Lámparas y más lámparas: lámparas incandescentes

Posted on 6 de septiembre de 2012 by Antonio Pulido

Ya publiqué en su momento un artículo comentando el fin de la producción y distribución de las lámparas incandescentes a partir del uno de septiembre de este año, pero dejé un poco en el aire las diferencias técnicas entre los diferentes tipos de lámparas. Así pues, toca hablar de ellas y, si la cosa se anima, pasaré en otra ocasión a «hablar» de los otros tipos de bombillas.

Comenzaré con las lámparas incandescentes, que fueron las primeras bombillas eléctricas que se utilizaron, de hecho, fue el famoso invento de Edison, aquel que le llevó a los anales de historia. Se basan en dos hechos simples: todos los cuerpos incandescentes emiten radiación electromagnética, mientras mayor sea la temperatura del cuerpo, mayor es la energía radiada y, de hecho, el rango del espectro electromagnético será distinto; por otra parte tenemos el otro hecho, el efecto Joule.

Por ejemplo, habréis visto esas pelis de guerreros medievales o tipo épico en la que se ve al herrero poner al fuego su espada. Al cabo de un tiempo, cuando la temperatura de la hoja de la espada está a cientos de grados centígrados, adquiere un color rojizo intenso. Si se calentase más, pasaría al amarillo, luego a un tono más bien blanco y finalmente a un tono blanco-azulado. Lo dicho, la temperatura influye en el rango del espectro que, en el caso de la luz, es el color. Así pues, ese filamento metálico de la bombilla brilla porque su temperatura es muy alta.

La temperatura del filamento de una bombilla alcanza, nada más y nada menos que, ¡¡los 2800 grados centígrados!! Para que os hagáis una idea, es, aproximadamente, la mitad de la temperatura de la superficie del Sol… ¡ahí es nada! Si le preguntáis a alguien, cuál es la temperatura más alta que puedes encontrar en una casa y citas esta cifra, pocos te creerán. Pero, ¿de qué material está hecho? Si lo miras con detenimiento, notarás que el filamento es metálico. El problema es que la mayoría de los metales se funden a esa temperatura, veamos ejemplos: Plomo, 327 ºC, uff!! ni por despiste; Aluminio, 660 ºC, que va! que va!; ¿cobre?, 1083 ºC; ¡pero chico! ¡sigue estando lejos!; ¿níquel?. 1453 ºC, es muy alto, pero ¡ni de broma!; el poco conocido molibdeno, 2617 ºC… este se acerca, pero se fundiría; la cuestión es que sólo hay cuatro candidatos, pero muy raros y carísimos; sólo el Wolframio (o tungsteno) es el candidato ideal, pues es relativamente económico (se emplea en la industria del hierro) y su punto de fusión es de 3410 ºC… ¡sobrado! Así pues, sometiendo este metal a esta temperatura, conseguiremos que se ponga incandescente y nos dé luz… Pero, ¿cómo?

El otro hecho físico, por el cual una bombilla brilla se llama efecto Joule y dice: que todo cuerpo ofrece resistencia al paso de la corriente eléctrica de modo que radía energía en forma de calor. La cantidad de calor depende de dos factores: la cantidad de corriente que circula (en Amperios) y el valor de la resistencia del cuerpo. El cuerpo en cuestión es el filamento y si se le hace pasar corriente eléctrica a su paso, este emite calor por el efecto Joule, eleva su temperatura hasta los 2800 ºC y…¡tenemos luz por incandescencia! El valor de la resistencia debe ser relativamente alto y depende, a su vez, de tres factores:

El tipo de material: En este caso el Wolframio, que como metal, tiene baja resistencia; pero alta si se compara con otros.
La longitud del filamento: Cuanto mayor sea, mayor será la resistencia. De hecho, si te fijas muy de cerca, verás que en realidad el filamento no es un simple hilo; es como un resorte muy pequeño. De este modo, con la longitud, consigues el valor de la resistencia emitida y, al tiempo, más luz.
La sección del filamento: Eso es lo fino que es. Cuanto menor sea la sección, mayor será la resistencia y, es por esto, que los filamentos son tan finos y frágiles.

El término, la bombilla se funde, es parcialmente correcto. En realidad, cuando la bombilla se ha apagado, evidentemente, la bombilla no se fundido, es decir, de repente no se derrite; pero lo que sí se ha podido fundir es el filamento de wolframio cuando ha venido una sobrecarga eléctrica, potenciando el efecto Joule y, por lo tanto, elevando la temperatura más allá de los 3400 ºC al que se funde el mental. De ahí la expresión, la bombilla se ha fundido.

Dentro del bulbo de vidrio hay un gas inerte. Si en lugar de este fuese aire, al encender la bombilla, ésta, en cuestión de segundos se fundiría. ¿Por qué? Pues porque, literalmente, se quema. De todos es sabido que si no hay aire (oxígeno), un fuego no se mantiene. Y es que si el filamento se pone incandescente en contacto con el oxígeno se produce una reacción de combustión que oxida el filamento y, por lo tanto, lo quema, lo funde. Para evitar esto, o se hace el vacío (caro) o se sustituye el aire por un gas que evita la combustión. La presión de este gas es baja y, por eso, cuando se rompe una bombilla que se oye ese ruido tan peculiar. Es una implosión (explosión hacia adentro).

Ventajas: Esta bombillas producen una luz estable desde que se activan y por otra parte, su gama de colores es muy amplia, según el tipo de filamento. Por otra parte, su luz es más natural, más viva, más cálida. Principal razón por la que, hasta ahora, mucha gente aún no renunciaba a ellas, aparte de su precio, pues son las más económicas. Otra ventaja poco mencionada, es la facilidad de reciclarlas y su bajo impacto ambiental al desecharlas, pues no contienen mercurio y el gas que contienen es inerte. Y por último, y no es broma, yo diría que son más bonitas, aunque esta es mi opinión.

Inconvenientes: Su alto consumo. Consumo muchas veces más que las bombillas de bajo consumo, razón principal por la que se eliminaron del mercado. Su alto consumo, va en contra del medio ambiente y, a la larga, evita la emisión de gases de efecto invernadero que suponen el cambio climático. Además, está la cuestión de ahorro energético que, a la larga, suponen un ahorro económico. Por otra parte, como el efecto Joule es el fenómeno físico que fundamenta el funcionamiento de las bombillas, más de un 90% del consumo se pierde en forma de calor que, al fin y al cabo, no es el propósito. En definitiva, son menos eficientes.

Por último, no perdáis de vista el siguiente vídeo. Es corto y muy claro.