Lámparas fluorescentes: parámetros, estructura, esquema, ventajas y desventajas en comparación con otras
Las lámparas fluorescentes modernas (LL) se encargan perfectamente de la iluminación de espacios residenciales, laborales y técnicos de gran superficie y permiten reducir el consumo total de electricidad en un 50-83%, disminuyendo así las facturas de servicios públicos.
En este artículo analizaremos las características de funcionamiento de las LL, su dispositivo, y examinaremos las principales ventajas y desventajas en comparación con otros tipos de aparatos de iluminación. Además, presentaremos fotos y esquemas temáticos, así como videos sobre el principio de funcionamiento de las bombillas fluorescentes y las particularidades de su aplicación.
Contenido del artículo:
Principio de funcionamiento y dispositivo de las LL
El dispositivo fluorescente es una fuente de luz de descarga de gas, donde en los vapores de mercurio la descarga eléctrica crea una intensa radiación ultravioleta.
Los módulos compactos de tipo fluorescente tienen un casquillo estándar, gracias al cual se convierten en un reemplazo conveniente de las lámparas incandescentes brillantes pero más consumidoras de energía.
¿Cómo funciona la bombilla fluorescente?
En luz visible para el ojo humano lo transforma una composición especial llamada fósforo, compuesta de halofosfato de calcio mezclado con elementos adicionales.
Después de conectar la lámpara fluorescente a la red eléctrica central, dentro del bulbo de vidrio se requiere mantener la llamada descarga luminiscente.
Esto permite asegurar el brillo de la capa de fósforo en modo constante e incluso durante un corte breve de la alimentación eléctrica central.
Características estructurales del dispositivo
Una lámpara fluorescente tradicional es un cilindro de vidrio con un diámetro exterior de 12, 16, 26 y 38 mm, generalmente presentado como:
- tubo alargado recto;
- módulo curvo en forma de U;
- anillo;
- figura compleja.
En los bordes extremos se sueldan herméticamente las patas. En la parte interior de estas se encuentran electrodos de tungsteno, que por su estructura recuerdan a los cuerpos de filamento biespiral incorporados en las bombillas de Ilich.
En la parte exterior, los elementos de electrodo están soldados a los pasadores metálicos del casquillo metálico, a los cuales se les aplica la tensión de trabajo.
Los aparatos en forma de U y los rectos generalmente están provistos de zócalos G5 y G13, donde la letra indica el tipo de zócalo de clavijas, y el número muestra la distancia entre los elementos de trabajo.
El medio conductor ubicado dentro del bulbo de vidrio posee resistencia negativa. Cuando entre dos electrodos opuestos se produce un aumento de corriente que requiere limitación, dicha resistencia se manifiesta y reduce la tensión de trabajo.
En el circuito de encendido de una lámpara fluorescente común se incluye un estrangulador o balasto. Este se encarga de generar un voltaje de pulso de alto nivel necesario para la activación correcta de la lámpara.
Además de esta pieza, el balasto electromagnético se complementa con un arrancador. Este es un elemento de descarga luminiscente, en cuyo interior se encuentran dos electrodos rodeados por un medio de gas inerte.
Uno de ellos consiste en una placa bimetálica. En modo de reposo, ambos electrodos se encuentran en estado abierto.
Tipos comunes de este tipo de bombillas
La clasificación primaria de los productos fluorescentes se realiza según el nivel de presión base. Los dispositivos de alta presión se utilizan para instalaciones de iluminación de alta potencia y para iluminación exterior de calles.
Las lámparas de baja presión se utilizan en el hogar para proporcionar luz en locales de producción, técnicos y residenciales de diversa índole.
Tipo #1 — módulos de alta presión
Los dispositivos de alta presión generan un flujo luminoso saturado de buena densidad. La superficie interior del elemento del bulbo tiene un recubrimiento de fósforo hecho de fluorogermanato o arseniato de magnesio.
La potencia de trabajo de estas lámparas fluorescentes oscila en el rango de 50-2000 W.
El encendido completo del módulo de iluminación ocurre en 3 segundos. La vida útil de los productos de 80-125 vatios es de aproximadamente 6000 horas, y las lámparas de 400 W o más pueden funcionar hasta 15000 horas si se siguen estrictamente las reglas de operación establecidas por el fabricante.
Tipo #2 — productos de baja presión
Las lámparas fluorescentes de baja presión se utilizan para proporcionar flujo luminoso en espacios residenciales, técnicos e industriales.
Estructuralmente, el dispositivo es un tubo de vidrio resistente que contiene argón a una presión de 400 Pa y una pequeña cantidad de mercurio o amalgama. En el mercado se ofrece en diversas modificaciones y está equipado con dos elementos de electrodo.
El bulbo de vidrio puede tener diámetros muy variados. El nivel de salida de luz varía según la potencia del dispositivo. Para su correcto funcionamiento se requiere un arrancador de tipo balasto. La vida útil promedio es de 10.000 horas.
Características de las LL compactas
Las lámparas fluorescentes compactas son productos híbridos que combinan algunas características distintivas específicas de las lámparas incandescentes y las propiedades de las lámparas fluorescentes.
Gracias a las tecnologías avanzadas y a las mayores capacidades innovadoras, tienen un diámetro pequeño y dimensiones reducidas, propias de las bombillas «Ilich», así como un alto nivel de eficiencia energética, característico de la línea de dispositivos de lámparas fluorescentes.
Las lámparas fluorescentes compactas (CFL) en la mayoría de los casos están equipadas con un balasto electrónico y se pueden usar en luminarias de tipo específico. También se utilizan para reemplazar las lámparas incandescentes simples y comunes en luminarias nuevas y de colección.
A pesar de todas sus ventajas, los módulos compactos tienen ciertos inconvenientes específicos, como:
- efecto estroboscópico o parpadeo: las principales contraindicaciones aquí se refieren a personas con epilepsia y personas con diversas enfermedades oculares;
- efecto de ruido notable: durante el uso prolongado aparece un fondo acústico que puede causar cierta incomodidad a la persona que se encuentra en la habitación;
- olor: en algunos casos, los productos emiten aromas acre y desagradables que irritan el olfato.
La última posición se observa con mayor frecuencia en artículos sin marca de origen chino, mientras que los dos primeros afectan a menudo incluso a dispositivos de marca fabricados conforme a todas las normas y requisitos modernos. Hemos presentado la clasificación de los mejores fabricantes de CFL en este artículo.
Espectro básico de temperaturas de color
El color de la luminiscencia es uno de los parámetros más importantes, que depende directamente de la composición del fósforo que transforma la radiación ultravioleta en luz.
Hoy en día, las definiciones más comunes de los tonos del flujo producido por las lámparas fluorescentes son 7:
- LEB – blanco natural con un marcado tono frío;
- LDTS – luz diurna natural con calidad de reproducción cromática mejorada;
- LTB – blanco cálido;
- LD – blanco diurno tradicional;
- LB – blanco clásico;
- LETS – natural con transmisión de tonos de máxima calidad;
- LJB – blanco frío simple.
Para las viviendas donde una persona pasa mucho tiempo, son adecuados los tonos de la gama cálida o las lámparas diurnas naturales con un nivel elevado de reproducción cromática.
Los tonos blancos y diurnos, por lo general, están presentes en oficinas, espacios de trabajo, instalaciones industriales, despachos y auditorios. Favorecen la concentración, aumentan la actividad cerebral y mejoran la capacidad general de aprendizaje y la productividad laboral.
Los tonos más fríos se utilizan en centros médicos, laboratorios, hospitales y cuartos técnicos. Aportan una nitidez adicional a los objetos y agudizan la visión.
Los componentes de color añadidos al fósforo permiten obtener tonos de lámpara rosados, azules, verdes y otros inusuales.
Estos dispositivos se utilizan con fines de diseño, publicitarios y comerciales. Con ellos se crea una luminiscencia original necesaria en un caso concreto y específico.
Más información sobre la temperatura de color de la luz, las particularidades de la percepción del color por el ser humano y los detalles de la selección, escribimos en el siguiente artículo.
Fortalezas y debilidades de los dispositivos
Como cualquier dispositivo técnico destinado a la iluminación de espacios domésticos y laborales, las lámparas fluorescentes tienen sus propias debilidades y fortalezas.
Con base en esta información, se puede determinar dónde es más sensato usarlas y en qué casos conviene optar por fuentes de luz de otro tipo.
Aspectos positivos de las lámparas
La principal ventaja de los productos fluorescentes es su alta eficiencia luminosa y buen nivel de rendimiento. Proporcionan iluminación que no irrita los ojos y muestran una resistencia normal incluso en condiciones de uso intensivo.
Las diversas temperaturas de tonos de luz, cercanas en espectro a la luz solar natural, permiten seleccionar el dispositivo de iluminación adecuado para diferentes propósitos y para habitaciones de cualquier uso.
El flujo de luz emitido por el módulo es difuso, no direccional. Un resplandor suave y agradable a la vista proviene no solo del filamento de tungsteno en el interior, sino también de toda la superficie exterior del bulbo.
Esto permite utilizar fuentes fluorescentes tanto para crear iluminación general de fondo como para organizar luz zonal.
La vida útil de los productos fluorescentes varía según el modelo y puede alcanzar las 20 000 horas o hasta 5 años.
Sin embargo, el comprador debe saber que la lámpara alcanza esta vida útil solo si se cumplen las siguientes condiciones:
- disponibilidad de un suministro eléctrico suficiente y de calidad, sin picos ni fluctuaciones;
- balasto de calidad;
- un número determinado de activaciones, generalmente no más de 2000 durante los primeros 2 años de uso, lo que equivale a solo 5 encendidos al día.
El incumplimiento de estas condiciones básicas reducirá significativamente la eficiencia del dispositivo de iluminación y acortará considerablemente su vida útil.
El nivel de consumo de energía de las lámparas fluorescentes es casi 5 veces menor que el de los productos tradicionales, por lo que se pueden considerar fuentes de luz de bajo consumo.
Con ellos se podrá iluminar eficientemente una habitación grande sin gastar grandes sumas en facturas de servicios públicos.
La temperatura de trabajo en la superficie del bulbo no supera los 50 grados. Esto permite utilizar la lámpara en locales donde se exigen requisitos elevados de seguridad contra incendios.
Principales desventajas de los módulos
El primer gran inconveniente de los productos es la excesiva sensibilidad a los cambios de temperatura. Reaccionan fuertemente al movimiento de la columna de mercurio y pueden dejar de funcionar cuando la temperatura desciende por debajo de -20 °C.
El calor que supera los +50 °C no afecta de la mejor manera el funcionamiento y limita seriamente el espectro de uso de estas fuentes de luz.
La sensibilidad a la humedad tampoco es una ventaja y no permite aplicar ampliamente los productos en cuartos de baño y sanitarios.
A veces, también se considera un inconveniente el propio flujo luminoso, que tiene un espectro lineal y desigual, distorsionando los tonos naturales de los objetos que están en la habitación.
No todos lo perciben visualmente, pero para aquellos que captan este defecto demasiado claramente, se venden lámparas con fósforo más cercano a un color espectral continuo y más natural. Eso sí, su rendimiento lumínico es considerablemente menor.
Ocurren situaciones en las que las lámparas fluorescentes parpadean al doble de la frecuencia de la red de alimentación. Este problema se puede resolver con algunas mejoras en el dispositivo, en particular, utilizando un balasto electrónico con un nivel adecuado de capacitancia del condensador de filtro de corriente rectificada en la entrada del inversor.
Pero que los fabricantes intenten ahorrar y no equipen los dispositivos con condensadores de la capacidad necesaria, resulta algo decepcionante.
La necesidad de un dispositivo de arranque adicional también reduce un poco la popularidad de las lámparas. Requieren obligatoriamente ya sea un balasto excesivamente ruidoso y bastante voluminoso con un cebador de baja fiabilidad, o un EPRA más avanzado que tiene función de corrección de potencia, pero que cuesta una cantidad considerable de dinero.
Otro punto débil de los fluorescentes es la alta sensibilidad al encendido. Durante la activación directa de la lámpara, se quema y se desprende una composición especial en los electrodos, que garantiza la estabilidad de la descarga y protege el filamento interno de tungsteno del sobrecalentamiento.
El encendido constante reduce significativamente la vida útil del dispositivo. Además, aparece un parpadeo irritante y visible para el ojo, y los bordes del bulbo de la lámpara se oscurecen y pierden estética.
Amenaza química para la salud
Uno de los principales inconvenientes de las fuentes de luz fluorescente es el peligro químico. El bulbo de la lámpara contiene mercurio altamente tóxico, y su cantidad varía de 1 a 70 mg.
Los vapores de esta sustancia pueden dañar la salud de las personas que permanecen constantemente en locales iluminados por lámparas fluorescentes.
Cuando el módulo falla, bajo ninguna circunstancia se debe romper ni desechar en un cubo de basura común. Es necesario desecharlo de acuerdo con las normas y reglamentos claramente descritos en la legislación vigente.
Por ejemplo, llevarlos a vertederos donde se reciben materiales tóxicos de la población para su correcta destrucción o reciclaje.
Comparación con otras fuentes de luz
Los productos de tipo fluorescente se diferencian significativamente tanto de las lámparas incandescentes obsoletas como de las modernas lámparas LED.
En comparación con las primeras, consumen 5 veces menos electricidad, proporcionando el mismo nivel de intensidad del flujo luminoso. Sin embargo, son algo inferiores a los dispositivos LED en cuanto a potencia en relación con el consumo de energía.
Es cierto que la lámpara incandescente brilla con la misma intensidad durante todo su período de funcionamiento, mientras que las lámparas fluorescentes pierden parte de su intensidad debido al desgaste de la capa interna que refleja los rayos ultravioleta.
Los productos LED adquieren cierta opacidad durante su uso debido a la degradación de los diodos de trabajo. Y en algunos modelos existe la posibilidad de ajustar el brillo de la iluminación mediante un atenuador.
En las lámparas incandescentes o fluorescentes no se proporciona dicha función. Pero este modo conveniente en los dispositivos LED no es gratuito y habrá que pagar una cantidad adicional.
En cuanto a fragilidad estructural, las lámparas incandescentes y las fluorescentes son similares, ya que tienen un bulbo de vidrio. Los módulos LED son más resistentes a golpes y daños mecánicos en este aspecto. Además, la ausencia de elementos nocivos y tóxicos en su interior los hace mucho más atractivos para su uso en el hogar.
En cuanto al aspecto financiero, inicialmente la bombilla incandescente cuesta menos que las otras. Sin embargo, considerando su vida útil de solo 1 000 horas, difícilmente se puede considerar una ventaja notable.
El precio base de las lámparas fluorescentes es más alto, pero también duran mucho más. Como dicen los fabricantes serios, duran de 10 000 a 15 000 horas si la cantidad de activaciones diarias no supera las 5-6 veces.
Los módulos LED pueden presumir de tener rendimientos aún mejores, pero pagar por ese placer resultará mucho más caro, y no en todos los casos es justificable. Sin embargo, la tendencia a reemplazar unas fuentes de luz por otras se observa en todas partes. Sobre la necesidad de reemplazar las lámparas fluorescentes por LED y el orden para realizar este trabajo, escribimos aquí.
Conclusiones y video útil sobre el tema
¿Bajo qué principio funcionan las lámparas fluorescentes? Explicación detallada de todos los matices del funcionamiento de dispositivos de iluminación económicos y energéticamente eficientes:
¿Cuáles son las principales diferencias entre los elementos fluorescentes y las lámparas incandescentes simples y tradicionales? Comparación de potencia, flujo luminoso y consumo de energía de dos productos de iluminación modernos:
¿Qué son las bombillas compactas de bajo consumo de tipo fluorescente? ¿Cómo funcionan, cuántos vatios consumen y para qué fines se utilizan?
El dispositivo de tipo fluorescente es un análogo práctico de la lámpara incandescente clásica. Con él se puede proporcionar un flujo luminoso de calidad a cualquier espacio, reduciendo al mismo tiempo el consumo de energía. Durará mucho tiempo y no causará ningún problema significativo a los propietarios.
Luego, cuando las lámparas hayan cumplido su vida útil, será necesario desecharlas y comprar módulos nuevos y más avanzados en su lugar.
¿Y qué tipo de bombillas prefiere usted y qué opina sobre las bombillas fluorescentes? Comparta su opinión con otros usuarios, cuéntenos cuáles son las principales ventajas que ve en las lámparas fluorescentes y qué, para usted personalmente, es un inconveniente significativo de estos dispositivos.
Si usted posee buenos conocimientos teóricos sobre el tema del artículo anterior y desea complementar nuestro material con matices útiles, por favor, escriba sus comentarios en el bloque de abajo.
Lámparas de halogenuros metálicos: tipos, estructura, ventajas y desventajas + reglas de selección 
Lámparas halógenas G4: características, ventajas y desventajas + ranking de fabricantes de bombillas 
Lámparas LED «Feron»: opiniones, ventajas y desventajas del fabricante + los mejores modelos 
Lámparas LED «Jazzway»: opiniones, ventajas y desventajas del fabricante + reseña de modelos 
Lámparas LED Osram: reseñas, ventajas y desventajas, comparación con otros fabricantes 
Esquema de una lámpara LED: estructura de los controladores más simples 
Costo de conexión de gas a una casa particular: precio de organización del suministro de gas 
Las mejores lavadoras con secadora: ranking de modelos y consejos para compradores 
Qué es la temperatura de color de la luz y matices de selección de temperatura de lámparas según sus necesidades 
Reemplazo del calentador de gas en un apartamento: documentación del reemplazo + normas y requisitos básicos
Teniendo en cuenta mi propia experiencia con lámparas de diferentes tipos, preferiría las fluorescentes. Los factores clave para mí son la vida demasiado corta de las lámparas incandescentes y la intolerancia personal a la iluminación LED. Me molesta la vista, además me parece fría y poco natural. Además, todos en casa están de acuerdo conmigo. Me gustaría saber: ¿en qué consiste ese efecto, o es simplemente una percepción individual?
Buenos días. Hay varias versiones de los científicos.
Cuanto mayor es la temperatura del espectro cromático, mayor es la irritación en la retina del ojo. Se recomienda utilizar lámparas LED con luz cálida, con temperatura de emisión de 2500-3200 K. Si el valor es mayor – se debe descartar dicha lámpara. Además de factores fisiológicos, este aspecto también tiene un carácter neurológico – la luz amarilla cálida es característica de la luz solar, mientras que la luz blanca fría no existe en la naturaleza.
Las bombillas LED con una frecuencia de parpadeo de 8-300 Hz también afectan negativamente el estado nervioso, aunque esto se aplica a las bombillas que no tienen filtrado incorporado. Además, según estudios recientes, las lámparas LED reducen la producción de melatonina, una hormona especial que se encarga de estabilizar el sueño y el ciclo diurno en general, y también tiene un efecto antioxidante.
Pero en general, la cuestión del daño de estas lámparas aún no está suficientemente desarrollada y estudiada. Sea como sea, si con ellas se siente incómodo y no a gusto, ¿para qué atormentarse? Es más sencillo optar por una alternativa.
Reemplacé todas las bombillas de mi apartamento por fluorescentes y de inmediato noté un ahorro de electricidad de aproximadamente el 60%. El fósforo es muy agradable al ojo humano, la iluminación en las habitaciones es mucho más de calidad y eficiente. Se puede elegir una iluminación agradable para los ojos, el flujo de luz es difuso. Por supuesto, son más caras económicamente, pero luego notará de inmediato su beneficio.