LÁMPARAS FLUORESCENTES

La lámpara fluorescente, cuenta con un tubo con vapor de mercurio a baja presión y que es utilizada normalmente para la iluminación doméstica e industrial. Su gran ventaja frente a otro tipo de lámparas, como las incandescentes, es su eficiencia energética.

Está formada por un tubo o bulbo fino de vidrio revestido interiormente con una sustancia que contiene fósforo y otros elementos que emiten luz al recibir una radiación ultravioleta de onda corta. El tubo contiene una pequeña cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte, habitualmente argón o neón, sometidos a una presión ligeramente inferior a la presión atmosférica. Asimismo, en los extremos del tubo existen dos filamentos hechos de tungsteno.

Elementos necesarios para su funcionamiento

En esta figura se distinguen, aparte de la propia lámpara, dos elementos fundamentales: el cebador (también llamado "partidor" o starter) y la reactancia inductiva.

El cebador (partidor) está formado por una pequeña ampolla de cristal rellena de gas neón a baja presión y en cuyo interior se halla un contacto formado por láminas bimetálicas. En paralelo con este contacto se halla un condensador destinado a actuar de chupador de chispa o apagachispas. La presencia de este condensador no es imprescindible para el funcionamiento del tubo fluorescente pero si ayuda bastante a aumentar la vida útil del par bimetálico cuando es sometido a trabajar como interruptor de altos voltajes. Por esta razón se recomienda usar la iluminación fluorescente en regímenes contínuos y no como iluminación intermitente.

El elemento de reactancia inductiva está constituido por una bobina enrollada sobre un núcleo de chapas de acero, el cual recibe el nombre de balasto.

Funcionamiento

Al aplicar la tensión de alimentación, el gas helio contenido en la ampolla del cebador se ioniza con lo que aumenta su temperatura lo suficiente para que la lámina bimetálica se deforme cerrando el circuito, lo que hará que los filamentos de los extremos del tubo se enciendan. Al cerrarse el contacto el cebador se apaga y el gas vuelve a enfriarse, con lo que los contactos se abren nuevamente, esta apertura trae como consecuencia que el campo magnético creado en la reactancia inductiva se "desmorone" o desaparezca produciendo una variación brusca del campo magnético lo que trae como consecuencia la generación de un alto voltaje capaz de producir una descarga dentro del tubo fluorescente y por lo tanto una corriente de electrones que van a interactuar con los átomos de Hg y Ar, emitiendo luz en el rango ultravioleta principalmente. El voltaje aplicado a los filamentos es pulsatorio porque la energía eléctrica que alimenta el circuito es de corriente alterna (50 Hz en Europa y 60 Hz en USA y Japon)

La función del condensador, contenido en el cebador, es absorber los picos de tensión que se producen al abrir y cerrar el contacto, evitando su deterioro por las chispas que, en otro caso, ocasionarían.

Los filamentos, al calentarse, desprenden electrones que ionizan el gas argón que llena el tubo, formando un plasma que conduce la electricidad. Este plasma excita los átomos del vapor de mercurio que, como consecuencia, emiten luz visible y ultravioleta.

El revestimiento interior de la lámpara tiene la función de filtrar y convertir la luz ultravioleta en visible. La coloración de la luz emitida por la lámpara depende del material de dicho recubrimiento interno.

Las lámparas fluorescentes son dispositivos con pendiente negativa de la resistencia eléctrica respecto de la tensión eléctrica. Esto significa que cuanto mayor sea la corriente que las atraviesa, mayor es el grado de ionización del gas y, por tanto, menor la resistencia que opone al paso de dicha corriente. Así, si se conecta la lámpara a una fuente de tensión prácticamente constante, como la suministrada por la red eléctrica, la lámpara se destruiría en pocos segundos. Para evitar esto, siempre se conectan a través de un elemento limitador de corriente para mantenerla dentro de límites tolerables. Este elemento limitador, en el caso de la instalación de la Figura 1, es la reactancia inductiva.

Finalmente, la disminución de la resistencia interna del tubo una vez encendido, hace que la tensión entre los terminales del cebador sea insuficiente para ionizar el gas contenido en su ampolla y por tanto el contacto bimetálico queda inactivo cuando el tubo está encendido.

Uso

Las lámparas fluorescentes necesitan de unos momentos de calentamiento antes de alcanzar su flujo luminoso normal, por lo que es aconsejable utilizarlas en lugares donde no se están encendiendo y apagando continuamente (como pasillos y escaleras). Por otro lado, los encendidos y apagados constantes acortan notablemente su vida útil.

De hecho, casi se considera que su vida útil se puede medir en número de encendidos. Por ejemplo, una lámpara que tenga una vida útil de 3000 h en un uso de 8 h diarias ininterrumpidas, puede tener una vida útil de 6000 h con un uso de 16 h diarias ininterrumpidas.

Con el balasto o reactancia electrónica antes nombrado, sustituyendo a la reactancia tradicional y al cebador, el encendido del tubo es instantáneo alargando de esta manera la vida útil. De todos modos, siempre tarda un tiempo en llegar a su luminosidad normal.

Propiedades

Las lámparas fluorescentes tienen un rendimiento luminoso que puede estimarse entre 50 y 90 lúmenes por vatio (lm/W).

Una cuestión curiosa es que la luminosidad de la lámpara depende no solamente del revestimiento luminescente, sino de la superficie emisora, de modo que al variar la potencia varía el tamaño, por ejemplo, la de 20W mide unos 60 cm, la de 40W, 1,20 m y la de 60W 1,80m. (actualmente serían de 18, 36 y 54 W respectivamente).

Su vida útil es también mucho mayor que la de las lámparas de incandescencia, pudiendo variar con facilidad entre 5000 h y más de 15000 h (entre 5 y 15 veces más), lo que depende de diversos factores, tales como el tipo de lámpara fluorescente o el equipo complementario que se utilice con ella.

Desventajas

Las lámparas fluorescentes no dan una luz continua, sino que muestran un parpadeo que depende de la frecuencia de la corriente eléctrica aplicada (por ejemplo: 100 Hz, en España, 50Hz para corriente alterna). Esto no se nota mucho a simple vista, pero una exposición continua a esta luz puede dar dolor de cabeza.

Este parpadeo puede causar el efecto estroboscópico, de forma que un objeto que gire a cierta velocidad podría verse estático bajo una luz fluorescente. Por tanto, en algunos lugares (como talleres con maquinaria) podría no ser recomendable esta luz.

También causa problemas con las cámaras de vídeo, ya que la frecuencia a la que lee la imagen del sensor puede coincidir con las fluctuaciones en intensidad de la lámpara fluorescente.

Desde mediados de la década de los 80, hay una solución para evitar estos inconvenientes, que es el balasto electrónico, que ha cobrado gran importancia a partir de mediados de los 90. En este sistema se hace funcionar al tubo de la misma manera que en la forma tradicional pero esta vez en una frecuencia de más de 10 kHz con lo que se evita mucho el efecto estroboscópico, produce que el parpadeo sea invisible para el ojo humano, las cámaras de vídeo difícilmente lo tomen y como ventaja extra el rendimiento del tubo es 10% mayor.

Inicio