Fuentes de luz

Existen dos tipos de fuentes luminosas:

Naturales (sol, cometas)

Artificiales (Lámparas incandescentes y de descarga en gas)

Para iluminar espacios carentes de luz es necesaria la presencia de fuentes de luz artificiales, las

lámparas

Lámparas incandescentes

Son lámparas cuya luz es generada al pasar una corriente eléctrica por un filamento (Tungsteno

o wolframio) que se calienta por efecto Joule alcanzando temperaturas tan elevadas que empieza

a emitir luz visible. Para evitar que el filamento haga combustión en contacto con el aire, se

rodea con una ampolla de vidrio a la que se le ha sellado al vacío o se ha rellenado con un gas,

el rendimiento de este tipo de lámpara es bajo puesto que la mayor parte de su energía se

convierte en calor.

Filamento: El utilizado en las lámparas modernas está hecho de wolframio (alto punto de fusión

y bajo grado de evaporación) o tungsteno. Se logró mayor eficiencia lumínica enrollando el

filamento en forma de espiral.

Ampolla: Es una cubierta de vidrio sellado que encierra al filamento y evita que tome contacto

con el aire exterior (para que no se queme). Los vidrios más utilizados para la ampolla son el

vidrio cal-soda y para temperaturas más altas se utiliza Dióxido de Silicio fundido (cuarzo).

Gas de relleno: La evaporación del filamento se reduce rellenando la ampolla con un gas inerte.

Los gases que comúnmente se utilizan son argón y nitrógeno, la presión del gas es

aproximadamente 0.9 atmosferas en frio y hasta 1.5 atmosferas cuando está en funcionamiento.

Casquillo: El casquillo cumple dos importantes funciones en la lámpara. Por un lado, sirve para

conectar el filamento a la corriente eléctrica proveniente del portalámparas. Y por el otro,

permite la sujeción de la lámpara a la luminaria evitando su deterioro. En su fabricación se usan

habitualmente el latón, el aluminio o el níquel. Los casquillos empleados en alumbrado general

son de dos tipos: Edison (E) y Bayoneta (B). Para su nomenclatura se utiliza la inicial de la

clase seguida del diámetro en milímetros. Por ejemplo, E25 quiere decir que tenemos una

lámpara con casquillo Edison de 25 mm de diámetro.

Sopor te para el filamento: El filamento está fijado a la lámpara por un conjunto de elementos

que tienen misiones de sujeción y conducción de la electricidad. Los hilos conductores

transportan la electricidad desde el casquillo a los hilos de soporte a través del vástago. Para

evitar el deterioro de las varillas de soporte es necesario un material, normalmente se usa el

molibdeno, que aguante las altas temperaturas y no reaccione químicamente con el tungsteno

del filamento. El vástago es de vidrio con plomo, un material con excelentes propiedades de

aislante eléctrico, que mantiene separada la corriente de los dos conductores que lo atraviesan.

Además, y gracias a su interior hueco sirve para hacer el vacío en la ampolla y rellenarla de gas

(cuando se requiera).

Estas lámparas tienen la ventaja de que se conectan directamente a la red, no necesitando ningún

equipo auxiliar para su funcionamiento.

Los factores externos que afectan al funcionamiento de este tipo de lámparas son la temperatura

del entorno dónde esté situada la lámpara y las desviaciones en la tensión nominal en los bornes.

Lámparas halógenas: La alta temperatura del filamento de una lámpara incandescente normal

causa que las partículas de wolframio se evaporen y se condensen en la pared de la ampolla,

dando por resultado un oscurecimiento de la misma. Las lámparas halógenas poseen un

componente halógeno (yodo, cloro, bromo) agregado al gas de relleno y trabajan con el ciclo

regenerativo de halógeno para prevenir el oscurecimiento.

El wolframio evaporado se combina con el halógeno para formar un compuesto wolframio

halógeno. A diferencia del vapor de wolframio, se mantiene en forma de gas, siendo la

temperatura de la ampolla suficientemente elevada como para prevenir la condensación. Cuando

dicho gas se acerca al filamento incandescente, se descompone debido a la elevada temperatura

en wolframio, que se vuelve a depositar en el filamento, y en halógeno, que continúa con su

tarea dentro del ciclo regenerativo.

Tipos de Lámparas Incandescentes:

Lámparas de Servicio de Iluminación General (GLS): Las potencias oscilan entre 25w y

2000w siendo la mayoría entre 25w y 200w.

Lámparas con Reflector: Poseen un acabado reflector que consiste en una capa fina de metal

sobre una parte de la superficie interna de la ampolla.

Lámparas Tubulares: Poseen una ampolla e forma tubular.

Ciclo del halógeno

CARACTERISTICAS LÁMPARAS CON GAS LÁMPARAS DE VACÍO

Temperatura del filamento 2500ºC 2100ºC Eficacia luminosa de la lámpara 10 - 20 lm/W 7.5 – 11 lm/w Duración 1000 horas 1000 horas Perdidas de calor Convección y radiación Radiación

VENTAJAS:

Fuente de luz económica, Luz calida y agradable, Fácil instalación, Bajos costos, son adecuadas

en todas las aplicaciones que requieran una buena reproducción de colores como domicilios,

restaurantes, estudios, teatros, etc. produce, sin embargo, un rendimiento de temperatura de

color altamente aceptable. Estas lámparas tienen la ventaja de que se conectan directamente a la

red, no necesitando ningún equipo auxiliar para su funcionamiento, son de encendido

instantáneo y en encendido frecuente no afecta al filamento al menos que ya esté muy delgado

con el paso del tiempo.

DESVENTAJAS:

Baja eficiencia lumínica, Vida útil promedio corta, su empleo no es adecuado en iluminación

general sobre todo si se trata de superficies grandes. La corta vida y baja eficacia (lúmenes por

watt) de esta fuente, limita su uso principalmente a iluminación comercial de decoración y

residencial.

TAMAÑOS Y FORMAS DEL BULBO: Se designan por una letra o letras que indican la

forma del bulbo, acompañado por de un número que indica el diámetro del bulbo en octavos de

pulgadas.

Letras que indican la forma del bulbo: S=lado recto, F=llama, G=redondo o globular,

T=tubular, PS=de cuello recto, PAR=parabólico, R=reflector, A=designación arbitraria aplicada

a los bulbos comúnmente usados para lámparas de servicio general de alumbrado de 200w o

menos.

Ejemplo: T-10 indica un bulbo tubular que tiene un diámetro de 10/8 o 11/4.

El tamaño y forma del bulbo vienen determinados por la aplicación en que va a utilizarse la

lámpara, cuanto más grande es la ampolla, mayor es la zona sobre la que se deposita el

tungsteno vaporizado del filamento a medida que la lámpara va envejeciendo y

ennegreciéndose.

Para difundir la luz muchas lámparas tienen bulbos de interior esmerilado el cual se obtiene

aplicando un ácido en la superficie interior del bulbo, algunas lámparas tienen una capa de sílice

blanca.

BASES O CASQUILLOS: El casquillo es la zona de la bombilla que encaja dentro del

portalámparas donde va alojada. Habitualmente es de metal, entre otros materiales, para permitir

el paso de electricidad a la bombilla y poder encenderla una vez está colocada. La nomenclatura

usada en los casquillos es la siguiente:

ALGUNOS TIPOS DE PORTA LAMPARAS O CASQUILLOS

Clema: Componente eléctrico que facilita el empalme de dos cables conductores

Lámparas de Descarga

La luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre

dos electrodos. 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.

En las lámparas de descarga, la luz se consigue estableciendo una corriente eléctrica

entre dos electrodos situados en un tubo lleno con un gas o vapor ionizado.

En el interior del tubo, se producen descargas eléctricas como consecuencia de la diferencia

de potencial entre los electrodos. Estas descargas provocan un flujo de electrones que

atraviesa el gas.

Lámparas Fluorescentes:

Las lámparas fluorescentes son lámparas de vapor de mercurio a baja presión (0.8 Pa) donde se

logra el mayor rendimiento de la lámpara. En estas condiciones, en el espectro de emisión del

mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 253.7 nm. Para que estas

radiaciones sean útiles, se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que

convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles.

Están formadas por un tubo de diámetro normalizado, normalmente cilíndrico, cerrado en cada

extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos. Los diámetros más

comunes son: 5/8 pulgadas (16mm); 1 pulgada (26mm) y 11/2 pulgadas (38mm). Las longitudes

más comunes son 2ft (600mm), 4ft (1200mm) y 5ft (1500mm). El tubo de descarga está relleno

con vapor de mercurio a baja presión y una pequeña cantidad de un gas inerte (comúnmente

Argón y Kriptón) que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones.

La ampolla de la lámpara fluorescente está hecha de vidrio cal-soda suavizado con óxido de

hierro para controlar la transmisión ultravioleta de onda corta.

Las lámparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos

auxiliares. Para limitar la corriente que atraviesa el tubo de descarga utilizan el balastro y para el

encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin él.

El cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensión de arranque.

VENTAJAS:

Eficacia mejorada y una vida más larga que la de las lámparas incandescentes. Las eficiencias

de estas lámparas oscilan entre los 45 y los 90 lúmenes por watt. Luz cómoda y fresca, produce

menos resplandor y sombras más suaves. Dura mas de 7 veces que la lámpara incandescente de

igual potencia y produce 3 veces mas luz por vatio de energía conservando su brillo por mas

tiempo. Se ahorra más energía.

DESVENTAJAS:

Necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares (balastros y cebadores).

Dentro de las desventajas de las lámparas fluorescentes se incluye su gran tamaño para la

cantidad de luz producida. Su uso en áreas exteriores es todavía menos económico, porque la

salida de luz de esta fuente se reduce a temperaturas ambientales bajas. Varía el flujo luminoso

según la temperatura, tensión y frecuencia. Emiten radiaciones ultravioletas. Producen el efecto

estroboscópico, salvo en las de alta frecuencia (aunque puede eliminarse mediante montajes de

conexión especiales).

ALGUNOS TIPOS DE LAMPARAS FLUORESCENTES:

Lámparas de Electrodos Precalentados: Es la más común de las lámparas con alimentación

de red de 220/240 v, necesitan un circuito de precalentamiento para los electrodos y una

descarga luminiscente o encendido electrónico.

STANDARD (TL) (T12): Es el fluorescente tubular básico con un diámetro de 38mm (T12)

disponible desde 20w a 125w.

RETROFIT (TLD): Son lámparas de 26mm de diámetro las cuales reemplazan a las TL12

(38mm) con aproximadamente el mismo flujo luminoso, las potencias de dicha lámpara oscilan

entre 15w y 70w.

TLDHF: Operan con Balastos electrónicos de alta frecuencia HF (hi-frecuency) las potencias

de dichas lámparas varían entre 16w a 50w.

MINIATURA TL (TL5): Poseen un diámetro de 16mm las potencias varían entre 40w y 13w.

TLK (ALTO RENDIMIENTO): Poseen mayor flujo luminoso las potencias varían entre 40w

y 215w.

TLE: Lámparas fluorescentes circulares.

TLU: Lámparas fluorescentes en forma de U.

TLF: Lámparas fluorescentes reflectoras, poseen una capa reflectora blanca debajo de la capa

fluorescente.

RS: lámparas de encendido rápido. Utilizadas en circuitos sin arrancador.

FC: fluorescentes Compactas, han sido desarrolladas para ser utilizadas en las aplicaciones que

correspondan a las lámparas incandescentes. Tienen muy buena eficiencia (eficacia) y buena

reproducción de los colores con bajo consumo y larga vida útil (8000 horas).

El rendimiento de una lámpara fluorescente es máximo cuando opera a 25 0C sin ventilación

forzada, a una temperatura menor de 150C el rendimiento disminuye rápidamente, igualmente a

temperaturas mayores a los 25oC pero con menor velocidad.

La eficiencia lumínica de una lámpara fluorescente dependerá de la temperatura ambiente al

igual que la frecuencia y voltaje de funcionamiento. La depreciación del flujo luminoso durante

la vida útil de lámpara después de las 8000 horas aproximadamente tendrá de un 70 a 90 % del

valor inicial ya que los polvos fluorescentes se tornan lentamente menos efectivos.

ALGUNOS CASQUILLOS O CONECTORES PARA LAMPARAS FLUORESCENTES

Lámparas de Mercurio de Alta Presión:

La producción de la luz es realizada a través del principio de luminiscencia obtenida por la

descarga eléctrica del mercurio gasificado. En estas lámparas la descarga se produce en un tubo

de descarga de cuarzo que contiene una pequeña cantidad de mercurio a alta presión y un

relleno de gas inerte, generalmente argón, para ayudar al encendido. Una parte de la radiación

de la descarga ocurre en la región visible del espectro como luz, pero una parte se emite también

radiaciones ultravioleta. Cubriendo la superficie interna de la ampolla exterior, en la cual se

encuentra el tubo de descarga, con un polvo fluorescente se convierte esta radiación ultravioleta

en radiación visible,

Tubo de descarga y soporte: El tubo de descarga está hecho de cuarzo., posee la capacidad de

soportar las altas temperaturas de trabajo, se mantiene fijo por medio de un soporte de alambre

que también cumple con la función de conexión eléctrica entre el electrodo principal y el

electrodo auxiliar.

Electrodos: Cada electrodo principal se compone de una varilla de wolframio o tungsteno, cuyo

extremo se encuentra revestido por una serpentina de wolframio impregnado con un material

que favorece la emisión de electrones. El electrodo auxiliar es simplemente un trozo de alambre

de molibdeno o wolframio colocado cerca de uno de los electrodos principales y conectado al

otro mediante una resistencia de 25 k.

Ampolla exterior: Para lámparas de hasta 125 W de potencia, la ampolla exterior puede ser de

vidrio de cal-soda. Sin embargo, las lámparas de potencias mayores se fabrican, generalmente,

con vidrio duro de borosilicato, ya que puede soportar temperaturas de trabajo mayores y golpes

térmicos. La ampolla exterior, que normalmente contiene un gas inerte (argón o una mezcla de

argón y nitrógeno) a una presión de 16 kpa, protege al tubo de descarga de cambios en la

temperatura ambiente y protege de corrosión a los componentes de la lámpara.

Revestimiento de la ampolla: En la mayoría de las lámparas de mercurio de alta presión, la

superficie interna de la ampolla exterior está cubierta por fósforo blanco para mejorar la

reproducción de color de la lámpara y para aumentar su flujo luminoso. El fósforo convierte una

gran parte de la energía ultravioleta radiada por la descarga en radiación visible.

Gas de relleno: El tubo de descarga está relleno de un gas inerte (argón) y de una dosis precisa

de mercurio destilado. El primero es necesario para ayudar a originar la descarga y para

asegurar una vida razonable para los electrodos de emisión recubiertos. La ampolla exterior está

rellena de argón o una mezcla de argón y nitrógeno a presión atmosférica.

Estas lámparas precisan un equipo auxiliar que normalmente es un balastro con resistencia

inductiva o transformador de campo de dispersión, además de un condensador de

compensación. Cuando la lámpara se apaga, no volverá a arrancar hasta que se haya enfriado lo

suficiente para bajar la presión del vapor al punto donde el arco volverá a encenderse. Este

periodo es de unos cinco minutos.

La luz emitida por dicha lámpara es de color azul verdoso, característico de la alta presión del

mercurio. El rendimiento luminoso va a depender de la presión del vapor y de la intensidad de la

corriente del arco.

Pertenecen a la clasificación conocida con el nombre de Lámpara de Descarga de Alta

Intensidad Lumínica HID (High Intensity Discharge). Presentan un voltaje de arranque de

aproximadamente 180 – 190 voltios por lo que pueden conectarse a redes de 208-220 voltios.

El principio de funcionamiento de esta lámpara consiste en tres fases:

Ignición: Se logra por medio de un electrodo auxiliar o de arranque ubicado muy cerca del

electrodo principal a través de un resistor de alto valor (25 kwΩ). Cuando se enciende la

lámpara un gradiente de alto voltaje ocurre en los electrodos principales y de arranque, e ioniza

el gas en forma de descarga luminiscente luego se expande por todo el tubo de descarga bajo la

influencia del campo eléctrico entre los dos electrodos principales. Cuando la descarga alcanza

al electrodo más distante, la corriente aumenta en forma considerable lo cual produce una

descarga de arco, sin que el electrodo auxiliar desempeñe otra función en el proceso a causa de

la alta resistencia en serie con el mismo.

En esta fase o etapa la lámpara funciona como una lámpara de descarga de baja presión

(semejante a la fluorescente). La descarga se produce por todo el tubo y tiene una apariencia

azulada.

Encendido: Habiéndose producido la ionización del gas la lámpara no ofrece la máxima

producción de luz, hasta que el mercurio este completamente vaporizado, lo cual ocurre en un

tiempo determinado denominado tiempo de encendido, que se define como el tiempo necesario

desde el momento de la ignición para alcanzar un 80% de emisión de luz (aproximadamente 4

minutos).

Cuando se produce la descarga se genera un aumento de temperatura en el tubo de descarga lo

cual genera la vaporización gradual del mercurio aumentando la presión del vapor de mercurio,

el arco logra un punto de estabilización a una presión de vapor que oscila entre 2x105 a 15x105

pascal (2 a 15 atmosferas) entonces todo el mercurio se vaporiza y la luz emitida se va tornando

más blanca.

Estabilización: Se utiliza un balasto adecuado para estabilizar el flujo de corriente.

ALGUNOS TIPOS DE LAMPARAS

Lámparas de vidrio claro (HP): Poseen una ampolla exterior de forma ovoide vienen en

potencias de 125w y 400w, el tubo de descarga es visible a través de la ampolla y provee una

fuente de luz compacta, que permite que se utilice en aplicaciones donde se necesite control

direccional adecuado de la luz, como por ejemplo en iluminación con proyectores.

Lámparas con revestimiento de Fósforo Standard (HPL-N): Poseen una calidad de color

mejorada, se utilizan en aplicaciones en que se requiera una iluminación placentera y económica

de grandes áreas, como por ejemplo fábricas, garajes, estaciones de servicios, estacionamientos

y áreas deportivas. Las potencias de las lámparas varían de 50w a 1000w.

Lámparas con revestimiento de Fosforo Especial (HPL C Comfort): Estas lámparas con

apariencia de color mejoradas se utilizan en aquellas aplicaciones donde exista demanda de muy

buena calidad de iluminación, como por ejemplo en áreas residenciales y establecimientos

comerciales. Su eficiencia es apenas mayor que las lámparas HPL-N, las potencias de las

lámparas varían de 50w a 400w.

Lámparas con reflector de Vidrio Soplado (HPL-R): El tubo de descarga está encerrado en

una ampolla externa de vidrio duro de forma ovoidal o en forma de cono. La capa reflectora esta

aplicada en la parte interna de la ampolla y la capa fluorescente está depositada sobre esta

misma capa. El reflector dirige la luz a través de una ventana clara o mate ubicada en la parte

frontal de la ampolla su potencia varía desde 125w a 1000w.

Lámparas de vidrio Prensado (PAR 38): Poseen una ampolla externa del tipo PAR 38 con

una capa interior de aluminio espejado, se utiliza en aplicaciones de iluminación de naves

industriales de fundición de hierro, fabricación de papel y otras industrias pesadas, canteras y

ambientes similares.

Lámparas de Halogenuros Metálicos (Metal Halide): Las lámparas de Halogenuros

Metálicos son comúnmente llamadas Metal Halide. Estas lámparas contienen un tubo de

descarga relleno de mercurio a alta presión y compuesto por una mezcla de gases halogenuros

metálicos tales como Dysprosio (Dy), Holmio (Ho) y Tulio ™, los cuales permiten obtener

rendimientos luminosos más elevados y mejores propiedades de reproducción cromática que las

lámparas de mercurio. Alta eficiencia, excepcional rendimiento de color y buen mantenimiento

de lúmenes. Requiere equipos auxiliares tales como balasto, arrancador (ignitor) y capacitor

(condensador).

Características:

• Mayor vida útil que las lámparas de Vapor de Mercurio.

• Alta Eficiencia.

• Requiere Equipo de Arranque.

• 4000ºK o 6500ºK.

VENTAJAS:

Las principales ventajas de las fuentes HID, son su alta eficacia en lúmenes por watt, larga vida

de la lámpara, alta eficiencia lumínica, prolongada vida útil, aceptable calidad del color,

Reproducción fiable de los colores verdes, lo que las hace adecuadas para alumbrado exterior en

parques y jardines. El flujo luminoso, el voltaje y la vida útil de estas lámparas no se ven

afectadas de manera significativa por cambios de la temperatura del medio ambiente.

DESVENTAJAS:

Entre las desventajas se incluyen la necesidad de equipos auxiliares (balasto para regular la

corriente de la lámpara y el voltaje así como ayuda para el arranque), emite radiaciones

ultravioleta, su costo es más elevado que la incandescentes y fluorescentes.

Lámparas de Luz Mixta o Luz de Mezcla:

Las lámparas de luz de mezcla son una combinación de una lámpara de mercurio a alta presión

con una lámpara incandescente y, habitualmente, un recubrimiento fosforescente. El control de

la intensidad de corriente se consigue mediante una resistencia en forma de filamento de

tungsteno colocado en su interior, contribuyendo además a la emisión luminosa. La eficacia de

estas lámparas es del orden de 25 Lm/W., y tienen una depreciación del flujo luminoso muy

pequeña.

Es importante resaltar en estas lámparas que, durante el periodo de arranque, el exceso de

tensión no absorbido por el tubo de descarga sobrecarga considerablemente el filamento, motivo

por el que la vida media se ve en gran medida afectada por el número de encendidos, el gas de

relleno está compuesto de argón pero con un porcentaje agregado de nitrógeno para evitar el

arco en el filamento.

La ignición y el encendido de una lámpara de luz de mezcla o luz mixta son iguales a los de las

lámparas normales de mercurio a alta presión, pero la distribución del flujo luminoso total en el

tiempo de encendido es completamente diferente. Inmediatamente después del encendido la

tensión del arco del tubo de descarga es bajo, aproximadamente 30v mientras la tensión en el

filamento es de aproximadamente 190v en este momento el filamento emite una considerable

cantidad de luz mientras que la luz que emite el tubo de descarga es muy baja.

Durante el periodo de encendido que es aproximadamente 3 minutos, la tensión de arco aumenta

gradualmente aumentando el flujo luminoso en el tubo de descarga, mientras la tensión y el

flujo luminosos en el filamento disminuye, cuando se estabiliza la tensión el flujo luminoso en

el tubo de descarga es el doble que la que tiene el filamento.

La eficiencia de este tipo de lámparas oscila entre 11 lm/w y 26 lm/w dependiendo de la

potencia de la lámpara. El tiempo de reencendido es de 5 y 10 minutos, no puede ser

dimerizada.

VENTAJAS:

Las lámparas de luz mezcla tienen la ventaja de que pueden conectarse directamente a la red (no

precisan de balasto y arrancador para su funcionamiento). Tardan unos dos minutos en el

encendido y no se puede efectuar el re-encendido hasta que no se enfría.

El filamento asegurar la estabilización de la descarga, mejorar el rendimiento de color de la

lámpara, mediante el espectro continuo emitido por el filamento y mejora el factor de potencia

de la lámpara. Mayor duración (seis veces mas para las incandescentes estándar).

DESVENTAJAS:

La duración viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa

de fallo. Respecto a la depreciación del flujo hay que considerar dos causas. Por un lado

tenemos el ennegrecimiento de la ampolla por culpa del wolframio evaporado y por otro

la pérdida de eficacia de los polvos fosforescentes. En general, la vida media se sitúa en

torno a las 6000 horas. Es importante resaltar en estas lámparas que, durante el periodo

de arranque, el exceso de tensión no absorbido por el tubo de descarga sobrecarga

considerablemente el filamento, motivo por el que la vida media se ve en gran medida

afectada por el número de encendidos. Bajo rendimiento de color.

Tipos de Lámparas luz mixta:

Lámparas Ovoidales (ML): Se encuentran en potencias de 100w, 160w, 250w y 500w,

entregan mayor flujo luminoso que las incandescentes de igual potencia y vida útil es de

alrededor a 8 veces.

Lámparas Reflectoras (ML-R): El tubo de cuarzo está encerrado en una ampolla externa de

vidrio duro, en forma de cono, es adecuada para instalaciones domiciliarias, para iluminación de

plantas.

Lámparas de Vapor de Sodio a Baja Presión:

La radiación emitida es de color amarillo. El tubo de descarga de una lámpara de sodio de baja

presión es en general, en forma de U y está contenido en una cubierta exterior de vidrio tubular

vacío, con capa de óxido de indio en la superficie interna. El vacío, junto con la capa, ayuda a

mantener la pared del tubo de descarga a una temperatura de trabajo adecuada. Estas medidas

son necesarias para que el sodio al condensarse se deposite en las hendiduras del vidrio y se

evapore con una pérdida mínima de calor; debido a eso, se logra la mayor eficiencia luminosa

posible. El gas neón presente dentro de la lámpara, sirve para iniciar la descarga y para

desarrollar el calor suficiente como para vaporizar el sodio.

La lámpara alcanza su flujo luminoso establecido en aproximadamente diez minutos. Volverá a

arrancar de forma inmediata en caso de que el suministro de alimentación se interrumpa

momentáneamente, ya que la presión de vapor es bastante baja y el voltaje aplicado es suficiente

como para restablecer el arco. Posee una eficiencia luminosa de hasta 200 lm/w, se aplica donde

la reproducción de color no es de gran importancia pero si el reconocimiento del contraste como

por ejemplo: autopistas, puertos, playas.

Todas las lámparas de sodio a baja presión, de terminal simple, se componen de un casquillo

tipo bayoneta BY22 la ventaja que posee el accesorio bayoneta sobre el roscado es que permite

la precisa posición del tubo de descarga. Cuando se enciende la lámpara posee la apariencia de

un color rojizo, a medida que se calienta se modifica de forma gradual alrededor de 10 minutos

en un color amarillento.

Tipos de lámparas: Se pueden conseguir dos tipos de lámparas de vapor de sodio a baja

presión las lámparas SOX y SOX-E (Economy) la diferencia entre los dos grupos es que la

SOX-E poseen una eficiencia lumínica elevada, la cual se obtiene mediante la reducción de

pérdidas por calor, logrando un mejor uso de la potencia disipadora de la lámpara. Las lámparas

SOX irradian casi totalmente la parte visible del espectro y los cambios de temperatura no

afectan en gran medida el rendimiento de la lámpara, debido a la buena aislación termal de la

ampolla.

VENTAJAS:

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. La eficacia luminosa de las lámparas de

vapor de sodio a baja presión es la más elevada de todas las existentes, llega a ser de 190 Lm/W.

Adecuadas para alumbrado público.

DESVENTAJAS:

Longitud considerable de la lámpara (creciente con la potencia) que dificulta considerablemente

su instalación en sistemas de iluminación. Rendimiento del color y reproducción de colores

bajos. La tensión mínima de arranque que necesitan estas lámparas es del orden de los 390 V.

para potencias de lámpara pequeñas (35 W.) y del orden de los 600 V. para las de gran potencia

(180 W.). Por tal motivo, se hace imprescindible en el circuito un elemento que además de

controlar la intensidad, como en todas las lámparas de descarga, eleve la tensión de la red al

valor necesario; esto se consigue mediante reactancias autotransformadoras de dispersión.

Lámparas de Vapor de Sodio a Alta Presión:

Las lámparas de vapor de sodio a alta presión tienen una distribución espectral que abarca casi

todo el espectro visible proporcionando una luz blanca dorada mucho más agradable que la

proporcionada por las lámparas de baja presión.

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.

Getter: Es un elemento de la lámpara cuya función es reducir la migración del sodio y

conseguir un mejor mantenimiento del flujo luminoso se puede conseguir de diferentes

materiales antiguamente era de Bario que no absorbe todas la impurezas del vacío del interior de

la lámpara lo cual incide en la confiabilidad de esta. El nuevo material del getter es una mezcla

de Zincronio-Aluminio que es mucho más eficaz al eliminar las impurezas del vacío lo cual se

traduce en menor facilidad para la migración del Sodio dando como resultado un excelente

mantenimiento del flujo luminoso.

VENTAJAS:

Tienen un rendimiento en color y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la

de las lámparas a baja presión. No obstante, esto se consigue a base de sacrificar eficacia;

aunque su valor que ronda los 130 lm/W sigue siendo un valor alto comparado con los de otros

tipos de lámparas. La vida media de este tipo de lámparas ronda las 20000 horas. Este tipo de

lámparas tiene muchos usos posibles tanto en iluminación de interiores como de exteriores.

Algunos ejemplos son en iluminación de naves industriales, alumbrado público o iluminación

decorativa. Pera su reencendido exige un tiempo de espera muy breve, alrededor de 1 minuto.

DESVENTAJAS:

Debido a la presión elevada del sodio en el tubo de descarga, para el encendido de estas

lámparas es preciso aplicar tensiones de pico comprendidas entre 2.800 y 5.500 V., por lo que

además de la imprescindible reactancia hay que colocar arrancadores especiales capaces de

generar los impulsos de encendido. La intensidad de arranque de estas lámparas es del orden del

40 al 50% superior al valor nominal que se alcanza una vez transcurrido el tiempo de encendido.

Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000

ºC).

El tubo de descarga de la lámpara esta hecho de un entubado de alumina policristalino,

sintetizado (PCA) con casquillos o discos sellados en sus extremos. Los electrodos están

cubiertos por una capa de material emisor, que consiste en una varilla de tungsteno con una

serpentina de tungsteno enroscada alrededor de la misma.

La ampolla externa se encuentra tanto de forma ovoidal como tubular, y posee un revestimiento

interno, el cual es simplemente una capa difusa de polvo blanco, para disminuir el elevado brillo

del tubo de descarga ya que están lámparas no emiten ninguna radiación Ultravioleta.

Muchas de las lámparas poseen un arrancador auxiliar incorporado, el cual ayuda a reducir la

medida del voltaje pico de encendido que necesita la lámpara. Los casquillos mas utilizados son

los roscados Edison E27 y E40.

Algunos tipos de lámparas de Vapor de Sodio a Alta Presión:

SDW-T(o SON blanca): con casquillo de dos pines especial, para asegurar la posición exacta

en una luminaria con reflector.

SON: Provista de una ampolla externa revestida, la cual reduce el brillo de la lámpara y reduce

el problema relacionado con el deslumbramiento, en alturas bajas de montaje. Se consiguen de

potencias de 50w y 70w, necesitan un arrancador de descarga luminiscente el cual va incluido

en la lámpara.

SON-T: Son de forma TUBULAR con una ampolla externa, tanto de vidrio blando como duro,

según sea la potencia. Emiten un 5% más flujo luminoso que las lámparas con revestimiento.

SON-T-Plus: Tienen una alta presión de Xenon para aumentar la eficiencia lumínica de

aproximadamente un 15%. Para el arranque de la lámpara se necesita un arrancador para

producir el elevado voltaje de arranque.

Lámparas LED:

Tecnología en iluminación: SSL o LEDs : El término SSL (Solid State Lighting) hace

referencia al hecho de que la luz en un LED es emitida por un objeto sólido, en lugar de un gas

como es el caso de los tubos fluorescentes o lámparas de descarga de alta intensidad. LED viene

de las siglas en inglés Lighting Emitting Diode (Diodo emisor de Luz).

El LED es un diodo semiconductor que al ser atravesado por una corriente eléctrica emite luz.

La longitud de onda de la luz emitida y por tanto el color depende básicamente de la

composición química del material semiconductor utilizado. Cuando la corriente atraviesa el

diodo se libera energía en forma de fotón. La luz emitida puede ser visible, infrarroja o casi

ultravioleta.

Los LEDs se producen a partir de una variedad de químicos semiconductores. Los diodos

consisten de dos capas de cristal, cada una formada por dos de tres elementos. Las

combinaciones más comunes incluyen InGaAlP (Indio Galio Aluminio Fosfuro), AlGaAs

(Arseniuro de galio y aluminio), AlGaP (Fosfuro de aluminio y galio), GaN (Nitruro de Indio y

Galio), con una variedad de otros combinaciones que se utilizan para aplicaciones especiales.

En los LEDs, un bajo voltaje de corriente continua (CC) circula a través de dos capas de

material semiconductor. Esto resulta en la generación de fotones de luz de un reducido rango de

frecuencias. El color de la luz depende del material semiconductor utilizado y del tipo de

dopante (impurezas) que se le agregue. El semiconductor se aloja en una caja epoxi, que es un

polímero termoestable que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador o

endurecedo, que además funciona como un sistema óptico (lente), que enfoca la luz producida.

Para uso con la red de suministro eléctrico, se necesitan controladores electrónicos y

conversores de voltaje. El nivel de innovación tecnológica y de ingeniería involucrada en los

LEDs modernos es mucho mayor que en las fuentes convencionales de luz.

Todos los diodos son unidireccionales: solo se produce luz cuando pasa corriente continua en el

sentido “correcto”, es decir, del ánodo (polo positivo) al cátodo (polo negativo).

La combinación de un led (semiconductor), una carcasa y una óptica primaria es lo que se

conoce como un componente led. Este componente led cubre y lo protege, garantiza la

disipación del calor generado internamente e incluye un sistema de óptica primaria, es decir, una

pequeña lente que recoge y emite la luz generada por el led en un patrón definido.

El led emite luz monocromática. El color de la luz depende de los materiales empleados para

producirla. Se puede generar luz led en todos los colores saturados del espectro visible, desde el

violeta y el azul hasta el rojo, pasando por el verde.

Los LEDs convencionales están realizados sobre la base de una gran variedad de materiales

semiconductores inorgánicos produciendo los siguiente Colores:

Cómo generamos luz blanca

Puesto que la luz que obtenemos de un LED es monocromática, es decir, una vez fabricado el

chip solo emiten en un determinado color de los anteriormente citados, una pregunta interesante

sin duda es: ¿cómo podemos producir con un LED luz blanca y de buena reproducción de color?

Se puede hacer mediante dos métodos, la mezcla de la luz de tres chips: un chipo azul, otro

verde y otro rojo o mediante la combinación de un chip azul o ultravioleta y fósforos como se

hace con el principio de la fluorescencia.

El primer caso rara vez se usa para producir un LED blanco, aunque si se hace para realizar

juegos de colores, puesto que regulando la intensidad de cada uno de ellos podemos pasar por

todo el espectro de colores.

Mediante el segundo caso podemos obtener luz blanca fría o cálida en función de los fósforos

que utilicemos. Si usamos LED azul con fósforos amarillos, tendremos un LED blanco frío y

relativamente de buena reproducción cromática. Ra sobre 70. En el caso de usar fósforo rojos y

verdes junto al chip azul podemos obtener un LED blanco cálido de mejor reproducción

cromática, Ra > 80.

Para obtener luz blanca de un único LED, se usa un fósforo combinado con un LED azul o UV.

Hay una gran variedad de fósforos disponibles. Comúnmente, estos son compuestos de tierras

raras o metales de transición. El fósforo generalmente está incrustado en la cubierta.

Las fuentes luminosas led se aplican de distintas formas. De acuerdo con la norma internacional

CEI 62504/CIE TC 2-66 (“LED y módulos LED. Términos y definiciones”), se puede distinguir

entre los siguientes niveles de integración:

Paquete led o componente led. Componente individual que consistente en uno o más chips led,

con o sin óptica e interfaces térmicas, mecánicas o eléctricas.

Módulo led. Un módulo led está formado por varios componentes led montados sobre una

placa de circuito impreso, con o sin electrónica integrada.

Lámparas led. Se trata de un módulo led unido a un casquillo de lámpara.

“LED light engine” Consiste en un módulo o lámpara led al que se acopla un driver y que

puede conectarse directamente a la tensión de red.

La vida útil de los leds depende en gran medida de las condiciones de uso específicas; entre

ellas, las más importantes son la potencia y la temperatura interna (y, por consiguiente, la

temperatura ambiente). Hoy en día, a un led de calidad se le presupone una vida útil de 50 000

horas. Se entiende que este es el periodo en el que el flujo luminoso cae hasta el 70% de su

valor inicial. Esta vida útil es alcanzable siempre y cuando el LED se emplee dentro de sus

límites de temperatura establecidos (normalmente entre 80 y 85 °C). Si se emplean los leds y el

diseño adecuados, esta cifra puede ser considerablemente mayor.

Al determinar la vida útil de un led es preciso distinguir entre fallo paramétrico (deterioro del

rendimiento luminoso) y fallo catastrófico (el led no emite luz). Cuando los fabricantes hablan

de una vida útil L70 se refieren al tiempo en el que un porcentaje específico del led disminuye al

70% de su flujo luminoso inicial. Este porcentaje se indica con la letra “B”; así, por ejemplo

B50 indica un 50%. No obstante, al determinar la vida útil, no se tienen en cuenta los leds que

pueden fallar, que se retiran de la prueba. Sin embargo, a los usuarios les importan los leds

defectuosos. Cuando se determina la vida útil teniendo en cuenta los led´s que fallan, se hace

referencia a una vida útil F, que normalmente será inferior a la vida útil B. Por ejemplo, L70F10

indica el periodo en el que un 10% disminuye a menos del 70% del flujo luminoso inicial o falla

por cualquier motivo.

Las normas y recomendaciones internacionales promoverán cada vez más e incluso terminarán

por imponer la definición F para la vida útil de los leds. algunos fabricantes no especifican para

sus luminarias un valor L70/B50 por la sencilla de razón de que este valor no es aplicable a los

estudios de iluminación. Nuestro punto de partida es una especificación de horas de

funcionamiento (específica de cada proyecto) a partir de la cual calculamos el mantenimiento de

lúmenes. En las aplicaciones de oficina e industriales, los valores estándar son 25.000 y 50.000

horas de funcionamiento, respectivamente.

Los leds son sensibles a las tensiones térmicas cíclicas y a las influencias químicas y

electrostáticas. Por eso, los circuitos led solo deben tocarse con la protección de una conexión a

tierra adecuada. Debe evitarse la conexión directa de led con un cable conductor. Una subida de

tensión puede destruir por completo un led.

Actualmente los led´s en blanco frío con una temperatura de color de 5000 K (grados Kelvin)

alcanzan más de 160 lm/W en las condiciones de referencia. Los leds con temperaturas de color

inferiores de entre 2700 y 4000 K (los que se utilizan mayoritariamente en soluciones de

iluminación en Europa) suelen tener una menor eficiencia. Para estas temperaturas de color,

actualmente se encuentran disponibles eficiencias de 120 lm/W y superiores.

Los leds con una temperatura de color más alta, y por tanto con una luz más fría, ofrecen un

nivel de eficiencia superior que los mismos leds con temperaturas de color más bajas. El

material luminiscente utilizado para crear el blanco cálido contiene más rojo y el rendimiento de

este componente rojo es inferior al del amarillo. Por eso, el rendimiento general del led es

menor. Este fenómeno cesa a 5000 K. A temperaturas de color más altas no se observa ningún

incremento adicional. Por tanto, en la actualidad, 5000 K es la temperatura de color más

eficiente.

Leds RGB (no son más que tres leds en un mimo empaque, estos leds están compuestos de leds

de colores primarios: rojo (Red), verde (Green), y azul (Blue), al variar la intensidad de

corriente de cada led se producen diferentes colores) en estos leds de luz blanca (por

combinación de rojo, verde y azul) son posibles todas las temperaturas de color, aunque el

control a largo plazo es complicado porque los tres colores tienen una dependencia de la

temperatura distinta. Por eso se emplea con menos frecuencia en iluminación. En los leds con

conversión por material luminiscente, la temperatura de color viene dada, por una parte, por la

elección del material luminiscente.

En comparación con las lámparas fluorescentes, los leds son menos sensibles a la temperatura

ambiente. El flujo luminoso de las lámparas fluorescentes decae drásticamente a temperaturas

ambiente por encima o por debajo de 25 °C; en cambio, los leds solo exhiben una reducción

gradual a temperaturas ambiente más altas. Eso supone una ventaja notable en entornos con

temperaturas inusuales (por encima o por debajo de 25 °C) o que están sometidos a variaciones

importantes de temperatura (por ejemplo, en la industria).

El haz de luz led no contiene radiación ultravioleta (UVA) ni infrarroja (IR). Eso los hace muy

adecuados para entornos en los que interese evitar este tipo de radiaciones, como museos,

comercios con productos alimenticios o tiendas de ropa.

Ventajas de usar LED:

Los LEDs tienen una vida más larga (hasta 50.000 horas), tienen un menor costo de

mantenimiento, ahorran más energía que muchas de las actuales fuentes de iluminación,

especialmente si se tiene en cuenta su eficiencia óptica. Están basados en una tecnología de bajo

voltaje, que no sólo hace que la instalación resulte más sencilla, sino que también los hace más

seguros. Y además no tienen radiación IR ni UV, ni contienen mercurio. Se pueden utilizar en

bajas temperaturas (hasta -40ºC) y tienen una alta eficacia en ambientes fríos. Y además tienen

un sellado de por vida en luminarias estancadas.

Los LEDs son el gran aliado en arquitectura y diseño, ya que ofrece una gran flexibilidad en el

diseño, luces ocultas. Asi mismo, como colores saturados sin uso de filtros y luz directa que

incrementa la eficacia del sistema. Permitiendo una regulación total sin cambio color con un

arranque instantáneo 100% de luz y sin perdidas en los filtros. Y proporcionando robustez y

seguridad frente a vibraciones.

Los LEDs continúan en proceso de desarrollo. Por el momento, el nivel de eficiencia se duplica

más o menos cada dos años. Abren el camino a nuevas aplicaciones, también en mercados

emergentes. Por ejemplo, pueden ser el origen de nuevas formas de iluminación en áreas rurales

donde el suministro de energía es limitado.

Aplicaciones y algunas lámparas led

LAMPARAS - VALORES FUNDAMENTALES

TIPO DE LAMPARA

POTENCIA [ W ]

POTENCIA c/BALASTO [ W ]

FLUJO [ Lm ]

CONDENSADOR [ µF ]

MIXTAS

160 --- 3.100 ---

250 --- 5.600 ---

500 --- 14.000 ---

500 --- 32.500 ---

TIPO DE LAMPARA

POTENCIA [ W ]

POTENCIA c/BALASTO [ W ]

FLUJO [ Lm ]

CONDENSADOR [ µF ]

VAPOR DE SODIO

ALTA PRESION

50 62 3.300 10

70 83 5.800 12

150 170 15.00 20

250 280 25.000 40

400 450 48.000 50

11.000 1.090 120.000 100

TIPO DE LAMPARA

POTENCIA [ W ]

POTENCIA c/BALASTO [ W ]

FLUJO [ Lm ]

CONDENSADOR [ µF ]

VAPOR DE SODIO

BAJA PRESION

18 25 1.800 5

35 56 4.800 20

56 76 8.000 20

90 113 13.500 26

135 175 22.500 45

180 220 33.000 50

TIPO DE LAMPARA

POTENCIA [ W ]

POTENCIA c/BALASTO [ W ]

FLUJO [ Lm ]

CONDENSADOR [ µF ]

VAPOR DE MERCURIO

50 59 2.000 7

80 89 3.800 8

125 137 6.300 10

250 266 13.500 18

400 425 23.000 25

700 735 40.000 40

1.000 1.045 55.000 60

TIPO DE LAMPARA

POTENCIA [ W ]

POTENCIA c/BALASTO [ W ]

FLUJO [ Lm ]

CONDENSADOR [ µF ]

INCANDESCENTES CLARAS

25 --- 230 ---

40 --- 430 ---

60 --- 730 ---

75 --- 960 ---

100 --- 1.380 ---

150 --- 2.220 ---

200 --- 3.150 ---

300 --- 5.000 ---

500 --- 8.400 ---

TIPO DE LAMPARA

POTENCIA [ W ]

POTENCIA c/BALASTO [ W ]

FLUJO [ Lm ]

CONDENSADOR [ µF ]

TUBO FLUORESCENTE

Ø 26 mm. Luz Día

18 (20) 27 1.400 3

36 (40) 45 3.300 3,6

58 (65) 69 5.200 6

Entre paréntesis se indica a que tubo fluorescente de Ø 38 equivale

TIPO DE LAMPARA

POTENCIA [ W ]

POTENCIA c/BALASTO [ W ]

FLUJO [ Lm ]

CONDENSADOR [ µF ]

TUBO FLUORESCENTE

Ø 38 mm. Luz Día

15 24 690 ---

20 30 1.050 2,9

30 40 1.470 2,9

40 54 2.500 3,6

65 83 4.000 6

105 125 6.800 12

COMPARACION ENTRE DIFERENTES TIPOS DE LÁMPARAS

CARACTERISTICAS INCANDDESCENTES MIXTAS MERCURIO SODIO

Eficiencia (Lm/W) 8 a 17 20 a 30 36 a 63 140

Vida útil (Hrs) 1000-6000 12000-

15000

24000 24000

Tiempo Encendido Instantáneo 0 - 3 min. 5a7min 3a 4min

Tiempo Reencendido Instantáneo 5 min. 3a6min 0a 1min

Posición Funcional Universal Según

fabricante

Universal Universal

Temp. De Color (º K) 2600-2800 3000-4000 4000-4500 2100

Color Blanco cálido B.

Combinado

Blanco Amarillento

Ra(%) 100 50-60 48- 50 25

Formas de bulbo Esférico Ovoide Ovoide Ovoide,tubular

Utilización Calles Calles-

Parques

Víal,industrial Víal,Industrial

Potencias (W) 150-200-300 160-500 175-250-400 100-150-250-

400

Flujos (Lm) 1750-6000 3100-

14000

8600-23000 9000-48000

Perdida de flujo(%) 20 30 30 20

Intensidad de arranque Io = In Io = 1,5In Io= 1,3In Io= 1.2In

Tipos de casquillos:

La designación de los casquillos se realiza por medio de un sistema de letras y números que

facilitan su reconocimiento, las formas y dimensiones se representan de la siguiente manera

según la CIE.

Letras indicativas del tipo de casquillo:

E = Casquillo Rosca Edison.

B = Casquillo Bayoneta Swan.

G = Casquillo con Espiga o Clavija.

Un primer número expresa en milímetros el diámetro exterior de la parte cilíndrica del casquillo

en el tipo “E”. En el caso de casquillo “G”, el primer número corresponde a la distancia entre

los ejes de las espigas o clavijas.

Las letras “d” o “S” después del primer número en los casquillos tipo Bayoneta indica si tienen

contactos dobles o sencillos, respectivamente.

Un segundo número, separado por una raya diagonal, representa la altura del casquillo.

Un tercer número separado por el signo “X” indica el diámetro exterior de la base del casquillo.

Ejemplos: