Tipos de iluminación eléctrica
En una casa de David, el recibo de luz subió mucho en el verano. Ana Lucía revisa la casa y descubre que muchos bombillos están calientes al tocarlos, aunque solo sirven para alumbrar. ¿Por qué se calienta tanto un bombillo? ¿Y cuál conviene usar para gastar menos? Al final de esta página lo vas a poder responder.
Bombillo incandescente
El bombillo incandescente es el más antiguo. Por dentro tiene un filamento muy delgado de metal (tungsteno) dentro de una ampolla de vidrio sin aire o con un gas que no reacciona.
Cuando la corriente pasa por el filamento, este se calienta hasta más de $2000\ ^\circ\mathrm{C}$ y se pone al rojo blanco: brilla porque está caliente. Eso se llama incandescencia.
El problema: casi toda la energía se va en calor y solo una parte pequeña se convierte en luz. Por eso quema al tocarlo. Es barato de fabricar, pero gasta mucho y dura poco (unas 1,000 horas).
Explica con tus palabras cómo produce luz un bombillo incandescente y por qué se calienta tanto al estar encendido.
Explica con tus palabras cómo produce luz un bombillo incandescente y por qué se calienta tanto al estar encendido.
Fluorescente y LED
Fluorescente
El tubo fluorescente tiene gas a baja presión (con un poco de vapor de mercurio) y las paredes cubiertas con un polvo llamado recubrimiento fluorescente. El proceso es:
-
Se aplica tensión entre los extremos del tubo y el gas conduce corriente.
-
El gas emite luz invisible (ultravioleta).
-
El recubrimiento absorbe esa luz y emite luz visible blanca.
Para encender necesita un balasto: un dispositivo que da un pulso de tensión alto para arrancar la descarga y luego limita la corriente para que no crezca sin control. El bombillo ahorrador es un fluorescente doblado en espiral.
LED
El LED (diodo emisor de luz) es un semiconductor: al pasar corriente por él, emite luz directamente, sin filamento ni gas. Calienta muy poco, es resistente a golpes y dura unas 25,000 horas o más. Es la luminaria más eficiente para una casa. Un bombillo LED incluye un pequeño circuito que adapta los 120 V de la red.
| Tipo | Cómo produce luz | Calor | Duración aproximada |
|---|---|---|---|
| Incandescente | Filamento caliente | Mucho | 1,000 h |
| Fluorescente | Descarga en gas + recubrimiento | Medio | 8,000 h |
| LED | Semiconductor | Poco | 25,000 h o más |
Nombra los cuatro tipos de luminarias que estudiaste (incandescente, fluorescente, LED y de neón) y escribe para cada una una característica que la distinga.
Nombra los cuatro tipos de luminarias que estudiaste (incandescente, fluorescente, LED y de neón) y escribe para cada una una característica que la distinga.
Un tubo fluorescente produce luz gracias a un gas dentro del tubo y a un recubrimiento en sus paredes. Explica a grandes rasgos cómo funciona y por qué necesita un…
Un tubo fluorescente produce luz gracias a un gas dentro del tubo y a un recubrimiento en sus paredes. Explica a grandes rasgos cómo funciona y por qué necesita un dispositivo adicional (balasto) para encender.
Luces de neón
El tubo de neón es un tubo de vidrio con un gas a baja presión. Con alta tensión, el gas se ilumina. El neón da luz rojo-anaranjada; con otros gases o recubrimientos se obtienen otros colores (azul, verde, amarillo).
Se dobla el vidrio en formas de letras y figuras, por eso se usa en letreros y rótulos de locales comerciales. Necesita un transformador de alta tensión, es frágil y no sirve para alumbrar una habitación: da poca luz para su consumo y el tubo es delicado y caro.
Un local de comida en Colón quiere un rótulo luminoso de colores llamativos para la fachada. Indica qué tipo de luminaria sería adecuado, explica el principio con el que…
Un local de comida en Colón quiere un rótulo luminoso de colores llamativos para la fachada. Indica qué tipo de luminaria sería adecuado, explica el principio con el que produce luz y menciona una desventaja de usarla para alumbrar toda una habitación.
Eficiencia
Una luminaria es eficiente cuando convierte en luz una parte grande de la energía eléctrica que recibe, y pierde poca como calor. Dos bombillos pueden dar la misma luz y gastar potencias muy distintas.
Para elegir luminaria según el ambiente, piensa en cuatro cosas: eficiencia, calor, duración y comodidad visual (color de la luz y que no parpadee).
-
Cocina y cuarto de estudio: luz blanca, buena y estable. LED o fluorescente. El LED calienta menos, algo importante en un cuarto con aire acondicionado.
-
Pasillo que se enciende pocos minutos: el fluorescente tarda en calentarse y se desgasta si se prende y apaga mucho; el LED prende al instante y no sufre por eso.
-
Patio y calle: LED, por su duración y bajo consumo.
¿Qué significa que una luminaria sea «eficiente»? Indica cuál de los cuatro tipos estudiados suele ser la más eficiente para iluminar una casa.
¿Qué significa que una luminaria sea «eficiente»? Indica cuál de los cuatro tipos estudiados suele ser la más eficiente para iluminar una casa.
Kevin debe elegir la iluminación para tres ambientes de su casa: la cocina, un pasillo que se enciende solo unos minutos al día y un cuarto de estudio. Elige un tipo de…
Kevin debe elegir la iluminación para tres ambientes de su casa: la cocina, un pasillo que se enciende solo unos minutos al día y un cuarto de estudio. Elige un tipo de luminaria para cada uno y argumenta tu elección con base en eficiencia, calor producido, duración y comodidad visual.
Energía y ahorro
El recibo de luz se cobra por la energía consumida, en kilovatios-hora (kWh). Se calcula así:
Por qué funciona: la potencia dice cuánta energía se usa cada hora; si el bombillo está encendido más horas, gasta más en proporción.
Gabriela compara un bombillo incandescente de $60$ W con un bombillo LED de $9$ W que ilumina de forma parecida. Si ambos permanecen encendidos $5$ horas al día, calcula…
Gabriela compara un bombillo incandescente de $60$ W con un bombillo LED de $9$ W que ilumina de forma parecida. Si ambos permanecen encendidos $5$ horas al día, calcula la energía en kWh que consume cada uno en un día e indica cuánta energía ahorra el LED.
Una familia en David cambia $10$ bombillos incandescentes de $60$ W por LED de $9$ W. Cada uno funciona $5$ horas al día durante $30$ días. Calcula la energía ahorrada…
Una familia en David cambia $10$ bombillos incandescentes de $60$ W por LED de $9$ W. Cada uno funciona $5$ horas al día durante $30$ días. Calcula la energía ahorrada en el mes en kWh y, si el kWh cuesta $\$0.20$, el ahorro en dinero. Luego explica por qué el ahorro real podría ser aún mayor en un cuarto con aire acondicionado.
Vuelve al principio: los bombillos de la casa de Ana Lucía se calientan porque eran incandescentes, que gastan casi toda la energía en calor. Cambiarlos por LED reduce el consumo y el recibo de luz.
Resumen
-
Incandescente: filamento caliente que brilla; mucho calor, poca duración, poco eficiente.
-
Fluorescente: descarga en gas + recubrimiento; necesita balasto; contiene mercurio y se desecha con cuidado.
-
LED: semiconductor; muy eficiente, poco calor y larga vida; la mejor opción para casa.
-
Neón: tubo con gas a alta tensión; sirve para letreros y rótulos, no para alumbrar.
-
Energía: $E = P \cdot t$ en kWh, con la potencia en kW (W entre $1{,}000$). El ahorro es la diferencia entre dos consumos.