FLUORESCENTESEn la actualidad las lmparas fluorescentes se han convertido en el medio de iluminacin de uso ms generalizado en comercios, oficinas, sitios pblicos, viviendas, etc. Sin embargo, el funcionamiento de las mismas es poco conocido, cmo emiten luz sin generar apenas calor, ni cmo pueden desarrollar ms lmenes por watt (lm/W) con menor consumo de energa elctrica, comparadas con las lmparas incandescentes en igualdad de condiciones de iluminacin. La tecnologa ms antigua conocida en las lmparas fluorescentes es la del encendido por precalentamiento. De ese tipo de lmpara an quedan millones funcionando en todo el mundo a pesar del avance tecnolgico que han experimentado en estos ltimos aos y las nuevas variantes que se han desarrollado. Sin embargo, su principio de funcionamiento no ha variado mucho desde 1938 cuando se introdujeron las primeras en el mercado.Veamos a continuacin cules son las partes principales que componen la instalacin de las lmparas fluorescentes ms elementales: Tubo de descarga Capacitor Balasto electromagntico

TUBO DE DESCARGAEl cuerpo o tubo de descarga de las lmparas fluorescentes se fabrica de vidrio, con diferentes longitudes y dimetros. La longitud depende, fundamentalmente, de la potencia en watt (W) que desarrolle la lmpara. El dimetro, por su parte, se ha estandarizado a 25,4 mm (equivalente a una pulgada) en la mayora de los tubos. Los ms comunes y de uso ms generalizado tienen forma recta, aunque tambin se pueden encontrar con forma circular.La pared interior del tubo se encuentra recubierta con una capa de sustancia fosforescente o fluorescente, cuya misin es convertir los rayos de luz ultravioleta (que se generan dentro y que no son visibles para el ojo humano), en radiaciones de luz visible. Para que eso ocurra, su interior se encuentra relleno con un gas inerte, generalmente argn (Ar) y una pequea cantidad de mercurio (Hg) lquido. El gas argn se encarga de facilitar el surgimiento del arco elctrico que posibilita el encendido de la lmpara, as como de controlar tambin la intensidad del flujo de electrones que atraviesa el tubo. CAPACITORLas lmparas fluorescentes por precalentamiento utilizan un pequeo dispositivo durante el proceso inicial de encendido llamado cebador, arrancador o encendedor trmico (starter).El arrancador - Las lmparas fluorescentes por precalentamiento utilizan un pequeo dispositivo durante el proceso inicial de encendido llamado cebador o encendedor trmico (starter)Este dispositivo se compone de una lmina bimetlica encerrada en una cpsula de cristal rellena de gas nen (Ne). Esta lmina tiene la propiedad de curvarse al recibir el calor del gas nen cuando se encuentra encendido con el objetivo de cerrar un contacto que permite el paso de la corriente elctrica a travs del circuito en derivacin donde se encuentra conectado el cebador. Conectado en paralelo con la lmina bimetlica, se encuentra un capacitor antiparasitario, encargado de evitar que durante el proceso de encendido se produzcan interferencias audibles a travs del altavoz de un receptor de radio o ruidos visibles en la pantalla de algn televisor que se encuentre funcionando prximo a la lmpara.

BALASTO ELECTROMAGNETICOEl balasto electromagntico fue el primer tipo de inductancia que se utiliz en las lmparas fluorescentes. Consta de un transformador de corriente o reactancia inductiva, compuesto por un enrollado nico de alambre de cobre. Los balastos de este tipo constan de las siguientes partes: Ncleo. Parte fundamental del balasto. Lo compone un conjunto de chapas metlicas que forman el cuerpo o parte principal del transformador, donde va colocado el enrollado de alambre de cobre. Carcasa. Envoltura metlica protectora del balasto. Del enrollado de los balastos magnticos comunes salen dos o tres cables (en dependencia de la potencia de la lmpara), que se conectan al circuito externo, mientras que de los balastos electrnicos salen cuatro. Sellador. Es un compuesto de polister que se deposita entre la carcasa y el ncleo del balasto. Su funcin es actuar como aislante entre el enrollado, las chapas metlicas del ncleo y la carcasa. Capacitor o filtro. Se utiliza para mejorar el factor de potencia de la lmpara, facilitando que pueda funcionar ms eficientemente.

Desde el punto de vista de la operacin de la lmpara fluorescente, la funcin del balasto es generar el arco elctrico que requiere el tubo durante el proceso de encendido y mantenerlo posteriormente, limitando tambin la intensidad de corriente que fluye por el circuito del tubo. Los balastos magnticos de uso ms extendidos se fabrican para que puedan trabajar conectados a una lnea de suministro elctrico de 110 a una de 220 volt de tensin de corriente alterna y 50 60 hertz (Hz) de frecuencia. El empleo de uno u otro tipo depende de las caractersticas especficas del suministro elctrico de cada pas.

EMISIN DE LUZ FLUORESCENTERepresentacin esquemtica de la forma en que el tomo de mercurio (Hg) emite fotones de luz ultravioleta invisibles para el ojo humano y como el tomo de fsforo (P) los convierte en fotones de luz blanca visible, tal como ocurre en el interior del tubo de una lmpara fluorescente.La luz en s misma constituye una forma de energa que puede liberar como fotn el tomo de un determinado elemento qumico. El fotn se caracteriza por ser una pequesima partcula poseedora de energa, pero carente de masa, a diferencia de los elementos qumicos o de cualquier tipo de materia. Para que un tomo libere fotones de luz es necesario excitar alguno de sus electrones, empleando medios fsicos o qumicos. Dada la fuerte atraccin que ejerce el ncleo de un tomo sobre los electrones que giran a su alrededor en sus correspondientes rbitas, no es normal que estos la abandonen por s mismos si no son excitados por un agente externo. Sin embargo, cuando eso ocurre el electrn salta a otra rbita superior dentro del mismo tomo, que al encontrarse ms alejada del ncleo posee mayor nivel de energa. Debido a la atraccin que contina ejerciendo siempre el ncleo del tomo sobre sus electrones, aquel que abandona su rbita es obligado a que, en fracciones de segundo, se reincorpore a la suya propia. En ese momento la energa extra que adquiri el electrn en la otra rbita la libera en forma de fotn de luz. El hecho de que un fotn de luz sea visible o no para el ojo humano depende, fundamentalmente, del tipo de tomo excitado, y de la longitud de onda y frecuencia que posea dicho fotn dentro del espectro electromagntico. En el tubo de descarga de una lmpara de luz fluorescente, los electrones libres y los iones de un gas inerte contenido en su interior, como el gas argn (Ar) en este caso, crean las condiciones necesarias para la creacin de un puente de plasma a travs del cual puede fluir la corriente elctrica. Cuando los electrones libres se mueven a travs del puente de plasma, colisionan con los electrones de los tomos de gas mercurio (Hg) contenidos tambin dentro del tubo y los saca de sus rbitas. De inmediato el ncleo de los tomos de mercurio obliga a que los electrones despedidos se reintegren de nuevo a sus correspondientes rbitas, a la vez que liberan fotones de luz ultravioleta, invisible para el ojo humano. Al mismo tiempo, para que se pueda obtener luz visible, los fotones de luz ultravioleta liberados impactan sobre la capa fosforescente que recubre la pared interior del tubo de cristal de la lmpara, excitando los electrones de los tomos de fsforo (P) contenidos en ste. El impacto saca de sus rbitas a los electrones de los tomos de fsforos, lo que son atrados y obligados a reincorporarse de nuevo a sus correspondientes rbitas. En ese instante liberan fotones de luz blanca fluorescente visibles para el ojo humano. Ese proceso provoca que el tubo de descarga de la lmpara fluorescente se ilumine, proporcionando luz. El color de la luz que emiten los tubos de las lmparas fluorescentes depende de la composicin qumica de la capa de fsforo que recubre su interior. Es por eso que dentro de la gama de luz blanca que emiten estos tubos podemos encontrar variantes de blancos ms clidos o ms fros. Incluso se fabrican tambin tubos fluorescentes que emiten luz verde, amarilla o roja.Espectro de una luz fluorescente estndar blanca y diurna (CRI 65). Note que no hay intensidad en la parte naranja y verde del espectro.Espectro de una luz fluorescente estndar blanca y diurna (CRI 65). Note que no hay intensidad en la parte naranja y verde del espectro.Como en el proceso de encendido las lmparas fluorescentes utilizan slo por breves instantes los filamentos de tungsteno, no da tiempo a que se calienten tanto como ocurre con las lmparas incandescentes. As, al ser mucho menor la prdida de energa por disipacin de calor al medio ambiente, el consumo elctrico se reduce en un alto por ciento. Esto las convierte en una fuente emisora de luz ms econmica, eficiente y duradera si las comparamos con las lmparas o bombillas incandescentes. FUNCIONAMIENTO DE LAS LMPARAS FLUORESCENTES

Las lmparas fluorescentes funcionan de la siguiente forma:

1-Cuando activamos el interruptor de una lmpara de luz fluorescente que se encuentra conectada a la red domstica de corriente alterna, los electrones comienzan a fluir por todo el circuito elctrico, incluyendo el circuito en derivacin donde se encuentra conectado el cebador (estrter). 2-El flujo de electrones de la corriente elctrica al llegar al cebador produce un arco o chispa entre los dos electrodos situados en su interior, lo que provoca que el gas nen (Ne) contenido tambin dentro de la cpsula de cristal se encienda. El calor que produce el gas nen encendido hace que la plaquita bimetlica que forma parte de uno de los dos electrodos del cebador se curve y cierre un contacto elctrico dispuesto entre ambos electrodos. 3-Cuando el contacto del cebador est cerrado se establece el flujo de corriente elctrica necesaria para que los filamentos se enciendan, a la vez que se apaga el gas nen.4-Los filamentos de tungsteno encendidos provocan la emisin de electrones por caldeo o calentamiento y la ionizacin del gas argn (Ar) contenido dentro del tubo. Esto crea las condiciones previas para que, posteriormente, se establezca un puente de plasma conductor de la corriente elctrica por el interior del tubo, entre un filamento y otro. 5-La plaquita bimetlica del cebador, al dejar de recibir el calor que le proporcionaba el gas nen encendido, se enfra y abre el contacto dispuesto entre los dos electrodos. De esa forma el flujo de corriente a travs del circuito en derivacin se interrumpe, provocando dos acciones simultneas: a) Los filamentos de la lmpara se apagan cuando deja de pasar la corriente elctrica por el circuito en derivacin. b) El campo electromagntico que crea en el enrollado del balasto la corriente elctrica que tambin fluye por el circuito donde ste se encuentra conectado, se interrumpe bruscamente. Esto provoca que en el propio enrollado se genere una fuerza contraelectromotriz, cuya energa se descarga dentro del tubo de la lmpara, en forma de arco elctrico. Este arco salta desde un extremo a otro del tubo valindose de los filamentos, que una vez apagados se convierten en electrodos de la lmpara. 6-Bajo estas nuevas condiciones, la corriente de electrones, que en un inicio flua a travs del circuito en derivacin de la lmpara donde se encuentra conectado el cebador, comienza hacerlo ahora atravesando interiormente el tubo de un extremo a otro, valindose de los dos electrodos.7-La fuerte corriente que fluye por dentro del tubo provoca que los electrones comiencen a chocar con los tomos del gas argn, aumentando la cantidad de iones y de electrones libres. Como resultado se crea un puente de plasma, es decir, un gas compuesto por una gran cantidad de iones y de electrones libres, que permite que estos se muevan de un extremo a otro del tubo. 8-Esos electrones libres comienzan a chocar con una parte de los tomos de mercurio (Hg) contenidos tambin dentro del tubo, que han pasado del estado lquido al gaseoso debido a la energa que liberan dichos electrones dentro del tubo. Los choques de los electrones libres contra los tomos de mercurio excitan a sus electrones haciendo que liberen fotones de luz ultravioleta. 9-Los fotones de luz ultravioleta, invisible para el ojo humano, impactan a continuacin contra la capa de fsforo (P) que recubre la pared interior del tubo fluorescente. El impacto excita los electrones de los tomos fsforo (P), los que emiten, a su vez, fotones de luz visible, que hacen que el tubo se ilumine con una luz fluorescente blanca. 10-El impacto de los electrones que se mueven por el puente de plasma contra los dos electrodos situados dentro del tubo, hace que estos se mantengan calientes (a pesar de que los filamentos se encuentran ya apagados). Mantener caliente esos dos electrodos se hace necesario para que la emisin de electrones contine y el puente de plasma no se extinga. De esa forma, tanto el ciclo de excitacin de los tomos de vapor de mercurio como el de los tomos de fsforo dentro del tubo contina, hasta tanto activemos de nuevo el interruptor que apaga la lmpara y deje de circular la corriente elctrica por el circuito.

ESQUEMA DEL CIRCUITO ELCTRICO DE UNA LMPARA FLUORESCENTE DE 20 WATT DE POTENCIA

1. Entrada de la corriente alterna. 2. Cebador. 3. Filamentos de tungsteno. 4. Tubo de descarga de luz fluorescente. 5. Balasto o inductancia. 6. Capacitor o filtro.