Bombillas: tipos, modelos, características…

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Bombillas: tipos, modelos, características…

¿Qué es una bombilla?

Una bombilla es un dispositivo que produce luz visible a partir de energía eléctrica. Es la forma más común de iluminación artificial y es esencial para la sociedad moderna, proporcionando iluminación interior para edificios y luz exterior para actividades vespertinas y nocturnas.

En el uso técnico, un componente reemplazable que produce luz a partir de electricidad se llama lámpara. Las lámparas se denominan comúnmente bombillas; por ejemplo, la bombilla incandescente.

Las bombillas suelen tener una base de cerámica, metal, vidrio o plástico, que asegura la lámpara en el casquillo de un artefacto de iluminación. La conexión eléctrica al enchufe se puede realizar con base roscada, dos clavijas metálicas, dos tapas metálicas o una tapa de bayoneta.

Las tres categorías principales de luces eléctricas o bombillas son:

  • las lámparas incandescentes, que producen luz mediante un filamento calentado al rojo vivo por corriente eléctrica,
  • las lámparas de descarga de gas, que producen luz mediante un arco eléctrico a través de un gas, como las lámparas fluorescentes,
  • LED, que producen luz mediante un flujo de electrones a través de una banda prohibida en un semiconductor.

Antes de que la iluminación eléctrica se volviera común a principios del siglo XX, la gente usaba velas, luces de gas, lámparas de aceite y fuegos. El químico inglés Humphry Davy desarrolló la primera luz incandescente en 1802, seguida de la primera luz de arco eléctrico práctica en 1806. En la década de 1870, la lámpara de arco de Davy se comercializó con éxito y se utilizó para iluminar muchos espacios públicos. Los esfuerzos de Joseph Swan y Thomas Edison llevaron a que las bombillas incandescentes comerciales se volvieran ampliamente disponibles en la década de 1880 y, a principios del siglo XX, habían reemplazado por completo a las lámparas de arco.

La eficiencia energética de la iluminación eléctrica ha aumentado radicalmente desde la primera demostración de las lámparas de arco y la bombilla incandescente del siglo XIX. Las fuentes de luz eléctrica modernas vienen en una gran variedad de tipos y tamaños adaptados a muchas aplicaciones. La mayor parte de la iluminación eléctrica moderna funciona con energía eléctrica generada de forma centralizada, pero la iluminación también puede funcionar con generadores eléctricos móviles o de reserva o sistemas de baterías. La luz a batería a menudo se reserva para cuándo y dónde fallan las luces estacionarias, a menudo en forma de linternas o linternas eléctricas, así como en vehículos.

Toda la información sobre las bombillas

Tipos de bombillas

Conocer los tipos de bombillas que existen nos da información sobre las alternativas que proporciona el mercado para ahorrar. Si consumimos el mínimo indispensable, no solo estaremos ayudando a nuestro bolsillo, sino también al planeta.

Ten en cuenta que en un hogar normal se llega a consumir hasta un 18% de energía en iluminación y cerca de un 30% si hablamos de negocios y oficinas. Por eso es tan importante elegir la alternativa correcta entre las muchas variedades que existen:

  • Bombillas incandescentes: Son las bombillas de toda la vida y las menos eficientes. Por ello, se están retirando del mercado. La fabricación de las bombillas incandescentes está prohibida desde finales del 2012 y la venta se permite hasta que se agoten las existencias. Se produce luz al calentar un filamento. Su principal característica es que emite mucho calor. De hecho, se desaprovecha prácticamente toda la energía que necesita. A pesar de que son baratas, tienen una vida útil muy limitada y la luz que emiten es cálida, no apta para todos los ambientes.
  • Bombillas halógenas: Las bombillas halógenas dan una luz muy natural y un encendido instantáneo. Emiten calor y su vida útil es de unas 2.000 horas. Consumen un 30% menos que las incandescentes. Desde el 1 de septiembre de 2018 está prohibido fabricar y vender bombillas halógenas en el territorio de la Unión Europea.  Son focos pequeños y con mucha potencia. Aunque nos pueda parecer que es mayor, su rendimiento es muy parecido al de las incandescentes, y duran más o menos lo mismo. Hoy en día se han mejorado y llegan a ofrecer hasta un 40% más de luz.
  • Bombillas fluorescentes: se basan en una tecnología eficiente, que combina gases y sales que emiten luz al contacto con una corriente eléctrica. De hecho, llegan a consumir hasta un 80% menos que una bombilla incandescente sin mermar su capacidad lumínica y suelen durar entre 6 y 20 veces más. Su principal desventaja es que hay que esperar unos segundos para que se enciendan del todo, pero puedes elegir la tonalidad de la luz.
  • Bombillas de bajo consumo: Bombillas de bajo consumo (también llamadas fluocompactas). Consumen hasta un 80% menos que las tradicionales pero su desventaja es que el encendido y apagado constante reducen su vida útil y tardan unos segundos en alcanzar su máxima potencia. Por eso no están indicadas para lugares de paso frecuente. Los tubos fluorescentes tienen un funcionamiento similar pero se diferencian en la forma y el casquillo. Se usan en grandes espacios que tienen que ser iluminados con un menor consumo como cocinas y garajes. Utilizan básicamente la tecnología de los fluorescentes pero en forma de bombilla, por lo que podríamos hablar de las mismas ventajas e inconvenientes.
  • Bombillas LED: Las bombillas LED van ganando terreno en nuestras casas. Son las más eficientes, tienen una vida útil de hasta 50.000 horas y consumen un 80% menos que las incandescentes. No generan calor y soportan gran cantidad de ciclos de encendido y apagado. Son la alternativa ideal hoy en día, por su consumo y la cantidad de luz que emiten, pero también son las que tienen un precio más elevado. La luz no se concentra en un único punto, como pasa con la incandescente, y puede llegar a tener unas 50.000 horas de uso, es decir, que multiplica por 50 la vida de sus competidoras.

Desde el desarrollo de la primera lámpara eléctrica incandescente a finales del siglo XIX se fueron sucediendo diversos e innovadores tipos y sistemas de bombillas:

Lámpara de Nernst

La lámpara de Nernst fue una forma primitiva de lámpara incandescente eléctrica. Las lámparas de Nernst no usaban un filamento de wolframio brillante sino una varilla de cerámica que se calentaba hasta la incandescencia. Debido a que la varilla (a diferencia del alambre de tungsteno) no se oxidaba cuando se exponía al aire, no había necesidad de encerrarla dentro de un ambiente de vacío o gas noble. Las lámparas de Nernst podían operar expuestos al aire y sólo estaban encerrados en vidrio para aislar el emisor incandescente caliente de su entorno. Como varilla se usaba un material cerámico de óxido de zirconio-itrio.​

Desarrolladas por el físico y químico alemán Walther Nernst en 1897 en la Universidad de Goettingen, estas lámparas eran aproximadamente dos veces más eficientes que las lámparas de filamento de carbono y emitían una luz más «natural» (más similar al espectro a la luz del día). Las lámparas fueron comercializadas con bastante éxito por un tiempo, aunque poco a poco fueron superadas por la bombilla incandescente de filamento de tungsteno aún más eficientes. Una desventaja del diseño de Nernst era que el vástago de cerámica no era eléctricamente conductor a temperatura ambiente por lo que las lámparas necesitaban un filamento calentador separado para calentar la cerámica lo suficiente para comenzar a conducir electricidad por sí misma.

Además de su uso para la iluminación eléctrica ordinaria, las lámparas de Nernst se utilizaron en uno de los primeros sistemas prácticos de fax de larga distancia, diseñados por el profesor Arthur Korn en 1902, en la lámpara de hendidura de Allvar Gullstrand (1911) para oftalmología.

Después de que las lámparas de Nernst cayeran en desuso los «resplandedores de Nernst» pasaron a ser utilizados como la fuente emisora de infrarrojos que se utiliza en dispositivos de espectroscopía infrarroja. (Recientemente, incluso esto se ha vuelto obsoleto, ya que los resplandedores de Nernst han sido reemplazados en gran parte por barras de carburo de silicio o «globos»,​ que son conductores incluso a temperatura ambiente y por lo tanto no necesitan precalentamiento).

Bombilla incandescente

Una lámpara de incandescencia es una fuente que produce luz artificial. En la lámpara incandescente, un conductor eléctrico, en concreto de tungsteno, se calienta mediante una corriente eléctrica hasta ponerlo al rojo blanco. El filamento esta encerrado en un bulbo de vidrio al vacío o con un gas inerte que protege al filamento de la oxidación. La corriente es proporcionada a los filamentos por terminales o alambres encerrados en el cristal.

Es muy usada en la actualidad para la iluminación de espacios habitables. Sin embargo, dado que es muy ineficiente (alrededor de 10-22 lm/W en comparación con 61-140 lm/W de los LED blancos1​), en varios lugares, incluidos la Unión Europea, Suiza, la República Popular China y Australia, han puesto en marcha la prohibición de la fabricación y venta de lámparas incandescentes de baja eficiencia energética. Esto tiene como objetivo aumentar la eficiencia energética y, por lo tanto, ahorrar energía.

Bombilla halógena

La lámpara es una evolución de la lámpara incandescente con un filamento de Wolframio dentro de un gas inerte y una pequeña cantidad de halógeno (como yodo o bromo).

El filamento y los gases se encuentran en equilibrio químico, mejorando el rendimiento del filamento y aumentando su vida útil. El vidrio se sustituye por un compuesto de cuarzo, que puede soportar la elevada temperatura de 250 ºC (482 ºF)​ necesaria para que se produzca el ciclo halógeno (lo que además permite lámparas de tamaño mucho menor, para potencias altas).

Algunas de estas lámparas funcionan a baja tensión (por ejemplo 12 voltios), por lo que requieren de un transformador para su funcionamiento. La lámpara halógena tiene un rendimiento un poco mejor que la incandescente (18 – 25 lm/W) y su vida útil se aumenta hasta las 2000 – 4000 horas de funcionamiento.

Al tener el filamento de wolframio contenido en un gas inerte y una pequeña cantidad de un halógeno (normalmente yodo o bromo) el wolframio evaporado durante el funcionamiento normal de la lámpara a elevadas temperaturas reacciona con los halógenos formando halogenuros de tungsteno en estado gaseoso. Así se impide que se deposite el tungsteno evaporado en la superficie interior de la ampolla transparente que aloja el filamento y los gases, lo que supondría una disminución de la transparencia de la ampolla, y por lo tanto una merma de su eficiencia y su durabilidad. La reacción de formación de los halogenuros de wolframio es reversible de forma que éstos, al entrar en contacto con las partes más calientes del filamento (las más delgadas, porque han perdido parte del material), depositan el wolframio del halogenuro sobre dicho filamento y liberan de nuevo el halógeno en estado gaseoso, que queda disponible para recombinarse de nuevo, estableciéndose así un proceso cíclico denominado ciclo halógeno. De esta forma, aumenta la vida útil del filamento y se evita el oscurecimiento de la bombilla ya que vuelve a depositar el wolframio sobre el filamento en el interior de la bombilla. Para que el ciclo halógeno tenga lugar, una lámpara halógena debe funcionar a una temperatura (250 ºC o 482º F)1​ superior a la de una lámpara clàsica de similar potencia y vida útil. Al tener una temperatura de trabajo más elevada da luz de una temperatura de color más alta. Esto, por otra parte, le da una mayor eficacia luminosa (10-30 lm / W).

Como la temperatura de funcionamiento es mayor, hay que utilizar un vidrio de cuarzo, que resiste mejor la temperatura que el vidrio corriente, por lo que pueden hacerse más pequeñas (con menor superficie de disipación de calor). Actualmente se fabrican también lámparas denominadas de bajo consumo (respecto a las incandescentes), suelen tener una lámpara halógena dentro de una ampolla de la misma forma que la de las incandescentes (con superficie de disipación de calor suficiente), con casquillo de rosca E27 (la rosca habitual). Este tipo de bombilla se ha hecho popular en comercios de la Unión Europea desde que en 2009, una Directiva estableció un plazo (2009-2012) para que en los estados miembros dejaran de fabricar y comercializar lámparas incandescentes.

Como todas las lámparas incandescentes, una lámpara halógena produce un espectro continuo de la luz, desde el infrarrojo profundo (que se alcanza con temperaturas bajas) hasta los colores fríos, llegando en este caso hasta el violeta.​ Dado que el filamento de lámpara puede operar en una temperatura más alta que una lámpara no-halógena, el espectro se torna hacia azul, produciendo luz con una temperatura de color altamente efectiva.

La elevada temperatura que alcanzan obliga a tomar precauciones para evitar quemaduras si se manipulan encendidas. Asimismo, debe evitarse tocar la ampolla de la lámpara con los dedos, ya que la grasa presente en la piel, al calentarse puede dañar (desvitrificar) el cuarzo hasta el punto incluso de destruir la lámpara. Por esta razón, numerosas lámparas halógenas llevan otra ampolla de cristal sobre la primera, para permitir su manipulación directa.​

Aunque los primeros intentos de lámparas halógenas son de finales del siglo XIX, las primeras aplicaciones prácticas datan de 1959. ​

La Unión Europea comenzó en 2009 la retirada de los tipos de lámparas menos eficientes. En este proceso, el 1 de septiembre de 2018​ se puso fin a la producción e importación de lámparas halógenas para la mayoría de usos. ​ en Australia se prohibirán a partir de septiembre de 2020.​

Lámparas o bombillas de descarga

  • Lámpara fluorescente: Se conoce por bombilla fluorescente, al conjunto que forman una lámpara, denominada tubo fluorescente, y una armadura, que contiene los accesorios necesarios para el funcionamiento. En ciertos lugares se conoce como luminaria solamente a la lámpara. La lámpara es de descarga de vapor de mercurio a baja presión y se utiliza normalmente para la iluminación doméstica o industrial. Su ventaja frente a otro tipo de lámparas, como las incandescentes, es su eficiencia energética. La lámpara consiste en un tubo de vidrio fino revestido interiormente con diversas sustancias químicas compuestas llamadas fósforos, aunque generalmente no contienen el elemento químico fósforo y no deben confundirse con él. Esos compuestos químicos emiten luz visible al recibir una radiación ultravioleta. El tubo contiene además una pequeña cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte, habitualmente argón o neón, a una presión más baja que la presión atmosférica. En cada extremo del tubo se encuentra un filamento hecho de wolframio, que al calentarse al rojo contribuye a la ionización de los gases.

  • Bombilla fluorescente compacta: La bombilla fluorescente compacta o lámpara fluocompacta (LFC) es un tipo de lámpara que aprovecha la tecnología de los tradicionales tubos fluorescentes para hacer lámparas de menor tamaño que puedan sustituir a las lámparas incandescentes con pocos cambios en la armadura de instalación y con menor consumo. La luminosidad emitida por un fluorescente depende de la superficie emisora, por lo que este tipo de lámparas aumentan su superficie doblando o enrollando el tubo de diferentes maneras. Otras mejoras en la tecnología fluorescente han permitido asimismo aumentar el rendimiento luminoso máximo desde los 40-50 lm/W hasta alcanzar los 80 lm/W, aunque su eficacia media actual en el mercado es de en torno a los 58 lm/W, que ha sido superado ampliamente por muchas lámparas tipo LED. También la sustitución de los antiguos electromagnéticos por balastros electrónicos ha permitido reducir el peso y el característico parpadeo de los fluorescentes tradicionales. En comparación con las lámparas incandescentes, las LFC tienen una vida útil más larga y consumen menos energía eléctrica para producir la misma cantidad de luz. Como desventajas, su reproducción de los colores, aunque actualmente es buena (IRC>80), no alcanza el espectro continuo de las incandescentes o halógenas (IRC=100), normalmente no alcanzan su máximo brillo de forma inmediata y es más problemático deshacerse de las viejas, pues hay que llevarlas a lugares específicos, ya que contienen residuos tóxicos. Además no es adecuado su uso en lugares cerrados pequeños o con temperatura alta, ya que se reduce drásticamente la duración por el rápido deterioro de la electrónica pudiendo llegar a explotar por sí solas bajo condiciones muy extremas.

  • Lámpara de haluro metálico: Las lámparas de haluro metálico, también conocidas como lámparas de aditivos metálicos, lámparas de halogenuros metálicos, lámparas de mercurio halogenado o METALARC, son lámparas de descarga de alta presión, del grupo de las lámparas llamadas HID (High Intensity Discharge). Son generalmente de alta potencia y con una buena reproducción de colores, además de la luz ultravioleta. Originalmente fueron creadas en los años 1960 para el uso industrial de estas pero hoy se suelen aplicar en la industria tanto como el hogar.

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  • Lámpara de vapor de sodio: La lámpara de vapor de sodio es un tipo de lámpara de descarga de gas que usa vapor de sodio para producir luz. Son una de las fuentes de iluminación actuales más eficientes, ya que proporcionan gran cantidad de lúmenes por vatio. El color de la luz que producen es amarillo brillante.

  • Lámpara de vapor de mercurio: Las lámparas de vapor de mercurio de alta presión consisten en un tubo de descarga de cuarzo relleno de vapor de mercurio, el cual tiene dos electrodos principales y uno auxiliar para facilitar el arranque. La luz que emite es color azul verdoso, no contiene radiaciones rojas. Para resolver este problema se acostumbra añadir sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro. De esta manera se mejoran las características cromáticas de la lámpara, aunque también están disponibles las bombillas completamente transparentes las cuales iluminan bien en zonas donde no se requiera estrictamente una exacta reproducción de los colores.

  • Bombilla de neón: Una lámpara de neón es una lámpara de descarga de gas que contiene principalmente gas neón a baja presión. Este término se aplica también a dispositivos parecidos rellenos de otros gases nobles, normalmente con el objeto de producir colores diferentes.

  • Bombilla de deuterio: La lámpara de deuterio (o lámpara de descarga de deuterio) es una fuente de luz compuesta por una cápsula de cristal ultravioleta, o de cuarzo, que contiene deuterio a baja presión en su interior. Suelen emplearse en espectrometría como espectro continuo de referencia de la región ultravioleta, así como para generar la señal de análisis en cromatógrafos.

  • Bombilla xenón: El término faros xenón o luces xenón en automóviles hace referencia al uso de una lámpara de descarga de gas en lugar de una lámpara halógena para las luces delanteras cortas o largas. La denominación Faros xenón es algo confusa, pues se trata de una lámpara de plasma con vapor de mercurio a alta presión, para la que el relleno de xenón solo juega un papel para el encendido inicial. Un arco eléctrico arde entre dos electrodos de wolframio de la lámpara de descarga de gas de xenón. El extremadamente pequeño espacio para arder – una ampolla de cristal de cuarzo – contiene un relleno de gas xenón a alta presión así como mercurio y sales metálicas – en total menos de 1 mg. Para el encendido se precisa de un impulso de alta tensión, que lo crea por medio de un balasto electrónico. Este dispositivo se encarga acto seguido del control de intensidad de la luz.

Bombillas LED

Una lámpara de led,​ lámpara de tecnología led o más simplemente lámpara led (con led como la sigla de la tecnología de diodo emisor de luz, light emitting diode), es una lámpara de estado sólido que usa leds (light-emitting diode, diodos emisores de luz) como fuente lumínica. Debido a que la luz que emite un led no es muy intensa, para alcanzar una luminosidad similar a las de lámparas incandescentes o fluorescentes compactas las lámparas led están compuestas por agrupaciones de varios leds, según la intensidad luminosa deseada.

Actualmente las lámparas de led se pueden usar para cualquier aplicación comercial, desde el alumbrado decorativo y vial. Las mismas poseen ciertas ventajas, incluido su considerable ahorro energético, arranque instantáneo, resistencia a los encendidos y apagados continuos y su mayor vida útil, aunque su costo inicial es elevado.

Los diodos funcionan con energía eléctrica de corriente continua (CC), de modo que las lámparas de led deben incluir circuitos internos para operar desde la corriente alterna normal. Los leds se dañan a altas temperaturas, por lo que las lámparas de led tienen elementos de gestión del calor, tales como disipadores y aletas de refrigeración. Las lámparas de led tienen una vida útil prolongada y gran eficiencia energética, pero su costo inicial es mayor que el costo de las lámparas fluorescentes.

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