Características de las lámparas de descarga
Todas las lámparas cuya acción se basa en la conversión de las propiedades del gas se denominan lámparas de descarga. Existen diferentes tipos y se utilizan en una gran variedad de aplicaciones. Se distinguen por su eficacia, fiabilidad y buena reproducción del color.
¿Qué son las lámparas de descarga?
Una lámpara de descarga (GDL) es un pequeño dispositivo eléctrico que emite luz visible en un espectro definido.
Cada dispositivo contiene los siguientes componentes:
- Una bombilla de vidrio con electrodos llenos de gas;
- aparato de control en forma de módulo electrónico o de resistencia limitadora
- La base para la incorporación al equipo.
Variedad
Las lámparas de descarga de gas se dividen en lámparas de descarga de baja presión y de alta presión. Cada grupo tiene sus propias características específicas, que influyen en la elección de una aplicación concreta.
Lámparas de descarga de baja presión
El ejemplo más conocido de una GRL de baja presión es la lámpara fluorescente. Consiste en un tubo que está recubierto en su interior con un fósforo. Los electrodos reciben un impulso de alta tensión y se calientan.
Cuando se calienta, se genera una carga de incandescencia entre los contactos y se genera radiación UV en el entorno gaseoso de la bombilla, que actúa sobre el fósforo y lo hace brillar.
Una variante de las lámparas fluorescentes (LL) son los dispositivos compactos que se marcan con la abreviatura CLL y no se diferencian del modelo anterior salvo en el tamaño. Todos los dispositivos tienen un elemento de control integrado en la base.
Las lámparas de inducción merecen una consideración aparte. No tienen electrodos en su interior y la ionización se produce mediante un campo magnético de alta frecuencia. Normalmente se utiliza una mezcla de vapor de argón y mercurio en la bombilla, que afecta al fósforo.
Lámparas de descarga de alta presión
Los componentes que tienen una presión en el interior de la bombilla superior a la presión atmosférica se denominan lámparas de alta presión.
Están representados por lámparas de descarga de mercurio de arco (EB). No hace mucho tiempo eran la mayoría del alumbrado público. Ahora, sin embargo, están siendo sustituidos por fuentes de halogenuros metálicos y de sodio, que tienen una mayor eficiencia.
Si los yoduros se conectan a la luminaria, ésta se etiqueta como DRI. El aparato contiene un quemador de cristal de cuarzo en el que se encuentran los electrodos. Como sustancia funcional se utiliza una mezcla de argón, mercurio y algunos yoduros metálicos. El quemador se encuentra en un espacio enrarecido y permite la creación de una fuerte radiación, que es suficiente para iluminar grandes áreas. Los HID pueden tener entre 250W y 3500W de potencia.
Otro ejemplo de GDL de alta presión es el modelo de tubo de arco de sodio (DNaT). Se caracteriza por una potencia luminosa muy elevada y un consumo de energía relativamente bajo. La luz tiene un tinte dorado característico. La desventaja es el largo tiempo de desconexión, que puede durar hasta 10 minutos.
Si desea una luz blanca lo más parecida posible a la luz del día, lo mejor es elegir unidades de arco de xenón. La potencia máxima puede ser de hasta 18 kW. Los electrodos de tungsteno están aleados con torio y pueden soportar grandes cargas. El cristal de zafiro se utiliza si se requiere radiación UV en la salida.
Las lámparas de descarga de halogenuros metálicos (MHL) son fuentes de luz compactas, robustas y potentes, formadas por un quemador de tubo de vacío. El quemador es de cristal de cuarzo o de cerámica. El interior está lleno de vapor de mercurio y haluros metálicos. La radiación se produce por la aparición de plasma entre los electrodos cuando se aplica energía. La potencia de los dispositivos puede ser de hasta 3,5 kW en algunos casos. Están diseñadas para una vida útil de 12.000 horas. Tarda aproximadamente 10 minutos en encenderse a plena potencia.
Principio de funcionamiento de la lámpara
El principio de funcionamiento del GRL se basa en el efecto de una descarga eléctrica sobre un gas ionizado. Los gases más utilizados son el argón, el neón, el criptón, el xenón y diversas mezclas. A menudo se añade sodio o mercurio.
Vídeo sobre el tema: Diseño, principio y características de funcionamiento de los tubos radiantes
En cuanto los contactos se energizan, se genera un campo eléctrico en el tubo. Provoca un movimiento de electrones y su interacción con las partículas del gas. Al colisionar las partículas, se libera energía que se convierte en radiación de un determinado espectro. El espectro exacto depende de la composición del gas y del equipo específico.
La conversión de la radiación UV en luz visible se ve favorecida por un recubrimiento de fósforo en la bombilla.
A veces hay modelos con una fuente beta integrada. Esto ioniza el gas dentro de la bombilla, minimizando así la carga de incandescencia.
Cómo elegir una lámpara de gas
A la hora de elegir una lámpara de gas, conviene tener en cuenta su tipo, su potencia y el tono de luz que emite. Las lámparas de halogenuros metálicos son muy populares, ya que tienen una alta presión y un brillo potente y luminoso. El vidrio de borosilicato elimina completamente la luz ultravioleta, lo que hace que la luz sea más segura.
La luminiscencia del elemento de descarga se acercará a la luz blanca del día, pero hay diferentes matices según el relleno. El sodio da un color amarillo, el talio es verde y el indio es azul.
En el mercado puede encontrar bombillas para la retroiluminación de acuarios o invernaderos. Tienen un espectro específico más respetuoso con el medio ambiente que las lámparas fluorescentes o de sodio estándar.
Las lámparas de sodio pueden durar aproximadamente 25.000 horas, lo que es comparable con los elementos de iluminación LED. La luz blanca emitida es lo más parecida posible a la luz del día y permite una visión detallada de los objetos sin distorsión de los colores.
Los modelos luminiscentes utilizados en la industria y las aplicaciones domésticas son muy populares. Hay mercurio dentro de estos elementos. A la hora de elegir, es importante tener en cuenta los largos tiempos de arranque y el considerable calentamiento durante el funcionamiento.
Aplicaciones
Las lámparas de descarga de gas se utilizan en muchos sectores diferentes. Destacan especialmente los faros de xenón en los coches. La mayoría de los fabricantes de automóviles conocidos (Toyota, Opel, BMW) los utilizan.
Dispositivos eficaces para la iluminación de grandes almacenes, talleres industriales y calles, iluminación de vallas publicitarias y fachadas de edificios.
Ventajas y desventajas
Como todas las demás lámparas, las de descarga tienen ventajas e inconvenientes. Recomendamos que se tenga en cuenta cada punto para el correcto diseño del sistema de iluminación.
Ventajas:
- Los modelos son suficientemente duraderos y tienen una considerable vida útil por hora;
- Los diferentes valores espectrales y de potencia están disponibles, lo que facilita la selección del dispositivo adecuado para el trabajo;
- La potencia de las lámparas de descarga es significativamente mayor que la de otros dispositivos.
Desventajas de las lámparas de descarga convencionales:
- El dispositivo requiere un aparato de regulación para su funcionamiento;
- Las lámparas son difíciles de montar, lo que dificulta su reparación y eleva su coste;
- Los modelos son sensibles a las fluctuaciones de la temperatura ambiente y a los picos de tensión;
- Algunas lámparas requieren un tiempo de puesta en marcha importante;
- los aparatos de mercurio deben ser eliminados.
Hay desventajas, pero la potencia y la eficacia de las lámparas de descarga de gas les permiten seguir ocupando una posición fiable en el mercado.