Lámparas de Vapor de Sodio a Baja Presión: Tecnología, Eficiencia y Aplicaciones

Lámparas de Vapor de Sodio a Baja Presión: Tecnología y Eficiencia

Las lámparas de vapor de sodio a baja presión son dispositivos de iluminación que operan mediante una descarga eléctrica a través del metal de sodio vaporizado a baja presión. Este proceso provoca la emisión de una radiación visible casi monocromática, formada por dos rayas muy próximas entre sí con longitudes de onda de 589 y 589,6 nm, respectivamente.

Debido a la presencia de estas dos rayas amarillas en el espectro luminoso del vapor de sodio, cuyas longitudes de onda están muy próximas a la de 555 nm (para la que el ojo humano tiene la mayor sensibilidad), el rendimiento de la lámpara es muy elevado, alcanzando valores de aproximadamente 195 Lm/W.

Estructura y Componentes Clave

Las lámparas de vapor de sodio a baja presión están constituidas principalmente por un tubo de vidrio en forma de U, en el cual se realiza la descarga.

Este tubo se encuentra alojado dentro de una ampolla tubular, también de vidrio, que le sirve de protección mecánica y térmica. Esta última se ve reforzada por el vacío que se hace en el espacio interior entre el tubo y la ampolla. Dado que el sodio ataca el vidrio ordinario, la pared interna del tubo de descarga se protege con una fina capa de vidrio al bórax.

En las actuales lámparas de vapor de sodio a baja presión, se ha incluido en la pared interna de la ampolla exterior una delgada capa de óxido de estaño o de óxido de indio. Esta capa refleja más del 90% de las radiaciones infrarrojas emitidas por el tubo de descarga, lo que ha permitido reducir significativamente la energía utilizada en la generación de las correspondientes radiaciones de dicho vapor.

En los extremos del tubo de descarga se encuentran dos electrodos, formados por un filamento de wolframio en espiral doble o triple. Entre ellos se deposita un material emisor de electrones (generalmente óxido de torio o de tierras raras). El interior del tubo contiene, además, un gas noble (generalmente neón) que favorece el encendido de la lámpara, y unas gotas de sodio que se depositan de forma regular, una vez condensado después de la descarga, en pequeñas cavidades existentes en la periferia del tubo.

Proceso de Encendido y Operación

La tensión de encendido de la lámpara es de 480 y 660 V, según los tipos. Como la tensión de red suele ser de 220 V, se necesita un aparato de alimentación con autotransformador que eleve la tensión de la red al valor necesario para el encendido.

Al conectar la lámpara, se produce una descarga a través del gas neón que rellena el tubo, emitiendo una luz rojiza característica de este gas. El calor generado por el paso de la corriente en el tubo de descarga vaporiza el sodio progresivamente hasta convertirlo en el soporte principal de la descarga.

En el periodo de arranque, el color de la luz emitida por la descarga va variando paulatinamente del rojo al amarillo. El flujo luminoso al principio es muy débil y aumenta lentamente; solamente cuando la descarga se hace a través del vapor de sodio, comienza un rápido incremento del mismo. Transcurrido un tiempo de aproximadamente diez minutos, la lámpara alcanza el 80% de sus valores nominales, finalizando el periodo de arranque en unos quince minutos.

Aplicaciones y Limitaciones

Aun disponiendo este tipo de fuente de luz del mayor rendimiento luminoso existente en la actualidad, debido a su luz monocromática, sus aplicaciones son muy reducidas, quedando limitadas a aquellos casos en que interesa disponer de gran cantidad de luz sin que influya la calidad de la misma. Estas incluyen:

• Alumbrado de autopistas y carreteras
• Muelles de carga y descarga
• Aparcamientos
• Instalaciones portuarias
• Minas

También se utilizan en el alumbrado arquitectónico para resaltar los colores tostados de ciertos tipos de piedra.