Lámparas de halogenuros metálicos: tipos, estructura, ventajas y desventajas + reglas de selección

A pesar del desarrollo de la tecnología LED, las lámparas de halogenuros metálicos (LHM) continúan manteniendo su nicho de mercado debido a sus características únicas. Su estructura interna puede variar considerablemente según el ámbito de aplicación previsto. Conviene conocer los tipos constructivos característicos. ¿Está de acuerdo?

Le ayudaremos a comprender los principios de funcionamiento y las particularidades de las LHM. En el artículo que le proponemos se presentan las variedades constructivas y se indica el ámbito de aplicación. Quien desee adquirir una lámpara de este tipo encontrará valiosas recomendaciones para su elección.

¿Cómo están construidas las lámparas de halogenuros metálicos?

Las LHM tienen una estructura interna compleja. Externamente, son un cilindro de vidrio con una base, aunque algunos modelos se asemejan externamente a una lámpara incandescente en forma de pera.

Dentro de la envoltura se encuentra otra cápsula de trabajo de vidrio o cerámica transparente, así como elementos conductores y resistencias.

La relación entre la potencia y el volumen de las LHM está limitada por la capacidad de la envoltura exterior de disipar el exceso de calor, ya que la lámpara puede quemarse por sobrecalentamiento.

El bulbo exterior generalmente está lleno de nitrógeno, mientras que el interior contiene un gas inerte bajo presión, una pequeña cantidad de mercurio y aditivos de halogenuros metálicos. Esta estructura es la que da nombre al producto.

Como halogenuros metálicos se utiliza principalmente yoduro de sodio o de escandio. Estos sirven para corregir el espectro lumínico e influyen en el ámbito de aplicación de las lámparas de halogenuros metálicos. En estado apagado, el mercurio y los aditivos se encuentran en estado sólido depositado sobre las paredes de vidrio.

Las LHM no se encienden por sí solas al conectarse a la red eléctrica. Para ello se utilizan dispositivos de arranque y regulación (balastos), que proporcionan la corriente y tensión de arranque necesarias hasta que se produce el efecto de emisión termoiónica en el bulbo interior.

Mecanismo de emisión de luz

El encendido de las LHM ocurre por etapas. Al principio, gracias a una corriente de arranque que supera la corriente de trabajo entre 10 y 20 veces, se genera una descarga eléctrica mínima en el bulbo interior en un medio de gas inerte.

Gracias a la combinación de diversos aditivos que participan en la emisión, se puede obtener una emisión prácticamente blanca pura, coloreada o incluso monocromática

Después de esto, durante 3-6 minutos se produce el calentamiento del mercurio y los halogenuros metálicos, que, al evaporarse, pasan a la fase ionizada. La corriente en ese momento es aproximadamente el doble de la corriente de trabajo. Los iones aumentan la conductividad de la mezcla de aire y garantizan que la lámpara alcance gradualmente la luminosidad nominal.

Gracias al diseño de doble ampolla, en la cápsula de trabajo se mantiene una temperatura estable alta, que evita la deposición de vapores metálicos en las paredes. Después de apagarse, la lámpara MGL debe enfriarse obligatoriamente y los vapores metálicos depositarse en las paredes de la ampolla interna. Solo después de esto se podrá volver a encender la lámpara.

Esta limitación es un inconveniente significativo, por lo que las luminarias de halogenuros metálicos no se utilizan en aplicaciones domésticas donde es necesario encender/apagar la iluminación con frecuencia. La gravedad también afecta los procesos de condensación en las lámparas MGL, por lo que muchos modelos requieren una ubicación claramente definida en el espacio.

El principio de funcionamiento de las lámparas de descarga no es simple, pero permite lograr un espectro adecuado y un flujo luminoso potente. Además, el uso del PRA permite estabilizar las características de la luz emitida ante fluctuaciones de los parámetros de la red eléctrica.

Variedades constructivas de las LHM

Las luminarias de halogenuros metálicos se utilizan para iluminar tanto pasillos y habitaciones como grandes áreas abiertas industriales. Por lo tanto, su potencia varía de 10 a 2000 W.

Las lámparas de alto consumo energético generalmente se conectan a una red de 380 V y se utilizan solo en instalaciones industriales. Los modelos más demandados tienen una potencia pequeña de 35-250 W.

Al montar una lámpara MGL con casquillo roscado, es necesario lograr una conexión firme del contacto inferior de la lámpara con la placa metálica del portalámparas

No existen estándares internacionales unificados para el marcado de las lámparas MGL, sin embargo, en la mayoría de los casos, la letra M significa 'halogenuros metálicos' y la H informa sobre el contenido de mercurio en la lámpara.

Los fabricantes locales pueden usar su propia abreviatura: D – de arco; I – de yoduro; R – de mercurio. Después de indicar el modelo, generalmente sigue la designación del tipo y diámetro del casquillo.

Las luminarias de halogenuros metálicos tienen diferentes construcciones.

A continuación se presentan las opciones de clasificación de estos productos, según sus parámetros técnicos:

1. Por tipo de orientación: verticales (BUD), horizontales (BH), universales (U).
2. Por tamaño de la ampolla: BT – bulboso-tubular, R – reflectora, E o ED – elipsoidal, ET – elipsoidal-tubular, T – tubular, PAR – parabólica.
3. Por color de emisión: blanco, amarillo, púrpura, verde y otros.
4. Por tipo de construcción: sin casquillo — con conductores flexibles, de un casquillo, de dos casquillos.

El diseño externo de la lámpara de halogenuros metálicos influye poco en su eficiencia, porque el elemento emisor directo se encuentra en un bulbo interno protegido. Es ese elemento el que determina las características de la luz emitida.

Características técnicas de las lámparas

Las características técnicas de las lámparas de halogenuros metálicos son bastante diversas. Dependen de los materiales utilizados en la fabricación y de los parámetros eléctricos de funcionamiento de las lámparas de halogenuros metálicos. Estos dispositivos tienen ventajas y desventajas pronunciadas que conviene conocer al comprarlos.

Parámetros de funcionamiento generales

Las luminarias de halogenuros metálicos no son exigentes con la temperatura externa ni con la continuidad del funcionamiento. Pueden permanecer encendidas durante semanas a temperaturas bajo cero sin experimentar sobrecargas.

La amplia difusión de las lámparas de halogenuros metálicos de sodio que favorecen la fotosíntesis ha llevado al rápido desarrollo del negocio de invernaderos en regiones no aptas para ello.

Los principales parámetros que caracterizan a las lámparas de halogenuros metálicos son:

• índice de reproducción cromática (CRI);
• vida útil;
• Potencia;
• flujo luminoso;
• tipo de casquillo;
• temperatura de color;
• relación entre flujo luminoso y potencia eléctrica;
• temperatura de funcionamiento.

El índice de reproducción cromática se considera una característica importante de las lámparas de halogenuros metálicos. El CRI caracteriza la presencia de diferentes longitudes de onda en el espectro emitido y la uniformidad de su intensidad.

Este indicador se mide en porcentaje de similitud con la luz natural del día. En las lámparas de halogenuros metálicos modernas, el índice de reproducción cromática es del 85-95%, mientras que en la mayoría de los dispositivos LED domésticos es del 70-85%.

En algunas lámparas se distorsiona deliberadamente la reproducción cromática para dar a la luz las propiedades necesarias. Por ejemplo, las lámparas de halogenuros metálicos de sodio utilizadas para el crecimiento de las plantas tienen un CRI de solo 50-60%. La eficiencia de la lámpara no disminuye por ello, simplemente emite la mayor parte de la energía en un rango de ondas específico.

Para darle a la luz un tono amarillo se utilizan halogenuros de sodio, para el verde se utiliza talio, y para el azul, indio. En cuanto al rendimiento, las lámparas de halogenuros metálicos no se quedan atrás de las lámparas LED. Este indicador en ambos dispositivos de rango de precio medio es de 100-120 lúmenes por vatio.

La temperatura de color de las lámparas de halogenuros metálicos puede oscilar entre 2500 y 20000 K. Cuando el voltaje de la red disminuye, esta cambia hacia un aumento y la luz se vuelve más fría. Si se supera de forma prolongada el valor de 240 V, la lámpara puede explotar debido al sobrecalentamiento de la mezcla de gases en el bulbo interno.

A diferencia de los LED, las luminarias de halogenuros metálicos no temen las altas temperaturas que alcanzan sus elementos internos durante el funcionamiento.

Una cualidad importante de las lámparas de halogenuros metálicos (MHL) es la estabilidad del flujo luminoso durante todo el período de funcionamiento, que es de 6 a 15 mil horas. Si la eficiencia de los LED después de 10 000 horas de uso disminuye aproximadamente un 50%, en las lámparas de halogenuros metálicos solo disminuye entre un 2 y un 20%.

Los demás parámetros dependen del modelo específico de la luminaria y no son específicos.

Ventajas de las lámparas de halogenuros metálicos

El mercado actual de las luminarias de descarga se está reduciendo lentamente debido al avance de las LED. Pero las propiedades únicas de las lámparas de halogenuros metálicos (MHL) seguirán siendo demandadas por los consumidores durante al menos varias décadas.

Las principales ventajas de estas lámparas son:

1. Excelente eficiencia energética. Por cada vatio de energía consumida, la lámpara produce más de 100 lúmenes de luz.
2. Alto nivel de índice de reproducción cromática.
3. Tecnología de fabricación perfeccionada que minimiza las averías de los elementos internos de la lámpara.
4. Amplio rango de potencias.
5. Larga vida útil.
6. Resistencia a altas temperaturas debido a la ausencia de componentes electrónicos dentro de la lámpara.

Los dispositivos de halogenuros metálicos compiten principalmente con las lámparas LED y lámparas fluorescentes. Las tres tecnologías se están desarrollando activamente, por lo que también se puede esperar una mejora adicional de las lámparas de halogenuros metálicos.

Aspectos negativos del dispositivo

La ausencia de lámparas de halogenuros metálicos en el ámbito doméstico indica que poseen no solo cualidades positivas, sino también negativas.

El balasto también requiere refrigeración, por lo que no se recomienda instalarlo en espacios confinados sin ventilación ni cerca de las propias lámparas.

Las principales desventajas de las MHL son:

1. Costo, que supera varias veces al de las luminarias LED equivalentes.
2. Ausencia de posibilidad de regulación de la intensidad.
3. Necesidad de enfriamiento durante 5 a 10 minutos antes de volver a encender.
4. Presencia de un balasto externo, que requiere espacio adicional para su instalación.
5. Aumento gradual de la temperatura de color durante un uso prolongado.
6. Riesgo de explosión en caso de sobretensiones.
7. Sensibilidad a la orientación espacial.
8. Imposibilidad absoluta de reparación.
9. Necesidad de eliminación especial debido al contenido de sustancias tóxicas.
10. Necesidad de tiempo para alcanzar el flujo luminoso nominal después del encendido.

Por lo tanto, tienen incluso más desventajas que ventajas. Esto limita el ámbito de aplicación de las MHL a edificios y espacios industriales y públicos donde se requiere una iluminación continua y de calidad.

Ámbito de aplicación de las lámparas

El uso de lámparas de halogenuros metálicos en el hogar no solo es económicamente irracional, sino también peligroso debido a su contenido de mercurio. El bulbo puede reventar y la habitación se llenará de vapores tóxicos.

Debido a la inseguridad, el uso de luminarias de halogenuros metálicos se demanda principalmente solo para espacios no residenciales:

1. Estudios de filmación, salones de fotografía.
2. Faros de automóviles.
3. Estructuras arquitectónicas.
4. Edificios públicos, centros comerciales.
5. Talleres industriales.
6. Obras en construcción.
7. Iluminación exterior.
8. Instalaciones deportivas.
9. Zonas de parques.
10. Complejos de invernaderos, invernaderos.
11. Iluminación nocturna de casas de campo.

La mayoría de las personas no se enfrenta a la compra de lámparas de halogenuros metálicos también porque estos dispositivos rara vez se venden en pequeñas ferreterías. Los adquieren principalmente empresas y emprendedores en compañías especializadas.

¿Cómo elegir una lámpara de halogenuros metálicos?

La especificidad de las áreas de aplicación de las lámparas de descarga obliga a abordar cuidadosamente la selección de sus características. El producto, por supuesto, siempre se puede cambiar, pero es mejor comprar directamente el modelo adecuado.

Los dispositivos de arranque a menudo vienen en conjunto con las lámparas, porque de su compatibilidad depende en gran medida la vida útil de las lámparas de halogenuros metálicos.

Las principales recomendaciones al adquirir lámparas de halogenuros metálicos son las siguientes:

1. Leer atentamente las inscripciones en el embalaje, que pueden informar sobre la restricción del uso de las lámparas de halogenuros metálicos en determinadas circunstancias.
2. La posición de trabajo declarada del producto debe corresponder a la posición de la luminaria para la que está destinado. El menor recurso lo tienen los modelos orientados verticalmente.
3. El diámetro del casquillo debe coincidir con el portalámparas de la luminaria.
4. El cuerpo del arrancador debe ser de metal con suficiente cantidad de orificios de ventilación. Ya que, dependiendo del modelo, el balasto consume entre un 10 y un 20% de la potencia de la lámpara.
5. El dispositivo de arranque está diseñado para un voltaje y una corriente determinados, por lo que al reemplazar la lámpara se deben tener en cuenta estos factores.
6. En algunos casos, el encendido rápido de las lámparas de halogenuros metálicos es crítico, por lo que es necesario leer de antemano en las instrucciones el tiempo que tardan en alcanzar la luminosidad nominal.

Si se adquiere una lámpara de halogenuros metálicos para reemplazar una que ha fallado, se puede llevar al taller la modelo averiada como ejemplo.

Las lámparas de halogenuros metálicos son caras, por lo que es importante conservar todos los recibos y facturas al comprarlas para poder ejercer posteriormente los derechos de garantía.

Comparar los dispositivos de halogenuros metálicos con las lámparas halógenas ayudará la información del siguiente artículo, dedicado al análisis de las características del modelo G4.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Video #1. Revisión de las características de las luminarias de halogenuros metálicos:

Video #2. Verificación del funcionamiento del proyector de halogenuros metálicos:

Video #3. Conexión de la lámpara de halogenuros metálicos:

Las luminarias de halogenuros metálicos continúan utilizándose en muchas áreas, a pesar de una serie de deficiencias constructivas. El espectro de emisión diverso permite seleccionarlas para diversas necesidades de la actividad económica. Por lo tanto, las LHM seguirán siendo competitivas en el nicho de la iluminación industrial durante mucho tiempo.

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