Clasificación y Propiedades de Lámparas de Descarga: Mercurio, Sodio y Halogenuros

Clasificación de Lámparas de Descarga

Las lámparas de descarga se clasifican principalmente en:

• Lámparas de Vapor de Mercurio:
  • Baja presión (lámparas fluorescentes)
  • Alta presión (lámparas de vapor de mercurio a alta presión, lámparas de luz de mezcla, lámparas con halogenuros metálicos)
• Lámparas de Vapor de Sodio:
  • Baja presión
  • Alta presión

Lámparas de Vapor de Mercurio

Lámparas Fluorescentes (Vapor de Mercurio a Baja Presión)

En el espectro de emisión del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 253.7 nm. Para que estas radiaciones sean útiles, se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles. Se utilizan dos tipos de polvos:

• Los que producen un espectro continuo.
• Los trifósforos, que emiten un espectro de tres bandas con los colores primarios que, combinados, producen luz blanca con buen rendimiento del color sin penalizar la eficiencia.

Carecen de ampolla exterior. Están formadas por un tubo de diámetro normalizado cilíndrico, cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos. El tubo de descarga está relleno de vapor de mercurio a baja presión y gas inerte para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones. La duración de estas lámparas oscila entre 5000 y 7000 horas. El rendimiento depende de las sustancias fluorescentes empleadas. Requieren el uso de un balastro y un cebador.

Lámparas de Vapor de Mercurio a Alta Presión

A medida que aumenta la presión del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga, la radiación ultravioleta característica de la lámpara a baja presión pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible. En estas condiciones, la luz emitida, de color azul verdoso, no contiene radiaciones rojas. Para resolver este problema, se añaden sustancias fluorescentes que emiten en esta zona del espectro, mejorando así las características cromáticas de la lámpara. Su vida útil es de aproximadamente 8000 horas.

Lámparas de Luz de Mezcla

Son una combinación de lámpara de mercurio a alta presión con lámpara incandescente y con recubrimiento fosforescente. El resultado es la superposición al espectro del mercurio del espectro continuo característico de la lámpara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia. Su duración está limitada por la vida del filamento. El filamento actúa como estabilizador de corriente, por lo que no requieren balastro.

Lámparas de Halogenuros Metálicos

Si se añaden yoduros metálicos al tubo de descarga, se mejora la capacidad de la lámpara de vapor de mercurio para reproducir el color. Cada sustancia aporta nuevas líneas al espectro. Tienen un período de encendido de 10 minutos, que es el tiempo hasta que se estabiliza la descarga. Requieren un dispositivo de encendido especial, ya que las tensiones de arranque son muy elevadas. Ofrecen excelentes prestaciones cromáticas.

Lámparas de Vapor de Sodio

Lámparas de Vapor de Sodio a Baja Presión

La descarga produce una radiación monocromática característica, formada por dos rayos muy próximos entre sí en el espectro. La radiación emitida es muy próxima al máximo de sensibilidad del ojo humano, lo que les confiere una eficacia elevada. Sin embargo, la reproducción de colores y el rendimiento son deficientes debido a su monocromatismo. El tubo de descarga tiene forma de U para reducir las pérdidas por calor y el tamaño de la lámpara. Poseen alta eficiencia y una vida media prolongada. Se utilizan comúnmente en alumbrado público y decoración.

Lámparas de Vapor de Sodio a Alta Presión

Presentan una distribución espectral que abarca casi todo el espectro visible, proporcionando una luz blanca dorada agradable. Ofrecen un mejor rendimiento de color y una mayor capacidad para reproducir colores. Su vida media es de 20.000 horas, limitada por la depreciación del flujo luminoso, fallos por fugas en el tubo de descarga y el incremento de tensión.

Características Cromáticas de las Lámparas

Temperatura de Color Correlacionada (TCC)

La apariencia en color de las lámparas viene determinada por su temperatura de color correlacionada. Se definen tres grados de apariencia según la tonalidad de la luz:

• Luz fría: Tono blanco azulado.
• Luz neutra: Luz blanca.
• Luz cálida: Tono blanco rojizo.

El valor de la luminancia determinará, conjuntamente con la apariencia en color de las lámparas, el aspecto final.

Índice de Rendimiento del Color (IRC)

El rendimiento en color de las lámparas es una medida de la calidad de reproducción de los colores. Se mide con el Índice de Rendimiento del Color (IRC), que compara la reproducción de una muestra normalizada de colores iluminada con una lámpara con la misma muestra iluminada con una fuente de luz de referencia. Cuanto más alto sea este valor, mejor será la reproducción del color, aunque esto a menudo implique sacrificar eficiencia y aumentar el consumo energético.