Los tubos fluorescentes que se utilizan normalmente para la iluminación doméstica e industrial por su eficiencia energética frente a las lámparas de incandescencia son lámparas de vapor de mercurio a baja presión. Desde el primer antecedente de iluminación fluorescente hasta ahora los principios de funcionamiento se han mantenido inalterables, salvo las tecnologías de manufactura y las materias primas usadas, lo que ha permitido abaratar su precio y popularizar estas lámparas en todo el mundo.
Pero el récord mundial de 100 lúmenes por vatio de la iluminación fluorescente en comparación con los apenas 15 lúmenes por vatio de las bombillas de incandescencia tradicionales, ha sido superado por un nuevo prototipo de luz blanca de alta calidad y mayor eficiencia energética. Este prototipo es la nueva generación de lámparas TLED desarrollada por la compañía Philips, capaz de doblar la luminosidad de los tubos de neón tradicionales, alcanzando los 200 lúmenes por vatio. Además, de reducir prácticamente a la mitad el consumo de los tubos fluorescentes actuales.
Según los datos, la cuarta parte de los sistemas de iluminación doméstica e industrial a nivel mundial se basan en tubos de neón y solo en Estados Unidos, estos tubos fluorescentes consumen una media de 200 teravatios de energía eléctrica cada año. Por tanto, si se consiguiese reducir el consumo a la mitad, se conseguiría un ahorro cercano a los 12.000 millones de dólares, además de dejar de emitir el equivalente a 60 millones de toneladas métricas de CO2. Y según parece, la lámpara TLED cumple estas expectativas y aspira a convertirse en el sustituto de los millones de tubos fluorescentes que iluminan los techos de medio mundo.
¿Cuál es el origen de los tubos de neón?
El antecedente más próximo al diseño actual de las lámparas fluorescentes fue la lámpara de vapor de mercurio de Peter Cooper Hewitt de 1901, la cual demostró tener una eficiencia energética significativa con respecto a sus similares incandescentes. Pero la necesidad de obtener una luz blanca más uniforme y cercana a la luz natural llevó a Friedrich Meyer, Edmund Germer y Hans Spanner en 1926 a incrementar la presión del gas dentro del bulbo de vidrio y recubrirlo internamente con un polvo fluorescente que absorbiera la radiación ultravioleta emitida por un gas en estado de plasma. Esta idea fue patentada por la empresa estadounidense General Electric pasando a comercializarse en masa en 1938.
Las lámparas de fluorescencia actuales están formadas por un bulbo de vidrio revestido interiormente por sustancias químicas con propiedades fluorescentes y una pequeña cantidad de vapor de mercurio y de un gas inerte –argón o neón– a baja presión. La radiación ultravioleta encargada de activar estas sustancias químicas que dan lugar a luz visible se produce por la ionización de estos gases tras el calentamiento del filamento de tungsteno en cada extremo del tubo.
Además, el sistema requiere dos elementos fundamentales: por un lado, el cebador –también llamado arrancador o partidor– que contiene los gases a baja presión mencionados anteriormente –neón, argón y gas de mercurio– en una pequeña ampolla de cristal en contacto con una placa bimetálica de tungsteno en forma de “U”. Y por otro lado, el balasto o balastro provee reactancia inductiva mediante una bobina de alambre de cobre esmaltado, enrollada sobre un núcleo de chapas de hierro o de acero eléctrico.
Al aplicar la tensión de alimentación, los gases contenidos en la ampolla del cebador se ionizan, deformando la lámina bimetálica que al calentarse cierra el circuito. A partir de ese instante, los filamentos de los extremos del tubo, al calentarse, desprenden electrones que, junto con el pico de autoinducción, ionizan los gases que llenan el tubo, interactuando con los átomos de Hg, Ar y Ne. Se forma así un plasma que conduce la electricidad, generando una corriente de electrones a través del tubo, excitando los átomos del vapor de mercurio que, al desexcitarse, emiten luz ultravioleta. El revestimiento interior de la lámpara será el encargado de filtrar y convertir la luz ultravioleta en visible. Evidentemente, la coloración de la luz emitida por la lámpara depende del material de ese recubrimiento interno.
¿Como funciona el TLED?
En el caso de las lámparas TLED, basan su funcionamiento en la tecnología LED pero con ciertas mejoras que corrigen los problemas de temperatura de color y de flujo luminoso que presentan a la hora de emitir una luz blanca de alta calidad. Generalmente, para obtener luz blanca mediante bombillas LED se utiliza, bien la combinación de LEDs rojos, verdes y azules para crear luz blanca, o bien que una capa de fósforo en combinación con un LED azul. El problema que presentan ambos casos es que mientras las primeras presentan una menor eficiencia por la dependencia del LED verde, las segundas generan una luz blanca con cierto tinte azulado que las aleja de la LUZ blanca natural de los tubos de neón.
La solución de Philips consiste en la combinación de un LED rojo y dos azules, uno de ellos con un filtro de fósforo verde para transformar uno de los LEDs azules en verde. El resultado es una luz relativamente calida, entre 3000 y 4000 grados Kelvin, que genera más del doble de lúmenes por vatio que las bombillas LED actuales de Philips.
Una de las ventajas principales del uso del LED es que a diferencia del tubo de neón, este si permite su uso tanto en regímenes continuos como en iluminación intermitente. En cambio el tubo de neón, tiene una vida útil media que se reduce con un uso intermitente en lugares donde se enciende y se apagan las luces constantemente.
En teoría, 7,5 vatios de TLED podría generar tanta luz como una bombilla incandescente de 100 vatios y aunque todavía no se ha establecido el precio para estas bombillas superahorradoras, Philips asegura que no llegarán al mercado doméstico y empresarial hasta el 2015. Pero que en cualquier caso, vienen para quedarse.
