Lámparas de Descarga: Funcionamiento, Tipos y Esquemas de Conexión

1. Principio de Funcionamiento

El principio de las lámparas de descarga se basa en la generación de luz mediante una descarga eléctrica que se produce entre dos electrodos, situados en el interior de un tubo que contiene un gas a una determinada presión. Para su correcto funcionamiento, es imprescindible un dispositivo auxiliar llamado reactancia o balasto, cuya función es limitar y estabilizar la corriente que atraviesa la lámpara.

2. Tipos de Lámparas de Descarga

2.1. Lámparas Fluorescentes

• Composición del gas: El tubo contiene una mezcla de argón y una pequeña cantidad de mercurio líquido.
• Principio físico: Se basa en el fenómeno de la fluorescencia. La descarga eléctrica en el vapor de mercurio genera radiación ultravioleta (UV), la cual excita unos polvos fluorescentes que recubren el interior del tubo, emitiendo así luz visible.

Subtipos de Lámparas Fluorescentes

• Tubulares: Disponibles en formato recto, en U o circular. Ofrecen un rendimiento lumínico de 50 a 100 lm/W.
• Compactas (CFL): También conocidas como lámparas de bajo consumo, tienen un tamaño reducido similar al de las bombillas incandescentes tradicionales.

Tipos de Balastos para Lámparas Fluorescentes

• Balasto Electromagnético:
  • Consiste en una bobina conectada en serie con el tubo. Requiere un componente adicional, el cebador o arrancador, para iniciar la descarga.
  • Ventaja: Son económicos.
  • Potencias típicas: 20 W, 40 W, 60 W.
• Balasto Electrónico:
  • Es un circuito electrónico compacto que ofrece múltiples ventajas sobre el modelo electromagnético:
  • Mayor eficiencia energética (hasta 105 lm/W).
  • Encendido instantáneo y suave.
  • Eliminación de parpadeos y ruidos (efecto estroboscópico).
  • Posibilidad de regulación del flujo luminoso.

2.2. Lámparas de Descarga de Alta Intensidad (HID)

Operan con una alta presión de gas en el interior del tubo, lo que les permite generar un flujo luminoso muy superior al de las lámparas de baja presión. Requieren una reactancia y un arrancador (o ignitor) para generar la alta tensión necesaria para el encendido inicial.

Principales Tipos de Lámparas HID

1. Lámparas de Vapor de Mercurio

   • Gas: Argón a alta presión.
   • Ventajas: Larga vida útil.
   • Desventaja: Bajo Índice de Reproducción Cromática (IRC ~60).
   • Aplicaciones: Alumbrado industrial, urbano y de parques.

2. Lámparas de Vapor de Sodio de Alta Presión (SAP)

   • Tubo de descarga: Fabricado en óxido de aluminio para resistir altas temperaturas.
   • Color de luz: Característico amarillo-anaranjado.
   • Ventajas: Alta eficiencia y larga vida útil. El tiempo de encendido completo es de aproximadamente 7 minutos.
   • Aplicaciones: Vías públicas, carreteras y naves industriales.

3. Lámparas de Vapor de Sodio de Baja Presión (SBP)

   • Encendido: Relativamente sencillo, requiere unos 600 V.
   • Color de luz: Amarillo monocromático.
   • Ventajas: Eficiencia lumínica muy elevada y larga vida útil.
   • Aplicaciones: Iluminación de túneles y autopistas.

4. Lámparas de Halogenuros Metálicos

   • Composición: Mezcla de mercurio con yoduros metálicos.
   • Ventajas: Mayor eficiencia lumínica y un excelente Índice de Reproducción Cromática (IRC), superior al de otras lámparas HID.
   • Aplicaciones: Estadios deportivos, iluminación arquitectónica y decorativa, y estudios de televisión.

3. Esquemas de Conexión

• Fluorescentes con reactancia electromagnética: Requieren una reactancia conectada en serie con la lámpara y un cebador en paralelo con los filamentos del tubo.
• Fluorescentes con balasto electrónico: La conexión se simplifica, ya que el balasto electrónico integra todas las funciones y no necesita cebador.
• Vapor de sodio (alta/baja presión) y halogenuros metálicos: El montaje incluye una reactancia en serie y, generalmente, un arrancador para el encendido.

4. Consideraciones Técnicas Importantes

• Es fundamental que las instalaciones con reactancias electromagnéticas incluyan un condensador para corregir el factor de potencia, asegurando que su valor sea igual o superior a 0,9.
• Las lámparas de vapor de sodio y de halogenuros metálicos requieren un período de enfriamiento antes de poder reencenderse tras un apagado.
• El uso de lámparas fluorescentes compactas (CFL) no es recomendable en aplicaciones que requieran encendidos y apagados muy frecuentes, ya que esto reduce significativamente su vida útil.