Lámparas Incandescentes

Se denominan así por su filamento de tungsteno que se vuelve incandescente al pasar la corriente eléctrica. Este filamento no se quema porque se coloca dentro de una ampolla o bulbo de cristal en el que hay un vacío o un gas inerte. Estas lámparas incandescentes se fabrican de diversas formas y tamaños dependiendo del uso que se les quiera dar. Su vida media está entre 1000 y 2000 horas, con un rendimiento lumínico entre 9 y 16 lm/W.

Lámparas Halógenas

Son una variante de las lámparas incandescentes, pero estas se pueden fabricar de un tamaño menor, ya que constan de una pequeña ampolla de cuarzo transparente para que resistan más las altas temperaturas y en su interior se encuentra el filamento de tungsteno. Esta ampolla está llena de gas argón y partículas de yodo, por lo cual, al conectar la lámpara, el filamento de tungsteno se calienta tanto que algunas partículas se volatilizan, pero como el yodo se gasifica, se forma un compuesto con el tungsteno volatilizado, el cual, al tomar contacto con el filamento a alta temperatura, se regenera constantemente.

• De esta forma, se alarga la vida de la lámpara a unas 2000 horas y su rendimiento está entre 18 y 20 lm/W.
• La ampolla siempre conserva su luminosidad, ya que apenas se ennegrece.
• Sus dimensiones son pequeñas y permiten concentrar mejor el flujo lumínico sobre una zona.
• Para su manipulación hay que tener en cuenta que la ampolla de cuarzo se desvitrifica a causa de la grasa que pueden dejar las manos al tocarla y así acortamos su vida. Por lo tanto, deben cogerse con un paño o papel.

Existen lámparas halógenas llamadas de doble envoltura debido a que, por encima de la ampolla de cuarzo, llevan otra de vidrio con el objetivo de facilitar su manipulación.

Lámparas Fluorescentes

Estas lámparas utilizan las radiaciones energéticas producidas por los electrones en movimiento a través de vapor de mercurio para generar luz. Están formadas por un tubo de vidrio recubierto interiormente de una sustancia fluorescente y dos filamentos de tungsteno, recubiertos de óxidos de calcio, estroncio y bario, situados uno a cada extremo del tubo. Este tubo está relleno de gas inerte (gas argón), conteniendo una pequeña cantidad de vapor de mercurio. Los filamentos están rodeados por un anillo metálico que dirige el flujo de electrones y los óxidos que recubren los filamentos son sustancias que desprenden electrones al calentarse.

Al calentarse los dos filamentos, se vaporiza el mercurio y los filamentos empiezan a emitir electrones. Estos electrones, al desplazarse, chocan contra los átomos de mercurio, desprendiéndose energía en forma de radiaciones ultravioletas. Estas radiaciones, que son invisibles, chocan contra las sustancias fluorescentes, transformándose en las radiaciones visibles que vemos emitir el tubo. Dependiendo de qué sustancia sea la que utilicemos, el tubo emitirá un color u otro.

Su rendimiento es casi cuatro veces superior al de las incandescentes, tiene entre 40 y 95 lm/W. También una ventaja es que podemos considerarlos como fuente de luz fría, ya que sus filamentos desprenden poco calor.

Arranque de los Tubos Fluorescentes

Presentan un problema, y es que, al estar el mercurio frío, no pueden desplazarse los electrones emitidos por los filamentos porque necesitan un gas conductor y, por otro lado, el mercurio, para gasificarse, tiene que ser calentado. Para resolver esto, se provoca una fuerte sobretensión para que se gasifique todo el mercurio, pero también se reduce la resistencia eléctrica del tubo y es necesario reducir la tensión entre los extremos para que no se produzca un cortocircuito. Esto se consigue conectando en serie con los dos filamentos una bobina de alta reactancia (con núcleo de hierro) y un interruptor automático o electrónico (cebador o arrancador). Cuando le damos tensión a la red, los filamentos, al calentarse, empiezan a emitir electrones, mientras que los electrodos del cebador se calientan. Uno de los filamentos, al ser bimetálico, se deforma con el calor y se junta al otro, cerrándose el circuito. Entonces, al pasar la corriente por los electrodos en vez de por el gas que contiene, que es conductor, estos se enfrían, se abren y se origina una fuerte sobretensión entre los filamentos, dando lugar al encendido del tubo.

Si una sobretensión no fuera suficiente, los electrodos del cebador se calientan otra vez y se cierran, con lo cual los filamentos vuelven a calentarse y el cebador se abre, provocando una nueva sobretensión.

Otros Tipos de Fluorescentes

• Tubos de arranque rápido o sin cebador: No necesitan cebador para encenderse, pero sí una reactancia especial o transformador de encendido. Así tienen un encendido rápido sin ningún tipo de centelleo, pero necesitan un calentamiento previo de sus electrodos. El transformador es el encargado de calentar estos electrodos.
• Tubos de neón: Estos tubos solamente tienen un electrodo en cada extremo del tubo. Para su encendido, se aplica una alta tensión en sus electrodos. Se emplean transformadores con salidas de alta tensión acoplados a la red del alumbrado.
• Lámparas compactas o de bajo consumo: Lámparas fluorescentes con potencias entre 5 y 60 kW. Se fabrican con casquillo E27. Pueden ser:
  • Lámparas compactas integrales de casquillo: incluyen en su base el equipo de encendido (reactancia y cebador) o un equipo electrónico de arranque. Algunas se hacen con ampolla exterior de vidrio, rayado o esmerilado.
  • Lámparas compactas integrales de dos patillas: estas, en vez de casquillo roscado, tienen un conector de dos patillas para introducirlo en un zócalo de conexión apropiado.
  • Lámpara compacta, sin equipo de arranque y cuatro patillas: necesita un equipo adicional, ya que no tiene equipo de arranque incorporado, y tiene un conector de cuatro patillas.
  • Lámparas compactas con cebador y dos patillas: tiene integrada en su base solo el cebador, necesitando una reactancia exterior, tiene un conector de dos patillas.

Lámparas de Descarga

Se denominan así a las lámparas cuyo flujo luminoso sea producido por el paso de la corriente eléctrica a través de un gas o vapor. Se diferencian de las fluorescentes porque su presión es superior a 1 atmósfera. Este tipo de lámpara está constituida por una ampolla de vidrio o cuarzo y varios electrodos. La ampolla contiene el gas de descarga o bien una cantidad pequeña de metal que, una vez gasificado, produciría vapor de descarga. Algunas lámparas de descarga necesitan también aparatos de encendido como cebadores. Al emplear aparatos estabilizadores inductivos como reactancias o transformadores, se produce un gran desfase, por lo tanto, se genera un factor de potencia de 0,5, por lo que tenemos que compensarlo utilizando un condensador.

Lámparas de Vapor de Mercurio

Emplean la descarga de vapor de mercurio dentro de una ampolla de cuarzo y se introduce en ella una pequeña cantidad de gas argón. La ampolla de cuarzo tiene cuatro electrodos de tungsteno recubiertos de materiales que desprenden fácilmente electrones. Junto con una o dos resistencias auxiliares, se encierra en un bulbo o ampolla de cristal. Cuando está cerrado el interruptor, se producen dos arcos en el gas argón. Esta descarga produce un calentamiento en el interior de la ampolla que vaporiza el mercurio y, al cabo de un rato, al hacerse conductor el interior de la ampolla, salta un arco entre los electrodos principales (2), encendiéndose la lámpara. Una vez apagada la lámpara, es necesario esperar de 2 a 5 minutos para que se enfríe y el mercurio se licúe para volver a encenderla.

Este tipo de lámparas tiene un rendimiento entre 50 y 75 lm/W y una vida media de 7000 horas.

Se pueden clasificar en:

• Lámparas de vapor de mercurio sin corrección de color: no tienen sustancias fluorescentes.
• Lámparas de vapor de mercurio con color corregido: son las que poseen sustancias fluorescentes.
• Lámparas de vapor de mercurio con halogenuros metálicos: en su ampolla de descarga se añaden pequeñas proporciones de compuestos llamados yoduros o halogenuros, que consiguen un mejor rendimiento luminoso.

Lámparas de Luz Mixta

Constan de un tubo de descarga de vapor de mercurio y de un filamento de tungsteno, conectado en serie con el tubo y sus electrodos principales. Todo se pone dentro de un bulbo de vidrio recubierto interiormente de sustancias fluorescentes.

Cuando se conecta la lámpara a la red, se enciende el filamento y después de un tiempo se enciende la ampolla de vapor de mercurio. La disposición del filamento en serie con la ampolla de descarga permite que el primero haga de estabilizador de descarga, así se pueden conectar sin necesidad de reactancia.

La vida media es de 3000 horas y su rendimiento está entre 18 y 25 lm/W.

Lámparas de Vapor de Sodio

• Lámparas de vapor de sodio de baja presión: Constan de dos ampollas tubulares de vidrio y en su interior hay gas neón a baja presión y una pequeña cantidad de sodio puro. Cuando conectamos la lámpara a la red, se produce una descarga a través del gas neón, que se ioniza y se vuelve conductor. Luego disminuye la resistencia entre los dos electrodos y el calor producido vaporiza el sodio, pasando a ser el vapor de sodio el soporte principal de la descarga. Necesita una reactancia, un autotransformador elevador, que le proporciona una fuerte sobretensión. Estas lámparas tienen un rendimiento entre 130 y 180 lm/W con una vida media de 5000 horas.
• Lámparas de vapor de sodio de alta presión: Tienen una ampolla de descarga de óxido de aluminio sintetizado, conteniendo sodio, mercurio y un gas inerte a muy alta presión en su interior, siendo el sodio el principal elemento de generación de luz. Se necesita una reactancia para su funcionamiento. Tienen un rendimiento de entre 70 y 125 lm/W.

Sistemas de Iluminación

• Directo: 0-10% de luz dirigida al techo. Techo y paredes oscuras, produce deslumbramiento.
• Semidirecto: 10-40%. Buen aprovechamiento de la luz, pero aún existe algo de deslumbramiento.
• Uniforme: 40-60%. Ausencia de deslumbramiento y sombras medianas.
• Semiindirecto: 60-90%. Casi exenta de sombras y deslumbramiento.
• Indirecto: 90-100%. Ausencia total de sombras y brillos molestos.

Definiciones

• Luminaria: Aparato que distribuye, filtra o transforma la luz emitida por una o varias lámparas, y que contiene al menos todos los accesorios para fijar, sostener y conectar al circuito de alimentación.
• Reflector: Dispositivo que sirve para modificar el reparto del flujo luminoso por el espacio, a partir del fenómeno de la reflexión.
• Difusor: Dispositivo que sirve para modificar el reparto por el espacio del flujo luminoso a partir del fenómeno de la difusión.
• Pantalla: Protección que impide la visión directa de las lámparas, y que pueden actuar también como difusores.
• Pantalla antideslumbramiento: Protección semejante a la anterior, pero que impide la visión de las lámparas desde un ángulo determinado. Puede estar constituida por elementos translúcidos u opacos.
• Vidrio de protección: Parte de la luminaria destinada a protegerla contra la entrada de polvo, agua, vapores o gases, pero sin ninguna función de tipo óptico.
• Rejilla de protección: Elemento que protege una lámpara o una luminaria mecánicamente, generalmente contra impactos.
• Difusor de rejilla: Dispositivo que hace de pantalla antideslumbramiento y difusor al mismo tiempo, aumentando así el confort visual.