AERONÁUTICA Y PROCESOS PRODUCTIVOS (PROYECTO INTEGRADO)

Una de las más utilizadas formas de iluminación es la que se realiza a través de tubos fluorescentes, pero ¿sabemos en realidad como se hacen? ¿Cómo generan luz a partir de un gas inerte y mercurio?
Descubridlo en el siguiente video, espero que lo disfrutéis.

Resumen del proceso productivo:
En 1909, el físico francés Georges Claude perfeccionó el tubo de neón y lo utilizó al año siguiente para iluminar el Grand Palace en París. Claude demostró que el empleo de un gas, en vez de un filamento fijo y rígido, permitía a las bombillas brillar con independencia de su longitud o formato. Desde entonces, el aspecto de estos elementos de iluminación no ha cambiado apenas, pero su desarrollo ha permitido que cada vez tengamos mayores ventajas con este tipo de luminiscencia.

La fabricación de tubos fluorescentes se realiza en dos etapas principalmente, que son: fabricación de tubos de vidrio y el ensamblaje. Esto es lógico, ya que los tubos fluorescentes se componen principalmente de la cubierta de vidrio y el resto del tubo, donde de verdad se genera la energía lumínica.
A continuación desarrollaremos el proceso productivo en profundidad.

Descripción del proceso productivo:

La producción de lámparas fluorescentes es llevada a cabo en cuatro etapas. La mayoría del trabajo es realizada por maquinaria automática, requiriendo sólo un número mínimo de trabajadores. Las cuatro etapas de producción son:
1º.- Preparación de los tubos de vidrio.
2º.- Ensamblaje.
3º.- Probado.
4º.- Empaque.

La producción de tubos fluorescentes es bastante compleja. El proceso comienza con unos tubos de cristal que han sido lavados y preparados concienzudamente con agua caliente. A continuación hay que darles una forma especial; se calientan durante 30 segundos y después se moldean mediante una plantilla. Ésta es capaz de doblar 14 tubos por minuto.
Los tubos doblados pasan a otra cámara donde se aplica una capa fina de fósforo en las superficies interiores, es ese fósforo el que produce la luz, transformándolo el ultravioleta generado por la ionización del mercurio más adelante.
Lo siguiente es eliminar el fósforo sobrante de los extremos de los tubos, para sellarlos posteriormente. A continuación llegan los componentes eléctricos.

El cátodo se fabrica en una máquina denominada de auto montaje, al que se le une un cable que será el encargado de transmitirle la corriente. A éste se le da forma y se calienta. Esto lo prepara para el siguiente paso, ya que es esencial para evitar que el revestimiento del cátodo se extienda a las espigas.
Los filamentos se insertan en los soportes, donde también se insertan pequeños contenedores de un líquido que, al calentarse, produce electrones, que participan en la producción de la luz.

El soporte del cableado pasa del auto montaje a la maquina de sellado. En esta etapa se unen por fin el soporte y el tubo de cristal. El sellado se produce a una temperatura muy alta. Falta un proceso importante, aquí es donde el tubo de cristal se vacía de aire y se llena de gas. Esta máquina descarbura el tubo y también añade la crucial gota de mercurio responsable de producir luz. Una vez que se ha inyectado la gota de mercurio dentro del tubo, el proceso de producción está a punto de terminar.
Por último, un enhebrador coloca los cables para la inserción en la tapa del tubo que sirve para establecer el contacto eléctrico. La tapa del tubo se coloca en una posición, la tapa no solo debe estar bien colocada, sino también ser totalmente hermética para eliminar cualquier peligro de fuga.

El toque final es sellar permanentemente la tapa del tubo y ya está terminado.
Todos los tubos se prueban en una posterior rueda de ensayo, para verificar su calidad. Una vez terminada la meticulosa inspección de los tubos ya pueden pasar al departamento de embalaje.
Es un proceso que requiere destreza y precisión, mercurio, fósforo y sopletes, crean un dispositivo que no ha cambiado en casi 100 años.

Materiales utilizados:
Los principales materiales que forman las lámparas fluorescentes, bombillas, alambres conductores, filamentos, capa protectora, óxido, ligadura fluorescente, barniz, mercurio, fósforo, cemento base, soldadura, tubo de papel y cartones para el empaque.

Tipo de conformación:
Conformar es la colocación, distribución de las partes que forman el producto.
Conforme a esta definición, podemos establecer varios tipos de conformación: por estirado, inyección, extrusión, etc.
La parte de los componentes que va unida a la corriente eléctrica, se realiza mediante la unión de pequeñas piezas, pero la parte de vidrio sí que se realiza por conformación de soplado.
Ésta consiste en un proceso por medio del cual se producen objetos de plástico huecos, como botellas. Es un proceso semicontinuo que incluye dos pasos, la extrusión del vidrio fundido a través de un dado especial con un perfil tubular llamado párison y el inflado de este tubo en un molde, del cual toma la forma final el polímero extruido.

Tipo de producción:
El tipo de producción de los tubos fluorescentes se realiza en cadena.
La producción en cadena fue un proceso revolucionario en la producción industrial cuya base es la cadena de montaje; una forma de organización de la producción que delega a cada trabajador una función específica y especializada en máquinas también más desarrolladas.
VENTAJAS de la producción en cadena:
- Perfeccionamiento del producto: Ya que a diferencia de la producción por encargo, en la producción en serie, el patrón o molde para la fabricación está dado por las máquinas lo que implica pocas o ninguna imperfección óptica y/o de funcionamiento.
- El producto es más fácil de fabricar ya que el procedimiento de fabricación es el mismo. (Como anteriormente dicho, el patrón o molde, ya se encuentra configurado en las máquinas).
- El producto es más barato, ya que el uso y la ocupación de las máquinas necesarias para la fabricación pueden ser optimizado. Además la compra en grandes cantidades de los materiales para la fabricación es significativamente mucho más barata.
- El producto está disponible en el mercado en grandes cantidades, lo que significa mayor cubertura y mayor alcance.
- Alta productividad
- Los tiempos de producción son más cortos.
- Posibilidad de contratar personal entrenado en lugar de personal altamente cualificado, lo que reduce los costos de personal.

DESVENTAJAS de la producción en serie:
- Se pierde la individualidad y originalidad del producto, es decir no existen “piezas únicas”.
- Fabricantes a pequeña escala y fabricantes artesanales solo pueden sacar beneficios a través de la fabricación de productos que no existan a gran escala en el mercado o que no tengan mucha o ninguna competencia.
- Alta necesidad de mucho capital para instalar una fábrica.
Países productores:
Dado el habitual consumo de este tipo de lámparas, y cuyos componentes están presentes en cualquier país desarrollado, o en vías, no podemos hablar de un solo país exportador / productor de tubos fluorescentes, son muchos los que poseen cadenas de producción. Pero si podemos nombrar algunas de ellas como Promolux u Osram, que es una de las principales marcas fabricantes de este bien.
Últimamente, dado que las economías emergentes ofrecen ventajas frente a la producción propia de cada país, éstos prefieren importarlos de allí.

Precio de producción / Venta al público:
El coste de producción es bastante relativo, según el país productor. Esta característica es la que impulsa a los países más desarrollados a comprarlos de otros en los que los costes de producción se reducen incluso a la mitad, y cuyo transporte tampoco supera el coste mínimo de producción en el propio país.
El precio en el mercado es muy variable, dependiendo de la calidad, los materiales, el diseño…

En un estudio estimativo descubrimos que el precio va desde los 3 €, hasta los 22 €.

Usos más importantes:
En general, los tubos fluorescentes se utilizan para iluminar diferentes tipos de estancias, predominando en las habitaciones del hogar como son la cocina o los baños, y para edificios públicos de todo tipo; centros escolares, juzgados, hospitales. Esto se debe a las características que proporcionan dichos tubos, como es una luz blanca y clara, no molesta, que propicia el estudio, la concentración, quitan intimidad, etc.
Otra utilización propia de estos tubos es la que se realiza en las máquinas de rayos uva, para tonificar la piel.