La bombilla para siempre: ¡esta es la manga!
Elhuyar Fundazioa
La noticia se publicó el pasado verano. Una empresa estadounidense, "Intersource Technologies", reivindicó a cuatro vientos: Hemos inventado una lámpara eléctrica revolucionaria para el hogar, sin filamentos ni electrodos. En condiciones normales de trabajo funcionará durante 14 años y sólo necesitará una cuarta parte de la energía eléctrica absorbida por las bombillas convencionales (lámparas incandescentes) para proporcionar el mismo flujo luminoso.
La noticia provocó numerosas tintas en los medios de comunicación. Parecía que el nuevo producto iba a revolucionar la industria de las lámparas eléctricas de la noche a la mañana y ponerlas patas arriba. Esta nueva lámpara es una lámpara de inducción. Como todas las lámparas eléctricas, la energía eléctrica se transforma en energía luminosa, pero para ello utiliza ondas de radio. Las ondas provocan una descarga eléctrica en una mezcla de gases dentro del tubo de vidrio. La mayor parte de las reacciones físicas y químicas que deterioran las lámparas incandescentes (bombillas normales) y las lámparas de descarga (tubos fluorescentes, etc.) y finalmente las deterioran, evitan las lámparas de inducción, separando los componentes eléctricos de la parte de la lámpara en la que se genera la luz. Por tanto, modifica la base tecnológica de la industria de lámparas.
En principio, la idea de iluminación de inducción no es nueva, pero hasta ahora no se ha conseguido una lámpara de inducción económicamente competitiva en el mercado. El problema es que un emisor de radio de potencia suficiente para producir luz en una mezcla de gas en un tubo de vidrio emite ondas largas que interfieren las señales de televisión y otras como las de los marcapasos. Para limitar o eliminar estas emisiones se necesitan aparatos electrónicos caros o cubiertas físicas. Por ejemplo, Philips ha lanzado hace dos años una lámpara de inducción, pero es muy cara: 70.000 pts. (3.500 volúmenes) son válidas para cada lámpara y de gran potencia, por lo que no son válidas para uso doméstico. Este tipo de lámparas se han empezado a utilizar en túneles de carreteras debido al elevado coste de su sustitución.
La empresa californiana parece haber ideado un sistema económico para solucionar el problema de las interferencias, con un precio de 1.100-2.000 pts. (55-100 vol.) ha anunciado que será el medio.
¿Es cierto lo que viene la revolución?
La industria de iluminación está investigando la tecnología de inducción y, en general, lo que está haciendo es cierto. Sin embargo, nadie cree que las lámparas convencionales se obsoletas nada más decir a Jesús amén. Por otra parte, si alguien cree que la industria de la iluminación no quiere impulsar lámparas de larga duración y que los bolsillos se llenan de cara lanzando lámparas de corta duración, está completamente equivocado. La tecnología de iluminación está en continua renovación en cuatro áreas: eficiencia lumínica (es decir, aumento del flujo luminoso de la lámpara sin aumentar la potencia eléctrica absorbida), duración de las lámparas, estética y, por último, precio. En otras palabras, el rendimiento de las lámparas es cada vez mayor, duran más, son cada vez más pequeñas y bonitas, y cada vez más baratas.
Pero, ¿a qué mira el consumidor medio al comprar la lámpara? Estética y precio, que deja en segundo plano la eficiencia luminosa y la duración. Por ello, las bombillas convencionales (lámparas incandescentes con filamentos de wolframio) son las más utilizadas todavía en los hogares. Por el contrario, en el alumbrado público prevalece la eficiencia. Es por ello que en calles y carreteras se utilizan lámparas de sodio a baja presión, a pesar de que proporcionan luz amarilla y baja.
¿Y las bombillas de siempre qué?
El diseño de la bombilla tradicional no ha variado demasiado desde que Thomas Alva Edison patentó hace más de 100 años. A través de un filamento, rodeado de un gas inerte, se hace pasar la corriente eléctrica calentando el filamento hasta su elevación (hasta 2.500 ºC en bombillas normales de la casa). Estas lámparas son muy baratas y de fácil fabricación, pero tienen dos grandes defectos: 1) Sólo el 10% de la energía eléctrica que absorben se transforma en energía luminosa.
El resto se gasta calentando la lámpara. 2) La duración media es sólo de unas 1000 horas. La duración puede aumentar si el filamento se calienta lentamente, debido a errores microscópicos en la estructura cristalina del metal filamentoso que se calienta rápidamente. Al pulsar el interruptor hay dispositivos que aumentan progresivamente la tensión eléctrica en el filamento, pero son caros y no son rentables.
Lámparas halógenas
Sin embargo, se han producido innovaciones en el campo de la lámpara incandescente. En la década de 1960 se produjo un avance significativo en la duración y eficiencia luminosa con la aparición de lámparas de wolframio/halógeno. Cuanto mayor es la temperatura del filamento, más luz da. Sin embargo, el sobrecalentamiento del filamento en las lámparas convencionales hace que las fracciones de wolframio se evaporen y luego se acumulen formando una capa oscura dentro de la bombilla. Entonces la lámpara emite menos luz y además el filamento se adelgaza, es decir, se rompe antes.
A finales de la década de 1950 los investigadores descubrieron algo sorprendente: si añadimos un poco de halógeno al gas inerte dentro de la bombilla, el gas reacciona con el wolframio evaporado que se escapa del filamento formando un halogenuro metálico, que se sitúa en las partes más frías del filamento. Este “ciclo del halógeno” ha permitido la fabricación de un filamento de mayor duración, que permite una mayor temperatura, es decir, una lámpara de mayor eficiencia lumínica.
La eficiencia actual de las lámparas halógenas es el doble que la de las lámparas convencionales y 3 (?) duran más veces. Pero son más caros.
Lámparas de descarga
El área de lámparas de descarga es la que más ha desarrollado la industria de iluminación. En estas lámparas la luz se genera mediante la excitación de un gas o vapor mediante una descarga eléctrica. La eficiencia de estas lámparas es mucho mayor que la de las incandescentes: Las normales de vatio e incandescencia emiten más de 200 plumas, sólo 12. Además, duran mucho más. Pero no todas son ventajas. Estas lámparas son muy eficientes, pero tienen un amplio espectro de colores.
Por ejemplo, las lámparas de sodio dan mucha luz, pero la luz es amarilla, no blanca. Además, a diferencia de las incandescentes, la intensidad luminosa total no se alcanza bruscamente: necesitan un “tiempo de calentamiento”. Por otro lado, para el mantenimiento del arco eléctrico se requiere un circuito de control, es decir, la lámpara necesita un dispositivo junto al que necesita espacio y que encarece la lámpara. Por último, cabe señalar que este tipo de lámparas difícilmente pueden fabricarse a una potencia nominal inferior a 150 vatios. En consecuencia, no se pueden utilizar en viviendas, oficinas, comercios, etc. de pequeño volumen, ya que proporcionan un exceso de luz.
Sin embargo, la industria de iluminación ha tratado constantemente de superar los inconvenientes de estas lámparas. Fruto de ello son las lámparas fluorescentes que todos conocemos, con una eficiencia de 80-90 lúmenes por vatio. Son lámparas de descarga de vapor de mercurio. En el tubo de descarga se encuentra el vapor de mercurio mezclado con cripton y argona. El tubo es de vidrio y su superficie interior está cubierta por una capa de polvo de fósforo. En el ambiente de esta mezcla de gas y vapor, la descarga eléctrica produce radiación verde y azul, pero sobre todo radiación ultravioleta invisible para el ojo humano.
La capa de fósforo en polvo absorbe la radiación ultravioleta y la expulsa como radiación de longitud de onda visible. Esto, mezclado con la radiación azul y verde, parece dar luz blanca. Dependiendo del polvo de fósforo que se utilice, se obtendrá este color. Sin embargo, el color de la luz obtenida está algo más lejos del color de la luz del día que el de las lámparas incandescentes. En la escala de obtención de la “calidad” de la luz, las lámparas incandescentes tienen un valor de 100, es decir, la luz del día, y los tubos fluorescentes convencionales entre 55 y 90.
La última novedad en lámparas de descarga son las lámparas de descarga de alta intensidad comercializadas hace pocos años, que aportan una alta eficiencia y un color de luz “natural”. La eficiencia de estas lámparas es 6 veces mayor que la de la bombilla convencional. Pero la potencia mínima fabricada es de 150 vatios. Esto proporciona una intensidad luminosa de 12.000 lúmenes, demasiado grande para usos domésticos y similares. Además, es caro: casi 9.000 ptas. (450 vols.) Válido. Por ello, este tipo de lámparas sólo pueden utilizarse en escaparates de tiendas y similares.
¿Y por qué cambiar la bombilla de siempre?
¿Por qué estas nuevas lámparas son tan caras? Porque tienen un proceso de fabricación difícil. Los compuestos químicos deben mezclarse en cantidades muy pequeñas y precisas, controlados por ordenador y en condiciones muy especiales. Por ello, en la industria de iluminación nadie cree por el momento que ninguna lámpara sustituirá a la bombilla tradicional en nuestros hogares.
Sin embargo, con este objetivo se ha habilitado otro tipo de lámparas: la lámpara fluorescente compacta, comercializada hace unos 8 años. La industria de la iluminación ha invertido miles de millones en el desarrollo y marketing de esta lámpara. ¿Qué tienen bien? Por un lado, para la misma intensidad luminosa, absorbe entre 4 y 5 veces menos energía eléctrica que la bombilla convencional. Por otro lado, tiene una duración entre 6 y 8 veces superior a la bomba convencional. Son pequeñas y compatibles, es decir, se pueden sustituir la bombilla convencional (no siempre, a decir verdad) porque se conectan en la misma casa de lámparas. En cuanto al color de luz, los nuevos polvos de fósforo encontrados permiten obtener una buena luz: 85 en una escala de 100.
Las ventajas de este tipo de lámparas, por tanto, son evidentes. Pero los consumidores normales no utilizamos este tipo de argumentaciones. 3.000 ptas (150 vols.) Más que pagar una vez y olvidarse de la lámpara de largo tiempo, 125 pts. (6 vols.) Preferimos comprar bombillas convencionales de valor sin parar y pagar más a la compañía eléctrica. Despilfarramos energía y dinero como se ve en el cuadro de la página anterior. Las excusas son fáciles de encontrar: tienen forma fea, al principio hay que pagar mucho, no siempre sirven para cambiar de ...
La lámpara compacta retira todavía la pequeña parte del mercado de la bombilla tradicional. Además, cerca del 70% de las lámparas compactas que se venden se utilizan en la industria y no en los hogares.
Si ya ha tenido un éxito limitado, ahora parece que le aparecerá un duro competidor, la lámpara de inducción que hemos mencionado al comienzo del artículo. Por lo tanto, en breve podría iniciarse la guerra comercial entre las lámparas compactas y las lámparas de inducción. En esta hipotética batalla, además de los precios, la duración y la eficiencia, es fácil detectar que se utilizará el “marketing del verde”, que ahora está en plena actualidad en productos industriales. La ecología se vende.
Por lo tanto, nos quieren vender “verdor”, diciendo que esa lámpara es más verde que la otra. ¡Pero cuidado! El verdor no se mide sólo por el consumo de energía. Cada lámpara fluorescente compacta contiene 12 miligramos de mercurio, muy tóxico. Asimismo, el proceso de fabricación de estos complejos circuitos con lámparas de inducción es perjudicial para el medio ambiente. En este sentido, la lámpara incandescente con filamento de wolframio convencional, la bombilla de siempre, pese a ser un derroche de energía, habría que decir que es “más verde” que sus competidores.
Incandescentes Lámparas halógenas Tubos fluorescentes Fluorescentes compactos Lámparas de inducción
12 22 80 50 1.000 6.000 6.000 6.000 euros de sobresalienteZu idazle
Zientzia aldizkaria
