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INSTITUTO TECNOLOGICO DE LOS MOCHIS ARQUITECTURA // INSTALACIONES ITIPOS DE LAMPARAS

Hay varios tipos de incandescencia: la primera es por combustin de alguna sustancia, ya sea slida como una antorcha de madera, lquida como en una lmpara de aceite o gaseosa como en las lmparas de gas. La segunda es pasando una corriente elctrica a travs de un hilo conductor muy delgado como ocurre en las bombillas corrientes. Tanto de una forma como de otra, obtenemos luz y calor (ya sea calentando las molculas de aire o por radiaciones infrarrojas). En general los rendimientos de este tipo de lmparas son bajos debido a que la mayor parte de la energa consumida se convierte en calor.Se denominalmpara incandescenteal dispositivo que produce luz mediante el calentamiento porefecto Joulede un filamento metlico, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente elctrica. Se conoce comoefecto Jouleal fenmeno por el cual si en unconductorcirculacorriente elctrica, parte de laenerga cinticade loselectrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los tomos del material conductor por el que circulan, elevando latemperaturadel mismo.Lalmpara incandescentees la ms popular por su bajo precio y el color clido de su luz. Tambin es la que menor vida til tiene, unas 1000 horas. No ofrece muy buena reproduccin de los colores, ya que no emite en la zona de colores fros. Su eficiencia es muy baja, ya que solo convierte en trabajo (luz visible) alrededor del 15% de la energa consumida. Otro 25% sera transformado en energa calorfica y el 60% restante en ondas no perceptibles (Luz ultravioleta e infrarroja) que acaban convirtindose en calor.

DE INCANDESCENCIAEl componente principal de lalmpara incandescentees elfilamento. Al pasar corriente a travs de l, puede ser calentado como resistencia hasta volverse incandescente, mantenindose en este estado por mucho tiempo.Las lmparas incandescentes estn formadas por un hilo de wolframio que se calienta por efecto Joule alcanzando temperaturas tan elevadas que empieza a emitir luz visible. Para evitar que el filamento se queme en contacto con el aire, se rodea con una ampolla de vidrio a la que se le ha hecho el vaco o se ha rellenado con un gas. El conjunto se completa con unos elementos con funciones de soporte y conduccin de la corriente elctrica y un casquillo normalizado que sirve para conectar la lmpara a la luminaria.

La duracin de una lmpara incandescente viene determinada bsicamente por la temperatura de trabajo del filamento. Mientras ms alta sea esta, mayor ser el flujo luminoso pero tambin la velocidad de evaporacin del material que forma el filamento. Las partculas evaporadas, cuando entren en contacto con las paredes se depositarn sobre estas, ennegreciendo la ampolla. De esta manera se ver reducido el flujo luminoso por ensuciamiento de la ampolla. Pero, adems, el filamento se habr vuelto ms delgado por la evaporacin del tungsteno que lo forma y se reducir, en consecuencia, la corriente elctrica que pasa por l, la temperatura de trabajo y el flujo luminoso. Esto seguir ocurriendo hasta que finalmente se rompa el filamento. A este proceso se le conoce como depreciacin luminosa.

EXISTEN DOS TIPOS DE LAMPARAS INCANDSCENTES las que contienen un gas halgeno en su interior y las que no lo contienenEntre las lmparas incandescentes no halgenas podemos distinguir las que se han rellenado con un gas inerte de aquellas en que se ha hecho el vaco en su interior. La presencia del gas supone un notable incremento de la eficacia luminosa de la lmpara dificultando la evaporacin del material del filamento y permitiendo el aumento de la temperatura de trabajo del filamento. Las lmparas incandescentes tienen una duracin normalizada de 1000 horas, una potencia entre 25 y 2000 W y unas eficacias entre 7.5 y 11 lm/W para las lmparas de vaco y entre 10 y 20 para las rellenas de gas inerte. En la actualidad predomina el uso de las lmparas con gas, reducindose el uso de las de vaco a aplicaciones ocasionales en alumbrado general con potencias de hasta 40 W.LAMPARAS NO HALGENAS En las lmparas incandescentes normales, con el paso del tiempo, se produce una disminucin significativa del flujo luminoso. Esto se debe, en parte, al ennegrecimiento de la ampolla por culpa de la evaporacin de partculas de wolframio del filamento y su posterior condensacin sobre la ampolla.Agregando una pequea cantidad de un compuesto gaseoso con halgenos (cloro, bromo o yodo), normalmente se usa el CH2Br2, al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneracin del halgeno que evita el ennegrecimiento. Cuando el tungsteno (W) se evapora se une al bromo formando el bromuro de wolframio (WBr2). Como las paredes de la ampolla estn muy calientes (ms de 260 C) no se deposita sobre estas y permanece en estado gaseoso. Cuando el bromuro de wolframio entra en contacto con el filamento, que est muy caliente, se descompone en W que se deposita sobre el filamento y Br que pasa al gas de relleno. Y as, el ciclo vuelve a empezarEl funcionamiento de este tipo de lmparas requiere de temperaturas muy altas para que pueda realizarse el ciclo del halgeno. Por eso, son ms pequeas y compactas que las lmparas normales y la ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo que impide manipularla con los dedos para evitar su deterioro.Tienen una eficacia luminosa de 22 lm/W con una amplia gama de potencias de trabajo (150 a 2000W) segn el uso al que estn destinadas.

LMPARAS HALGENAS DE ALTA Y BAJA TENSIN

Las lmparas de descarga son fuentes luminosas que producenluzmediante una descarga elctrica en gases o vapores metlicos presentes en el interior de la ampolla.Para encender las lmparas de descarga se requiere de un dispositivo llamado reactancia obalasto, que produce el encendido con un alto voltaje inicial y luego disminuye la energa elctrica al nivel operativo normal. Los balastos electromagnticos son los tradicionales de filamentos decobre, que ya estn siendo reemplazados por balastos electrnicos.Las lmparas de descarga se pueden clasificar segn el gas utilizado (vapor de mercurio o sodio) o la presin a la que este se encuentre (alta o baja presin). Las propiedades varan mucho de unas a otras y esto las hace adecuadas para unos usos u otros.Lmparas de vapor de mercurioBaja presinLmparas fluorescentes

DE DESCARGALas fluorescentes son lmparas de descargade baja presin en forma de tubo, rellenas en su interior de vapor de mercurio. A travs de la descarga elctrica, se emite una radiacin UV invisible que se convierte en luz gracias al polvo fluorescente.La radiacin ultravioleta generada por la descarga de mercurio se convierte en luz visible por los fluorescentes que se encuentran en la pared interior del depsito de descarga. Mediante distintos fluorescentes se consiguen una serie de colores de luz y distintas calidades dereproduccin cromtica.La lmpara fluorescente posee generalmenteelectrodoscalentados y puede as encenderse con tensiones en comparacin bajas. Las lmparas fluorescentes requieren debalastos,reactanciaso reactancias electrnicas.

VentajasConsumo decorrientehasta tres veces menor que la de unalmpara incandescenteLos colores son ms fieles al color real.La emisin de luz es de 4 a 6 veces mayor que la de unalmpara incandescentede la misma potenciaProvee una luz ms uniforme y menos deslumbrante, porque el rea de iluminacin es mayorCalentamiento reducidoDuracin promedio de vida es de 7500 horas en condiciones normales.

Existen lmparas fluorescentes en diversos formatos: tubulares, circulares y en forma de "U", as como lmparas fluorescentes compactas.Las lmparas fluorescentes compactasque por la combinacin de varios depsitos de descarga cortos o de un depsito de descarga doblado alcanzan dimensiones especialmente compactas. Las lmparas fluorescentes compactas se sujetan y conectan en el portalmparas de un solo lado.

A medida que aumentamos la presin del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga, la radiacin ultravioleta caracterstica de la lmpara a baja presin pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 404.7 nm, azul 435.8 nm, verde 546.1 nm y amarillo 579 nm).En estas condiciones la luz emitida, de color azul verdoso, no contiene radiaciones rojas. Para resolver este problema se acostumbra a aadir sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro. De esta manera se mejoran las caractersticas cromticas de la lmpara. La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con ndices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente. La vida til, teniendo en cuenta la depreciacin se establece en unas 8000 horas. La eficacia oscila entre 40 y 60 lm/W y aumenta con la potencia, aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia aadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visible.Los modelo ms habituales de estas lmparas tienen una tensin de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la red de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares. Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar prximo a uno de los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales. A continuacin se inicia un periodo transitorio de unos cuatro minutos, caracterizado porque la luz pasa de un tono violeta a blanco azulado, en el que se produce la vaporizacin del mercurio y un incremento progresivo de la presin del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales. Si en estos momentos se apagara la lmpara no sera posible su reencendido hasta que se enfriara, puesto que la alta presin del mercurio hara necesaria una tensin de ruptura muy alta.

LMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO A ALTA PRESIN

Las lmparas de luz de mezcla son una combinacin de una lmpara de mercurio a alta presin con una lmpara incandescente y habitualmente, un recubrimiento fosforescente. El resultado de esta mezcla es la superposicin, al espectro del mercurio, del espectro continuo caracterstico de la lmpara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia.Estas lmparas ofrecen una buena reproduccin del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K.La duracin viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo. Respecto a la depreciacin 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 prdida de eficacia de los polvos fosforescentes. En general, la vida media se sita en torno a las 6000 horas.

LMPARAS DE LUZ DE MEZCLA

Si aadimos en el tubo de descarga yoduros metlicos (sodio, talio, indio...) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reproducir el color de la lmpara de vapor de mercurio. Cada una de estas sustancias aporta nuevas lneas al espectro (por ejemplo amarillo el sodio, verde el talio y rojo y azul el indio).Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros aadidos y un rendimiento del color de entre 65 y 85. La eficiencia de estas lmparas ronda entre los 60 y 96 lm/W y su vida media es de unas 10000 horas. Tienen un periodo de encendido de unos diez minutos, que es el tiempo necesario hasta que se estabiliza la descarga. Para su funcionamiento es necesario un dispositivo especial de encendido, puesto que las tensiones de arranque son muy elevadas (1500-5000 V).

LMPARAS CON HALOGENUROS METLICOS

La descarga elctrica en un tubo con vapor de sodio a baja presin produce una radiacin monocromticacaracterstica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 589.6 nm) muy prximas entre s. La radiacin emitida, de color amarillo, est muy prxima al mximo desensibilidaddel ojo humano (555 nm). Por ello, la eficacia de estas lmparas es muy elevada (entre 160 y 180 lm/W). Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual, adems de una buena percepcin de contrastes. Por contra, su monocromatismo hace que la reproduccin de colores y el rendimiento en color sean muy malos haciendo imposible distinguir los colores de los objetos.La vida media de estas lmparas es muy elevada, de unas 15000 horas y la depreciacin de flujo luminoso que sufren a lo largo de su vida es muy baja por lo que su vida til 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 pblico, aunque tambin se utiliza con finalidades decorativas. En cuanto al final de su vida til, este se produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras lmparas de descarga

LMPARAS DE VAPOR DE SODIO A BAJA PRESIN

Las lmparas de vapor de sodio a alta presin tienen una distribucin espectral que abarca casi todo el espectro visible proporcionando una luz blanca dorada mucho ms agradable que la proporcionada por las lmparas de baja presin.La vida media de este tipo de lmparas ronda las 20000 horas y su vida til entre 8000 y 12000 horas. Entre las causas que limitan la duracin de la lmpara, adems de mencionar la depreciacin del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento progresivo de la tensin de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento.Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 C), la presin y las agresiones qumicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga. En su interior hay una mezcla de sodio, vapor de mercurio que acta como amortiguador de la descarga y xenn que sirve para facilitar el arranque y reducir las prdidas trmicas. El tubo est rodeado por una ampolla en la que se ha hecho el vaco. La tensin de encendido de estas lmparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve.

LMPARA DE VAPOR DE SODIO A ALTA PRESIN

Este tipo de lmparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacin de interiores como de exteriores. Algunos ejemplos son en iluminacin de naves industriales, alumbrado pblico o iluminacin decorativa.

ElLEDes un diodo emisor de luz, es decir, un dispositivo semiconductor que emite luz cuando circula por la corriente elctrica; es un proyector electroluminiscente que emite luz mediante la recombinacin de los pares de portadores de carga de un semiconductor.

Leddeviene de las siglas en inglsLight Emitting Diode: Diodo Emisor de Luz. La luz no se genera a travs de un filamento incandescente sino por electroluminiscencia. Esto significa que se liberan fotones (luz) debido a electrones que cambian de nivel de energa durante su desplazamiento por el material semiconductor (diodo).

LED

Ventajas:Elevada resistencia fsica: elementos 100% slidos, resisten golpes y vibraciones mucho mejor que lmparas convencionales.Mayor duracin, por no depender de que el filamento se quemeElevada eficiencia de conversin de la electricidad entrante hacia la energa luminosa: mientras el rendimiento energtico de una bombilla de tungsteno es del 10%, los diodosLEDaprovechan hasta el 90%.Con el equivalente a una bombilla de tungsteno se pueden construir aproximadamente 10 LEDs.Si algnLEDse rompe es posible reemplazarloBaratos y fciles de fabricarLarga vida til: Hasta 100.000 horas de vida til comparado con 8000 horas de una lmpara convencional.Pueden emitir hasta 16 millones de colores distintos.No emiten radiaciones infrarrojas y/ o ultravioletas. Muy importante para la iluminacin de obras de arte, donde habitualmente la radiacin deteriora el objeto a iluminar.No explotanNo contaminan ni poseen elementos contaminantesNo emiten calor, por lo que son muy adecuados iluminar objetos inflamables y ahorrar energa necesaria para regular la temperatura ambiental.Resisten bien las variaciones en temperatura por lo cual son adecuados para iluminacin de exteriores.Reducido tamao: pocos milmetros cbicos.Elevado tiempo de respuesta: su velocidad de transmisin permite utilizarlos en los displays alfanumricos o en aplicaciones de telecomunicacin por aire o porfibra ptica.Funcionan con corriente continua, por lo que se reducen los riesgos de manipulacin y electrocucin por descuido.Muy adecuado para aplicaciones en zonas con elevada afluencia de pblico: centros comerciales, discotecas, teatros, discotecas, etc.