Tubo de rayos catódicos

El tubo de rayos catódicos (CRT del inglés Cathode Ray Tube) es una tecnología que permite visualizar imágenes mediante un haz de luz constante a una pantalla de vidrio recubierta de fósforo y plomo. El fósforo permite reproducir la imagen proveniente del haz de luz, mientras que el plomo bloquea los rayos X para proteger al usuario de sus radiaciones. inventado por William Crookes en 1875. Se emplea principalmente en monitores, televisores y osciloscopios, aunque en la actualidad se están sustituyendo paulatinamente por tecnologías como plasma, LCD, LED o DLP.

Tubo de rayos catódicos.

Orígenes

El tubo de rayos catódicos, o CRT, fue desarrollado por Ferdinand Braun, un científico Alemán, en 1897 pero no se utilizó hasta la creación de los primeros televisores a finales de la década de 1940. El primer televisor fue creado el 26 de Enero de 1926 por John Logie Baird. A pesar de que los CRT que se utilizan en los monitores modernos tuvieron muchas modificaciones que les permitieron mejorar la calidad de la imagen, siguen utilizando los mismos principios básicos.

La primera versión del tubo catódico fue un diodo de cátodo frío, en realidad una modificación del tubo de Crookes con una capa de fósforo sobre el frontal. A este tubo se le llama a veces tubo Braun. La primera versión que utilizaba un cátodo caliente fue desarrollada por J. B. Johnson y H. W. Weinhart de la sociedad Western Electric. Este producto se comercializó en 1922.

Electricidad estática

Algunas pantallas o televisores que utilizan tubos catódicos pueden acumular electricidad estática, inofensiva, sobre el frontal del tubo, lo que puede implicar la acumulación de polvo, que reduce la calidad de la imagen. Se hace necesaria una limpieza (con un trapo seco o un producto adecuado, ya que algunos productos pueden dañar la capa antirreflejo, si esta existe).

Imantado

Al acercar un imán a un monitor CRT se alterará el magnetismo de la bobina de deflexión y con ello la incidencia del rayo catódico sobre la pantalla. Normalmente causará una deformación en la imagen y problemas con los colores hasta que retiramos el campo magnético.

Si dejamos mucho tiempo un monitor cerca de un campo magnético fuerte el monitor puede magnetizarse y aparecerán colores equivocados en el área afectada. Los rayos catódicos de cada color primario incidirán en áreas equivocadas de otros colores mostrándose imágenes alteradas. Si la magnetización es débil el problema desaparecerá con el tiempo pero si es fuerte el problema será permanente. La mayor parte de los televisores de tubo y los monitores de ordenador modernos han incorporado un sistema llamado degausador que reduce o elimina el imantado indeseado al aplicar un fuerte campo magnético al tubo cada vez que se encienden o activándolo desde algún botón o menú interno.

Espectro de los fósforos azules, verdes y rojos en un Tubo de Rayos Catódicos estándar.

Es posible comprar o construir un dispositivo exterior degausador (también conocido como desmagnetizador), que puede ayudar a desmagnetizar los más viejos monitores o en casos donde es ineficaz el aparato incorporado. Consiste en una bobina que produce un gran campo magnético. Se emplea encendiendo el TV o monitor y mostrando una imagen en el tubo. Se acerca la bobina al centro del monitor se mueve lentamente en círculos concéntricos nunca más anchos del borde del monitor, hasta que los colores incorrectos son eliminados. Este proceso puede necesitar repetirse muchas veces para eliminar algunas magnetizaciónes más difíciles. Para un ajuste más perfecto debe emplearse una imagen fija, siendo recomendable el empleo de un generador de señal. El empleo inadecuado de un desmagnetizador puede empeorar el problema.

La causa mas común de magnetización en monitores de ordenador es el campo magnético del transformador de alguna fuente de alimentación cercana.

Existen monitores profesionales con blindaje electromagnético para usarse en entornos con presencia de campos magnéticos fuertes.

Posibles riesgos

Campos EM

Aunque no hay pruebas de ello algunos creen que los campos electromagnéticos emitidos durante el funcionamiento del tubo catódico puedan tener efectos biológicos. La intensidad de este campo se reduce a valores irrelevantes dentro de un metro de distancia y en todo caso el efecto es más intenso a los lados de la pantalla que frente a ella.

Riesgo de implosión

Cuando se ejerce demasiada presión sobre el tubo o se le golpea puede producirse una implosión debida al vacío interior. Las explosiones que a veces se ven en cine y televisión no son posibles. En los tubos de los modernos televisores y monitores la parte frontal es mucho más gruesa, se añaden varias capas de vidrio y láminas plásticas de modo que pueda resistir a los choques y no se produzcan implosiones. El resto del tubo y en particular el cuello son en cambio muy delicados. En otros tubos, como por ejemplo los osciloscopios, no existe el refuerzo de la pantalla, en cambio se usa una lámina plástica antepuesta como protección. El tubo catódico tiene que ser manejado con atención y competencia; se tiene que evitar en particular levantarlo por el cuello y sujetarlo siempre por los puntos indicados por el fabricante.

Toxicidad

En los tubos más antiguos fueron empleadas sustancias tóxicas para incrementar el efecto de los rayos catódicos sobre el fósforo. En la actualidad han sido reemplazadas por otras más seguras. La implosión o en todo caso la rotura del vidrio causa la dispersión de estos materiales. En la eliminación y reciclado de los tubos se tiene que tener en cuenta además la presencia de plomo en el cristal, que es muy contaminante.

Parpadeo

Este efecto no es exclusivo de los tubos de vacío. También se observa en pantallas planas aunque en estas es habitual encontrar sistemas para reducirlo.

La señal de TV convencional está formada por 25 imágenes por segundo en el sistema PAL y de 30 en el sistema NTSC. Con el entrelazado se consigue reducir el parpadeo dividiendo cada imagen en 2. Una con las líneas pares y otra con las impares que se muestran una detrás de otra aumentando la frecuencia a 50/60 hz.

Este continuo parpadeo es el que causa mareos y molestias visuales cuando vemos la televisión durante demasiado tiempo. En algunas personas sensibles puede incluso desencadenar crisis epilépticas.

Algunos modelos de televisores solucionan este problema almacenando la señal en una memoria y repitiendo cada imagen completa sin entrelazado varias veces. El sistema más extendido en PAL es el de 100 Hz que repite cada imagen 4 veces y reduce notablemente el parpadeo. Los primitivos sistemas de 100Hz anunciaban un aumento de calidad pero al emplear conversores analógicos/digitales primitivos con poco muestreo y cuantificación la calidad de imagen era sensiblemente menor. El método de digitalización intentaba usar el mínimo de memoria posible ya que la memoria era muy cara por entonces. El abaratamiento de los circuitos integrados de memoria y el avance de la electrónica en general ha conseguido que en el mercado podamos encontrar pantallas de 200Hz que hacen el parpadeo imperceptible mantienendo la calidad de la señal.

Alta tensión

Para dirigir el haz en los tubos de rayos catódicos se emplean tensiones eléctricas muy altas (decenas de miles de voltios). Estas tensiones pueden permanecer en el aparato durante un tiempo después de apagarlo y desconectarlo de la red eléctrica. Se debe evitar por lo tanto abrir el monitor o televisor si no se dispone de una adecuada preparación técnica.

Otras tecnologías

Los tubos catódicos se están quedando anticuados, ya que poco a poco las pantallas planas sustituyen a las pantallas de tubo catódico. Estos nuevos tipos de pantallas presentan algunas ventajas, como un tamaño reducido y, dependiendo de la tecnología empleada, un menor consumo de energía. También tienen desventajas, como el color negro es mostrado muy claro (por la luz trasera), el tiempo de respuesta es elevado comparado con los CRT, y no muestra los colores de manera uniforme (si se hace que la pantalla muestre un único color, no es uniforme y se ve más oscuro por los bordes del monitor y más claro por el centro). Aunque el tiempo de respuesta es cada vez menor, lo que permite que algunos modelos (por debajo de 2 ms) se puedan utilizar para fines como videojuegos de acción, sin que haya que sufrir estelas en la visualización de movimientos rápidos, lo que hasta el presente era un freno importante para el uso de estas pantallas en ordenadores, aunque en la actualidad tienen un precio bastante elevado (2 veces, en el caso de los lcd´s) comparado con los CRT, especialmente en televisores.

Aplicaciones

• Televisores, monitores de computadora y monitores de vídeo.
• Los osciloscopios, espectroscopios y otros instrumentos de medida.
• Los radares.

Véase también

• LCD
• SED
• TFT LCD
• Pantalla de plasma
• OLED
• Monitor de computadora
• Monitor de vídeo
• Comparativa de tecnologías de visualización

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Enlaces externos

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