon grandes é feita de várias seções de tubo de vidro. Um comprimento de 2,4-3,1 m (8-10 pés) para cada seção é considerado um limite prático. Para fazer cada seção, as extremidades de dois comprimentos de tubo são aquecidas e emendadas. Quando o formato das letras ou desenho foi formado para uma seção, um eletrodo é aquecido e fundido em cada extremidade. Uma pequena porta, chamada de tubulação, é adicionada para permitir que a tubulação seja evacuada com uma bomba de vácuo. Esta porta de tubulação pode ser parte de um dos eletrodos ou pode ser uma peça separada unida à tubulação.

Bombardeando a tubulação

• 4 Um processo conhecido como bombardeio é usado para remover quaisquer impurezas do vidro, fósforos e eletrodos. Primeiro, o ar dentro da tubulação é evacuado. Depois que o vácuo atinge um certo nível, o ar seco é permitido de volta na tubulação até que a pressão esteja na faixa de 0,02-0,04 polegadas (0,5-1,0 mm) de mercúrio. Quanto mais comprido o tubo, mais baixa deve ser a pressão. Um transformador de corrente muito alta é conectado aos eletrodos. Para um comprimento de tubulação que pode normalmente operar em 30 miliamperes, 400-750 miliamperes podem ser usados ​​para o processo de bombardeio. A alta corrente aquece o vidro a cerca de 420 ° F (216 ° C) e o eletrodo de metal é aquecido a cerca de 1400 ° F (760 ° C). Esse aquecimento força as impurezas para fora dos materiais e a bomba de vácuo carrega as impurezas para fora do sistema.

Preenchendo o tubo

• 5 Assim que o tubo esfriar, o gás é inserido sob baixa pressão. O gás deve estar livre de impurezas para que o sinalizador funcione corretamente e tenha uma vida longa. A pressão de enchimento normal para um tubo de 0,6 polegadas (15 mm) de diâmetro é cerca de 0,5 polegadas (12 mm) de mercúrio. A porta da tubulação é então aquecida e selada.

Envelhecendo o tubo

• 6 O tubo preenchido com gás acabado é submetido a um processo de envelhecimento. Às vezes, esse processo é conhecido como "queima no tubo". O objetivo é permitir que o gás no tubo se estabilize e opere adequadamente. Um transformador, geralmente classificado um pouco mais alto do que a corrente operacional normal, é conectado aos eletrodos. O tubo deve ficar totalmente iluminado em 15 minutos se o neon for usado. Pode levar algumas horas para o argônio. Se uma pequena quantidade de mercúrio for adicionada a um tubo de argônio, uma gota será colocada na porta da tubulação antes de ser selada. A gota é então rolada de uma extremidade a outra para revestir os eletrodos após o processo de envelhecimento. Quaisquer problemas como oscilação do gás ou ponto quente no tubo indicam que a tubulação deve ser aberta e os processos de bombardeio e enchimento repetidos.

Instalação e montagem

• 7 Sinais de néon pequenos são montados em sua estrutura e ligados na oficina. Sinais maiores podem ser montados em pedaços e colocados no prédio ou outra estrutura de suporte onde são interconectados e conectados. Instalações muito grandes podem levar meses para serem instaladas.

Controle de qualidade

Materiais puros e processos de fabricação cuidadosos são necessários para produzir um letreiro de néon funcionando corretamente. Um letreiro de néon bem construído deve durar mais de 30.000 horas. Como comparação, a lâmpada média de 100 watts tem uma vida útil estimada de 750-1.000 horas.

Os sinais de néon devem atender aos requisitos do Underwriters Laboratories para obter uma lista da UL. Isso requer uma série de testes por agências de teste independentes. Os sinais de néon também devem atender aos requisitos do Código Elétrico Nacional. A sinalização externa deve estar em conformidade com os códigos de construção locais em sua construção e fiação elétrica.

O Futuro

Desenvolvimentos recentes no design de letreiros de neon incluem pequenos transformadores eletrônicos que tornam o zumbido audível de letreiros de neon mais antigos uma coisa do passado. Sinais de néon que piscam ou parecem se mover agora são controlados por controles eletrônicos programáveis ​​que substituíram os controles mais antigos de came e interruptor eletromecânicos.

Os monitores de néon também encontraram seu caminho em produtos de consumo, como telefones e molduras de placas de automóveis. Existem até telas de neon que cobrem partes do exterior dos carros para o máximo em um veículo "chamativo".

Espera-se que as placas de néon continuem a ter um ressurgimento de interesse e aplicações. Algumas empresas japonesas expandiram a paleta de luzes de néon muito além das 50 ou mais cores comumente usadas. Monitores de néon que parecem se mover também estão ficando mais complexos e extravagantes com o auxílio dos controles do computador.