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Clasificación de las lámparas.

 

Las fuentes de luz eléctricas se pueden subdividir en tres grupos principales que se distinguen por diferentes procedimientos para convertir la energía eléctrica en luz.

 

- Un primer grupo lo constituyen los radiadores térmicos, que abarcan lámparas incandescentes y halógenas-incandescentes.

 

- El segundo grupo lo constituyen las lámparas de descarga y abarca un amplio espectro de fuentes luminosas, por ejemplo, todas las formas de lámparas fluorescentes, lámparas de descarga de vapor de mercurio o vapor de sodio, así como lámparas de halogenuros metálicos.

 

- El último grupo lo constituyen las lámparas tipo LED que aunque es una tecnología que se viene usando desde hace varias décadas, es ahora cuando los últimos avances y desarrollos tecnológicos posibilitan el aprovechamiento de casi la totalidad de la energía lumínica que produce un LED. Estas bombillas son actualmente las que ofrecen más luz con el menor consumo. Además, su vida útil es desproporcionadamente mayor en comparación con las bombillas tradicionales.

 

Tipo A. Radiador térmico

 

Estas lámparas consisten en un filamento que, al paso de la corriente eléctrica, alcanzan gran temperatura poniéndose al rojo blanco (incandescente) emitiendo radiaciones luminosas. La temperatura media que alcanza el filamento es del orden de 2000°C. Estas lámparas de componen de tres partes fundamentales:

 

a) Filamento: es un elemento conductor de resistencia media que, al paso de la corriente eléctrica, se pone incandescente y emite luz. Principalmente están compuestos de tungsteno o wolframio, cuya temperatura de fusión es de 3400°C aproximadamente.

 

b) Ampolla: tiene por objeto, junto con el casquillo, aislar el filamento del medio ambiente, al tiempo que permite la evacuación del calor producido por el filamento. Si el filamento entrase en contacto con la atmosfera en estado incandescente el oxigeno de esta produciría su rotura. Las formas y tamaños de las ampollas dependen de la potencia y aplicaciones.

 

 

c) Casquillo: es un elemento cuya misión fundamental consiste en conectar la lámpara a la red de alimentación directamente o acoplada al portalámparas de una luminaria. Existe una gran variedad de tipos de casquillo que varían según el tipo de rosca empleada para acoplar la lámpara, el diámetro del portalámparas y el número de contactos.

 

A1. Lámparas incandescentes

 

Las lámparas incandescentes son las más utilizadas principalmente en el sector doméstico debido a su bajo coste, su versatilidad y su simplicidad de uso. Su funcionamiento se basa en hacer pasar una corriente eléctrica por un filamento de wolframio hasta que alcanza una temperatura tan elevada que emite radiaciones visibles por el ojo humano.

 

 

Potencias disponibles (W)	de 15 a 500
Flujo luminoso (lm)	de 90 a 8400
Eficacia luminosa (lm/W)	de 6 a 16,8 (muy baja)
Temperatura de color (K)	2700 (cálido)
Vida media (h)	1000

 

Coste medio	Bajo
Reproducción de colores	Excelente

 

VENTAJAS	INCONVENIENTES
- Muy bajo coste - Las más cómodas para la lectura	- Muy poca vida - Alto consumo - Alto calentamiento

 

APLICACIONES

- Ámbito de aplicación muy general - Se presta bien a los alumbrados localizados y decorativos - Dado su bajo coste, son interesantes en utilización intermitente

 

A2. Lámparas halógenas incandescentes

 

La incandescencia halógena mejora la vida y la eficacia de las lámparas incandescentes, aunque su coste es mayor y su uso más delicado. Incorporan un gas halógeno para evitar que se evapore el wolframio del filamento y se deposite en la ampolla disminuyendo el flujo útil como ocurre en las incandescentes estándar.

 

 

Potencias disponibles (W)	de 5 a 2000
Flujo luminoso (lm)	de 60 a 44000
Eficacia luminosa (lm/W)	de 10,4 a 22 (baja)
Temperatura de color (K)	3000 a 3300 (cálido)
Vida media (h)	3000 - 5000

 

Coste medio	Bajo
Reproducción de colores	Excelente

 

VENTAJAS	INCONVENIENTES
- Luz más intensa y brillante que las incandescentes normales - Más eficientes	- Delicadas. Requieren manipulación especial - Desprenden bastante calor - Más caras que las incandescentes normales

 

APLICACIONES

- Alumbrado interior decorativo - Alumbrado por proyector en zonas deportivas, aeropuertos, monumentos, etc...

 

Tipo B. Lámparas de descarga

 

Las lámparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera más eficiente y económica que las lámparas incandescentes, por eso, su uso está tan extendido hoy en día. La luz emitida se consigue por excitación de un gas, generalmente vapor de mercurio o sodio, sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos. Aprovechando el fenómeno de la luminiscencia se producen radiaciones luminosas con un escaso aumento de la temperatura, por lo que a estas lámparas también se las conoce como lámparas frías.

 

Según el gas contenido en la lámpara y la presión a la que esté sometido tendremos diferentes tipos de lámparas, cada una de ellas con sus propias características luminosas.

 

B1. Lámparas de baja presión

 

B1.1. Lámparas fluorescentes

 

Son lámparas de vapor de mercurio a baja presión de elevada eficacia y vida. Las cualidades de color y su baja luminancia las hacen idóneas para interiores de altura reducida. Ocupan el segundo lugar de consumo después de las incandescentes, principalmente en oficinas, comercios, locales públicos, industrias, etc. Las lámparas fluorescentes más usadas hoy en día son las T8 (26 mm de diámetro); sin embargo, se han desarrollado las T5 (16 mm de diámetro) que sólo funcionan con equipo auxiliar electrónico. Esto, junto a su menor diámetro les proporciona una alta eficacia luminosa, que puede alcanzar hasta 104 lm/W.

 

En principio la fluorescencia es una propiedad que poseen determinadas sustancias, por la cual transforman las radiaciones que inciden sobre ellas en otras radiaciones. Las sustancias fluorescentes utilizadas en luminotecnia son aquellas que absorben radiaciones no visibles, generalmente ultravioleta, y las transforman en radiaciones visibles.

 

Los componentes principales de los tubos fluorescentes son:

 

- Un tubo de descarga, que está en contacto con el medio ambiente, tiene forma cilíndrica pero puede adaptarse a diferentes formas como circulares o elípticas. Sus longitudes más comunes son 600, 1200 y 1500 mm, que se corresponden con las potencias de 20, 40 y 60 W. En la pared interna del tubo se halla depositada la capa de polvos fluorescentes.

 

- Dos casquillos de conexión, del tipo G, de contacto por clemas de presión, provistos de sendos pares de patillas unidas eléctricamente a unos electrodos.

 

- Dos electrodos de hilo de tungsteno arrollado en doble o triple espiral y recubierto por una pasta de materia altamente emisiva. En el momento del arranque, el caldeo de los electrodos lo efectúa la corriente que circula a través de ellos, manteniéndose posteriormente, a la temperatura adecuada, gracias al calor generado por la descarga.

 

- El gas de relleno, compuesto principalmente de argón a baja presión y una pequeña cantidad de mercurio que, cuando el tubo no funciona está en estado liquido. Al ser el argón muy ionizable, la primera descarga tiene lugar a través de él, generando cierta cantidad de calor que permite vaporizar las gotitas de mercurio; luego se produce descarga como si en el interior del tubo solo hubiera vapor de mercurio.

 

- Los polvos fluorescentes que son los que transforman las radiaciones ultravioletas producidas en la descarga. Realmente son el elemento más importante ya que el 90% de la luz emitida por los tubos se debe a su acción. El efecto las radiaciones va desgastando poco a poco esta capa que recubre interiormente al tubo, por lo que la duración de esta capa es la que determina la duración de la lámpara.

 

Para que una lámpara fluorescente funcione es preciso dotarla de un equipo complementario, de lo contrario no se encendería a no ser que se le aplicase una tensión muy elevada, con lo que peligraría la vida del tubo y su duración sería mucho más corta. Este equipo lo componen dos elementos: una reactancia y un cebador.

 

 

Potencias disponibles (W)	de 10 a 80
Flujo luminoso (lm)	de 900 a 5200
Eficacia luminosa (lm/W)	de 65 a 104 (media alta)
Temperatura de color (K)	2700 a 6500 (variable)
Vida media (h)	12000 - 20000

 

Coste medio	Medio alto
Reproducción de colores	Buena

 

VENTAJAS	INCONVENIENTES
- Producen más luminosidad con menos consumo - Tienen una larga vida útil - Poca pérdida de energía y menos pérdida de calor	- No recomendable para lectura - La mayoría no pueden usarse con reguladores de intensidad - No válidas para máxima luz de forma inmediata o por poco tiempo - Materiales contaminantes

 

APLICACIONES

- Alumbrado público - Naves industriales, almacenes, oficinas, etc... - Donde se necesite una buena distinción de color

 

B1.2. Lámparas fluorescentes compactas

 

Poseen el mismo funcionamiento que las lámparas fluorescentes tubulares y están formadas por uno o varios tubos fluorescentes doblados. Son una alternativa de mayor eficacia y mayor vida a las lámparas incandescentes. Algunas de estas lámparas compactas llevan el equipo auxiliar incorporado (lámparas integradas) y pueden sustituir directamente a las lámparas incandescentes en su portalámparas.

 

 

Potencias disponibles (W)	de 3 a 70
Flujo luminoso (lm)	de 100 a 5200
Eficacia luminosa (lm/W)	de 33,3 a 74 (media alta)
Temperatura de color (K)	2700 a 6500 (variable)
Vida media (h)	10000 - 20000

 

Coste medio	Medio alto
Reproducción de colores	Buena

 

VENTAJAS	INCONVENIENTES
- Durabilidad. De 10 a 20 veces más que una incandescente - Ahorro de energía. Consumen unas 5 veces menos que las tradicionales	- Materiales contaminantes si no se reciclan adecuadamente - Bastante caras

 

APLICACIONES

- Alumbrado público - Naves industriales, almacenes, oficinas, etc... - Donde se necesite una buena distinción de color - Sustitutas rápidas de las incandescentes

 

B1.3. Lámparas de vapor de sodio de baja presión:

 

En estas lámparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las pérdidas por calor y reducir el tamaño de la lámpara. Está elaborado de materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequeñas hendiduras para facilitar la concentración del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible. El tubo está encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vacío con objeto de aumentar el aislamiento térmico. De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 °C). El tiempo de arranque de una lámpara de este tipo es de unos diez minutos. Es el tiempo necesario desde que se inicia la descarga en el tubo en una mezcla de gases inertes (neón y argón) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz. Físicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neón) a la amarilla característica del sodio. Se procede así para reducir la tensión de encendido.

 

La vida media de estas lámparas es muy elevada, de unas 15000 horas y la depreciación de flujo luminoso que sufren a lo largo de su vida es muy baja por lo que su vida útil es de entre 6000 y 8000 horas. Esto junto a su alta eficiencia y las ventajas visuales que ofrece la hacen muy adecuada para usos de alumbrado público, aunque también se utiliza con finalidades decorativas. En cuanto al final de su vida útil, este se produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras lámparas de descarga. Aunque también se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior.

 

 

Potencias disponibles (W)
Flujo luminoso (lm)
Eficacia luminosa (lm/W)	de 140 a 180 (alta)
Temperatura de color (K)
Vida media (h)	6000 - 8000

 

Coste medio	Bajo
Reproducción de colores	Malo

 

VENTAJAS	INCONVENIENTES
- Larga vida. De media unas 15.000 horas - Mayor eficacia que otras lámparas - Buena percepción de contrastes - No exigen demasiada tensión para su encendido	- Necesita unos diez minutos para encenderse completamente - Uso casi exclusivo en urbanismo (farolas, autopistas ...) - Su monocromatismo hace que la reproducción de colores y el rendimiento en color sean muy malos

 

APLICACIONES

- Alumbrado público - Naves industriales, almacenes, oficinas, etc... - Donde se necesite buena iluminación sin importar demasiado la distinción de color

 

B2. Lámparas de alta presión

 

B2.1. Lámparas de vapor de mercurio

 

Por su mayor potencia emiten mayor flujo luminoso que la fluorescencia, aunque su eficacia es menor. Por su forma se suelen emplear en iluminación de grandes áreas (calles, naves industriales, etc.). Este tipo de lámpara está compuesto por:

 

- Un tubo de descarga de cuarzo, provisto de dos electrodos principales y uno o dos auxiliares; en el interior del tubo hay una determinada cantidad de argón y unas gotas de mercurio.

 

- Una ampolla exterior, cuya misión consiste el proteger el tubo de descarga y permitirle el equilibrio térmico necesario para su correcto funcionamiento.

 

- Un casquillo de conexión roscado.

 

Su funcionamiento es como sigue: cuando se conecta la lámpara a la red, a través del correspondiente elemento limitador, se aplica una diferencia de potencial entre cada electrodo principal y su correspondiente de arranque; esto hace que entre ellos y a través del argón contenido en el tubo de descarga salte un pequeño arco. El calor generado por este arco es suficiente para vaporizar el mercurio que estaba en estado líquido, permitiendo el establecimiento del arco entre los dos electrodos principales a través de la atmosfera de vapor de mercurio.

 

 

Potencias disponibles (W)	de 50 a 1000
Flujo luminoso (lm)	de 1600 a 57000
Eficacia luminosa (lm/W)	de 32 a 57 (media)
Temperatura de color (K)	< 3300 (frío)
Vida media (h)	16000 - 24000

 

Coste medio	Medio
Reproducción de colores	Media

 

VENTAJAS	INCONVENIENTES
- Larga vida. De media unas 25.000 horas, aunque van perdiendo calidad	- Menor eficacia que las fluorescentes - Necesita enfriamiento antes de encenderse de nuevo - Uso casi exclusivo en urbanismo (farolas, autopistas ...)

 

APLICACIONES

- Las de bulbo claro en jardines y parques - Las de color corregido se usan en la industria y para alumbrado público

 

B2.2. Lámparas de halogenuros metálicos

 

Este tipo de lámpara posee halogenuros metálicos (yoduro de disprosio, yoduro de holmio y otros) además del relleno de mercurio por lo que mejoran considerablemente la capacidad de reproducir el color, además de mejorar la eficacia. Su uso está muy extendido y es muy variado, por ejemplo, en alumbrado público, comercial, de fachadas, monumentos, etc.

 

 

Eficacia luminosa (lm/W)	de 60 a 120 (alta)
Temperatura de color (K)	3000 a 6100 (frío)
Vida media (h)	4500 - 20000

 

Coste medio	Alto
Reproducción de colores	Buena

 

VENTAJAS	INCONVENIENTES
- Muy alta temperatura de color - Larga vida	- Reservado a exteriores

 

APLICACIONES

- Alumbrado de grandes espacios y vestíbulos de gran altura por proyectores - Alumbrados deportivos

 

B2.3. Lámparas de vapor de sodio de alta presión

 

Las lámparas de vapor de sodio a alta presión proporcionan una luz blanca dorada mucho más agradable que la proporcionada por las lámparas de baja presión. La vida media de este tipo de lámparas ronda las 20000 horas y su vida útil entre 8000 y 12000 horas. Entre las causas que limitan la duración de la lámpara, además de mencionar la depreciación del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento progresivo de la tensión de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento. En su interior hay una mezcla de sodio, vapor de mercurio que actúa como amortiguador de la descarga y xenón que sirve para facilitar el arranque y reducir las pérdidas térmicas. El tubo está rodeado por una ampolla en la que se ha hecho el vacío. La tensión de encendido de estas lámparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve.

 

Este tipo de lámparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminación de interiores como de exteriores. Algunos ejemplos son en iluminación de naves industriales, alumbrado público o iluminación decorativa.

 

 

Potencias disponibles (W)	de 100 a 1000
Flujo luminoso (lm)
Eficacia luminosa (lm/W)	de 90 a 130 (alta)
Temperatura de color (K)	2700 (cálido)
Vida media (h)	8000 - 12000

 

Coste medio	Bajo
Reproducción de colores	Media

 

VENTAJAS	INCONVENIENTES
- Larga vida. De media unas 20.000 horas - Mayor eficacia que otras lámparas - Buena percepción de colores en comparación con las de sodio de baja presión - Su encendido es casi instantáneo	- Uso casi exclusivo en urbanismo (farolas, autopistas ...) - Exigen una alta tensión para su encendido

 

APLICACIONES

- Alumbrado exterior y público, son muy usadas en proyectores - Naves industriales, almacenes, oficinas, etc... - Donde se necesite buena iluminación con una buena capacidad de distinción del color

 

Tipo C. Lámparas LED

 

Aunque la tecnología LED se viene usando desde hace varias décadas, es ahora cuando los últimos avances y desarrollos tecnológicos posibilitan el aprovechamiento de casi la totalidad de la energía lumínica que produce un LED. Estas bombillas son actualmente las que ofrecen más luz con el menor consumo. Además, su vida útil es desproporcionadamente mayor en comparación con las bombillas tradicionales.

 

 

Potencias disponibles (W)	de 0,1 a 32
Flujo luminoso (lm)	de 20 a 9500
Eficacia luminosa (lm/W)	de 25 a 85(muy alta)
Temperatura de color (K)	de 1200 a 9600
Vida media (h)	40000

 

Coste medio	Muy alto
Reproducción de colores	Excelente - RGB

 

VENTAJAS	INCONVENIENTES
- Larguísima duración - Muy bajo consumo - RGB - Si la bombilla lo permite, puede generar cualquier color - Baja emisión de calor	- Muy alto precio - No son fáciles de encontrar según qué formato

 

APLICACIONES

- Donde se requiera una iluminación continuada, para evitar altos consumos (escaparates, tiendas, oficinas, semáforos, etc) - Se presta bien a los alumbrados localizados y decorativos - Dispositivos portátiles (linternas, equipos de luz con batería, etc)

 

 

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