el mundo de las lámparas
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Las lámparas de descarga se pueden clasificar según el gas utilizado (vapor de mercurio o sodio) o la presión a la que este se encuentre (alta o baja presión). Las propiedades varían mucho de unas a otras y esto las hace adecuadas para unos usos u otros.Lámparas de vapor de mercurio: Baja presión: Lámparas fluorescentes Alta presión: Lámparas de vapor de mercurio a alta presión Lámparas de luz de mezcla Lámparas con halogenuros metálicos Lámparas de vapor de sodio: Lámparas de vapor de sodio a baja presión Lámparas de vapor de sodio a alta presiónTRANSCRIPT
El mundo de las Laacutemparas
Las laacutemparas de descarga se pueden clasificar seguacuten el gas utilizado (vapor de mercurio o sodio) o la presioacuten a la que este se encuentre (alta o baja presioacuten)
Las propiedades variacutean mucho de unas a otras y esto las hace adecua das para unos usos u otros
Laacutemparas incandescentes
Laacutemparas de descarga
Laacutemparas de vapor de mercurio o Baja presioacuten
Laacutemparas fluorescentes o Alta presioacuten
Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
Laacutemparas de luz de mezcla Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Laacutemparas de vapor de sodio
o Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten o Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten o Balastos electroacutenicos
Vida uacutetil de las laacutemparas de descarga en general
La duracioacuten de una laacutempara v iene determinada baacutesicamente por la temperatura de trabajo del filamento Mientras maacutes alta sea e sta mayor seraacute el
f lujo luminoso pero tambieacuten la velocidad de evaporacioacuten del material que forma el f ilamento Las partiacuteculas evaporadas cuando entren en contacto
con las paredes se depositaraacuten sobre estas ennegreciendo la ampolla De esta manera se veraacute reducido el flujo luminoso por e nsuciamiento de la
ampolla Pero ademaacutes el f ilamento se habraacute vuelto maacutes delgado por la evaporacioacuten del tungsteno que lo forma y se reduciraacute en consecuencia la
corriente eleacutectrica que pasa por eacutel la temperatura de t rabajo y el f lujo luminoso Esto segui raacute ocurriendo hasta que finalmente se rompa el filamento
A este proceso se le conoce como depreciacioacuten luminosa
Para determinar la vida de una laacutempara disponemos de diferentes paraacutemetros seguacuten las condiciones de uso definidas
o La v ida individual es el t iempo t ranscurrido en horas hasta que una laacutempara se estropea trabajando en unas condiciones determinadas
o La v ida promedio es el t iempo t ranscurrido hasta que se produce el fallo de la mitad de las laacutemparas de un lote representativ o de una
ins talacioacuten trabajando en unas condiciones determinadas
o La v ida uacutetil es el tiempo estimado en horas t ras el cual es preferible sustituir un conjunto de laacutemparas de una instalacioacuten a mantenerlas Esto
se hace por motivos econoacutemicos y para evitar una disminucioacuten exces iva en los niveles de iluminacioacuten en la instalacioacuten debido a la
depreciacioacuten que sufre el f lujo luminoso con el tiempo Este valor sirve para establecer los periodos de reposicioacuten de las laacutemparas de una
ins talacioacuten
o La v ida media es el tiempo medio que resulta tras el anaacutelisis y ensayo de un lote de laacutemparas trabajando en unas condiciones determinadas
Entre los aspectos baacutesicos que afectan a la duracioacuten de las laacutemparas encontramos la depreciacioacuten del flujo producido por ennegrecimiento del tubo de descarga en los extremos proacuteximos a los electrodos Por otra parte se va produciendo un cambio gradual de la composicioacuten del gas de relleno debido a las fugas a traveacutes del tubo
Tipo de laacutempara Vida promedio (h)
Incandescentes 1000
Haloacutegenas 2000 (Especiales 4000)
Fluorescentes 12500
Mezcladoras 9000
Mercurio a alta presioacuten 25000
Haluros metaacutelicos 11000
Sodio a baja presioacuten 23000
Sodio a alta presioacuten 23000
Sin embargo hay factores externos que no son considerados a priori y que en la praacutectica son los que recortan la vida uacutetil teoacuterica a
valores mucho maacutes bajos
o Excesos de tensioacuten que deprecian fuertemente la laacutempara o Bajadas de tensioacuten que producen apagados prematuros e intermitencias
La incandescencia
Las laacutemparas incandescentes fueron la primera forma de generar luz a partir de la energiacutea eleacutectrica Desde que fueran inventadas la tecnologiacutea ha cambiado mucho producieacutendose sustanciosos avances en la cantidad de luz producida el consumo y la duracioacuten de las laacutemparas Su principio de funcionamiento es simple se pasa una corriente eleacutectrica por un filamento hasta que este alcanza una temperatura tan alta que em ite radiaciones visibles por el ojo humano
Todos los cuerpos calientes emiten energiacutea en forma de radiacioacuten electromagneacutetica Mientras maacutes alta sea su temperatura mayor seraacute la energiacutea emitida y
la porcioacuten del espectro electromagneacutetico ocupado por las radiaciones emitidas Si el cuerpo pasa la temperatura de incandesce ncia una buena parte de
estas radiaciones caeraacuten en la zona visible del espectro y obtendremos luz
La incandescencia se puede obtener de dos maneras La primera es por combustioacuten de alguna sustancia ya sea soacutelida como una a ntorcha de
madera liacutequida como en una laacutempara de aceite o gaseosa como en las laacutemparas de gas La segunda es pasando una corriente eleacutectrica a traveacutes 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 moleacuteculas de aire o por radiaciones infrarrojas) En general los rendimientos de este tipo de laacutemparas son baj os debido a que la mayor parte de la energiacutea consumida se convierte en calor
R endi mi ento de una l aacutempar a i ncandescente
La pr oduccioacuten de luz mediante la incandescencia tiene una ventaja adicional y es que la luz emitida contiene todas las longi tudes de onda que forman la luz visible o dicho de otra manera su espectro de emisiones es continuo De esta manera se garantiza una
buena reproduccioacuten de los colores de los objetos iluminados
Caracteriacutesticas de una laacutempara incandescente
Entre los paraacutemetros que sirven para definir una laacutempara tenemos las caracteriacutesticas fotomeacutetricas la intensidad luminosa flujo luminoso y el rendimiento o eficiencia Ademaacutes de estas existen otros que nos
informan sobre la calidad de la reproduccioacuten de los colores y los paraacutemetros de duracioacuten de las laacutemparas
Caracteriacutesticas cromaacuteticas
Los colores que vemos con nuestros ojos dependen en gran medida de las caracteriacutesticas cromaacuteticas de las fuentes de luz Por poner un ejemplo no se ve igual una calle de noche a la luz de las farolas iluminadas por laacutemparas de luz blanca que con laacutemparas de luz amari lla
A la hora de describir las cualidades cromaacuteticas de las fuentes de luz hemos de considerar dos aspectos El primero trata sobre el color que presenta la fuente Y el segundo describe coacutemo son reproducidos los colores de los objetos iluminados por esta Para evaluarl os se utilizan dos paraacutemetros la temperatura de color y el rendimiento de color que se mide con el IRC
La temperatura de color hace referencia al color de la fuente luminosa Su valor coincide con la temperatura a la que un cuer po negro tiene una
apariencia de color similar a la de la fuente considerada Esto se debe a que sus espectros electromagneacuteticos respectivos tienen una distribucioacuten espectral similar Conviene aclarar que los conceptos temperatura de color y temperatura de filamento son diferentes y no tie nen porque coincidir sus valores
El rendimiento en color por contra hace referencia a coacutemo se ven los colores de los objetos iluminados Nuestra experiencia nos indica que los
objetos iluminados por un fluorescente no se ven del mismo tono que aquellos iluminados por bombillas En el primer caso destacan maacutes los tonos azules mientras que en el segundo lo hacen los rojos Esto se debe a que la luz emitida por cada una de estas laacutemparas tiene un alto porcentaje de radiaciones monocromaacuteticas de color azul o rojo
Fuente de luz blanca Fuente de luz monocromaacutetica
Efecto del color de la fuente sobre el color de los objetos
Para establecer el rendimiento en color se utiliza el iacutendice de rendimiento de color (IRC o Ra) que compara la reproduccioacuten de una muestra de colores normalizada iluminada con nuestra fuente con la reproduccioacuten de la misma muestra iluminada con una fuente patroacuten de r eferencia
Factores externos que influyen en el funcionamiento de las laacutemparas
Los factores externos que afectan al funcionamiento de las laacutemparas son la temperatura del entorno doacutende esteacute situada la laacutemp ara y las desviaciones en la tensioacuten nominal en los bornes
La temperatura ambiente no es un factor que influya demasiado en el funcionamiento de las laacutemparas incandescentes pero siacute se ha de tener en cuenta para evitar deterioros en los materiales empleados en su fabricacioacuten En las laacutemparas normales hay que tener cuidado de que la
temperatura de funcionamiento no exceda de los 200ordm C para el casquillo y los 370ordm C para el bulbo en el alumbrado general Esto seraacute de especial atencioacuten si la laacutempara estaacute alojada en luminarias con mala ventilacioacuten En el caso de las laacutemparas haloacutegenas es necesario una temperatura de funcionamiento miacutenima en el bulbo de 260ordm C para garantizar el ciclo regenerador del wolframio En este caso la maacutexima temper atura admisible en la ampolla es de 520ordm C para ampollas de vidrio duro y 900ordm C para el cuarzo
Las variaciones de la tensioacuten se producen cuando aplicamos a la laacutempara una tensioacuten diferente de la tensioacuten nominal para la q ue ha sido
disentildeada Cuando aumentamos la tensioacuten aplicada se produce un incremento de la potencia consumida y del flujo emitido por la laacutempara pero se reduce la duracioacuten de la laacutempara Anaacutelogamente al reducir la tensioacuten se produce el efecto contrario
Efecto de las variac iones de t ens ioacuten () sobre las caracteriacutes t icas de func ionamiento de las laacutemparas incandescentes
Partes de una laacutempara
Las laacutemparas incandescentes estaacuten 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 l a que se le ha hecho el vaciacuteo o se ha rellenado con un gas El conjunto se completa con unos elementos con funciones de soporte y conduccioacuten de la corriente eleacutectrica y un casquillo normalizado que sirve para conectar la laacutempara a la luminaria
Tipos de laacutemparas
Existen dos tipos de laacutemparas incandescentes las que contienen un gas haloacutegeno en su interior y las que no lo contienen
Laacutemparas no haloacutegenas
Entre las laacutemparas incandescentes no haloacutegenas podemos distinguir las que se han rellenado con un gas inerte de aquellas en q ue se ha hecho el
vaciacuteo en su interior La presencia del gas supone un notable incremento de la eficacia luminosa de la laacutempara dificultando la evaporacioacuten del material del filamento y permitiendo el aumento de la temperatura de trabajo del filamento Las laacutemparas incandescentes tiene n una duracioacuten normalizada de 1000 horas una potencia entre 25 y 2000 W y unas eficacias entre 75 y 11 lmW para las laacutemparas de vaciacuteo y e ntre 10 y 20 para las
rellenas de gas inerte En la actualidad predomina el uso de las laacutemparas con gas reducieacutendose el uso de las de vaciacuteo a aplicaciones ocasionales en alumbrado general con potencias de hasta 40 W
Laacutemparas con gas Laacutemparas de vaciacuteo
Temperatura del filamento 2500 ordmC 2100 ordmC
Eficacia luminosa de la laacutempara 10-20 lmW 75-11 lmW
Duracioacuten 1000 horas 1000 horas
Peacuterdidas de calor Conveccioacuten y radiacioacuten Radiacioacuten
Laacutemparas haloacutegenas de alta y baja tensioacuten
En las laacutemparas incandescentes normales con el paso del tiempo se produce una disminucioacuten significativa del flujo luminoso Esto se debe en parte al ennegrecimiento de la ampolla por culpa de la evaporacioacuten de partiacuteculas de wolframio del filamento y su posterior cond ensacioacuten sobre la ampolla
Agregando una pequentildea cantidad de un compuesto gaseoso con haloacutegenos (cloro bromo o yodo) normalmente se usa el CH2Br2 al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneracioacuten del haloacutegeno 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 estaacuten muy calientes (maacutes de 260 ordmC) no se deposita sobre estas
y permanece en estado gaseoso Cuando el bromuro de wolframio entra en contacto con el filamento que estaacute muy caliente se d escompone en W que se deposita sobre el filamento y Br que pasa al gas de relleno Y asiacute el ciclo vuelve a empezar
Ciclo del haloacutegeno
El funcionamiento de este tipo de laacutemparas requiere de temperaturas muy altas para que pueda realizarse el cic lo del haloacutegeno Por eso son maacutes
pequentildeas y compactas que las laacutemparas normales y la ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo que impide manipular la con los dedos para evitar su deterioro
Tienen una eficacia luminosa de 22 lmW con una amplia gama de potencias de trabajo (150 a 2000W) seguacuten el uso al que esteacuten destinadas Las laacutemparas haloacutegenas se utilizan normalmente en alumbrado por proyeccioacuten y cada vez maacutes en iluminacioacuten domeacutestica
Laacutemparas de Descarga
Las laacutemparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera maacutes eficiente y econoacutemica que las laacute mparas
incandescentes Por eso su uso estaacute tan extendido hoy en diacutea La luz emitida se consigue por excitacioacuten de un gas sometido a descargas eleacutectricas entre dos electrodos Seguacuten el gas contenido en la laacutempara y la presioacuten a la que esteacute sometido tendremos diferente s tipos de laacutemparas cada una de ellas con sus propias caracteriacutesticas luminosas
Funcionamiento
En las laacutemparas de descarga la luz se consigue estableciendo una corriente eleacutectrica entre dos electrodos situados en un tub o lleno con un gas o vapor ionizado
En el interior del tubo se producen descargas eleacutectricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodo s Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los aacutetomos les transmite energiacutea y pueden suceder dos cosas
La primera posibilidad es que la energiacutea transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electroacuten de su orbital
Este puede a su vez chocar con los electrones de otros aacutetomos repitiendo el proceso Si este proceso no se limita se puede provocar la
destruccioacuten de la laacutempara por un exceso de corriente
La otra posibilidad es que el electroacuten no reciba suficiente energiacutea para ser arrancado En este caso el electroacuten pasa a ocupar otro orbital de
mayor energiacutea Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y raacutepidamente se vuelve a la situacioacuten inicial Al hacerlo el el ectroacuten libera la energiacutea extra en forma de radiacioacuten electromagneacutetica principalmente ultravioleta (UV) o visible Un electroacuten no puede tener un estad o energeacutetico cualquiera sino que soacutelo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura atoacutemica del aacutetomo Como la longitud de
onda de la radiacioacuten emitida es proporcional a la diferencia de energiacutea entre los estados inicial y final del electroacuten y los estados posibles no son infinitos es faacutecil comprender que el espectro de estas laacutemparas sea discontinuo
Relacioacuten entre los estados energeacuteticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro
La consecuencia de esto es que la luz emitida por la laacutempara no es blanca (por ejemplo en las laacutemparas de sodio a baja presioacute n es amarillenta) Por lo tanto la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es en general peor que en e l caso de las laacutemparas incandescentes que tienen un espectro continuo Es posible recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes mejorar la reproduccioacuten de los colores y aumentar la eficacia de las laacutemparas convirtiendo las nocivas emisiones ultraviole tas en luz visible
Elementos auxiliares
Para que las laacutemparas de descarga funcionen correctamente es necesario en la mayoriacutea de los casos la presencia de unos elem entos auxiliares cebadores y balastos Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensioacuten entre los electrodos del tubo
necesario para iniciar la descarga y vencer asiacute la resistencia inicial del gas a la corriente eleacutectrica Tras el encendido continua un periodo
transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal
Los balastos por contra son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la laacutempara y evitar asiacute un exce so de electrones circulando por el gas que aumentariacutea el valor de la corriente hasta producir la destruccioacuten de la laacutempara
Laacutemparas fluorescentes
Las laacutemparas fluorescentes son laacutemparas de vapor de mercurio a baja presioacuten (08 Pa)
En estas condiciones en el espectro de emisioacuten del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 2537 nm Para que estas
radiaciones sean uacutetiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles De la composicioacuten de estas sustancias dependeraacuten la cantidad y calidad de la luz y las cualidades cromaacuteticas de la laacutempara En la
actualidad se usan dos tipos de polvos los que producen un espectro continuo y los trifoacutesforos que emiten un espectro de tres bandas con los
colores primarios De la combinacioacuten estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo
Las laacutemparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior Estaacuten formadas por un tubo de diaacutemetro normalizado normalmente ciliacutendrico cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos El tubo de descarga estaacute relleno con vapor
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
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Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Para determinar la vida de una laacutempara disponemos de diferentes paraacutemetros seguacuten las condiciones de uso definidas
o La v ida individual es el t iempo t ranscurrido en horas hasta que una laacutempara se estropea trabajando en unas condiciones determinadas
o La v ida promedio es el t iempo t ranscurrido hasta que se produce el fallo de la mitad de las laacutemparas de un lote representativ o de una
ins talacioacuten trabajando en unas condiciones determinadas
o La v ida uacutetil es el tiempo estimado en horas t ras el cual es preferible sustituir un conjunto de laacutemparas de una instalacioacuten a mantenerlas Esto
se hace por motivos econoacutemicos y para evitar una disminucioacuten exces iva en los niveles de iluminacioacuten en la instalacioacuten debido a la
depreciacioacuten que sufre el f lujo luminoso con el tiempo Este valor sirve para establecer los periodos de reposicioacuten de las laacutemparas de una
ins talacioacuten
o La v ida media es el tiempo medio que resulta tras el anaacutelisis y ensayo de un lote de laacutemparas trabajando en unas condiciones determinadas
Entre los aspectos baacutesicos que afectan a la duracioacuten de las laacutemparas encontramos la depreciacioacuten del flujo producido por ennegrecimiento del tubo de descarga en los extremos proacuteximos a los electrodos Por otra parte se va produciendo un cambio gradual de la composicioacuten del gas de relleno debido a las fugas a traveacutes del tubo
Tipo de laacutempara Vida promedio (h)
Incandescentes 1000
Haloacutegenas 2000 (Especiales 4000)
Fluorescentes 12500
Mezcladoras 9000
Mercurio a alta presioacuten 25000
Haluros metaacutelicos 11000
Sodio a baja presioacuten 23000
Sodio a alta presioacuten 23000
Sin embargo hay factores externos que no son considerados a priori y que en la praacutectica son los que recortan la vida uacutetil teoacuterica a
valores mucho maacutes bajos
o Excesos de tensioacuten que deprecian fuertemente la laacutempara o Bajadas de tensioacuten que producen apagados prematuros e intermitencias
La incandescencia
Las laacutemparas incandescentes fueron la primera forma de generar luz a partir de la energiacutea eleacutectrica Desde que fueran inventadas la tecnologiacutea ha cambiado mucho producieacutendose sustanciosos avances en la cantidad de luz producida el consumo y la duracioacuten de las laacutemparas Su principio de funcionamiento es simple se pasa una corriente eleacutectrica por un filamento hasta que este alcanza una temperatura tan alta que em ite radiaciones visibles por el ojo humano
Todos los cuerpos calientes emiten energiacutea en forma de radiacioacuten electromagneacutetica Mientras maacutes alta sea su temperatura mayor seraacute la energiacutea emitida y
la porcioacuten del espectro electromagneacutetico ocupado por las radiaciones emitidas Si el cuerpo pasa la temperatura de incandesce ncia una buena parte de
estas radiaciones caeraacuten en la zona visible del espectro y obtendremos luz
La incandescencia se puede obtener de dos maneras La primera es por combustioacuten de alguna sustancia ya sea soacutelida como una a ntorcha de
madera liacutequida como en una laacutempara de aceite o gaseosa como en las laacutemparas de gas La segunda es pasando una corriente eleacutectrica a traveacutes 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 moleacuteculas de aire o por radiaciones infrarrojas) En general los rendimientos de este tipo de laacutemparas son baj os debido a que la mayor parte de la energiacutea consumida se convierte en calor
R endi mi ento de una l aacutempar a i ncandescente
La pr oduccioacuten de luz mediante la incandescencia tiene una ventaja adicional y es que la luz emitida contiene todas las longi tudes de onda que forman la luz visible o dicho de otra manera su espectro de emisiones es continuo De esta manera se garantiza una
buena reproduccioacuten de los colores de los objetos iluminados
Caracteriacutesticas de una laacutempara incandescente
Entre los paraacutemetros que sirven para definir una laacutempara tenemos las caracteriacutesticas fotomeacutetricas la intensidad luminosa flujo luminoso y el rendimiento o eficiencia Ademaacutes de estas existen otros que nos
informan sobre la calidad de la reproduccioacuten de los colores y los paraacutemetros de duracioacuten de las laacutemparas
Caracteriacutesticas cromaacuteticas
Los colores que vemos con nuestros ojos dependen en gran medida de las caracteriacutesticas cromaacuteticas de las fuentes de luz Por poner un ejemplo no se ve igual una calle de noche a la luz de las farolas iluminadas por laacutemparas de luz blanca que con laacutemparas de luz amari lla
A la hora de describir las cualidades cromaacuteticas de las fuentes de luz hemos de considerar dos aspectos El primero trata sobre el color que presenta la fuente Y el segundo describe coacutemo son reproducidos los colores de los objetos iluminados por esta Para evaluarl os se utilizan dos paraacutemetros la temperatura de color y el rendimiento de color que se mide con el IRC
La temperatura de color hace referencia al color de la fuente luminosa Su valor coincide con la temperatura a la que un cuer po negro tiene una
apariencia de color similar a la de la fuente considerada Esto se debe a que sus espectros electromagneacuteticos respectivos tienen una distribucioacuten espectral similar Conviene aclarar que los conceptos temperatura de color y temperatura de filamento son diferentes y no tie nen porque coincidir sus valores
El rendimiento en color por contra hace referencia a coacutemo se ven los colores de los objetos iluminados Nuestra experiencia nos indica que los
objetos iluminados por un fluorescente no se ven del mismo tono que aquellos iluminados por bombillas En el primer caso destacan maacutes los tonos azules mientras que en el segundo lo hacen los rojos Esto se debe a que la luz emitida por cada una de estas laacutemparas tiene un alto porcentaje de radiaciones monocromaacuteticas de color azul o rojo
Fuente de luz blanca Fuente de luz monocromaacutetica
Efecto del color de la fuente sobre el color de los objetos
Para establecer el rendimiento en color se utiliza el iacutendice de rendimiento de color (IRC o Ra) que compara la reproduccioacuten de una muestra de colores normalizada iluminada con nuestra fuente con la reproduccioacuten de la misma muestra iluminada con una fuente patroacuten de r eferencia
Factores externos que influyen en el funcionamiento de las laacutemparas
Los factores externos que afectan al funcionamiento de las laacutemparas son la temperatura del entorno doacutende esteacute situada la laacutemp ara y las desviaciones en la tensioacuten nominal en los bornes
La temperatura ambiente no es un factor que influya demasiado en el funcionamiento de las laacutemparas incandescentes pero siacute se ha de tener en cuenta para evitar deterioros en los materiales empleados en su fabricacioacuten En las laacutemparas normales hay que tener cuidado de que la
temperatura de funcionamiento no exceda de los 200ordm C para el casquillo y los 370ordm C para el bulbo en el alumbrado general Esto seraacute de especial atencioacuten si la laacutempara estaacute alojada en luminarias con mala ventilacioacuten En el caso de las laacutemparas haloacutegenas es necesario una temperatura de funcionamiento miacutenima en el bulbo de 260ordm C para garantizar el ciclo regenerador del wolframio En este caso la maacutexima temper atura admisible en la ampolla es de 520ordm C para ampollas de vidrio duro y 900ordm C para el cuarzo
Las variaciones de la tensioacuten se producen cuando aplicamos a la laacutempara una tensioacuten diferente de la tensioacuten nominal para la q ue ha sido
disentildeada Cuando aumentamos la tensioacuten aplicada se produce un incremento de la potencia consumida y del flujo emitido por la laacutempara pero se reduce la duracioacuten de la laacutempara Anaacutelogamente al reducir la tensioacuten se produce el efecto contrario
Efecto de las variac iones de t ens ioacuten () sobre las caracteriacutes t icas de func ionamiento de las laacutemparas incandescentes
Partes de una laacutempara
Las laacutemparas incandescentes estaacuten 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 l a que se le ha hecho el vaciacuteo o se ha rellenado con un gas El conjunto se completa con unos elementos con funciones de soporte y conduccioacuten de la corriente eleacutectrica y un casquillo normalizado que sirve para conectar la laacutempara a la luminaria
Tipos de laacutemparas
Existen dos tipos de laacutemparas incandescentes las que contienen un gas haloacutegeno en su interior y las que no lo contienen
Laacutemparas no haloacutegenas
Entre las laacutemparas incandescentes no haloacutegenas podemos distinguir las que se han rellenado con un gas inerte de aquellas en q ue se ha hecho el
vaciacuteo en su interior La presencia del gas supone un notable incremento de la eficacia luminosa de la laacutempara dificultando la evaporacioacuten del material del filamento y permitiendo el aumento de la temperatura de trabajo del filamento Las laacutemparas incandescentes tiene n una duracioacuten normalizada de 1000 horas una potencia entre 25 y 2000 W y unas eficacias entre 75 y 11 lmW para las laacutemparas de vaciacuteo y e ntre 10 y 20 para las
rellenas de gas inerte En la actualidad predomina el uso de las laacutemparas con gas reducieacutendose el uso de las de vaciacuteo a aplicaciones ocasionales en alumbrado general con potencias de hasta 40 W
Laacutemparas con gas Laacutemparas de vaciacuteo
Temperatura del filamento 2500 ordmC 2100 ordmC
Eficacia luminosa de la laacutempara 10-20 lmW 75-11 lmW
Duracioacuten 1000 horas 1000 horas
Peacuterdidas de calor Conveccioacuten y radiacioacuten Radiacioacuten
Laacutemparas haloacutegenas de alta y baja tensioacuten
En las laacutemparas incandescentes normales con el paso del tiempo se produce una disminucioacuten significativa del flujo luminoso Esto se debe en parte al ennegrecimiento de la ampolla por culpa de la evaporacioacuten de partiacuteculas de wolframio del filamento y su posterior cond ensacioacuten sobre la ampolla
Agregando una pequentildea cantidad de un compuesto gaseoso con haloacutegenos (cloro bromo o yodo) normalmente se usa el CH2Br2 al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneracioacuten del haloacutegeno 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 estaacuten muy calientes (maacutes de 260 ordmC) no se deposita sobre estas
y permanece en estado gaseoso Cuando el bromuro de wolframio entra en contacto con el filamento que estaacute muy caliente se d escompone en W que se deposita sobre el filamento y Br que pasa al gas de relleno Y asiacute el ciclo vuelve a empezar
Ciclo del haloacutegeno
El funcionamiento de este tipo de laacutemparas requiere de temperaturas muy altas para que pueda realizarse el cic lo del haloacutegeno Por eso son maacutes
pequentildeas y compactas que las laacutemparas normales y la ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo que impide manipular la con los dedos para evitar su deterioro
Tienen una eficacia luminosa de 22 lmW con una amplia gama de potencias de trabajo (150 a 2000W) seguacuten el uso al que esteacuten destinadas Las laacutemparas haloacutegenas se utilizan normalmente en alumbrado por proyeccioacuten y cada vez maacutes en iluminacioacuten domeacutestica
Laacutemparas de Descarga
Las laacutemparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera maacutes eficiente y econoacutemica que las laacute mparas
incandescentes Por eso su uso estaacute tan extendido hoy en diacutea La luz emitida se consigue por excitacioacuten de un gas sometido a descargas eleacutectricas entre dos electrodos Seguacuten el gas contenido en la laacutempara y la presioacuten a la que esteacute sometido tendremos diferente s tipos de laacutemparas cada una de ellas con sus propias caracteriacutesticas luminosas
Funcionamiento
En las laacutemparas de descarga la luz se consigue estableciendo una corriente eleacutectrica entre dos electrodos situados en un tub o lleno con un gas o vapor ionizado
En el interior del tubo se producen descargas eleacutectricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodo s Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los aacutetomos les transmite energiacutea y pueden suceder dos cosas
La primera posibilidad es que la energiacutea transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electroacuten de su orbital
Este puede a su vez chocar con los electrones de otros aacutetomos repitiendo el proceso Si este proceso no se limita se puede provocar la
destruccioacuten de la laacutempara por un exceso de corriente
La otra posibilidad es que el electroacuten no reciba suficiente energiacutea para ser arrancado En este caso el electroacuten pasa a ocupar otro orbital de
mayor energiacutea Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y raacutepidamente se vuelve a la situacioacuten inicial Al hacerlo el el ectroacuten libera la energiacutea extra en forma de radiacioacuten electromagneacutetica principalmente ultravioleta (UV) o visible Un electroacuten no puede tener un estad o energeacutetico cualquiera sino que soacutelo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura atoacutemica del aacutetomo Como la longitud de
onda de la radiacioacuten emitida es proporcional a la diferencia de energiacutea entre los estados inicial y final del electroacuten y los estados posibles no son infinitos es faacutecil comprender que el espectro de estas laacutemparas sea discontinuo
Relacioacuten entre los estados energeacuteticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro
La consecuencia de esto es que la luz emitida por la laacutempara no es blanca (por ejemplo en las laacutemparas de sodio a baja presioacute n es amarillenta) Por lo tanto la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es en general peor que en e l caso de las laacutemparas incandescentes que tienen un espectro continuo Es posible recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes mejorar la reproduccioacuten de los colores y aumentar la eficacia de las laacutemparas convirtiendo las nocivas emisiones ultraviole tas en luz visible
Elementos auxiliares
Para que las laacutemparas de descarga funcionen correctamente es necesario en la mayoriacutea de los casos la presencia de unos elem entos auxiliares cebadores y balastos Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensioacuten entre los electrodos del tubo
necesario para iniciar la descarga y vencer asiacute la resistencia inicial del gas a la corriente eleacutectrica Tras el encendido continua un periodo
transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal
Los balastos por contra son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la laacutempara y evitar asiacute un exce so de electrones circulando por el gas que aumentariacutea el valor de la corriente hasta producir la destruccioacuten de la laacutempara
Laacutemparas fluorescentes
Las laacutemparas fluorescentes son laacutemparas de vapor de mercurio a baja presioacuten (08 Pa)
En estas condiciones en el espectro de emisioacuten del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 2537 nm Para que estas
radiaciones sean uacutetiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles De la composicioacuten de estas sustancias dependeraacuten la cantidad y calidad de la luz y las cualidades cromaacuteticas de la laacutempara En la
actualidad se usan dos tipos de polvos los que producen un espectro continuo y los trifoacutesforos que emiten un espectro de tres bandas con los
colores primarios De la combinacioacuten estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo
Las laacutemparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior Estaacuten formadas por un tubo de diaacutemetro normalizado normalmente ciliacutendrico cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos El tubo de descarga estaacute relleno con vapor
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
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Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
o Excesos de tensioacuten que deprecian fuertemente la laacutempara o Bajadas de tensioacuten que producen apagados prematuros e intermitencias
La incandescencia
Las laacutemparas incandescentes fueron la primera forma de generar luz a partir de la energiacutea eleacutectrica Desde que fueran inventadas la tecnologiacutea ha cambiado mucho producieacutendose sustanciosos avances en la cantidad de luz producida el consumo y la duracioacuten de las laacutemparas Su principio de funcionamiento es simple se pasa una corriente eleacutectrica por un filamento hasta que este alcanza una temperatura tan alta que em ite radiaciones visibles por el ojo humano
Todos los cuerpos calientes emiten energiacutea en forma de radiacioacuten electromagneacutetica Mientras maacutes alta sea su temperatura mayor seraacute la energiacutea emitida y
la porcioacuten del espectro electromagneacutetico ocupado por las radiaciones emitidas Si el cuerpo pasa la temperatura de incandesce ncia una buena parte de
estas radiaciones caeraacuten en la zona visible del espectro y obtendremos luz
La incandescencia se puede obtener de dos maneras La primera es por combustioacuten de alguna sustancia ya sea soacutelida como una a ntorcha de
madera liacutequida como en una laacutempara de aceite o gaseosa como en las laacutemparas de gas La segunda es pasando una corriente eleacutectrica a traveacutes 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 moleacuteculas de aire o por radiaciones infrarrojas) En general los rendimientos de este tipo de laacutemparas son baj os debido a que la mayor parte de la energiacutea consumida se convierte en calor
R endi mi ento de una l aacutempar a i ncandescente
La pr oduccioacuten de luz mediante la incandescencia tiene una ventaja adicional y es que la luz emitida contiene todas las longi tudes de onda que forman la luz visible o dicho de otra manera su espectro de emisiones es continuo De esta manera se garantiza una
buena reproduccioacuten de los colores de los objetos iluminados
Caracteriacutesticas de una laacutempara incandescente
Entre los paraacutemetros que sirven para definir una laacutempara tenemos las caracteriacutesticas fotomeacutetricas la intensidad luminosa flujo luminoso y el rendimiento o eficiencia Ademaacutes de estas existen otros que nos
informan sobre la calidad de la reproduccioacuten de los colores y los paraacutemetros de duracioacuten de las laacutemparas
Caracteriacutesticas cromaacuteticas
Los colores que vemos con nuestros ojos dependen en gran medida de las caracteriacutesticas cromaacuteticas de las fuentes de luz Por poner un ejemplo no se ve igual una calle de noche a la luz de las farolas iluminadas por laacutemparas de luz blanca que con laacutemparas de luz amari lla
A la hora de describir las cualidades cromaacuteticas de las fuentes de luz hemos de considerar dos aspectos El primero trata sobre el color que presenta la fuente Y el segundo describe coacutemo son reproducidos los colores de los objetos iluminados por esta Para evaluarl os se utilizan dos paraacutemetros la temperatura de color y el rendimiento de color que se mide con el IRC
La temperatura de color hace referencia al color de la fuente luminosa Su valor coincide con la temperatura a la que un cuer po negro tiene una
apariencia de color similar a la de la fuente considerada Esto se debe a que sus espectros electromagneacuteticos respectivos tienen una distribucioacuten espectral similar Conviene aclarar que los conceptos temperatura de color y temperatura de filamento son diferentes y no tie nen porque coincidir sus valores
El rendimiento en color por contra hace referencia a coacutemo se ven los colores de los objetos iluminados Nuestra experiencia nos indica que los
objetos iluminados por un fluorescente no se ven del mismo tono que aquellos iluminados por bombillas En el primer caso destacan maacutes los tonos azules mientras que en el segundo lo hacen los rojos Esto se debe a que la luz emitida por cada una de estas laacutemparas tiene un alto porcentaje de radiaciones monocromaacuteticas de color azul o rojo
Fuente de luz blanca Fuente de luz monocromaacutetica
Efecto del color de la fuente sobre el color de los objetos
Para establecer el rendimiento en color se utiliza el iacutendice de rendimiento de color (IRC o Ra) que compara la reproduccioacuten de una muestra de colores normalizada iluminada con nuestra fuente con la reproduccioacuten de la misma muestra iluminada con una fuente patroacuten de r eferencia
Factores externos que influyen en el funcionamiento de las laacutemparas
Los factores externos que afectan al funcionamiento de las laacutemparas son la temperatura del entorno doacutende esteacute situada la laacutemp ara y las desviaciones en la tensioacuten nominal en los bornes
La temperatura ambiente no es un factor que influya demasiado en el funcionamiento de las laacutemparas incandescentes pero siacute se ha de tener en cuenta para evitar deterioros en los materiales empleados en su fabricacioacuten En las laacutemparas normales hay que tener cuidado de que la
temperatura de funcionamiento no exceda de los 200ordm C para el casquillo y los 370ordm C para el bulbo en el alumbrado general Esto seraacute de especial atencioacuten si la laacutempara estaacute alojada en luminarias con mala ventilacioacuten En el caso de las laacutemparas haloacutegenas es necesario una temperatura de funcionamiento miacutenima en el bulbo de 260ordm C para garantizar el ciclo regenerador del wolframio En este caso la maacutexima temper atura admisible en la ampolla es de 520ordm C para ampollas de vidrio duro y 900ordm C para el cuarzo
Las variaciones de la tensioacuten se producen cuando aplicamos a la laacutempara una tensioacuten diferente de la tensioacuten nominal para la q ue ha sido
disentildeada Cuando aumentamos la tensioacuten aplicada se produce un incremento de la potencia consumida y del flujo emitido por la laacutempara pero se reduce la duracioacuten de la laacutempara Anaacutelogamente al reducir la tensioacuten se produce el efecto contrario
Efecto de las variac iones de t ens ioacuten () sobre las caracteriacutes t icas de func ionamiento de las laacutemparas incandescentes
Partes de una laacutempara
Las laacutemparas incandescentes estaacuten 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 l a que se le ha hecho el vaciacuteo o se ha rellenado con un gas El conjunto se completa con unos elementos con funciones de soporte y conduccioacuten de la corriente eleacutectrica y un casquillo normalizado que sirve para conectar la laacutempara a la luminaria
Tipos de laacutemparas
Existen dos tipos de laacutemparas incandescentes las que contienen un gas haloacutegeno en su interior y las que no lo contienen
Laacutemparas no haloacutegenas
Entre las laacutemparas incandescentes no haloacutegenas podemos distinguir las que se han rellenado con un gas inerte de aquellas en q ue se ha hecho el
vaciacuteo en su interior La presencia del gas supone un notable incremento de la eficacia luminosa de la laacutempara dificultando la evaporacioacuten del material del filamento y permitiendo el aumento de la temperatura de trabajo del filamento Las laacutemparas incandescentes tiene n una duracioacuten normalizada de 1000 horas una potencia entre 25 y 2000 W y unas eficacias entre 75 y 11 lmW para las laacutemparas de vaciacuteo y e ntre 10 y 20 para las
rellenas de gas inerte En la actualidad predomina el uso de las laacutemparas con gas reducieacutendose el uso de las de vaciacuteo a aplicaciones ocasionales en alumbrado general con potencias de hasta 40 W
Laacutemparas con gas Laacutemparas de vaciacuteo
Temperatura del filamento 2500 ordmC 2100 ordmC
Eficacia luminosa de la laacutempara 10-20 lmW 75-11 lmW
Duracioacuten 1000 horas 1000 horas
Peacuterdidas de calor Conveccioacuten y radiacioacuten Radiacioacuten
Laacutemparas haloacutegenas de alta y baja tensioacuten
En las laacutemparas incandescentes normales con el paso del tiempo se produce una disminucioacuten significativa del flujo luminoso Esto se debe en parte al ennegrecimiento de la ampolla por culpa de la evaporacioacuten de partiacuteculas de wolframio del filamento y su posterior cond ensacioacuten sobre la ampolla
Agregando una pequentildea cantidad de un compuesto gaseoso con haloacutegenos (cloro bromo o yodo) normalmente se usa el CH2Br2 al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneracioacuten del haloacutegeno 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 estaacuten muy calientes (maacutes de 260 ordmC) no se deposita sobre estas
y permanece en estado gaseoso Cuando el bromuro de wolframio entra en contacto con el filamento que estaacute muy caliente se d escompone en W que se deposita sobre el filamento y Br que pasa al gas de relleno Y asiacute el ciclo vuelve a empezar
Ciclo del haloacutegeno
El funcionamiento de este tipo de laacutemparas requiere de temperaturas muy altas para que pueda realizarse el cic lo del haloacutegeno Por eso son maacutes
pequentildeas y compactas que las laacutemparas normales y la ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo que impide manipular la con los dedos para evitar su deterioro
Tienen una eficacia luminosa de 22 lmW con una amplia gama de potencias de trabajo (150 a 2000W) seguacuten el uso al que esteacuten destinadas Las laacutemparas haloacutegenas se utilizan normalmente en alumbrado por proyeccioacuten y cada vez maacutes en iluminacioacuten domeacutestica
Laacutemparas de Descarga
Las laacutemparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera maacutes eficiente y econoacutemica que las laacute mparas
incandescentes Por eso su uso estaacute tan extendido hoy en diacutea La luz emitida se consigue por excitacioacuten de un gas sometido a descargas eleacutectricas entre dos electrodos Seguacuten el gas contenido en la laacutempara y la presioacuten a la que esteacute sometido tendremos diferente s tipos de laacutemparas cada una de ellas con sus propias caracteriacutesticas luminosas
Funcionamiento
En las laacutemparas de descarga la luz se consigue estableciendo una corriente eleacutectrica entre dos electrodos situados en un tub o lleno con un gas o vapor ionizado
En el interior del tubo se producen descargas eleacutectricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodo s Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los aacutetomos les transmite energiacutea y pueden suceder dos cosas
La primera posibilidad es que la energiacutea transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electroacuten de su orbital
Este puede a su vez chocar con los electrones de otros aacutetomos repitiendo el proceso Si este proceso no se limita se puede provocar la
destruccioacuten de la laacutempara por un exceso de corriente
La otra posibilidad es que el electroacuten no reciba suficiente energiacutea para ser arrancado En este caso el electroacuten pasa a ocupar otro orbital de
mayor energiacutea Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y raacutepidamente se vuelve a la situacioacuten inicial Al hacerlo el el ectroacuten libera la energiacutea extra en forma de radiacioacuten electromagneacutetica principalmente ultravioleta (UV) o visible Un electroacuten no puede tener un estad o energeacutetico cualquiera sino que soacutelo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura atoacutemica del aacutetomo Como la longitud de
onda de la radiacioacuten emitida es proporcional a la diferencia de energiacutea entre los estados inicial y final del electroacuten y los estados posibles no son infinitos es faacutecil comprender que el espectro de estas laacutemparas sea discontinuo
Relacioacuten entre los estados energeacuteticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro
La consecuencia de esto es que la luz emitida por la laacutempara no es blanca (por ejemplo en las laacutemparas de sodio a baja presioacute n es amarillenta) Por lo tanto la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es en general peor que en e l caso de las laacutemparas incandescentes que tienen un espectro continuo Es posible recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes mejorar la reproduccioacuten de los colores y aumentar la eficacia de las laacutemparas convirtiendo las nocivas emisiones ultraviole tas en luz visible
Elementos auxiliares
Para que las laacutemparas de descarga funcionen correctamente es necesario en la mayoriacutea de los casos la presencia de unos elem entos auxiliares cebadores y balastos Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensioacuten entre los electrodos del tubo
necesario para iniciar la descarga y vencer asiacute la resistencia inicial del gas a la corriente eleacutectrica Tras el encendido continua un periodo
transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal
Los balastos por contra son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la laacutempara y evitar asiacute un exce so de electrones circulando por el gas que aumentariacutea el valor de la corriente hasta producir la destruccioacuten de la laacutempara
Laacutemparas fluorescentes
Las laacutemparas fluorescentes son laacutemparas de vapor de mercurio a baja presioacuten (08 Pa)
En estas condiciones en el espectro de emisioacuten del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 2537 nm Para que estas
radiaciones sean uacutetiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles De la composicioacuten de estas sustancias dependeraacuten la cantidad y calidad de la luz y las cualidades cromaacuteticas de la laacutempara En la
actualidad se usan dos tipos de polvos los que producen un espectro continuo y los trifoacutesforos que emiten un espectro de tres bandas con los
colores primarios De la combinacioacuten estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo
Las laacutemparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior Estaacuten formadas por un tubo de diaacutemetro normalizado normalmente ciliacutendrico cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos El tubo de descarga estaacute relleno con vapor
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
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Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
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Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
La incandescencia se puede obtener de dos maneras La primera es por combustioacuten de alguna sustancia ya sea soacutelida como una a ntorcha de
madera liacutequida como en una laacutempara de aceite o gaseosa como en las laacutemparas de gas La segunda es pasando una corriente eleacutectrica a traveacutes 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 moleacuteculas de aire o por radiaciones infrarrojas) En general los rendimientos de este tipo de laacutemparas son baj os debido a que la mayor parte de la energiacutea consumida se convierte en calor
R endi mi ento de una l aacutempar a i ncandescente
La pr oduccioacuten de luz mediante la incandescencia tiene una ventaja adicional y es que la luz emitida contiene todas las longi tudes de onda que forman la luz visible o dicho de otra manera su espectro de emisiones es continuo De esta manera se garantiza una
buena reproduccioacuten de los colores de los objetos iluminados
Caracteriacutesticas de una laacutempara incandescente
Entre los paraacutemetros que sirven para definir una laacutempara tenemos las caracteriacutesticas fotomeacutetricas la intensidad luminosa flujo luminoso y el rendimiento o eficiencia Ademaacutes de estas existen otros que nos
informan sobre la calidad de la reproduccioacuten de los colores y los paraacutemetros de duracioacuten de las laacutemparas
Caracteriacutesticas cromaacuteticas
Los colores que vemos con nuestros ojos dependen en gran medida de las caracteriacutesticas cromaacuteticas de las fuentes de luz Por poner un ejemplo no se ve igual una calle de noche a la luz de las farolas iluminadas por laacutemparas de luz blanca que con laacutemparas de luz amari lla
A la hora de describir las cualidades cromaacuteticas de las fuentes de luz hemos de considerar dos aspectos El primero trata sobre el color que presenta la fuente Y el segundo describe coacutemo son reproducidos los colores de los objetos iluminados por esta Para evaluarl os se utilizan dos paraacutemetros la temperatura de color y el rendimiento de color que se mide con el IRC
La temperatura de color hace referencia al color de la fuente luminosa Su valor coincide con la temperatura a la que un cuer po negro tiene una
apariencia de color similar a la de la fuente considerada Esto se debe a que sus espectros electromagneacuteticos respectivos tienen una distribucioacuten espectral similar Conviene aclarar que los conceptos temperatura de color y temperatura de filamento son diferentes y no tie nen porque coincidir sus valores
El rendimiento en color por contra hace referencia a coacutemo se ven los colores de los objetos iluminados Nuestra experiencia nos indica que los
objetos iluminados por un fluorescente no se ven del mismo tono que aquellos iluminados por bombillas En el primer caso destacan maacutes los tonos azules mientras que en el segundo lo hacen los rojos Esto se debe a que la luz emitida por cada una de estas laacutemparas tiene un alto porcentaje de radiaciones monocromaacuteticas de color azul o rojo
Fuente de luz blanca Fuente de luz monocromaacutetica
Efecto del color de la fuente sobre el color de los objetos
Para establecer el rendimiento en color se utiliza el iacutendice de rendimiento de color (IRC o Ra) que compara la reproduccioacuten de una muestra de colores normalizada iluminada con nuestra fuente con la reproduccioacuten de la misma muestra iluminada con una fuente patroacuten de r eferencia
Factores externos que influyen en el funcionamiento de las laacutemparas
Los factores externos que afectan al funcionamiento de las laacutemparas son la temperatura del entorno doacutende esteacute situada la laacutemp ara y las desviaciones en la tensioacuten nominal en los bornes
La temperatura ambiente no es un factor que influya demasiado en el funcionamiento de las laacutemparas incandescentes pero siacute se ha de tener en cuenta para evitar deterioros en los materiales empleados en su fabricacioacuten En las laacutemparas normales hay que tener cuidado de que la
temperatura de funcionamiento no exceda de los 200ordm C para el casquillo y los 370ordm C para el bulbo en el alumbrado general Esto seraacute de especial atencioacuten si la laacutempara estaacute alojada en luminarias con mala ventilacioacuten En el caso de las laacutemparas haloacutegenas es necesario una temperatura de funcionamiento miacutenima en el bulbo de 260ordm C para garantizar el ciclo regenerador del wolframio En este caso la maacutexima temper atura admisible en la ampolla es de 520ordm C para ampollas de vidrio duro y 900ordm C para el cuarzo
Las variaciones de la tensioacuten se producen cuando aplicamos a la laacutempara una tensioacuten diferente de la tensioacuten nominal para la q ue ha sido
disentildeada Cuando aumentamos la tensioacuten aplicada se produce un incremento de la potencia consumida y del flujo emitido por la laacutempara pero se reduce la duracioacuten de la laacutempara Anaacutelogamente al reducir la tensioacuten se produce el efecto contrario
Efecto de las variac iones de t ens ioacuten () sobre las caracteriacutes t icas de func ionamiento de las laacutemparas incandescentes
Partes de una laacutempara
Las laacutemparas incandescentes estaacuten 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 l a que se le ha hecho el vaciacuteo o se ha rellenado con un gas El conjunto se completa con unos elementos con funciones de soporte y conduccioacuten de la corriente eleacutectrica y un casquillo normalizado que sirve para conectar la laacutempara a la luminaria
Tipos de laacutemparas
Existen dos tipos de laacutemparas incandescentes las que contienen un gas haloacutegeno en su interior y las que no lo contienen
Laacutemparas no haloacutegenas
Entre las laacutemparas incandescentes no haloacutegenas podemos distinguir las que se han rellenado con un gas inerte de aquellas en q ue se ha hecho el
vaciacuteo en su interior La presencia del gas supone un notable incremento de la eficacia luminosa de la laacutempara dificultando la evaporacioacuten del material del filamento y permitiendo el aumento de la temperatura de trabajo del filamento Las laacutemparas incandescentes tiene n una duracioacuten normalizada de 1000 horas una potencia entre 25 y 2000 W y unas eficacias entre 75 y 11 lmW para las laacutemparas de vaciacuteo y e ntre 10 y 20 para las
rellenas de gas inerte En la actualidad predomina el uso de las laacutemparas con gas reducieacutendose el uso de las de vaciacuteo a aplicaciones ocasionales en alumbrado general con potencias de hasta 40 W
Laacutemparas con gas Laacutemparas de vaciacuteo
Temperatura del filamento 2500 ordmC 2100 ordmC
Eficacia luminosa de la laacutempara 10-20 lmW 75-11 lmW
Duracioacuten 1000 horas 1000 horas
Peacuterdidas de calor Conveccioacuten y radiacioacuten Radiacioacuten
Laacutemparas haloacutegenas de alta y baja tensioacuten
En las laacutemparas incandescentes normales con el paso del tiempo se produce una disminucioacuten significativa del flujo luminoso Esto se debe en parte al ennegrecimiento de la ampolla por culpa de la evaporacioacuten de partiacuteculas de wolframio del filamento y su posterior cond ensacioacuten sobre la ampolla
Agregando una pequentildea cantidad de un compuesto gaseoso con haloacutegenos (cloro bromo o yodo) normalmente se usa el CH2Br2 al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneracioacuten del haloacutegeno 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 estaacuten muy calientes (maacutes de 260 ordmC) no se deposita sobre estas
y permanece en estado gaseoso Cuando el bromuro de wolframio entra en contacto con el filamento que estaacute muy caliente se d escompone en W que se deposita sobre el filamento y Br que pasa al gas de relleno Y asiacute el ciclo vuelve a empezar
Ciclo del haloacutegeno
El funcionamiento de este tipo de laacutemparas requiere de temperaturas muy altas para que pueda realizarse el cic lo del haloacutegeno Por eso son maacutes
pequentildeas y compactas que las laacutemparas normales y la ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo que impide manipular la con los dedos para evitar su deterioro
Tienen una eficacia luminosa de 22 lmW con una amplia gama de potencias de trabajo (150 a 2000W) seguacuten el uso al que esteacuten destinadas Las laacutemparas haloacutegenas se utilizan normalmente en alumbrado por proyeccioacuten y cada vez maacutes en iluminacioacuten domeacutestica
Laacutemparas de Descarga
Las laacutemparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera maacutes eficiente y econoacutemica que las laacute mparas
incandescentes Por eso su uso estaacute tan extendido hoy en diacutea La luz emitida se consigue por excitacioacuten de un gas sometido a descargas eleacutectricas entre dos electrodos Seguacuten el gas contenido en la laacutempara y la presioacuten a la que esteacute sometido tendremos diferente s tipos de laacutemparas cada una de ellas con sus propias caracteriacutesticas luminosas
Funcionamiento
En las laacutemparas de descarga la luz se consigue estableciendo una corriente eleacutectrica entre dos electrodos situados en un tub o lleno con un gas o vapor ionizado
En el interior del tubo se producen descargas eleacutectricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodo s Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los aacutetomos les transmite energiacutea y pueden suceder dos cosas
La primera posibilidad es que la energiacutea transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electroacuten de su orbital
Este puede a su vez chocar con los electrones de otros aacutetomos repitiendo el proceso Si este proceso no se limita se puede provocar la
destruccioacuten de la laacutempara por un exceso de corriente
La otra posibilidad es que el electroacuten no reciba suficiente energiacutea para ser arrancado En este caso el electroacuten pasa a ocupar otro orbital de
mayor energiacutea Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y raacutepidamente se vuelve a la situacioacuten inicial Al hacerlo el el ectroacuten libera la energiacutea extra en forma de radiacioacuten electromagneacutetica principalmente ultravioleta (UV) o visible Un electroacuten no puede tener un estad o energeacutetico cualquiera sino que soacutelo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura atoacutemica del aacutetomo Como la longitud de
onda de la radiacioacuten emitida es proporcional a la diferencia de energiacutea entre los estados inicial y final del electroacuten y los estados posibles no son infinitos es faacutecil comprender que el espectro de estas laacutemparas sea discontinuo
Relacioacuten entre los estados energeacuteticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro
La consecuencia de esto es que la luz emitida por la laacutempara no es blanca (por ejemplo en las laacutemparas de sodio a baja presioacute n es amarillenta) Por lo tanto la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es en general peor que en e l caso de las laacutemparas incandescentes que tienen un espectro continuo Es posible recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes mejorar la reproduccioacuten de los colores y aumentar la eficacia de las laacutemparas convirtiendo las nocivas emisiones ultraviole tas en luz visible
Elementos auxiliares
Para que las laacutemparas de descarga funcionen correctamente es necesario en la mayoriacutea de los casos la presencia de unos elem entos auxiliares cebadores y balastos Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensioacuten entre los electrodos del tubo
necesario para iniciar la descarga y vencer asiacute la resistencia inicial del gas a la corriente eleacutectrica Tras el encendido continua un periodo
transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal
Los balastos por contra son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la laacutempara y evitar asiacute un exce so de electrones circulando por el gas que aumentariacutea el valor de la corriente hasta producir la destruccioacuten de la laacutempara
Laacutemparas fluorescentes
Las laacutemparas fluorescentes son laacutemparas de vapor de mercurio a baja presioacuten (08 Pa)
En estas condiciones en el espectro de emisioacuten del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 2537 nm Para que estas
radiaciones sean uacutetiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles De la composicioacuten de estas sustancias dependeraacuten la cantidad y calidad de la luz y las cualidades cromaacuteticas de la laacutempara En la
actualidad se usan dos tipos de polvos los que producen un espectro continuo y los trifoacutesforos que emiten un espectro de tres bandas con los
colores primarios De la combinacioacuten estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo
Las laacutemparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior Estaacuten formadas por un tubo de diaacutemetro normalizado normalmente ciliacutendrico cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos El tubo de descarga estaacute relleno con vapor
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
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Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
La temperatura de color hace referencia al color de la fuente luminosa Su valor coincide con la temperatura a la que un cuer po negro tiene una
apariencia de color similar a la de la fuente considerada Esto se debe a que sus espectros electromagneacuteticos respectivos tienen una distribucioacuten espectral similar Conviene aclarar que los conceptos temperatura de color y temperatura de filamento son diferentes y no tie nen porque coincidir sus valores
El rendimiento en color por contra hace referencia a coacutemo se ven los colores de los objetos iluminados Nuestra experiencia nos indica que los
objetos iluminados por un fluorescente no se ven del mismo tono que aquellos iluminados por bombillas En el primer caso destacan maacutes los tonos azules mientras que en el segundo lo hacen los rojos Esto se debe a que la luz emitida por cada una de estas laacutemparas tiene un alto porcentaje de radiaciones monocromaacuteticas de color azul o rojo
Fuente de luz blanca Fuente de luz monocromaacutetica
Efecto del color de la fuente sobre el color de los objetos
Para establecer el rendimiento en color se utiliza el iacutendice de rendimiento de color (IRC o Ra) que compara la reproduccioacuten de una muestra de colores normalizada iluminada con nuestra fuente con la reproduccioacuten de la misma muestra iluminada con una fuente patroacuten de r eferencia
Factores externos que influyen en el funcionamiento de las laacutemparas
Los factores externos que afectan al funcionamiento de las laacutemparas son la temperatura del entorno doacutende esteacute situada la laacutemp ara y las desviaciones en la tensioacuten nominal en los bornes
La temperatura ambiente no es un factor que influya demasiado en el funcionamiento de las laacutemparas incandescentes pero siacute se ha de tener en cuenta para evitar deterioros en los materiales empleados en su fabricacioacuten En las laacutemparas normales hay que tener cuidado de que la
temperatura de funcionamiento no exceda de los 200ordm C para el casquillo y los 370ordm C para el bulbo en el alumbrado general Esto seraacute de especial atencioacuten si la laacutempara estaacute alojada en luminarias con mala ventilacioacuten En el caso de las laacutemparas haloacutegenas es necesario una temperatura de funcionamiento miacutenima en el bulbo de 260ordm C para garantizar el ciclo regenerador del wolframio En este caso la maacutexima temper atura admisible en la ampolla es de 520ordm C para ampollas de vidrio duro y 900ordm C para el cuarzo
Las variaciones de la tensioacuten se producen cuando aplicamos a la laacutempara una tensioacuten diferente de la tensioacuten nominal para la q ue ha sido
disentildeada Cuando aumentamos la tensioacuten aplicada se produce un incremento de la potencia consumida y del flujo emitido por la laacutempara pero se reduce la duracioacuten de la laacutempara Anaacutelogamente al reducir la tensioacuten se produce el efecto contrario
Efecto de las variac iones de t ens ioacuten () sobre las caracteriacutes t icas de func ionamiento de las laacutemparas incandescentes
Partes de una laacutempara
Las laacutemparas incandescentes estaacuten 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 l a que se le ha hecho el vaciacuteo o se ha rellenado con un gas El conjunto se completa con unos elementos con funciones de soporte y conduccioacuten de la corriente eleacutectrica y un casquillo normalizado que sirve para conectar la laacutempara a la luminaria
Tipos de laacutemparas
Existen dos tipos de laacutemparas incandescentes las que contienen un gas haloacutegeno en su interior y las que no lo contienen
Laacutemparas no haloacutegenas
Entre las laacutemparas incandescentes no haloacutegenas podemos distinguir las que se han rellenado con un gas inerte de aquellas en q ue se ha hecho el
vaciacuteo en su interior La presencia del gas supone un notable incremento de la eficacia luminosa de la laacutempara dificultando la evaporacioacuten del material del filamento y permitiendo el aumento de la temperatura de trabajo del filamento Las laacutemparas incandescentes tiene n una duracioacuten normalizada de 1000 horas una potencia entre 25 y 2000 W y unas eficacias entre 75 y 11 lmW para las laacutemparas de vaciacuteo y e ntre 10 y 20 para las
rellenas de gas inerte En la actualidad predomina el uso de las laacutemparas con gas reducieacutendose el uso de las de vaciacuteo a aplicaciones ocasionales en alumbrado general con potencias de hasta 40 W
Laacutemparas con gas Laacutemparas de vaciacuteo
Temperatura del filamento 2500 ordmC 2100 ordmC
Eficacia luminosa de la laacutempara 10-20 lmW 75-11 lmW
Duracioacuten 1000 horas 1000 horas
Peacuterdidas de calor Conveccioacuten y radiacioacuten Radiacioacuten
Laacutemparas haloacutegenas de alta y baja tensioacuten
En las laacutemparas incandescentes normales con el paso del tiempo se produce una disminucioacuten significativa del flujo luminoso Esto se debe en parte al ennegrecimiento de la ampolla por culpa de la evaporacioacuten de partiacuteculas de wolframio del filamento y su posterior cond ensacioacuten sobre la ampolla
Agregando una pequentildea cantidad de un compuesto gaseoso con haloacutegenos (cloro bromo o yodo) normalmente se usa el CH2Br2 al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneracioacuten del haloacutegeno 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 estaacuten muy calientes (maacutes de 260 ordmC) no se deposita sobre estas
y permanece en estado gaseoso Cuando el bromuro de wolframio entra en contacto con el filamento que estaacute muy caliente se d escompone en W que se deposita sobre el filamento y Br que pasa al gas de relleno Y asiacute el ciclo vuelve a empezar
Ciclo del haloacutegeno
El funcionamiento de este tipo de laacutemparas requiere de temperaturas muy altas para que pueda realizarse el cic lo del haloacutegeno Por eso son maacutes
pequentildeas y compactas que las laacutemparas normales y la ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo que impide manipular la con los dedos para evitar su deterioro
Tienen una eficacia luminosa de 22 lmW con una amplia gama de potencias de trabajo (150 a 2000W) seguacuten el uso al que esteacuten destinadas Las laacutemparas haloacutegenas se utilizan normalmente en alumbrado por proyeccioacuten y cada vez maacutes en iluminacioacuten domeacutestica
Laacutemparas de Descarga
Las laacutemparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera maacutes eficiente y econoacutemica que las laacute mparas
incandescentes Por eso su uso estaacute tan extendido hoy en diacutea La luz emitida se consigue por excitacioacuten de un gas sometido a descargas eleacutectricas entre dos electrodos Seguacuten el gas contenido en la laacutempara y la presioacuten a la que esteacute sometido tendremos diferente s tipos de laacutemparas cada una de ellas con sus propias caracteriacutesticas luminosas
Funcionamiento
En las laacutemparas de descarga la luz se consigue estableciendo una corriente eleacutectrica entre dos electrodos situados en un tub o lleno con un gas o vapor ionizado
En el interior del tubo se producen descargas eleacutectricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodo s Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los aacutetomos les transmite energiacutea y pueden suceder dos cosas
La primera posibilidad es que la energiacutea transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electroacuten de su orbital
Este puede a su vez chocar con los electrones de otros aacutetomos repitiendo el proceso Si este proceso no se limita se puede provocar la
destruccioacuten de la laacutempara por un exceso de corriente
La otra posibilidad es que el electroacuten no reciba suficiente energiacutea para ser arrancado En este caso el electroacuten pasa a ocupar otro orbital de
mayor energiacutea Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y raacutepidamente se vuelve a la situacioacuten inicial Al hacerlo el el ectroacuten libera la energiacutea extra en forma de radiacioacuten electromagneacutetica principalmente ultravioleta (UV) o visible Un electroacuten no puede tener un estad o energeacutetico cualquiera sino que soacutelo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura atoacutemica del aacutetomo Como la longitud de
onda de la radiacioacuten emitida es proporcional a la diferencia de energiacutea entre los estados inicial y final del electroacuten y los estados posibles no son infinitos es faacutecil comprender que el espectro de estas laacutemparas sea discontinuo
Relacioacuten entre los estados energeacuteticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro
La consecuencia de esto es que la luz emitida por la laacutempara no es blanca (por ejemplo en las laacutemparas de sodio a baja presioacute n es amarillenta) Por lo tanto la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es en general peor que en e l caso de las laacutemparas incandescentes que tienen un espectro continuo Es posible recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes mejorar la reproduccioacuten de los colores y aumentar la eficacia de las laacutemparas convirtiendo las nocivas emisiones ultraviole tas en luz visible
Elementos auxiliares
Para que las laacutemparas de descarga funcionen correctamente es necesario en la mayoriacutea de los casos la presencia de unos elem entos auxiliares cebadores y balastos Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensioacuten entre los electrodos del tubo
necesario para iniciar la descarga y vencer asiacute la resistencia inicial del gas a la corriente eleacutectrica Tras el encendido continua un periodo
transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal
Los balastos por contra son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la laacutempara y evitar asiacute un exce so de electrones circulando por el gas que aumentariacutea el valor de la corriente hasta producir la destruccioacuten de la laacutempara
Laacutemparas fluorescentes
Las laacutemparas fluorescentes son laacutemparas de vapor de mercurio a baja presioacuten (08 Pa)
En estas condiciones en el espectro de emisioacuten del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 2537 nm Para que estas
radiaciones sean uacutetiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles De la composicioacuten de estas sustancias dependeraacuten la cantidad y calidad de la luz y las cualidades cromaacuteticas de la laacutempara En la
actualidad se usan dos tipos de polvos los que producen un espectro continuo y los trifoacutesforos que emiten un espectro de tres bandas con los
colores primarios De la combinacioacuten estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo
Las laacutemparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior Estaacuten formadas por un tubo de diaacutemetro normalizado normalmente ciliacutendrico cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos El tubo de descarga estaacute relleno con vapor
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
Conozca nuestros Dimmers para balastos electroacutenicos de compactastubos y Nuestros transformadores electroacutenicos
Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Las variaciones de la tensioacuten se producen cuando aplicamos a la laacutempara una tensioacuten diferente de la tensioacuten nominal para la q ue ha sido
disentildeada Cuando aumentamos la tensioacuten aplicada se produce un incremento de la potencia consumida y del flujo emitido por la laacutempara pero se reduce la duracioacuten de la laacutempara Anaacutelogamente al reducir la tensioacuten se produce el efecto contrario
Efecto de las variac iones de t ens ioacuten () sobre las caracteriacutes t icas de func ionamiento de las laacutemparas incandescentes
Partes de una laacutempara
Las laacutemparas incandescentes estaacuten 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 l a que se le ha hecho el vaciacuteo o se ha rellenado con un gas El conjunto se completa con unos elementos con funciones de soporte y conduccioacuten de la corriente eleacutectrica y un casquillo normalizado que sirve para conectar la laacutempara a la luminaria
Tipos de laacutemparas
Existen dos tipos de laacutemparas incandescentes las que contienen un gas haloacutegeno en su interior y las que no lo contienen
Laacutemparas no haloacutegenas
Entre las laacutemparas incandescentes no haloacutegenas podemos distinguir las que se han rellenado con un gas inerte de aquellas en q ue se ha hecho el
vaciacuteo en su interior La presencia del gas supone un notable incremento de la eficacia luminosa de la laacutempara dificultando la evaporacioacuten del material del filamento y permitiendo el aumento de la temperatura de trabajo del filamento Las laacutemparas incandescentes tiene n una duracioacuten normalizada de 1000 horas una potencia entre 25 y 2000 W y unas eficacias entre 75 y 11 lmW para las laacutemparas de vaciacuteo y e ntre 10 y 20 para las
rellenas de gas inerte En la actualidad predomina el uso de las laacutemparas con gas reducieacutendose el uso de las de vaciacuteo a aplicaciones ocasionales en alumbrado general con potencias de hasta 40 W
Laacutemparas con gas Laacutemparas de vaciacuteo
Temperatura del filamento 2500 ordmC 2100 ordmC
Eficacia luminosa de la laacutempara 10-20 lmW 75-11 lmW
Duracioacuten 1000 horas 1000 horas
Peacuterdidas de calor Conveccioacuten y radiacioacuten Radiacioacuten
Laacutemparas haloacutegenas de alta y baja tensioacuten
En las laacutemparas incandescentes normales con el paso del tiempo se produce una disminucioacuten significativa del flujo luminoso Esto se debe en parte al ennegrecimiento de la ampolla por culpa de la evaporacioacuten de partiacuteculas de wolframio del filamento y su posterior cond ensacioacuten sobre la ampolla
Agregando una pequentildea cantidad de un compuesto gaseoso con haloacutegenos (cloro bromo o yodo) normalmente se usa el CH2Br2 al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneracioacuten del haloacutegeno 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 estaacuten muy calientes (maacutes de 260 ordmC) no se deposita sobre estas
y permanece en estado gaseoso Cuando el bromuro de wolframio entra en contacto con el filamento que estaacute muy caliente se d escompone en W que se deposita sobre el filamento y Br que pasa al gas de relleno Y asiacute el ciclo vuelve a empezar
Ciclo del haloacutegeno
El funcionamiento de este tipo de laacutemparas requiere de temperaturas muy altas para que pueda realizarse el cic lo del haloacutegeno Por eso son maacutes
pequentildeas y compactas que las laacutemparas normales y la ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo que impide manipular la con los dedos para evitar su deterioro
Tienen una eficacia luminosa de 22 lmW con una amplia gama de potencias de trabajo (150 a 2000W) seguacuten el uso al que esteacuten destinadas Las laacutemparas haloacutegenas se utilizan normalmente en alumbrado por proyeccioacuten y cada vez maacutes en iluminacioacuten domeacutestica
Laacutemparas de Descarga
Las laacutemparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera maacutes eficiente y econoacutemica que las laacute mparas
incandescentes Por eso su uso estaacute tan extendido hoy en diacutea La luz emitida se consigue por excitacioacuten de un gas sometido a descargas eleacutectricas entre dos electrodos Seguacuten el gas contenido en la laacutempara y la presioacuten a la que esteacute sometido tendremos diferente s tipos de laacutemparas cada una de ellas con sus propias caracteriacutesticas luminosas
Funcionamiento
En las laacutemparas de descarga la luz se consigue estableciendo una corriente eleacutectrica entre dos electrodos situados en un tub o lleno con un gas o vapor ionizado
En el interior del tubo se producen descargas eleacutectricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodo s Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los aacutetomos les transmite energiacutea y pueden suceder dos cosas
La primera posibilidad es que la energiacutea transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electroacuten de su orbital
Este puede a su vez chocar con los electrones de otros aacutetomos repitiendo el proceso Si este proceso no se limita se puede provocar la
destruccioacuten de la laacutempara por un exceso de corriente
La otra posibilidad es que el electroacuten no reciba suficiente energiacutea para ser arrancado En este caso el electroacuten pasa a ocupar otro orbital de
mayor energiacutea Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y raacutepidamente se vuelve a la situacioacuten inicial Al hacerlo el el ectroacuten libera la energiacutea extra en forma de radiacioacuten electromagneacutetica principalmente ultravioleta (UV) o visible Un electroacuten no puede tener un estad o energeacutetico cualquiera sino que soacutelo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura atoacutemica del aacutetomo Como la longitud de
onda de la radiacioacuten emitida es proporcional a la diferencia de energiacutea entre los estados inicial y final del electroacuten y los estados posibles no son infinitos es faacutecil comprender que el espectro de estas laacutemparas sea discontinuo
Relacioacuten entre los estados energeacuteticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro
La consecuencia de esto es que la luz emitida por la laacutempara no es blanca (por ejemplo en las laacutemparas de sodio a baja presioacute n es amarillenta) Por lo tanto la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es en general peor que en e l caso de las laacutemparas incandescentes que tienen un espectro continuo Es posible recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes mejorar la reproduccioacuten de los colores y aumentar la eficacia de las laacutemparas convirtiendo las nocivas emisiones ultraviole tas en luz visible
Elementos auxiliares
Para que las laacutemparas de descarga funcionen correctamente es necesario en la mayoriacutea de los casos la presencia de unos elem entos auxiliares cebadores y balastos Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensioacuten entre los electrodos del tubo
necesario para iniciar la descarga y vencer asiacute la resistencia inicial del gas a la corriente eleacutectrica Tras el encendido continua un periodo
transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal
Los balastos por contra son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la laacutempara y evitar asiacute un exce so de electrones circulando por el gas que aumentariacutea el valor de la corriente hasta producir la destruccioacuten de la laacutempara
Laacutemparas fluorescentes
Las laacutemparas fluorescentes son laacutemparas de vapor de mercurio a baja presioacuten (08 Pa)
En estas condiciones en el espectro de emisioacuten del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 2537 nm Para que estas
radiaciones sean uacutetiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles De la composicioacuten de estas sustancias dependeraacuten la cantidad y calidad de la luz y las cualidades cromaacuteticas de la laacutempara En la
actualidad se usan dos tipos de polvos los que producen un espectro continuo y los trifoacutesforos que emiten un espectro de tres bandas con los
colores primarios De la combinacioacuten estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo
Las laacutemparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior Estaacuten formadas por un tubo de diaacutemetro normalizado normalmente ciliacutendrico cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos El tubo de descarga estaacute relleno con vapor
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
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Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Tipos de laacutemparas
Existen dos tipos de laacutemparas incandescentes las que contienen un gas haloacutegeno en su interior y las que no lo contienen
Laacutemparas no haloacutegenas
Entre las laacutemparas incandescentes no haloacutegenas podemos distinguir las que se han rellenado con un gas inerte de aquellas en q ue se ha hecho el
vaciacuteo en su interior La presencia del gas supone un notable incremento de la eficacia luminosa de la laacutempara dificultando la evaporacioacuten del material del filamento y permitiendo el aumento de la temperatura de trabajo del filamento Las laacutemparas incandescentes tiene n una duracioacuten normalizada de 1000 horas una potencia entre 25 y 2000 W y unas eficacias entre 75 y 11 lmW para las laacutemparas de vaciacuteo y e ntre 10 y 20 para las
rellenas de gas inerte En la actualidad predomina el uso de las laacutemparas con gas reducieacutendose el uso de las de vaciacuteo a aplicaciones ocasionales en alumbrado general con potencias de hasta 40 W
Laacutemparas con gas Laacutemparas de vaciacuteo
Temperatura del filamento 2500 ordmC 2100 ordmC
Eficacia luminosa de la laacutempara 10-20 lmW 75-11 lmW
Duracioacuten 1000 horas 1000 horas
Peacuterdidas de calor Conveccioacuten y radiacioacuten Radiacioacuten
Laacutemparas haloacutegenas de alta y baja tensioacuten
En las laacutemparas incandescentes normales con el paso del tiempo se produce una disminucioacuten significativa del flujo luminoso Esto se debe en parte al ennegrecimiento de la ampolla por culpa de la evaporacioacuten de partiacuteculas de wolframio del filamento y su posterior cond ensacioacuten sobre la ampolla
Agregando una pequentildea cantidad de un compuesto gaseoso con haloacutegenos (cloro bromo o yodo) normalmente se usa el CH2Br2 al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneracioacuten del haloacutegeno 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 estaacuten muy calientes (maacutes de 260 ordmC) no se deposita sobre estas
y permanece en estado gaseoso Cuando el bromuro de wolframio entra en contacto con el filamento que estaacute muy caliente se d escompone en W que se deposita sobre el filamento y Br que pasa al gas de relleno Y asiacute el ciclo vuelve a empezar
Ciclo del haloacutegeno
El funcionamiento de este tipo de laacutemparas requiere de temperaturas muy altas para que pueda realizarse el cic lo del haloacutegeno Por eso son maacutes
pequentildeas y compactas que las laacutemparas normales y la ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo que impide manipular la con los dedos para evitar su deterioro
Tienen una eficacia luminosa de 22 lmW con una amplia gama de potencias de trabajo (150 a 2000W) seguacuten el uso al que esteacuten destinadas Las laacutemparas haloacutegenas se utilizan normalmente en alumbrado por proyeccioacuten y cada vez maacutes en iluminacioacuten domeacutestica
Laacutemparas de Descarga
Las laacutemparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera maacutes eficiente y econoacutemica que las laacute mparas
incandescentes Por eso su uso estaacute tan extendido hoy en diacutea La luz emitida se consigue por excitacioacuten de un gas sometido a descargas eleacutectricas entre dos electrodos Seguacuten el gas contenido en la laacutempara y la presioacuten a la que esteacute sometido tendremos diferente s tipos de laacutemparas cada una de ellas con sus propias caracteriacutesticas luminosas
Funcionamiento
En las laacutemparas de descarga la luz se consigue estableciendo una corriente eleacutectrica entre dos electrodos situados en un tub o lleno con un gas o vapor ionizado
En el interior del tubo se producen descargas eleacutectricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodo s Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los aacutetomos les transmite energiacutea y pueden suceder dos cosas
La primera posibilidad es que la energiacutea transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electroacuten de su orbital
Este puede a su vez chocar con los electrones de otros aacutetomos repitiendo el proceso Si este proceso no se limita se puede provocar la
destruccioacuten de la laacutempara por un exceso de corriente
La otra posibilidad es que el electroacuten no reciba suficiente energiacutea para ser arrancado En este caso el electroacuten pasa a ocupar otro orbital de
mayor energiacutea Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y raacutepidamente se vuelve a la situacioacuten inicial Al hacerlo el el ectroacuten libera la energiacutea extra en forma de radiacioacuten electromagneacutetica principalmente ultravioleta (UV) o visible Un electroacuten no puede tener un estad o energeacutetico cualquiera sino que soacutelo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura atoacutemica del aacutetomo Como la longitud de
onda de la radiacioacuten emitida es proporcional a la diferencia de energiacutea entre los estados inicial y final del electroacuten y los estados posibles no son infinitos es faacutecil comprender que el espectro de estas laacutemparas sea discontinuo
Relacioacuten entre los estados energeacuteticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro
La consecuencia de esto es que la luz emitida por la laacutempara no es blanca (por ejemplo en las laacutemparas de sodio a baja presioacute n es amarillenta) Por lo tanto la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es en general peor que en e l caso de las laacutemparas incandescentes que tienen un espectro continuo Es posible recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes mejorar la reproduccioacuten de los colores y aumentar la eficacia de las laacutemparas convirtiendo las nocivas emisiones ultraviole tas en luz visible
Elementos auxiliares
Para que las laacutemparas de descarga funcionen correctamente es necesario en la mayoriacutea de los casos la presencia de unos elem entos auxiliares cebadores y balastos Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensioacuten entre los electrodos del tubo
necesario para iniciar la descarga y vencer asiacute la resistencia inicial del gas a la corriente eleacutectrica Tras el encendido continua un periodo
transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal
Los balastos por contra son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la laacutempara y evitar asiacute un exce so de electrones circulando por el gas que aumentariacutea el valor de la corriente hasta producir la destruccioacuten de la laacutempara
Laacutemparas fluorescentes
Las laacutemparas fluorescentes son laacutemparas de vapor de mercurio a baja presioacuten (08 Pa)
En estas condiciones en el espectro de emisioacuten del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 2537 nm Para que estas
radiaciones sean uacutetiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles De la composicioacuten de estas sustancias dependeraacuten la cantidad y calidad de la luz y las cualidades cromaacuteticas de la laacutempara En la
actualidad se usan dos tipos de polvos los que producen un espectro continuo y los trifoacutesforos que emiten un espectro de tres bandas con los
colores primarios De la combinacioacuten estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo
Las laacutemparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior Estaacuten formadas por un tubo de diaacutemetro normalizado normalmente ciliacutendrico cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos El tubo de descarga estaacute relleno con vapor
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
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Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Eficacia luminosa de la laacutempara 10-20 lmW 75-11 lmW
Duracioacuten 1000 horas 1000 horas
Peacuterdidas de calor Conveccioacuten y radiacioacuten Radiacioacuten
Laacutemparas haloacutegenas de alta y baja tensioacuten
En las laacutemparas incandescentes normales con el paso del tiempo se produce una disminucioacuten significativa del flujo luminoso Esto se debe en parte al ennegrecimiento de la ampolla por culpa de la evaporacioacuten de partiacuteculas de wolframio del filamento y su posterior cond ensacioacuten sobre la ampolla
Agregando una pequentildea cantidad de un compuesto gaseoso con haloacutegenos (cloro bromo o yodo) normalmente se usa el CH2Br2 al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneracioacuten del haloacutegeno 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 estaacuten muy calientes (maacutes de 260 ordmC) no se deposita sobre estas
y permanece en estado gaseoso Cuando el bromuro de wolframio entra en contacto con el filamento que estaacute muy caliente se d escompone en W que se deposita sobre el filamento y Br que pasa al gas de relleno Y asiacute el ciclo vuelve a empezar
Ciclo del haloacutegeno
El funcionamiento de este tipo de laacutemparas requiere de temperaturas muy altas para que pueda realizarse el cic lo del haloacutegeno Por eso son maacutes
pequentildeas y compactas que las laacutemparas normales y la ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo que impide manipular la con los dedos para evitar su deterioro
Tienen una eficacia luminosa de 22 lmW con una amplia gama de potencias de trabajo (150 a 2000W) seguacuten el uso al que esteacuten destinadas Las laacutemparas haloacutegenas se utilizan normalmente en alumbrado por proyeccioacuten y cada vez maacutes en iluminacioacuten domeacutestica
Laacutemparas de Descarga
Las laacutemparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera maacutes eficiente y econoacutemica que las laacute mparas
incandescentes Por eso su uso estaacute tan extendido hoy en diacutea La luz emitida se consigue por excitacioacuten de un gas sometido a descargas eleacutectricas entre dos electrodos Seguacuten el gas contenido en la laacutempara y la presioacuten a la que esteacute sometido tendremos diferente s tipos de laacutemparas cada una de ellas con sus propias caracteriacutesticas luminosas
Funcionamiento
En las laacutemparas de descarga la luz se consigue estableciendo una corriente eleacutectrica entre dos electrodos situados en un tub o lleno con un gas o vapor ionizado
En el interior del tubo se producen descargas eleacutectricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodo s Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los aacutetomos les transmite energiacutea y pueden suceder dos cosas
La primera posibilidad es que la energiacutea transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electroacuten de su orbital
Este puede a su vez chocar con los electrones de otros aacutetomos repitiendo el proceso Si este proceso no se limita se puede provocar la
destruccioacuten de la laacutempara por un exceso de corriente
La otra posibilidad es que el electroacuten no reciba suficiente energiacutea para ser arrancado En este caso el electroacuten pasa a ocupar otro orbital de
mayor energiacutea Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y raacutepidamente se vuelve a la situacioacuten inicial Al hacerlo el el ectroacuten libera la energiacutea extra en forma de radiacioacuten electromagneacutetica principalmente ultravioleta (UV) o visible Un electroacuten no puede tener un estad o energeacutetico cualquiera sino que soacutelo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura atoacutemica del aacutetomo Como la longitud de
onda de la radiacioacuten emitida es proporcional a la diferencia de energiacutea entre los estados inicial y final del electroacuten y los estados posibles no son infinitos es faacutecil comprender que el espectro de estas laacutemparas sea discontinuo
Relacioacuten entre los estados energeacuteticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro
La consecuencia de esto es que la luz emitida por la laacutempara no es blanca (por ejemplo en las laacutemparas de sodio a baja presioacute n es amarillenta) Por lo tanto la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es en general peor que en e l caso de las laacutemparas incandescentes que tienen un espectro continuo Es posible recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes mejorar la reproduccioacuten de los colores y aumentar la eficacia de las laacutemparas convirtiendo las nocivas emisiones ultraviole tas en luz visible
Elementos auxiliares
Para que las laacutemparas de descarga funcionen correctamente es necesario en la mayoriacutea de los casos la presencia de unos elem entos auxiliares cebadores y balastos Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensioacuten entre los electrodos del tubo
necesario para iniciar la descarga y vencer asiacute la resistencia inicial del gas a la corriente eleacutectrica Tras el encendido continua un periodo
transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal
Los balastos por contra son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la laacutempara y evitar asiacute un exce so de electrones circulando por el gas que aumentariacutea el valor de la corriente hasta producir la destruccioacuten de la laacutempara
Laacutemparas fluorescentes
Las laacutemparas fluorescentes son laacutemparas de vapor de mercurio a baja presioacuten (08 Pa)
En estas condiciones en el espectro de emisioacuten del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 2537 nm Para que estas
radiaciones sean uacutetiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles De la composicioacuten de estas sustancias dependeraacuten la cantidad y calidad de la luz y las cualidades cromaacuteticas de la laacutempara En la
actualidad se usan dos tipos de polvos los que producen un espectro continuo y los trifoacutesforos que emiten un espectro de tres bandas con los
colores primarios De la combinacioacuten estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo
Las laacutemparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior Estaacuten formadas por un tubo de diaacutemetro normalizado normalmente ciliacutendrico cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos El tubo de descarga estaacute relleno con vapor
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
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Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Laacutemparas de Descarga
Las laacutemparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera maacutes eficiente y econoacutemica que las laacute mparas
incandescentes Por eso su uso estaacute tan extendido hoy en diacutea La luz emitida se consigue por excitacioacuten de un gas sometido a descargas eleacutectricas entre dos electrodos Seguacuten el gas contenido en la laacutempara y la presioacuten a la que esteacute sometido tendremos diferente s tipos de laacutemparas cada una de ellas con sus propias caracteriacutesticas luminosas
Funcionamiento
En las laacutemparas de descarga la luz se consigue estableciendo una corriente eleacutectrica entre dos electrodos situados en un tub o lleno con un gas o vapor ionizado
En el interior del tubo se producen descargas eleacutectricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodo s Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los aacutetomos les transmite energiacutea y pueden suceder dos cosas
La primera posibilidad es que la energiacutea transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electroacuten de su orbital
Este puede a su vez chocar con los electrones de otros aacutetomos repitiendo el proceso Si este proceso no se limita se puede provocar la
destruccioacuten de la laacutempara por un exceso de corriente
La otra posibilidad es que el electroacuten no reciba suficiente energiacutea para ser arrancado En este caso el electroacuten pasa a ocupar otro orbital de
mayor energiacutea Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y raacutepidamente se vuelve a la situacioacuten inicial Al hacerlo el el ectroacuten libera la energiacutea extra en forma de radiacioacuten electromagneacutetica principalmente ultravioleta (UV) o visible Un electroacuten no puede tener un estad o energeacutetico cualquiera sino que soacutelo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura atoacutemica del aacutetomo Como la longitud de
onda de la radiacioacuten emitida es proporcional a la diferencia de energiacutea entre los estados inicial y final del electroacuten y los estados posibles no son infinitos es faacutecil comprender que el espectro de estas laacutemparas sea discontinuo
Relacioacuten entre los estados energeacuteticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro
La consecuencia de esto es que la luz emitida por la laacutempara no es blanca (por ejemplo en las laacutemparas de sodio a baja presioacute n es amarillenta) Por lo tanto la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es en general peor que en e l caso de las laacutemparas incandescentes que tienen un espectro continuo Es posible recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes mejorar la reproduccioacuten de los colores y aumentar la eficacia de las laacutemparas convirtiendo las nocivas emisiones ultraviole tas en luz visible
Elementos auxiliares
Para que las laacutemparas de descarga funcionen correctamente es necesario en la mayoriacutea de los casos la presencia de unos elem entos auxiliares cebadores y balastos Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensioacuten entre los electrodos del tubo
necesario para iniciar la descarga y vencer asiacute la resistencia inicial del gas a la corriente eleacutectrica Tras el encendido continua un periodo
transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal
Los balastos por contra son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la laacutempara y evitar asiacute un exce so de electrones circulando por el gas que aumentariacutea el valor de la corriente hasta producir la destruccioacuten de la laacutempara
Laacutemparas fluorescentes
Las laacutemparas fluorescentes son laacutemparas de vapor de mercurio a baja presioacuten (08 Pa)
En estas condiciones en el espectro de emisioacuten del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 2537 nm Para que estas
radiaciones sean uacutetiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles De la composicioacuten de estas sustancias dependeraacuten la cantidad y calidad de la luz y las cualidades cromaacuteticas de la laacutempara En la
actualidad se usan dos tipos de polvos los que producen un espectro continuo y los trifoacutesforos que emiten un espectro de tres bandas con los
colores primarios De la combinacioacuten estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo
Las laacutemparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior Estaacuten formadas por un tubo de diaacutemetro normalizado normalmente ciliacutendrico cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos El tubo de descarga estaacute relleno con vapor
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
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Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
destruccioacuten de la laacutempara por un exceso de corriente
La otra posibilidad es que el electroacuten no reciba suficiente energiacutea para ser arrancado En este caso el electroacuten pasa a ocupar otro orbital de
mayor energiacutea Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y raacutepidamente se vuelve a la situacioacuten inicial Al hacerlo el el ectroacuten libera la energiacutea extra en forma de radiacioacuten electromagneacutetica principalmente ultravioleta (UV) o visible Un electroacuten no puede tener un estad o energeacutetico cualquiera sino que soacutelo puede ocupar unos pocos estados que vienen determinados por la estructura atoacutemica del aacutetomo Como la longitud de
onda de la radiacioacuten emitida es proporcional a la diferencia de energiacutea entre los estados inicial y final del electroacuten y los estados posibles no son infinitos es faacutecil comprender que el espectro de estas laacutemparas sea discontinuo
Relacioacuten entre los estados energeacuteticos de los electrones y las franjas visibles en el espectro
La consecuencia de esto es que la luz emitida por la laacutempara no es blanca (por ejemplo en las laacutemparas de sodio a baja presioacute n es amarillenta) Por lo tanto la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es en general peor que en e l caso de las laacutemparas incandescentes que tienen un espectro continuo Es posible recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes mejorar la reproduccioacuten de los colores y aumentar la eficacia de las laacutemparas convirtiendo las nocivas emisiones ultraviole tas en luz visible
Elementos auxiliares
Para que las laacutemparas de descarga funcionen correctamente es necesario en la mayoriacutea de los casos la presencia de unos elem entos auxiliares cebadores y balastos Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensioacuten entre los electrodos del tubo
necesario para iniciar la descarga y vencer asiacute la resistencia inicial del gas a la corriente eleacutectrica Tras el encendido continua un periodo
transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal
Los balastos por contra son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la laacutempara y evitar asiacute un exce so de electrones circulando por el gas que aumentariacutea el valor de la corriente hasta producir la destruccioacuten de la laacutempara
Laacutemparas fluorescentes
Las laacutemparas fluorescentes son laacutemparas de vapor de mercurio a baja presioacuten (08 Pa)
En estas condiciones en el espectro de emisioacuten del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 2537 nm Para que estas
radiaciones sean uacutetiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles De la composicioacuten de estas sustancias dependeraacuten la cantidad y calidad de la luz y las cualidades cromaacuteticas de la laacutempara En la
actualidad se usan dos tipos de polvos los que producen un espectro continuo y los trifoacutesforos que emiten un espectro de tres bandas con los
colores primarios De la combinacioacuten estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo
Las laacutemparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior Estaacuten formadas por un tubo de diaacutemetro normalizado normalmente ciliacutendrico cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos El tubo de descarga estaacute relleno con vapor
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
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Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal
Los balastos por contra son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la laacutempara y evitar asiacute un exce so de electrones circulando por el gas que aumentariacutea el valor de la corriente hasta producir la destruccioacuten de la laacutempara
Laacutemparas fluorescentes
Las laacutemparas fluorescentes son laacutemparas de vapor de mercurio a baja presioacuten (08 Pa)
En estas condiciones en el espectro de emisioacuten del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 2537 nm Para que estas
radiaciones sean uacutetiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles De la composicioacuten de estas sustancias dependeraacuten la cantidad y calidad de la luz y las cualidades cromaacuteticas de la laacutempara En la
actualidad se usan dos tipos de polvos los que producen un espectro continuo y los trifoacutesforos que emiten un espectro de tres bandas con los
colores primarios De la combinacioacuten estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo
Las laacutemparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior Estaacuten formadas por un tubo de diaacutemetro normalizado normalmente ciliacutendrico cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos El tubo de descarga estaacute relleno con vapor
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
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Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
de mercurio a baja presioacuten y una pequentildea cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones
La eficacia de estas laacutemparas depende de muchos factores potencia de la laacutempara tipo y presioacuten del gas de relleno propieda des de la sustancia
fluorescente que recubre el tubo temperatura ambiente Esta uacuteltima es muy importante porque determina la presioacuten del gas y en uacuteltimo teacutermino el flujo de la laacutempara La eficacia oscila entre los 38 y 91 lmW dependiendo de las caracteriacutesticas de cada laacutempara
Balance energeacutetico de una laacutempara fluorescente
La duracioacuten de estas laacutemparas se situacutea entre 5000 y 7000 horas Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia e misora que recubre los electrodos hecho que se incrementa con el nuacutemero de encendidos impide el encendido al necesitarse una tensioacuten de ruptura superior a la
suministrada por la red Ademaacutes de esto hemos de considerar la depreciacioacuten del flujo provocada por la peacuterdida de eficacia d e los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora
El rendimiento en color de estas laacutemparas variacutea de moderado a excelente seguacuten las sustancias fluorescentes empleadas Para la s laacutemparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisioacuten su valor estaacute entre 80 y 90 De igual forma la apariencia y la temperatura de color
variacutea seguacuten las caracteriacutesticas concretas de cada laacutempara
Apariencia de color Tcolor (K)
Blanco caacutelido 3000
Blanco 3500
Natural 4000
Blanco friacuteo 4200
Luz diacutea 6500
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
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Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Las laacutemparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares Para limitar la corriente q ue atraviesa el tubo
de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin eacutel En el
primer caso el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensioacuten de arranque En el segundo c aso tenemos las laacutemparas de arranque raacutepido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantaacuteneo en que la ignicioacuten se consigue
aplicando una tensioacuten elevada
Maacutes modernamente han aparecido las laacutemparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador Son laacutempa ras pequentildeas
con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las laacutemparas incandescentes con ahorros de hasta el 70 de energiacute a y unas buenas prestaciones
Conozca nuestros Dimmers para balastos electroacutenicos de compactastubos y Nuestros transformadores electroacutenicos
Laacutemparas de vapor de mercurio a alta presioacuten
A medida que aumentamos la presioacuten del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiacioacuten ultravioleta carac teriacutestica de la laacutempara a baja presioacuten pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 4047 nm azul 4358 nm verde 5461 nm y
amarillo 579 nm)
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Espectro de emisioacuten sin corregir
En estas condiciones la luz emitida de color azul verdoso no contiene radiaciones rojas Para resolver este problema se acostumbra a antildeadir
sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro De esta manera se mejoran las caracteriacutesticas cromaacuteticas de la laacutempara La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con iacutendices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente La vida uacutetil teniendo en cuenta
la depreciacioacuten se establece en unas 8000 horas La eficacia oscila entre 40 y 60 lmW y aumenta con la potencia aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia antildeadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visib le
Balance energeacutetico de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten
Los modelo maacutes habituales de estas laacutemparas tienen una tensioacuten de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la re d de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar proacuteximo a uno d e los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales A continuacioacuten se inici a 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 vaporizacioacuten del mercurio y un
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
incremento progresivo de la presioacuten del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales Si en estos momentos se apagara la
laacutempara no seriacutea posible su reencendido hasta que se enfriara puesto que la alta presioacuten del mercurio hariacutea necesaria una tensioacuten de ruptura muy alta
Laacutemparas de luz de mezcla
Las laacutemparas de luz de mezcla son una combinacioacuten de una laacutempara de mercurio a alta presioacuten con una laacutempara incandescente y h abitualmente un recubrimiento fosforescente El resultado de esta mezcla es la superposicioacuten al espectro del mercurio del espectro continuo caracteriacutestico de
la laacutempara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Espectro de emisioacuten de una laacutempara de luz de mezcla
Su eficacia se situacutea entre 20 y 60 lmW y es el resultado de la combinacioacuten de la eficacia de una laacutempara incandescente con l a de una laacutempara de descarga Estas laacutemparas ofrecen una buena reproduccioacuten del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K
La duracioacuten viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo Respecto a la depreciacioacuten 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 p eacuterdida de eficacia
de los polvos fosforescentes En general la vida media se situacutea en torno a las 6000 horas
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Una particularidad de estas laacutemparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actuacutea como estabilizador de la co rriente Esto las
hace adecuadas para sustituir las laacutemparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones
Laacutemparas de halogenuros metaacutelicos
Si antildeadimos en el tubo de descarga yoduros metaacutelicos (sodio talio indio) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reprod ucir el color de la laacutempara de vapor de mercurio Cada una de estas sustancias aporta nuevas liacuteneas al espectro (por ejemplo amaril lo el sodio verde el
talio y rojo y azul el indio)
Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
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Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
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Espectro de emisioacuten de una laacutempara con halogenuros metaacutelicos
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros antildeadidos y un rendimiento del
color de entre 65 y 85 La eficiencia de estas laacutemparas ronda entre los 60 y 96 lmW 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)
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Las excelentes prestaciones cromaacuteticas la hacen adecuada entre otras para la iluminacioacuten de instalaciones deportivas para re transmisiones de TV estudios de cine proyectores etc
Laacutemparas de vapor de sodio a baja presioacuten (SBP)
La descarga eleacutectrica en un tubo con vapor de sodio a baja presioacuten produce una radiacioacuten monocromaacutetica caracteriacutestica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 5896 nm) muy proacuteximas entre siacute
Espectro
La radiacioacuten emitida de color amarillo estaacute muy proacutexima al maacuteximo de sensibi lidad del ojo humano (555 nm) Por ello la eficacia de estas laacutemparas es muy elevada (entre 160 y 180 lmW) Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual ademaacutes de una buena percepcioacuten de contrastes Por contra su mono cromatismo hace que la reproduccioacuten de colores y el rendimiento en color sean muy malos
haciendo imposible distinguir los colores de los objetos
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Balance energeacutetico de una laacutempara de vapor de sodio a baja presioacuten
La vida media de estas laacutemparas es muy elevada de unas 15000 horas y la depreciacioacuten de flujo luminoso que sufren a lo larg o de su vida es muy
baja por lo que su vida uacutetil 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 puacuteblico aunque tambieacuten se utiliza con finalidades decorativas En cuanto al final de su vida uacutetil este se
produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras laacutemparas de descarga Aunque tambieacuten se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior
En estas laacutemparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las peacuterdidas por calor y reducir el tamantildeo de la laacutempara Estaacute elaborado de
materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequentildeas hendiduras para facilitar la concen tracioacuten del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible El tubo estaacute encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vaciacuteo con objeto de aumentar el aislamiento teacutermico De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ordmC)
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
El tiempo de arranque de una laacutempara de este tipo es de unos diez minutos Es el tiempo necesario desde que se inicia la desc arga en el tubo en
una mezcla de gases inertes (neoacuten y argoacuten) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz Fiacutesicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neoacuten) a la amarilla caracteriacutestica del sodio Se procede asiacute para reducir la tensioacuten de encendido
Laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten (SAP)
Construccioacuten de las laacutemparas
Esta constituida por una ampolla oacute cubierta externa de vidrio transparente oacute con recubrimiento blanco y en diferentes formatos ovoidal oacute tubular Esa ampolla reduce la emisioacuten de calor estabiliza mejor la temperatura de trabajo y aiacutesla eleacutectricamente En el interior se encuentra un tubo recto de aluacutemina (oacutexido de aluminio) por el que se produciraacute la descarga
Este tubo deberaacute soportar el fuerte efecto corrosivo del sodio a altiacutesimas temperaturas cuando la laacutempara esteacute funcionando en reacutegimen Los otros elementos que se adicionan son el mercurio y el gas xenoacuten que ayudaraacuten en el mejor control de la tensioacuten de arco en mejorar la reproduccioacuten cromaacutetica y ayudar a la ignicioacuten
Particularidades de las laacutemparas SAP
Como toda laacutempara de descarga necesita un elemento oacute balasto que limite y regule la corriente una vez que se ha iniciado la i gnicioacuten Pero a diferencia de las otras laacutemparas de descarga la caracteriacutestica de la curva tensioacuten corriente tiene pendiente positiva es decir a medida
que aumenta la corriente tambieacuten lo hace la tensioacuten de arco y ademaacutes con la acumulacioacuten de horas de funcionamiento esta tensioacuten de arco se va incrementando Este efecto es el que produciraacute el apagado de la laacutempara cuando la tensioacuten de arco no pueda ser sustentada por la tensioacuten de red De donde se deduce que si los niveles de tensioacuten decaen la laacutempara se apagaraacute anticipadamente
Punto de trabajo con balasto convencional Por todo lo anteriormente dicho se ha establecido que la laacutempara SAP debe trabajar en un rango de tensiones y potencias bien delimitados
Es tarea del balasto proveer la mejor regulacioacuten posible dentro de este rango Graficado esos liacutemites de funcionamiento obtenemos
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Por cada laacutempara habraacute un trapezoide caracteriacutestico tomando como caso la SAP 150W tenemos los siguientes juegos de valores (veacutertices del
trapezoide) Punto A 73 V 105W
Punto B 103V 190W Punto C 175V 190W Punto D 113V 105W
Rendimiento lumiacutenico
Comparando los diversos tipos de laacutemparas de descarga observamos que si bien las laacutemparas de sodio de baja presioacuten son las de mayor rendimiento sin embargo emiten una luz amarillo dorada muy intensa cuyo iacutendice de reproduccioacuten cromaacutetica es muy bajo
Tipo de laacutempara Eficacia sin balasto (lmW)
Fluorescentes 38-91
Luz de mezcla 19-28
Mercurio a alta presioacuten 40-63
Halogenuros metaacutelicos 75-95
Sodio a baja presioacuten 100-200
Sodio a alta presioacuten 90-130
Funcionamiento con balasto electroacutenico
El balasto electroacutenico es calibrado a la potencia deseada y es totalmente independiente de las variaciones de la tensioacuten de red por lo
tanto si graficamos la zona de trabajo en el trapezoide esta se reduce a una pequentildea banda que es la de calibracioacuten
El trapezoide pequentildeo es donde trabajaraacute el balasto electroacutenico En comparacioacuten con el trapezoide mayor admitido para el balasto
convencional el electroacutenico trabaja con mucha mayor precisioacuten posibilitando de esta forma un ahorro energeacutetico
Coseno fi y distorsioacuten armoacutenica
El electroacutenico presenta excelentes caracteriacutesticas con un coseno fi de 098 y distorsioacuten armoacutenica tiacutepica del 5
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
La corriente es senoidal y en fase con la tensioacuten de red
Contenido armoacutenico Cabe mencionar ademaacutes que tanto el coseno fi como la distorsioacuten mantienen el valor para todo el rango de
funcionamiento esto es 130 a 250Vca
En particular las de sodio de alta presioacuten son de alto rendimiento lumiacutenico en donde aventajan a las de mercurio y en cuanto a su reproduccioacuten cromaacutetica se situacutean entre estas y las de sodio de baja presioacuten
Las laacutemparas de vapor de sodio a alta presioacuten tienen una distribucioacuten espectral que abarca casi todo el espectro visible prop orcionando una luz blanca dorada mucho maacutes agradable que la proporcionada por las laacutemparas de baja presioacuten
Espectro
Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (Tcolor= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las laacutemparas a baja presioacuten (IRC = 25 aunque hay modelos de 65 y 80 ) No obstante esto se consigue a base de sacrificar eficacia aunque su
valor que ronda los 130 lmW sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de laacutemparas
Balance energeacutetico
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
La vida media de este tipo de laacutemparas ronda las 20000 horas y su vida uacutetil entre 8000 y 12000 horas Entre las causas que limitan la duracioacuten de la laacutempara ademaacutes de mencionar la depreciacioacuten del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento
progresivo de la tensioacuten de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento
Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ordmC) la presioacuten y las agresiones q uiacutemicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga En su interior hay una mezcla de sodio vapor de mercurio que actuacutea como
amortiguador de la descarga y xenoacuten que sirve para facilitar el arranque y reducir las peacuterdidas teacutermicas El tubo estaacute rodead o por una ampolla en la que se ha hecho el vaciacuteo La tensioacuten de encendido de estas laacutemparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Este tipo de laacutemparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminacioacuten de interiores como de exteriores Algunos ejemplo s son en iluminacioacuten de naves industriales alumbrado puacuteblico o iluminacioacuten decorativa
Caracteriacutesticas de un balasto convencional compensacioacuten de coseno fi distorsioacuten armoacutenica Dado que un balasto tipo convenci onal presenta un
coseno fi fuertemente inductivo (tiacutepicamente de 044) se hace necesario compensar este bajo valor Con el agregado de condensadores en la red mejoramos esta condicioacuten pero a expensas de empeorar otro factor que es la distorsioacuten armoacutenica
Siguiendo con el ejemplo de SAP 150W con el agregado de 20uF llevamos el valor de coseno fi a 085 pero la distorsioacuten se incrementa hasta un 30 oacute 40
Las curvas de corriente son las siguientes Forma de onda donde se observa la deformacioacuten en la corriente Contenido armoacutenico Si bien el coseno fi quedoacute en un valor aceptable de 085 aparece un alto contenido de armoacutenicas
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Balastos electroacutenicos
Una alternativa rentable para la iluminacioacuten comercial Sustituyen a las reactancias de los tubos fluorescentes y ahorran ene rgiacutea
DESCRIPCIOacuteN
Los balastos son los componentes auxiliares de las laacutemparas fluorescentes que sirven para estabilizar la descarga en el interior del tubo y en definitiva la emisioacuten de luz
CARACTERIacuteSTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La frecuencia a la que operan los balastos electroacutenicos estaacute muy por encima de la gama audible cuyo l iacutemite superior estaacute aproximadamente en
los 20 Khz lo cual garantiza un funcionamiento silencioso Seguacuten fabricantes y modelos de balastos la frecuencia se situacutea entre 25 kHz y 40 kHz
Ademaacutes de la estabilizacioacuten el balasto electroacutenico asume el encendido de la laacutempara fluorescente sin necesidad de cebador El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos que da como resultado un encendido casi instantaacuteneo del orden de 05 segundos
Hasta hace pocos antildeos los balastos habituales eran las conocidas reactancias formadas por una bobina de tipo inductivo que satisfaciacutean los requisitos de funcionamiento aunque de forma poco eficiente desde el punto de vista energeacutetico
Las investigaciones realizadas en este campo permitieron averiguar que al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo aumentaba su eficacia luminosa (maacutes cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eleacutectrica) Y asiacute para hacer funcionar el tubo a alta fre cuencia nacieron los
balastos electroacutenicos
El balasto tiene por objeto estabilizar la descarga en el interior del tubo fluorescente para asegurar el correcto funcionamiento y la adecuada
duracioacuten de la laacutempara Al incrementar la frecuencia de operacioacuten del tubo fluorescente aumenta la eficacia luminosa Por ejemplo si la frecuencia se eleva por encima de 15 Khz manteniendo constante la potencia el flujo luminoso se incrementa aproximadamente un 10
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Una mejora energeacutetica como eacutesta no puede lograrse con los balastos convencionales las conocidas reactanci as de tipo inductivo que funcionan
a la frecuencia de la red El tubo debe operar a alta frecuencia y esta funcioacuten la asume un balasto electroacutenico que convierte la frecuencia de la red (50 Hz) en frecuencias superiores a 25 kHz
En la actualidad se fabrican Transformadores electroacutenicos (Balasto) incluso Dimables Dimables que permiten la regulacioacuten del flujo luminoso para los siguientes grupos de laacutemparas fluorescentes
Tubos de diaacutemetro 26 mm (estaacutendar actual)
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de
luz
Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 16 20 1400 88 70
2 x 16 39 2800 88 72
3 x 16 59 4200 88 71
4 x 16 78 5600 88 72
1 x 32 36 3200 100 89
2 x 32 72 6400 100 89
1 x 50 56 5000 100 89
2 x 50 112 10000 100 89
Tubos de diaacutemetro 16 mm
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
Agradecemos la extensa informacioacuten de Jav ier Garciacutea Fernaacutendez Mas Informacioacuten
Estos tubos fluorescentes ademaacutes de un menor diaacutemetro tienen una longitud maacutes reducida que los tubos de 26mm Estaacuten disentildeados para funcionar tambieacuten con balastos electroacutenicos y son los maacutes eficientes por el momento de toda la gama de tubos fluorescentes
La tabla muestra las caracteriacutesticas teacutecnicas y energeacuteticas de estos tubos para diversos tipos de puntos de luz
Punto de luz Potencia sistema
(W)
Flujo luminoso
(lm)
Eficacia laacutempara
(lmW)
Eficacia sistema
(lmW)
1 x 14 17 1350 96 79
2 x 14 32 2700 96 84
3 x 14 52 4050 96 78
4 x 14 66 5400 96 82
1 x 21 24 2100 100 88
2 x 21 47 4200 100 89
1 x 28 32 2900 104 90
2 x 28 65 5800 104 89
1 x 35 39 3650 104 94
2 x 35 80 7300 104 91
1 x 49 55 5000 102 91
2 x 49 108 10000 102 93
Laacutemparas fluorescentes compactas
COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
Conoce nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
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COMPONENTES
Los componentes principales de un Transformador electroacutenico (Balasto) son
Filtro de bajas frecuencias que limita las oscilaciones armoacutenicas y las radio interferencias y protege los componentes electroacutenicos contra los picos de tensioacuten de la red
Rectificador o convertidor de corriente alterna en continua Oscilador de potencia que permite variar la frecuencia de alimentacioacuten a las laacutemparas
Los Transformadores (Balastos) electroacutenicos que permiten regular el flujo luminoso incluyen ademaacutes de los componentes indicados un circuito de regulacioacuten de flujo con toma 1-10v Vea tambieacuten nuestros Reguladores para balastos electroacutenicos
Existen dos posibles utilizaciones de los Transformadores electroacutenicos con los tubos fluorescentes
Mantener los tubos existentes (kriptoacuten) de potencia nominal 18 36 y 58 W Usar tubos especiales para alta frecuencia (argoacuten) de potencia nominal 16 32 y 50 W
Con ambos sistemas se obtienen prestaciones similares En comparacioacuten con la solucioacuten de reactancias convencionales la potencia absorbida por la
laacutempara se reduce un 10 el flujo luminoso emitido tambieacuten disminuye pero soacutelo un 4 Por lo tanto la eficacia luminosa aumenta hasta 100 lmW para la laacutempara y casi 90 lmW para el sistema completo (laacutempara y balasto) Estas cifras
suponen un ahorro de energiacutea del 20 al 25 con relacioacuten a las reactancias convencionales
La gama de balastos incluye normalmente modelos para uno o dos tubos en las potencias maacutes bajas (18 oacute 16 W) algunos fabrican tes ofrecen tambieacuten balastos para tres y cuatro tubos Cuantos maacutes tubos maacutes reactancias convencionales se sustituyen por un solo balasto electroacutenico y mayor es la
rentabilidad
Estos balastos son vaacutelidos para toda la gama de tubos con independencia de su tonalidad o rendimiento de color Los datos contenidos en la tabla corresponden a los tubos de tipo trifoacutesforo recomendables en iluminacioacuten de locales comerciales y de oficinas
Para los distintos tipos de puntos de luz la tabla muestra la potencia del sistema (laacutempara y balasto electroacutenico) el flujo luminoso emitido y la eficacia luminosa tanto la referida a la laacutempara como al conjunto del sistema
Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
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Alcanzan la rentabilidad alrededor de las 5000 horas de funcionamiento por lo que se recomiendan especialmente en usos de c onexioacuten
prolongada tiacutepicos del sector comercial
Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
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Frente a las reactancias convencionales los Transformadores electroacutenicos presentan las siguientes ventajas
Ahorran energiacutea hasta un 25 para la misma emisioacuten de luz
Alargan la vida uacutetil de la laacutempara hasta 12000 horas es decir un 50 maacutes
Encendido instantaacuteneo sin parpadeo
Desconexioacuten automaacutetica en caso de laacutempara defectuosa
Consiguen un factor de potencia proacuteximo a la unidad
Existen Balastos con regulacioacuten de luz continua desde 3 a 100 incluso en funcioacuten de la aportacioacuten de luz natural (equipos especiales)
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Tipos de Tubos y Compactas
Para las configuraciones habituales de puntos de luz las potencias del sistema (laacutempara maacutes bal asto) con reactancia convencional y con balasto
electroacutenico y el ahorro de energiacutea que se consigue en cada caso son
Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
2x58 oacute 2x50 140 W 112 W 20
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Punto de luz
Potencia del sistema
Ahorro de energiacutea
Reactancia Balasto electroacutenico
1x18 oacute 1x16 25 W 20 W 20
2x18 oacute 2x16 50 W 39 W 22
1x36 oacute 1x32 45 W 36 W 20
2x36 oacute 2x32 90 W 72 W 20
1x58 oacute 1x50 70 W 56 W 20
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