Electricidad y Electrónica

cristal; pero su estado es blando, como el de una gelatina diluida, intermedio entre
el sólido y el líquido. 
Los cristales líquidos se conocen desde hace más de un siglo, y los primeros
que se estudiaron fueron los del colesterol, una familia de sustancias químicas in-
solubles en agua, que participan de la estructura de algunas proteínas. En 1940 se
usaron como válvulas de luz; desde 1970 se popularizaron en las conocidas pan-
tallas de números y signos de relojes, y otros aparatos electrónicos; y hoy en las
pantallas en colores de televisores, monitores y celulares. 
Hay otras aplicaciones de los cristales líquidos, aparte de la indicación de dígitos
o símbolos, y la formación de imágenes en pantallas. Cuando se suelda con arco
eléctrico, el operador o la operadora debe alzar la máscara para ver dónde apoya el
electrodo, y cubrir su rostro con ella antes de hacer contacto, para no sufrir el des-
lumbramiento de la chispa eléctrica. Parte de esa maniobra la realiza, entonces, a
ciegas. Con una máscara de cristal líquido comandada por un circuito que recibe,
a través de un fototransistor o fotodiodo, la luz del arco de la soldadura, la persona
que suelda puede ver con toda claridad dónde hace contacto. Cuando se establece
el arco, el sensor de luz envía de inmediato una señal.
El  cristal  líquido  se  oscurece  al  instante,  sin  que  quien
suelda deba siquiera parpadear. A partir de ese momento, la
persona suelda bajo la luz del propio arco, mucho más intensa
que la del ambiente, pero ahora filtrada. Eso reduce el riesgo
de daños visuales, y el de recibir ascuas en pleno rostro; mejora
la calidad del trabajo, y ahorra tiempo.
Otra aplicación de los cristales líquidos es su uso como es-
troboscopios.
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Si se mira el funcionamiento de una máquina ro-
tativa a través de un filtro de cristal líquido alimentado con corriente alterna de onda
cuadrada del mismo período que el de rotación de la máquina, se la verá quieta; y si
hay una pequeña diferencia entre la frecuencia de la tensión que excita el cristal lí-
quido, y la frecuencia de rotación de la máquina, se la verá en cámara lenta, hacia
adelante o hacia atrás, efecto útil para diagnóstico de fallas, para afinar el encendido
de los motores de explosión, o para balancear las ruedas de los automóviles.
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N u e v o s   m a t e r i a l e s   y   s u s   a p l i c a c i o n e s
Imagen estroboscopi-
ca,  obtenida  con  una
cámara que gira, cuyo
obturador permanece
abierto uno o dos se-
gundos, tiempo en que
se  ilumina  la  escena
con unos veinte deste-
llos de luz.
l
Una  pantalla  común
de  cristal  líquido  se
arruina, si se le aplica
tensión  continua  du-
rante mucho tiempo. Si
a  pesar  de  eso  se  le
dan, por ejemplo, 9 V
en serie con la resis-
tencia de los dedos de
la mano, y se quita esa
tensión,  la  pantalla
queda  con  los  seg-
mentos marcados du-
rante varios segundos,
y después se apagan.
En cambio, las panta-
llas biestables quedan
con su indicación per-
manente, hasta que se
les aplique una tensión
inversa adecuada. La
pantalla de la figura se
dejó de alimentar cin-
co segundos antes de
la foto.
l
l
Cristal líquido, arte fotográfico de Karen Neill. El gel se orientó con
electricidad;  después se interrumpió la alimentación, y se despla-
zaron los vidrios que encierran el gel, para peinar las moléculas en
diferentes direcciones.  El empleo de luz polarizada muestra la orien-
tación de las moléculas; iguales en las regiones del mismo color. Los
círculos son burbujas de aire.
l
Máscara de soldadura 
con auto oscurecimiento.
3  
En griego, estro es período (el estrógeno es una hormona que desencadena el estro, o período, en las hembras de los
mamíferos). Estroboscopio significa, entonces, aparato para visualizar fenómenos periódicos.
Cap 18:Maquetación 1  06/10/2010  03:44 a.m.  Página 219

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Cristales líquidos biestables
Las pantallas de cristal líquido más comunes, aunque consumen poco, y mucho
menos que las de leds y de plasma, gastan algo de energía. Por eso, la pila de un
reloj dura sólo dos años; y a veces, mucho menos. La energía gastada es la necesaria
para orientar las moléculas alargadas del gel cada vez que se aplica tensión entre
dos electrodos. Cuando se deja de aplicar tensión, los trazos desaparecen, porque
las moléculas del gel se desordenan, por sus movimientos térmicos.
4
Así entonces,
un reloj de LCD gasta energía eléctrica, aun cuando los números de su pantalla
permanezcan sin cambio. Eso obedece a que, por protección, los segmentos se ex-
citan con tensión alterna, y requiere un cierto trabajo alinear periódicamente, mu-
chas veces por segundo, las moléculas del gel en sentidos opuestos. 
Sin embargo, hay geles que se pueden excitar con tensión continua, sin que se
dañen ni se gasten, y que tienen además la ventaja de que sus moléculas conservan
su posición durante mucho tiempo, gracias a una mayor viscosidad; así mantienen
la información almacenada en la pantalla, sin gasto de energía. Cuando se cambian
los datos, entonces sí se utiliza energía, pero en cantidad insignificante, frente a la
que demandan las lcd comunes, puesto que alcanza con un solo pulso de tensión
para encender o apagar un trazo.
5 
Cambio de color del gel con la temperatura
La orientación espacial de las moléculas alargadas
o achatadas de los geles electroópticos es sensible a los
campos eléctricos, y constituye la base del funciona-
miento de las lcd. Pero a cierta temperatura, que no
es muy alta, las moléculas se desordenan, y se orientan
al azar, haya o no campo eléctrico. Ese hecho, que re-
sulta un inconveniente, porque limita la temperatura
E l e c t r i c i d a d   y   e l e c t r ó n i c a
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Hay ventanas y ante-
ojos de cristal líquido,
con  sensores  de  luz
que actúan sobre un
circuito eléctrico que
controla  la  transpa-
rencia  del  vidrio;
mayor  cuando  hay
poca  luz,  y  menor
cuando la claridad es
demasiado  intensa.
Su  respuesta  a  los
cambios  de  ilumina-
ción  es  instantánea,
y no demorada, como
en los anteojos foto-
sensibles a la radia-
ción ultravioleta. 
l
4  
La temperatura se corresponde con el grado de agitación de las moléculas. A cero grado absoluto (273,16
grados Celsius bajo cero) las moléculas están teóricamente inmóviles; y a otras temperaturas, sus velo-
cidades son tales, que sus energías cinéticas (½ m v
2
, donde m es la masa de la molécula, y v su velocidad)
son del orden del  producto de la constante de Boltzmann por la temperatura absoluta. Esa constante
vale 1,3806503 × 10
–23
m
2
kg s
–2
K
–1
. 
5  
La energía que consume una pantalla de cristal líquido es tan pequeña, que su genera-ción carece por
completo de importancia económica; porque se mediría en millonésimas de centavo por día. La ventaja
de las pantallas de cristal líquido biestable es que, cuando utilizan pilas, éstas son de muy pequeño ta-
maño, o inexistentes, si se aprovecha la luz ambiental para generar electricidad. El fin de la reducción
del consumo de energía es, en este caso, disminuir el tamaño, el costo y el mantenimiento de los aparatos,
y también la cantidad de desechos.
Cap 18:Maquetación 1  06/10/2010  03:44 a.m.  Página 220

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