Tipos de Lámparas Lámparas Incandescentes: Se usan principalmente para alumbrado interior (casas, oficinas, negocios) debido a su bajo costo, la facilidad de su instalación y a que funcionan en cualquier posición. No obstante su rendimiento es bajo debido a que una gran parte de la energía consumida se transforma en calor. Su funcionamiento se basa en el hecho de que un conductor atravesado por una corriente eléctrica se calienta hasta alcanzar altas temperaturas, emitiendo radiaciones luminosas. Cuanto mayor es la temperatura mayor es la emisión, por lo que el material se lleva hasta una temperatura cercana a la de fusión. La más común es la lámpara de filamento, compuesta por tres partes: el bulbo, la base y el filamento. El filamento, que es de hilos de tungsteno arrollados, permitiendo alcanzar los 2100°C. Está colocado dentro de una ampolla en la que se ha hecho el vacío (en la ampolla de este tipo de lámparas no hay aire, ni ningún otro tipo de gas). Este tipo de lámparas se especifican por la potencia eléctrica que consumen (potencia nominal) y la cantidad de luz que producen, teniendo una vida útil de alrededor de 1000 horas. Lámparas Fluorescentes: Se componen de un tubo de vidrio que contiene una pequeña cantidad de mercurio y de gas argón. Al circular la corriente eléctrica por dos electrodos situados a ambos lados del tubo, se produce una descarga eléctrica entre ellos, que al pasar a través del vapor de mercurio produce radiación ultravioleta. Esta radiación excita una sustancia fluorescente con la que se recubre la parte interior del tubo, transformado la radiación ultravioleta en radiación visible, que en función de la sustancia fluorescente utilizada puede tener distintos tonos y colores. Tienen un mayor rendimiento que las lámparas incandescentes, pero son más caras y requieren un equipo complementario. Este equipo complementario se encarga de limitar la corriente y desencadenar el proceso de generación del arco eléctrico entre los dos electrodos que da lugar a la radiación visible. Para limitar la corriente se debe colocar en serie un dispositivo que limite la corriente máxima que lo atraviesa. Para ello, se usa una impedancia inductiva (bobina) denominada balasto o reactancia. Esta bobina produce un desfase negativo de la corriente, por lo que se suele colocar un condensador en paralelo con la línea para mejorar el factor de potencia del conjunto. Reactancia electromagnética para fluorescencia Además, y debido a que en un primer momento los electrodos están fríos, se recurre a un dispositivo para iniciar la descarga denominado arrancador o cebador. Consiste en una cápsula dentro de la cual hay dos electrodos y que permite, junto con el balasto, generar la alta tensión necesaria para el encendido de la lámpara. Cebador Philips S-10 para tubos fluorescentes 220 Voltios y de entre 4 y 65 Watios. La vida útil de estas lámparas es del orden de las 7500 horas, dependiendo fundamentalmente del número de veces que se enciende y apaga. A mayor número de ciclos de arranque, menor vida útil. Por lo tanto, no debe utilizarse para servicios intermitentes. El diseño de una instalación de iluminación con lámparas fluorescentes requiere de conocer ciertas características de los distintos tipos disponibles, como el denominado "efecto estroboscopio". El mismo consiste en un parpadeo que hace molesta la observación de piezas móviles iluminadas con luz fluorescente y es debido a la sinuosidad de la corriente alterna. En las lámparas incandescentes este efecto no se nota debido a la inercia térmica de los filamentos pero en los fluorescentes no existe esa inercia. Para objetos fijos el ojo humano no alcanza a percibir el parpadeo, pero si iluminan un objeto en movimiento se produce una descomposición de la visión aparente. En el extremo, si la velocidad del objeto estuviera sincronizada con la variación lumínica el objeto parecería detenido. Para corregirlo se utiliza la conexión "TWO-LAMP", que consiste en colocar dos lámparas juntas con reactancias de distinto valor para desfasar la corriente. Si la red fuese trifásica se conectan 3 lámparas una a cada fase de la red. Los fabricantes de tubos fluorescentes suelen contar con distintas alternativas de tonos de luz de acuerdo a la zona que se debe iluminar. Los tonos más utilizados por los fabricantes son: • • • • • Blanco Frío (cool white): Para iluminar zonas de trabajos manuales. Blanco de flujo: Usos similares al anterior, pero al contener más rojo se enfatizan los tonos de la piel y se favorece la apariencia de las personas. También se utilizan para mejorar la presentación de vegetales verdes, carnes, etc. Blanco cálido: Para ambientes con iluminación general más agradable. Blanco: Para aplicaciones generales de iluminación en oficinas, escuelas, almacenes y casas donde la atmósfera de trabajo no es crítica. Enfatizan los colores amarillos, verdes y naranjas; sin embargo son usadas muy raramente. Luz día: Para iluminar actividades que requieran gran precisión en el manejo de los colores. El tipo de blanco a utilizar depende de los efectos deseados. Las versiones "de lujo" emplean una segunda capa de fósforo, lo que permite colores más naturales, pero a costa de una menor eficiencia. También existen lámparas fluorescentes de colores especiales (verdes, rojos, etc.) que se emplean para espectáculos, avisos, etc. Las lámparas fluorescentes proporcionan una luz más dispersa que las fuentes “puntuales” como lámparas incandescentes, halógenas o de descarga. Esta cualidad, junto con su extraordinaria eficiencia energética, las hacen especialmente apropiadas para iluminar extensas áreas, como oficinas y edificios industriales. Las lámparas fluorescentes estándar utilizan revestimientos de lámpara de halofosfato. Estas lámparas se utilizan donde el costo inicial bajo es el factor más importante. Encender y apagar frecuentemente las lámparas fluorescentes puede disminuir su duración de servicio. Aunque una lámpara que se enciende y se apaga con poca frecuencia dura más tiempo, la producción de luz disminuye en la última fase de su vida útil. Los efectos del cambio de temperatura Las lámparas fluorescentes están pensadas para alcanzar su producción óptima de luz a una temperatura ambiente de 25° C. De todos modos, cuando están instaladas en un aparato de luz, la temperatura del aire que rodea a una lámpara puede cambiar y afectar la producción de luz de la misma. Utilización de balastos electrónicos La eficiencia de las lámparas fluorescentes puede mejorarse incrementando la frecuencia del voltaje de la red que se les suministra. Pueden utilizarse balastos electrónicos para incrementar la frecuencia normal de la corriente de 50/60 Hz a 25/30 Khz., mejorando la eficiencia de la lámpara en un 10% aproximadamente. Los balastos electrónicos consumen también menos potencia que los convencionales, y combinados con otros factores favorecedores, los balastos electrónicos pueden conseguir ahorros de potencia de un 20% aproximadamente, en comparación con los sistemas convencionales de 50/60 Hz con los mismos niveles de producción de luz. Lámparas halógenas Las lámparas halógenas proporcionan una fuente compacta de luz de alta producción que ha revolucionado el mundo de la iluminación. A diferencia de las lámparas incandescentes estándar, las lámparas halógenas utilizan gas halógeno que les permite tener un encendido más brillante sin sacrificar la duración. Al convertir la electricidad en luz aumenta su eficiencia y permite a las lámparas halógenas típicas ofrecer más luz con menos energía y con un tamaño físico más pequeño. Comparadas con las lámparas incandescentes, las lámparas halógenas: - Utilizan la energía de una manera más eficiente. - Ofrecen una duración más larga, de hasta seis veces la vida media estimada de una lámpara incandescente. - Proporcionan una luz más blanca y más nítida. - Proporcionan un mejor control de haz, permitiendo dirigir la luz con mucha más precisión. - Ofrecen un tamaño más compacto, creando nuevas oportunidades de diseño. Lámparas de descarga de alta intensidad Las lámparas de descarga dependen de la luz emitida por un vapor gaseoso cuando la electricidad pasa a través de ellas. Son de una alta eficiencia energética y confiables por largos períodos de tiempo. Ofrecen una eficiencia energética excelente, una luz blanca y nítida y una excelente reproducción del color para iluminar: • Vidrieras de pequeños comercios. • Áreas industriales de naves elevadas. • Alumbrado público e iluminación de instalaciones deportivas. Lámparas de sodio de alta presión Las lámparas de sodio de alta presión a menudo se utilizan cuando a largo plazo es más importante la economía que una reproducción precisa del color. Son altamente eficaces y producen un color amarillo cálido apropiado para la iluminación de: • Parques extensos • Centros comerciales • Calzadas • Áreas de entretenimiento Lámparas de mercurio Su eficiencia energética no es tan buena como otras lámparas de descarga y proporcionan una reproducción del color reducida, requieren circuitos de arranque y circuitos de control de funcionamiento más simples. Esto ofrece un ahorro significativo en instalación, funcionamiento y mantenimiento en usos tales como: • Alumbrado de calles. • Alumbrado de seguridad. • Alumbrado de jardines.