Las Lámparas de Bajo Consumo (BC)

En 1879,Thomas Edison patentó la bombilla
incandescente, a partir de aquel momento se han desarrollado
hasta la fecha otros tipos de lámparas menos consumidoras
de energía eléctrica y de características
mucho más eficientes.

Los pronósticos a futuro sobre escasez de
energía eléctrica impulsan a más de una
persona responsable a tomar decisiones que contribuyan a evitar
la situación que se aproxima.

Las lámparas de bajo consumo o ahorradoras de
energía denominadas CFL (Compact Fluorescent Lamp –
Lámpara Fluorescente Compacta) son una variante mejorada
de las lámparas de tubos rectos fluorescentes, que fueron
presentadas por primera vez al público en la Feria Mundial
de New York efectuada en el año 1939.

Generalmente las lámparas o tubos rectos
fluorescentes son voluminosos y pesados, por lo que en 1976 el
ingeniero Edward Hammer, de la empresa norteamericana GE,
creó una lámpara fluorescente compuesta por un tubo
de vidrio alargado y de reducido diámetro, que
dobló en forma de espiral para reducir sus dimensiones.
Así construyó una lámpara fluorescente del
tamaño aproximado de una bombilla común, cuyas
propiedades de iluminación eran muy similares a la de una
lámpara incandescente, pero con un consumo mucho menor y
prácticamente sin disipación de calor al medio
ambiente.

Desde su presentación al público, las
lámparas de tubos fluorescentes se utilizan para iluminar
variados tipos de espacios, incluyendo los hogares. En la
práctica el rendimiento de esas lámparas es mucho
mayor, consumen menos energía eléctrica y el calor
que disipan al medio ambiente es prácticamente
despreciable en comparación con el que disipan las
lámparas incandescentes. La Unión Europea
implementó el uso generalizado de las lámparas de
bajo consumo en el 2011. Sus ventajas han sido ampliamente
publicitadas, no así sus desventajas.

Es necesario que definamos algunos términos
básicos antes de continuar:

• Potencia: es la que consume la lámpara
  o sea la que necesita para funcionar.

• Flujo Luminoso: es la potencia que emite la
  lámpara o sea cuanto ilumina.

• Vida útil: es la cantidad de horas que
  dura encendida la lámpara antes de tener que
  cambiarla. Por norma se toma una vida promedio.

• Índice de eficiencia: Es la
  relación entre la potencia lumínica que emite
  la lámpara y la potencia que consume la misma. Es
  más eficiente cuanto mayor sea la potencia
  lumínica que emite a igual potencia consumida. Esto es
  lo que se marca en el etiquetado de la "A" a la "G", siendo
  la "A" la más eficiente.

FIGURA1.Norma de eficiencia de
IRAM

• Lumen(lm): es la unidad del Sistema
  Internacional de Medidas para medir el flujo luminoso, una
  medida de la potencia luminosa percibida.

Una de las medidas más accesibles resueltas por
la Unión Europea es reemplazar las lámparas
incandescentes que se utilizan en el hogar por otras de bajo
consumo. Estas prometen la misma intensidad lumínica que
las tradicionales, pero con un ahorro de entre el 75 y el 80% del
consumo eléctrico y una duración hasta seis veces
mayor. Es decir que si bien son más caras deberían
durar mucho más y producir el mismo efecto que una
incandescente. Y todo esto gastando menos energía
eléctrica.

Lamentablemente, en el mercado aparecen lámparas
de bajo consumo que se venden que no cumplen con el rendimiento
que prometen, algunas ahorran más energía que otras
y, por último, hay otras que son inseguras y pueden
producir cortocircuitos o ser causa de incendios.

Estas conclusiones surgen de un estudio realizado por
ingenieros y técnicos del Laboratorio de Luminotecnia del
Centro de Física y Metrología del Instituto
Nacional de Tecnología Industrial (INTI). Los
especialistas analizaron el comportamiento de 544 lamparitas de
las 17 marcas más difundidas, todas importadas de
China.

En el INTI el estudio se hizo en poco más de un
mes, con instrumental de gran precisión, como un
goniofotómetro (equipo muy costoso que permite medir la
emisiòn luminosa) y una esfera integradora de Ulbricht,
que permite medir el flujo luminoso por comparación con
lámparas conocidas.

Para estabilizar las condiciones de emisión
lumínica de las lámparas, los técnicos
hicieron un encendido inicial de cien horas, alternado con ciclos
de apagado. Sólo después procedieron a medir los
parámetros eléctricos.

Los resultados de la investigación muestran que
hay lámparas de bajo consumo que iluminan menos que el
valor equivalente de una lámpara incandescente indicado en
el envase, otras que duran mucho menos de lo que prometen y
productos de tres marcas que, a pesar de llevar en su envase el
sello de seguridad eléctrica "S", basado en las
certificaciones de organismos privados como IRAM, Bureau Veritas
y TÜV, interrumpieron su funcionamiento y produjeron
cortocircuitos en la instalación. Por último,
algunas lámparas ahorran menos que otras.

Aunque la vida útil indicada en los envases
varía entre 3000 y 8000 horas, se encontró con
algunas marcas un porcentaje importante dejaba de funcionar antes
de las 100 horas de encendido. En el caso de una de las marcas
estudiadas, por ejemplo, el 66% de las lámparas
dejó de iluminar antes de cumplir el 2 ó 3% de su
vida útil. Es decir que dejaron de funcionar 19 de las 32
lámparas. Otro problema es que, como están
destinadas al mercado europeo, vienen marcadas para 230 volts, lo
que se traduce en alrededor de un 5% de pérdida de
tensión (porque en Argentina se utiliza 220 Volts) y por
lo tanto de emisión luminosa.

El INTI recomienda hacer el uso de esta
tecnología de iluminación, pero teniendo en cuenta
ciertos recaudos a la hora de comprar.

Lo que usted debe
conocer de BC 

Hace más de una década que las
lámparas de Bajo Consumo irrumpieron en la escena del
mercado eléctrico argentino, y aún hoy
continúan incorporando nuevas tecnologías para
ofrecer el mejor rendimiento, sin dejar de tomar en cuenta el
ahorro energético y el diseño.(figura2)

Formas

Las lámparas de bajo consumo son lámparas
fluorescentes de tubo estrecho (10- 15 mm.) curvado en doble U, o
de varios tubos conectados por puentes de unión,
diseñados de esta manera a fin de conseguir dimensiones
reducidas.

Actualmente, el modelo de mayor furor es la
Lámpara Bajo Consumo Espiral. Este modelo ofrece mayor
flujo luminoso que las de bajo consumo convencionales, debido a
que los tubos enrulados incrementan la superficie emisora de luz
y ofrecen una estética más agradable a los
ojos.Este modelo trabaja basado en la utilización de
sustancias fluorescentes que se adaptan convenientemente a las
condiciones de funcionamiento impuestas por las dimensiones de la
lámpara.(figura 3)

figura 2. Gran cantidad de formas y
modelos en lámparas de bajo consumo

Figura 3. Forma espiral

Proceso de
Encendido

El encendido de este tipo de lámpara es por medio
de electrodos precalentados, por balasto electrónico. Las
lámparas CFL son de encendido rápido, por tanto no
requieren cebador (encendedor, starter) para encender el
filamento, sino que emplean un balasto electrónico en
miniatura, encerrado en la base que separa la rosca del tubo de
la lámpara. Ese balasto suministra la tensión o
voltaje necesario para encender el tubo de la lámpara y
regular, posteriormente, la intensidad de corriente que circula
por dentro del propio tubo después de
encendido.

El balasto electrónico se compone (figura 4),
fundamentalmente, de un circuito rectificador diodo de onda
completa y un oscilador, encargado de elevar la frecuencia de la
corriente de trabajo de la lámpara entre 20 000 y 60 000
Hertz aproximadamente, en lugar de los 50 ó 60 Hertz con
los que operan los balastos electromagnéticos e
híbridos que emplean los tubos rectos y circulares de las
lámparas fluorescentes comunes antiguas.

La duración usual de las lámparas
económicas que encontramos en la actualidad es de 3.000
horas, mientras que las lámparas convencionales duran un
promedio de 6.000 horas y las hay del tipo Premium, hasta 10.00
horas.

La temperatura del color es de 2.700 ó
3.000°K, en luz blanca cálida, y de 4.000 a
6.700°K en luz blanca fría.

Figura 4. Vista del balastro de una
lámpara de bajo consumo

Cuando accionamos el interruptor de encendido, la
corriente eléctrica alterna fluye hacia el balasto
electrónico, donde un rectificador a diodos, de onda
completa se encarga de convertirla en corriente continua y
mejorar, a su vez, el factor de potencia de la lámpara.
Seguido del rectificador hay un oscilador, compuesto
fundamentalmente por un circuito transistorizado en
función de amplificador de corriente, un enrollado o
transformador (reactancia inductiva) y un capacitor o condensador
(reactancia capacitiva), se encarga de originar una corriente
alterna con una frecuencia, que llega a alcanzar entre 20 mil y
60 mil ciclos o Hertz por segundo.

La función de esa frecuencia tan elevada es
disminuir el parpadeo que provoca el arco eléctrico que se
crea dentro de las lámparas fluorescentes cuando se
encuentran encendidas. De esa forma se anula el efecto
estroboscópico que normalmente se crea en las antiguas
lámparas fluorescentes de tubo recto que funcionan con
balastos electromagnéticos (no electrónicos). En
las lámparas fluorescentes antiguas el arco que se origina
posee una frecuencia de sólo 50 ó 60 Hertz, la
misma que le proporciona la red eléctrica doméstica
a la que están conectadas.

Desde el mismo
momento en que los filamentos de una lámpara BC se
encienden, el calor que producen ionizan el gas inerte que
contiene el tubo en su interior, creando un puente de plasma
entre los dos filamentos. A través de ese puente se
origina un flujo de electrones, que proporcionan las condiciones
necesarias para que el balasto electrónico genere una
chispa y se encienda un arco eléctrico entre los dos
filamentos.(figura 5) En este punto del proceso los filamentos se
apagan y se convierten en dos electrodos, cuya misión
será la de mantener el arco eléctrico durante todo
el tiempo que permanezca encendida la lámpara. El arco
eléctrico no es precisamente el que produce directamente
la luz en estas lámparas, pero su existencia es
fundamental para que se produzca ese
fenómeno

FIGURA 5. Filamentos en los extremos del
tubo de una lámpara de BC.

A partir de que los filamentos de la lámpara se
apagan, la única misión del arco eléctrico
será continuar y mantener el proceso de ionización
del gas inerte. De esa forma los iones desprendidos del gas
inerte al chocar contra los átomos del vapor de mercurio
contenido también dentro de tubo, provocan que los
electrones del mercurio se exciten y comiencen a emitir fotones
de luz ultravioleta. Dichos fotones, cuya luz no es visible para
el ojo humano, al salir despedidos chocan contra las paredes de
cristal del tubo recubierto con la capa fluorescente. Este choque
de fotones ultravioletas contra la capa fluorescente provoca que
los átomos de fluor se exciten también y emitan
fotones de luz blanca, que sí son visibles para el ojo
humano, haciendo que la lámpara se encienda.

El Tubo
Fluorescente

Se componen de un tubo de unos 6 mm de
diámetro aproximadamente, doblados en forma de "U"
invertida, cuya longitud depende de la potencia en watt que tenga
la lámpara. En todas las lámparas CFL existen
siempre dos filamentos de tungsteno o wolframio (W) alojados en
los extremos libres del tubo con el propósito de calentar
los gases inertes, como el neón (Ne), el kriptón
(Kr) o el argón (Ar), que se encuentran alojados en su
interior. Junto con los gases inertes, el tubo también
contiene vapor de mercurio (Hg). Las paredes del tubo se
encuentran recubiertas por dentro con una fina capa de
fósforo.

Comparativa entre lámparas de
bajo consumo e incandescentes

La
cantidad y tipo de componentes, y las nuevas tecnologías
aplicadas para fabricarlos, encarecen el costo final de los
artefactos de Bajo Consumo. Por lo tanto, al momento de la
adquisición, el valor es muy superior al de las
lámparas incandescentes comunes; sin embargo, su
rendimiento y duración son notablemente superiores. Como
resultado, el consumidor que elige lámparas de Bajo
Consumo, ahorra en energía y en reposición de
lámparas, y por ende, ahorra en dinero.

En las lámparas incandescentes tradicionales, la
luz proviene de un filamento metálico compuesto por
tungsteno, montado dentro de un bulbo. La evaporación
generada por las altas temperaturas hace que al cabo del tiempo
el filamento se corte, con lo que la vida útil de la
lámpara no supera, en promedio, las 1.200 horas. Por otra
parte, este tipo de lámparas consumen una importante
cantidad de energía en la producción del calor
necesario para la generación de luz.

FIGURA 5 a. Imagen de las partes de una
lámpara y b. lámpara encendida

Debido a ese fenómeno físico, el 90% del
total de la energía eléctrica que consume una
lámpara incandescente para emitir luz se pierde por
disipación de calor al medio ambiente, sin que esa
pérdida reporte ningún beneficio
útil.

En la práctica, durante todo el tiempo que
permanece encendida una lámpara incandescente disipa
más radiaciones infrarrojas (no visibles, pero que se
perciben en forma de calor), que ondas electromagnéticas
de luz visible para el ojo humano.

Las lámparas de bajo consumo son más
eficientes y pueden ser instaladas en el mismo zócalo que
las tradicionales. Estos modelos tienen potencias que
varían desde los 5W (equivalentes a una incandescente de
25W) hasta los 85W (equivalente a las incandescentes de 425W),
ofreciendo, además, mayor durabilidad y eficiencia.
Ahorran un 80% de energía y duran un promedio de 6000
horas; seis veces más que las incandescentes.

Resultados

A continuación se explica en detalle la
investigación realizada y sus respectivos
resultados:

Tabla 1. Comparativo entre lámpara
de bajo consumo e incandescente

Precauciones

El mismo tratamiento residual que damos a las pilas o
baterías deberán recibir las lámparas de
bajo consumo. Ahora bien si el tubo se rompe deberá tener
en cuenta las siguientes precauciones:

• No tocar la bombilla. No inhalar el vapor de
  mercurio. Se recomienda utilizar guantes de goma para recoger
  los restos. Se deben colocar los fragmentos de vidrio en una
  bolsa de plástico sellada.

• No se debe utilizar la aspiradora eléctrica
  para recoger los restos de la lámpara.

• Evacuar a las personas de la habitación
  durante quince minutos como mínimo y ventilar bien el
  ambiente.

Recomendaciones para el uso de lámparas de
Bajo Consumo

TABLA 2. Recomendación para el uso
de BC

Bibliográficas

(2011) Bär, Nora. Redacción
diario LA NACION -Buenos Aires

(2009) INTI. Recomendaciones
Técnicas

(2011)Taringa.net/ foro

(2010) SICA News

(2011) Recomendaciones
Fegemus

Autor:

Prof. Edgardo Faletti

INSPT-UTN. (Argentina)