Aplicações
- Lâmpadas Fluorescentes
No interior da lâmpada fluorescente encontramos o plasma. Dentro do tubo de uma lâmpada temos dois eletrodos e um gás sob baixa pressão. Se nos eletrodos for aplicada uma tensão suficientemente alta, acompanhada de uma componente de alta freqüência, os átomos do gás são excitados a ponto de perderem parte de seus elétrons. Temos então a formação de íons (átomos dotados de carga global positiva/negativa resultante da perda/captação de elétrons) e elétrons livres, isto é, o plasma ocorre quando o gás se transforma numa mistura de íons e elétrons livres, justamente como no interior de uma lâmpada fluorescente acesa. A tendência dos elétrons é dirigirem-se em sentido ao eletrodo que esteja carregado positivamente, ou seja, o anodo, enquanto que os íons dotados de cargas positivas dirigem-se em sentido ao eletrodo carregado negativamente, o catodo.
O tubo só precisa de uma variação de voltagem através dos eletrodos para estabelecer um arco elétrico. Esta variação é fornecida pelo reator da lâmpada, que é um tipo de transformador especial conectado ao circuito. Um aumento repentino de corrente ajuda a criar a voltagem inicial necessária para estabelecer o arco elétrico através do gás. A corrente elétrica flui pelo tubo os elétrons livres colidem com os átomos, liberando outros elétrons que criam íons. O resultado é um plasma, um gás composto principalmente de íons e elétrons livres, todos se movendo livremente. Isto cria um caminho para uma corrente elétrica. O impacto dos elétrons voando mantém os dois filamentos quentes que continuam a emitir novos elétrons para dentro do plasma. O problema com este tipo de lâmpada é que leva alguns segundos para iluminar. Hoje em dia, a maioria das lâmpadas fluorescentes é projetada para acender quase instantaneamente.
Lâmpada fluorescente
Dentro de uma lâmpada fluorescente
- Tratamentos Médicos e Odontológicos
Cientistas alemães apresentaram uma nova tecnologia de tratamento dentário a base de jatos de plasma, que, segundo eles, cortará significativamente a dor e o desconforto causados pelos tratamentos convencionais com broca.
O estudo, realizado pela Universidade de Saarland e relatado na revista especializada Journal of Medical Microbiology, demonstrou que o plasma destruiu as bactérias em dentes infectados. Rupf afirmou que a baixa temperatura do plasma matou os micróbios e preservou o dente. "Atualmente há muito progresso no campo da medicina com uso de plasma e o tratamento clínico para cavidades dentais pode ser esperado para dentro de três a cinco anos."
A equipe de pesquisadores da Universidade Saarland usou o jato de plasma com o mesmo propósito que a broca e constatou que o novo procedimento é capaz de fazer a limpeza de forma rápida e eficaz, mesmo quando a bactéria estava alojada na dentina, a principal parte do dente, abaixo do esmalte.
O jato de plasma é capaz de atingir e eliminar bactérias sem afetar o tecido ao redor. O professor Bill Graham, físico da Universidade Queen's, de Belfast, afirmou que a medicina com uso de plasma tem o potencial para atingir alvos minúsculos, talvez até uma única célula.
Graham afirma que "bisturis de plasma" já estão sendo usados na medicina esportiva e também há interesse no uso deste instrumento em pacientes com queimaduras. "Obviamente, assim como com qualquer outro tratamento, precisamos verificar se pode ser usado com segurança, mas não há provas no momento de que existam problemas", afirmou.
O jato de plasma é capaz de atingir e eliminar bactérias sem afetar o tecido ao redor.
- Cortadores a plasma
Pode parecer um pouco de ficção científica, mas o cortador a plasma é uma ferramenta que existe desde a Segunda Guerra Mundial. Para produção de aviões militares muitas fábricas adotaram um novo método de soldagem que envolvia o uso de um gás inerte alimentado por meio de um arco elétrico. A descoberta inovadora foi que carregando o gás com uma corrente elétrica, formava-se uma barreira ao redor da solda protegendo-a da oxidação.
Nos anos 60, os engenheiros descobriram que elevando as temperaturas, ocorria a aceleração do fluxo do gás e o encolhimento do furo de liberação. Com esse novo método a ferramenta não atuava mais como um soldador, mas ela funcionava como uma serra, cortando metais duros como muita facilidade. O arco de plasma revolucionou a velocidade, precisão e tipos de cortes que os fabricantes podiam fazer em todos os tipos de metais.
Cortador de Plasma
Como era o corte a Plasma em 1980
Os cortadores a plasma são atualmente os itens mais importantes da indústria. São muito usados em oficinas de carros e por fabricantes de automóveis para personalizar e criar chassis e estruturas, são usados também por construtoras em projetos de larga escala para cortar e fabricar vigas enormes ou produtos de chapas de metal, os chaveiros usam cortadores a plasma também para perfurar cofres e caixas-fortes quando os clientes ficam trancados.
Máquinas de controle numérico, pode-se adaptar os formatos de peças na tela do computador e processar o corte automaticamente.
- Tela de plasma
A idéia básica da tela de plasma é fazer com que pequenas e coloridas luzes fluorescentes brilhem formando assim a imagem. Cada pixel (menor ponto que forma uma imagem digital) é feito de três luzes fluorescentes: uma vermelha, uma verde e uma azul, a tela de plasma varia a intensidade das diferentes luzes para produzir toda a gama de cores.
A tela de plasma é constituída por duas placas de vidro onde no interior delas estão presentes os gases xenônio e neônio, estes estão contidos em centenas de milhares de células minúsculas, posicionadas entre as duas placas.
Interior da tela de plasma
Dois arranjos de eletrodos se estendem através da tela inteira. Os eletrodos de exposição e os eletrodos emissores são organizados de modo a formarem uma grade simples.
Representação do interior da tela de plasma
Para ionizar o gás de uma célula em particular, o computador de uma tela de plasma carrega os eletrodos que se cruzam nessa célula. Isso é feito centenas de vezes em uma pequena fração de segundo, carregando uma célula de cada vez. Quando os eletrodos que se cruzam são carregados com voltagem diferente entre eles, uma corrente elétrica percorre o gás nas células. Como vimos na seção anterior, a corrente cria um fluxo rápido de partículas carregadas, que estimula os átomos de gás para liberarem irradiação de fótons ultravioleta.
A principal vantagem da tecnologia da tela de plasma é que você pode produzir uma tela muito grande, usando materiais extremamente pequenos. Como cada pixel é iluminado individualmente, a imagem é muito brilhante e pode ser vista com nitidez de quase todos os ângulos. A qualidade da imagem não é tão alta quanto o padrão dos melhores tubos de raios catódicos, mas com certeza atende às expectativas da maior parte das pessoas. A maior desvantagem dessa tecnologia é o preço. No entanto, a queda dos preços e os avanços tecnológicos significam que a tela de plasma pode em breve aposentar os velhos aparelhos CRT.
- Higienizador de mãos
Os profissionais da área da saúde lavam as mãos muitas vezes ao dia e para uma correta limpeza das mãos o profissional acaba perdendo tempo. Novas tecnologias estão aparecendo para facilitar a limpeza das mãos. Uma “caixinha” irá proporcionar em apenas 4 segundos a limpeza das mãos por um gás de plasma eliminando diversos microorganismos.
O produto desenvolvido é na Alemanha pelo Instituto Max Planck, segundo seus criadores a limpeza também ocorre debaixo das unhas. Não pensem que este é mais um projeto com custo alto, pois muito pelo contrário o desinfetante de plasma terá o custo de fabricação de $ 100.
O que acontece dentro da caixa
- Autoclave de paredes duplas
Autoclave é um aparelho utilizado para esterilizar objetos através de calor e pressão. A autoclave que utiliza o plasma possui duas câmaras sendo uma interna e outra externa, usa alto-vácuo de modo a permitir a geração do plasma e consequentemente a eficiente penetração do esterilizante em todos os materiais. A esterilização acontece por um processo químico, o peróxido de hidrogênio vaporizado é inserido numa câmara de alto vácuo sob a forma de plasma, finalizando o processo de esterilização. Este sistema permite esterilizar uma vasta gama de produtos e aparelhos a baixa temperatura (~35°C) de maneira rápida, segura e sem umidade.
- Reciclagem de embalagem cartonada (tipo tetra pak)
A embalagem cartonada é muito utilizada no Brasil, porém, infelizmente, pouco do que é utilizado era reciclado. A reciclagem era parcial separando o papel do alumínio e plástico que permaneciam unidos, o que logo não possuía serventia.
Porém através de um consorcio entre empresas interessadas, investimentos e muitos anos de pesquisa originou-se a separação deste dois elementos, alumínio e plástico, através do plasma.
O composto alumínio+plástico é colocado em fardos dentro de um reator de plasma térmico. O plasma é lançado por uma tocha sobre o material pó alguns minutos a uma temperatura média de 15000ºC. O plástico condensa em uma outra câmara e é retirada em forma de parafina vendida depois para indústrias petroquímicas. O alumínio é derretido pelo plasma e obtido em forma de barras onde a indústria de alumínio recompra o material e emprega novamente em embalagens.