Sí, puede producirse un arco en el vacío. Este fenómeno, conocido como arco de vacío, puede surgir cuando las superficies de los electrodos metálicos en contacto con un buen vacío empiezan a emitir electrones por calentamiento (emisión termoiónica) o en un campo eléctrico lo suficientemente fuerte como para provocar la emisión de electrones de campo.
Mecanismo de formación del arco de vacío:
- Iniciación: El proceso comienza cuando los electrodos metálicos en un entorno de vacío emiten electrones. Esto puede ocurrir a través de dos mecanismos principales: la emisión termoiónica, en la que el calentamiento de los electrodos provoca la emisión de electrones, y la emisión de electrones de campo, en la que un campo eléctrico intenso en la superficie del electrodo provoca la emisión de electrones.
- Mantenimiento: Una vez iniciado, el arco de vacío puede persistir debido a la energía cinética obtenida por las partículas liberadas del campo eléctrico. Estas partículas de alta velocidad chocan con las superficies metálicas, calentándolas y creando un punto catódico incandescente. Este punto libera más partículas, manteniendo el arco. A altas corrientes, también puede formarse un punto anódico incandescente, que contribuye al mantenimiento del arco.
Aplicaciones de los arcos de vacío:
- Tubos de vacío e interruptores de alta tensión: La descarga eléctrica en vacío es crucial para el funcionamiento de ciertos tipos de tubos de vacío e interruptores de vacío de alta tensión, en los que la formación y gestión controladas de arcos de vacío son esenciales.
- Hornos de arco al vacío: Se utilizan para fundir metales refractarios y producir aleaciones especiales resistentes a la corrosión y al calor. El entorno de vacío permite altas temperaturas (hasta 3700 °C) y reduce la contaminación por aire exterior, mejorando la pureza de los metales.
- Refusión por arco en vacío (VAR): Este proceso consiste en la refundición continua de un electrodo consumible mediante un arco en vacío. Se utiliza para refinar metales y aleaciones, reduciendo las impurezas y mejorando su calidad, especialmente para componentes de alta resistencia y resistentes a la temperatura.
Arco termoiónico en vacío (TVA):
Se trata de un tipo más reciente de fuente de plasma que genera un plasma que contiene iones con energía dirigida. Las descargas TVA se encienden en condiciones de alto vacío entre un cátodo calentado y un ánodo. El haz de electrones acelerados calienta el material del ánodo, dando lugar a una descarga que puede utilizarse en diversas aplicaciones que requieren plasmas de alta energía.
En resumen, los arcos de vacío no sólo son posibles, sino que forman parte integrante de diversos procesos y equipos de alta tecnología, aprovechando las propiedades únicas de los entornos de vacío para alcanzar objetivos tecnológicos específicos.
