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Bombilla led

Imagen de bombilla led RGB con mando a distancia

¿Lámpara incandescente o bombilla led?.

 

La bombilla led es uno de los inventos más utilizados por el hombre desde su creación.

La lámpara incandescente o Bombilla también llamada bombillo, bombita, foco, lámpara, lamparilla, lamparita o ampolleta, es un dispositivo que produce luz, mediante el calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, de tungsteno, hasta que se pone blanco, mediante el paso de corriente eléctrica.

Con la tecnología existente, actualmente se considera poco eficiente, ya que el 80 % de la electricidad se transforma en calor y el 20 % restante en luz.

Historia

 

Joseph Wilson Swan recibió la patente británica para su dispositivo en 1879, casi un año antes que Thomas Alva Édison.

Imagen de bombilla antigua

Swan comunicó su éxito a la Newcastle Chemical Society, e hizo una demostración del funcionamiento de la lámpara en febrero de 1879.

Ese año comenzó a instalar bombillas en los hogares de Inglaterra.

En 1881 creó su propia compañía, The Swan Electric Light Company, y empezó la producción comercial.

Otros inventores como Henry Woodward, Mathew Evans, James Bowman Lindsay, William Sawyer y Warren de la Rue, ya habían desarrollado diferentes modelos, pero no funcionaban más allá del laboratorio.

Thomas Alva Edison fue el primero en patentar una bombilla incandescente de filamento de carbono, comercialmente viable.

Imagen de Thomas Alva Edison
Thomas Alva Édison

La registró el 27 de enero de 1880, patente n.º 285.898.

Las mejoras de Édison permitieron que la bombilla tuviera una duración más larga y la comercialización estuvo marcada por las disputas con las patentes con sus competidores.

En el parque de bomberos de Livermore (California) hay una bombilla incandescente que lleva encendida desde el año 1901, lo que supone que en 2020 su vida útil ha llegado al 1.042.440 horas.

foto de la bombilla que lleva más de cien años encendida

En 2009, una Directiva de La Unión Europea estableció un plazo para que en los estados miembros dejaran de fabricar y comercializar lámparas incandescentes.

El 1 de septiembre de 2009 se prohibió la fabricación y distribución de lámparas de potencia igual o superior a 100 vatios, un año después, en 2010 las bombillas de 75 vatios. .

Otro año más tarde, en 2011, las bombillas de 60 vatios , y por último en septiembre de 2012 se retiraron las últimas de 40 y 25 vatios.

Las bombillas incandescentes fueron sustituidas por opciones más eficientes, como los fluorescentes y las bombillas con tecnología led.


Fluorescentes

Imagen de formas de fluorescentes

Consiste en un tubo de vidrio fino revestido interiormente con diversas sustancias químicas compuestas.

Estos químicos emiten luz visible al recibir una radiación ultravioleta.

El tubo contiene una pequeña cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte (argón o neón), a baja presión.

En los extremos del tubo se encuentra un filamento de tungsteno, que al calentarse al rojo contribuye a la ionización de los gases.

Historia

 

En 1707, Francis Hauksbee, generó por ionización electrostática del vapor de mercurio una luz azulada.

En 1856, el físico alemán Heinrich Geissler construyó un tubo, lo cerró con un gas enrarecido y con una descarga eléctrica obtuvo una luz azulada.

Este dispositivo pasó a llamarse «tubo de Geissler».

Pero no fue hasta la Feria Mundial de 1893, cuando fueron mostrados los dispositivos fluorescentes desarrollados por Nikola Tesla.

foto del rostro de Nikola Tesla

En 1926, Edmund Germer, Friedrich Meyer y Hans Spanner propusieron incrementar la presión del gas y recubrir el tubo internamente con polvo fluorescente, para convertir el plasma en una luz blanca más uniforme.

La idea fue patentada al año siguiente y adquirida por la empresa estadounidense General Electric.

Los tubos fluorescentes de encendido por precalentamiento se mostraron por primera vez al público en la Feria Mundial de Nueva York en el año 1939.

Desde entonces, los principios de funcionamiento se han mantenido inalterados.


Led

Imagen de varios led de colores

La definición de led, (Lighting Emitting Diode) o diodo emisor de luz, es un dispositivo semiconductor que transforma directamente la energía eléctrica en luz mediante electroluminiscencia.

Los led son considerados un tipo de iluminación en estado sólido (SSL) así como los OLED, los PLED, y los PLET.

El término “estado sólido” se refiere a la luz emitida por electroluminiscencia de estado sólido.

En comparación con las otras, el led crea luz visible con la menor generación de calor o disipación de energía parasitaria.

El más común es el led “blanco” que convierte la luz azul, de un dispositivo SSL, a un espectro de luz blanca mediante fotoluminiscencia.

Descubrimiento

 

El fenómeno de la electroluminiscencia fue descubierto en 1907 por el experimentador británico Henry Joseph Round, de los laboratorios Marconi.

Round usaba un cristal de carburo de silicio y un detector de bigotes de gato.

Pero no fue hasta 1927, cuando el inventor soviético Oleg Lósev informó de la construcción del primer led.

foto del rostro de Oleg Losev

El descubrimiento se llevó a la práctica varias décadas más tarde.

Kurt Lehovec, Carl Accardo y Edward Jamgochian interpretaron el mecanismo de los primeros diodos led en 1951, utilizando un aparato que usaba cristales de carburo de silicio, con un generador de impulsos y con una fuente de alimentación de corriente.

Dos años más tarde (1953) le añadieron una variante pura del cristal.

Primeros ledes

 

En octubre de 1962, Texas Instruments desarrolló el primer led comercial (el SNX-100), que empleaba un cristal puro de arseniuro de galio para la emisión de luz y lo sacó al mercado al año siguiente.

El primer led con emisión en el espectro visible (rojo) fue desarrollado en 1962 por Nick Holonyak Jr. cuando trabajaba en la General Electric.

En 1972 M. George Craford, un estudiante de grado de Holonyak Jr., inventó el primer led amarillo y mejoró la luminosidad del led rojo y rojo-naranja.

Imagen de ledes variados

En 1976, T. P. Pearsall construyó los primeros ledes de alto brillo y alta eficiencia para las telecomunicaciones a través de fibras ópticas.

Una lámpara led, es una lámpara de estado sólido que usa ledes (diodos emisores de luz) como fuente lumínica.

Para alcanzar una intensidad luminosa similar a la lámpara incandescente o el fluorescente, la bombilla led está compuesta por agrupaciones de ledes; a mayor número, mayor es la intensidad luminosa.

Usos

 

Actualmente la bombilla led se usa para aplicaciones comerciales, como el alumbrado, señales de tráfico, indicadores de equipos electrónicos, etc.

La ventaja de la bombilla led, es el considerable ahorro energético, encendido instantáneo y su mayor vida útil.

Los diodos funcionan con energía eléctrica de corriente continua (CC), así que las lámparas de ledes deben incluir circuitos internos para operar con la corriente alterna del hogar.

Los ledes se dañan a altas temperaturas, por lo que la bombilla led tiene disipadores de calor y aletas de refrigeración.

La bombilla led tienen una vida útil larga y una gran eficiencia energética, pero el coste económico inicial es más alto que el del fluorescente.

La empresa Monsanto Company fue la primera que produjo de manera masiva ledes visibles, utilizando fosfuro de arseniuro de galio, en 1968, para producir ledes rojos.

Más tarde, aparecieron otros colores que se usaron ampliamente en aparatos y equipos.

Hewlett-Packard (HP) introdujo los ledes en 1968, inicialmente utilizando fosfuro de arseniuro de galio, suministrado por Monsanto Company.

Y en la década de los 70 Fairchild Optoelectronics fabricó dispositivos led a menos de cinco centavos cada uno.

Beneficios

 

Los beneficios de la tecnología led son:

  • Menor consumo de energía, con menos potencia produce la misma cantidad de luz, es decir, tiene una mayor eficiencia energética.
  • Menos riesgo eléctrico por electrocución, pues se alimentan a 5 voltios de corriente continua.
  • Mayor velocidad de conmutación (encendido y apagado) pues tiene una respuesta de funcionamiento mucho más rápida.
  • Mayor duración de la vida útil de un led.
  • Los sistemas led permiten el control del color y la tonalidad de luz.

Leds N-Pola

 

En julio de 2012, Seoul Semiconductors presentó el led N-Pola, cinco veces más luminoso que el led corriente.

N-Pola consigue 500 lúmenes por vatio frente a los 100 lúmenes por vatio obtenidos hasta entonces.

Para una intensidad lumínica de un led N-Pola, se necesitan 10 ledes normales para igualar la cantidad de Vatios.


Tecnología OLED

 

Un dispositivo orgánico emisor de luz (OLED) consiste en una capa muy fina (100 nm.) de material orgánico insertada entre dos electrodos de metales diferentes.

Uno de estos metales tiene una función de trabajo muy alta para facilitar la inyección de huecos (el ánodo), y el otro una función de trabajo muy baja para favorecer la inyección de electrones (el cátodo).

Los electrones del cátodo y los huecos del ánodo avanzan conducidos por un campo eléctrico hasta la capa emisiva, donde emiten luz.


Tipos de bombillas

Imagen de tipos de bombillas

Bombillas incandescentes :

Son las de toda la vida y las menos eficientes.

La fabricación está prohibida desde finales del 2012 y se permite la venta hasta agotar existencias.

Bombillas de bajo consumo :

Consumen un 80% menos que las tradicionales pero el encendido y apagado reduce su vida útil y además tardan unos segundos en alcanzar su máxima potencia.

No están indicadas para zonas de paso.

Los fluorescentes, tienen un funcionamiento similar pero se diferencian en la forma y el casquillo.

Se usan en grandes espacios como cocinas y garajes.

Bombillas halógenas :

Dan una luz muy natural y con un encendido instantáneo.

Con una vida útil de unas 2.000 horas, emiten calor y consumen un 30% menos que las incandescentes.

Desde septiembre de 2018 está prohibido fabricar y vender bombillas halógenas en la Unión Europea.

Bombillas led :

La bombilla led es la más eficiente, con una vida útil de 50.000 horas y consume un 80% menos que la incandescente.

No generan calor y soportan gran cantidad de ciclos de encendido y apagado.


 

Aspectos a valorar al elegir una bombilla

 

Tipo de casquillo :

foto de casquillos de bombillas

Los casquillos más comunes son el E27, E14 en bombillas de rosca y los GU10 y GU5.3, en focos empotrables.

La letra indica el tipo de rosca y el número, el diámetro.

Existen adaptadores de casquillos, para E27 a E14 y viceversa.

foto de adaptadores de casquillos para bombillas led

Tono de luz :

Cálida (amarilla) o fría (blanca).

Se mide en grados Kelvin (K).

La luz cálida (3.500ºK) está recomendada para salones y dormitorios.

La luz blanca (6.500ºK) recomendada en espacios que necesitan mucha luz como garajes u oficinas.

La luz blanca neutra (4.500ºK) se recomienda en cocinas y baños.

Las formas :

 

Imagen de formas de bombillas

La forma, varía con el acabado estético, el estilo y en función de la lámpara.

Lo habitual son formas redondas, de vela, en globo o en espiral.

La potencia lumínica :

Es la cantidad de luz que emiten y se expresa en lúmenes.

A mayor cantidad de lúmenes, mayor potencia.

Ángulo del haz de luz :

Mayor ángulo, mayor cobertura del espacio iluminado.

Menor ángulo, menor cobertura pero mayor enfoque de un punto concreto.

Lo habitual es 120° para habitaciones completas.

Consumo :

imagen de especificaciones de una bombilla led

Se mide en vatios (W).

Con menos vatios, mayor ahorro.

Rapidez :

Tiempo de encendido hasta su máximo potencial.

Los led y halógenos son instantáneos y los de bajo consumo y fluorescentes tardan unos segundos.

Cantidad de ciclos :

Número de veces que se puede encender y apagar la bombilla.

La mejor, la bombilla led.

Vida útil :

Es el número de horas de luz emitida.

Las de led son las bombillas que más vida útil tienen, en torno a 50.000 horas.

Las lámparas led de ultima generación, parpadean con la música, varían de intensidad y de color y ya se pueden utilizar con el smartphone y desde cualquier parte del mundo.