Els sistemes d'il·luminació artificial juguen un paper vital en les nostres vides i representa en molts casos un percentatge elevat del consum elèctric dels edificis. Aquest percentatge de consum d'energia elèctrica pot arribar a assolir en alguns casos més del 50%.
És per tot això que té una gran importància conèixer quins tipus de lluminàries existeixen i quines són més eficients energèticament.
Sistemes d'il·luminació
Els sistemes d'il·luminació estan formats per:
- Font de llum: Les fonts de llum són les làmpades.
- Llumeneres: Les llumeneres compleixen funcions energètiques, mecàniques, tèrmiques i estètiques, en distribuir especialment la llum generada per les fonts de llum.
- Equips auxiliars: Els equips auxiliars resulten imprescindibles per aconseguir la funcionalitat del sistema i influeixen en gran mesura en la seva qualitat, consum energètic, economia i durabilitat.
Cadascun dels elements que formen el sistema d'il·luminació té una relació amb l'eficiència energètica, però en aquest article ens centrarem a comentar els tipus de làmpades que hi ha al mercat i la seva relació amb l'eficiència energètica. En el cas de voler més informació al respecte pot ser necessari una auditoria energètica.
Tipus de làmpades
- Làmpada incandescent
- Làmpada de descàrrega
- Làmpada de tecnologia LED
Làmpades incandescents
Làmpades incandescents no halògenes
Les làmpades incandescents no halògenes han estat tradicionalment les més utilitzades, principalment en el sector residencial i domèstic. El seu funcionament es basa en fer passar un corrent elèctric per un filament de wolframi fins que aconsegueix una temperatura tan elevada que emet radiacions visibles per l'ull humà.
Després de més de 130 anys d'existència, l'1 de setembre de 2012, en virtut de la Directiva Ecodesign 2009/125 / CE, ha quedat prohibit fabricar a la Unió Europea làmpades incandescents no halògenes. Prèviament, ja s'havia procedit a la retirada de les làmpades incandescents no halògenes de més de 100 watts (2009), a la fi de la venda de les de 75 watts (2010) i a les de 60 watts (2011).
Aquesta prohibició ha suposat que es vagin substituint aquest tipus de làmpades per altres més eficients energèticament, La vida útil de les làmpades incandescents no halògenes oscil·lava entre les 750 i les 1.000 hores, presentava un import de consum elèctric en un any que fàcilment podia rondar els 55 euros (tot just convertia el 2,6% de l'energia que consumia en llum visible).
Làmpades incandescents halògenes
Les làmpades incandescents halògenes són de reduïdes dimensions, normalment de forma lineal, de càpsula o estàndard i dicroiques, amb models que van des dels 110W o 220W de potència als 12W (amb transformador reductor de tensió o voltatge). Incorporen un gas halogen per evitar que s'evapori l'wolframi del filament i es dipositi en l'ampolla disminuint el flux útil com passa en les incandescents estàndard.
Aquestes làmpades es caracteritzen per aportar major intensitat de llum i assolir elevades temperatures, per a això solen utilitzar cristall de quars, que suporta molt bé aquesta calor.
El consum d'una làmpada incandescent halògena de 70W funcionant una hora consumeix 0,07 kWh enfront dels 0,100 kWh del seu equivalent incandescent no halògena.
L'import energètic anual és d'uns 38 €, el que significa al voltant d'un 30% d'estalvi davant de les làmpades incandescents no halògenes (bombetes tradicionals).
La vida útil d'una làmpada incandescent halògena és d'unes 3.000 hores (3 vegades més que un làmpada incandescent no halògena).
Aquest tipus de làmpades s'usen habitualment en estances que requereixen d'un encès ràpid ja que la seva arrencada és instantani, així com llocs on el seu ús sigui curt com els banys, lavabos o passadissos d'ús esporàdic. També s'usa habitualment on es requereix una reproducció cromàtica bona amb temperatura de color càlida. En contrapartida suposa una major potència i això suposa un major consum energètic i conseqüentment un major cost econòmic del subministrament elèctric.
No obstant això, en els últims anys les diferents modalitats, sobretot entre les dicroiques (les de forma semiesfèrica que solen encastar al sostre), han propiciat que ja es puguin utilitzar en infinitat d'aplicacions, des de punts de llum d'accentuació decoratius a dormitoris, salons o, fins i tot, exhibidors de productes en comerços.
És habitual pensar que totes les làmpades incandescents halògenes dicroiques requereixen d'un transformador, el que pot incrementar el cost d'instal·lació. Aquesta afirmació és falsa, ja que hi ha làmpades de baixa tensió que poden connectar-se directament a la línia de 220V, oferint una elevada sortida de llum capaç d'il·luminar una estada habitual d'un habitatge, bars o fins a sales de museus i exposicions.
Làmpades de descàrrega
Les làmpades de descàrrega són més eficients que les làmpades incandescents. La llum s'aconsegueix per excitació d'un gas sotmès a descàrregues elèctriques entre dos elèctrodes.
A diferència de la incandescència, la tecnologia de descàrrega necessita d'un equip auxiliar (balast, cebador) perquè aquesta pugui funcionar.
Segons el tipus de gas i la pressió a què se sotmeten, hi ha diferents tipus de làmpades de descàrrega.
Làmpada fluorescent tubulars
La làmpada tubular fluorescent, és un tub de vidre fi que té en el seu interior, un gas el qual té la propietat d'emetre una llum blanca quan el creuen electrons (corrent elèctric).
La paret interior del tub es troba recoberta de trifòsfor, una capa de substància fosforescent o fluorescent, la qual te com a missió convertir els raigs de llum ultraviolada invisible (que es generen dins i que no són visibles per a l'ull humà), en radiacions de llum visible gràcies a la pols fluorescent de la paret interior del tub.
Perquè això passi, el seu interior es troba reomplert amb un gas inert, generalment argó (Ar) i una petita quantitat de mercuri (Hg) líquid
Perquè la làmpada fluorescent tubular emeti llum s'ha de complir dues coses:
- Que el gas estigui a una temperatura elevada.
- Que puguin passar els electrons d'un extrem a un altre del tub (travessar el gas).
Font: Luis Maria Benitez (Paintman) es_wikipedia
Aquest tipus de làmpades requereix d'un equipament auxiliar per funcionar format per un balast i un encebador. El balast més tradicional i més habitual és electromagnètic
Recentment hi ha balasts electrònics d'alta freqüència, que són més eficients perquè limiten el consum d'electricitat.
Les qualitats de color i la seva baixa luminància les fan idònies per a interiors d'alçada reduïda.
Actualment ocupen el segon lloc de consum després de les làmpades incandescents no halògenes, principalment en oficies, comerços, locals públics, indústries, etc ....
Hi ha làmpades de flurorescentes tubulars de 38 mm de diàmetre (T12), de 26 mm de diàmetre (T-8) i de 16mm de diàmetre (T5). Les més usades avui en dia són les T8, però les més eficients són les T5 que només funcionen amb equip auxiliar electrònic.
Els tubs T5 tenen una longitud diferent de les T8. Per poder-se realitzar la substitució de tubs T8 a T5 s'utilitza un adaptador on s'insereix el nou fluorescent T5. La utilització d'aquests adaptadors permeten gaudir de l'economia i confort del sistema d'il·luminació T5 sense canvi de llumeneres. L'adaptador allotja un balast electrònic que permet el canvi del sistema electromagnètic al sistema electrònic que en breu passarà a ser l'estàndard en fluorescència.
Existeix el mite que les làmpades fluorescents produeixen cansament. El parpelleig de 50 hertzs dels antics tubs fluorescents és cosa del passat. Els tubs moderns compten amb tecnologia capaç d'emetre corrent altern a una freqüència de 20.000-60.000 cicles per segon, anul·lant el parpelleig.
Llums fluorescents compactes
Generalment són conegudes com LFC o "bombetes de baix consum" i es divideixen en dues grans categories: les de tub i les compactes, que són les que majoritària i les més efi-cients segons diferents estudis, atès que dediquen fins al 15% de l'energia consumida a complir la seva missió d'il·luminar.
L'import energètic anual és de menys de 22 euros. Només amb utilitzar una d'aquestes làmpades de 18W en lloc de la tradicional incandescent de 75W s'estalvia durant la vida útil de la làmpada més de 60 euros o, el que és el mateix en termes d'energia, 570 kWh. A més s'evita l'emissió de centenars de quilograms de gasos d'efecte hivernacle.
Una làmpada de baix consum de 40W funcionant una hora consumeix 0,04 kW. Aquest tipus de làmpades consumeixen un 80% menys que les tradicionals (l'equivalent a la demanda de 2.500 llars).
La vida útil d'una làmpada fluorescent compacta és aproximadament d'unes 8.000 hores, és a dir, unes 8 vegades més que un làmpada incandescent no halògena. Alguns models de làmpades compactes arriben a assolir una vida útil de 15.000 hores.
Atès que a les làmpades fluorescents els costa encendre i aconseguir el seu punt de màxima lluminositat, són recomanables en llocs en els quals la llum estarà molt de temps encesa, com un saló o una cuina. És millor evitar el seu ús en llocs on la seva encesa i apagat sigui constant (escurça la seva vida útil), com en passadissos o replans de portals. A més, la seva forma també és important, ja que mentre les que tenen forma espiral reparteixen la llum en totes les direccions i les lineals són perfectes per il·luminar totes les nits, les rodones s'utilitzen fonamentalment per a les sales d'interior.
Un altre gran mite és pensar que les làmpades fluorescent compactes consumeix menys energia estant encès que apagant i tornant a encendre quan entrem de nou a l'habitació. Només si com a màxim estigués sense funcionar 23 segons podria compensar mantenir encès, però resulta estrany entrar i sortir de la cambra cada menys de mig minut. Així que no s'ha d'oblidar mai d'apagar una làmpada compacta fluorescent quan se surt d'una estada.
Làmpada fluorescents sense elèctrodes
Les làmpades fluorescents sense elèctrodes o d'inducció emeten la llum mitjançant la transmissió d'energia en presència d'un camp magnètic juntament amb una descàrrega en gas.
Aquest tipus de làmpades té una major vida útil propera a les 60.000 hores. La limitació de la vida útil aquesta condicionada pels components electrònics de la làmpada.
Làmpada de vapor de mercuri o alta pressió
Les làmpades de vapor de mercuri a alta pressió emeten un flux lluminós més gran que la resta de làmpades de fluorescència, encara que la seva eficàcia energètica és menor.
Aquest tipus de làmpades se solen emprar en il·luminació de grans àrees; carrers, naus industrials, poliesportius, etc .....
Fotografia de la il·luminació del camp de futbol de l'Europa
Làmpades de llum mescla
Les làmpades de llum de mescal són una combinació de les làmpades de vapor de mercuri a alta pressió i les làmpades incandescents i habitualment porten un recobriment fosforescent.
Aquest tipus de làmpades no necessiten balast ja que el filament actua com estabilitzador de corrent.
La seva eficàcia lluminosa i la seva reproducció en color són molt pobres i actualent és un tipus de làmpada en desús.
Làmpades de halogenurs metàl·lics
Aquest tipus de làmpades posseeix halogenurs metàl·lics més del farcit de mercuri pel que milloren considerablement la capacitat de reproduir el color, a més de millorar l'eficiència.
El seu ús més habitual és en enllumenat públic, comercial, façanes de monuments, etc ... Rarament s'utilitza aquest tipus de làmpades en interior d'edificis.
Làmpades de halogenurs metàl·lics ceràmics
Aquestes làmpades combinen la tecnologia de les làmpades d'halogenurs metàl·lics amb la tecnologia de les làmpades de sodi d'alta pressió (cremador ceràmic).
El tub de descàrrega ceràmic permet operar a temperatures més altes que el tub de descàrrega al quars dels halogenurs metàl·lics convencionals, augmentant la vida útil fins a les 15.000 hores. També millora l'eficàcia lluminosa, l'estabilitat del color al llarg de la vida de les làmpades. En definitiva aquests llums són molt adequades per al seu ús en edificis del sector terciari: comerços, oficines, il·luminació arquitectònica, aparadors, hotels, etc ....
Làmpades de vapor de sodi a baixa pressió
En aquest tipus de làmpades s'origina la descàrrega elèctrica en un tub de vapor de sodi a baixa pressió, produint-se una radiació pràcticament monocromàtica.
Actualment són les làmpades més eficients del mercat, és a dir, les de menor consum elèctric, però, el seu ús està limitat a aplicacions en les quals el color de la llum no sigui rellevant ja que aquesta és groguenca.
S'usa habitualment en autopistes, túnels, àrees industrials i molt rarament en edificació.
A més la seva elevada mida per a grans potències obliga a utilitzar lluminàries de mida excessivament grans.
Làmpades de vapor de sodi a alta pressió
Les làmpades de sodi a alta pressió milloren la reproducció cromàtica respecte les de baixa pressió i encara que l'eficiència energetica disminueix el seu valor continua sent alt comparat amb altres tipus de làmpades.
La mida format pel conjunt d'òptica i làmpada fa que aquest tipus de llumenera sigui molt eficient.
Actualment està creixent el seu ús al substituir les làmpades de vapor de mercuri, ja que presenten una major vida útil amb una major eficàcia.
Aquest tipus de làmpades s'empra en instal·lacions exteriors de trànsit i industrials, així com en instal·lacions interiors d'edificis industrials i comerços.
Làmpades amb tecnologia LED
Les làmpades amb tecnologia LED són díodes semiconductors que emeten llum. El seu nom és un acrònim en anglès que significa "LED: Lighting Emitting Diode". La tecnologia LED, no posseeix filament, pel que té una elevada vida i són molt resistents als cops.
Les làmpades LED permeten un major control de la distribució de la llum. Entre els seus avantatges, a més de la seva àmplia gamma de colors, destaca que, a diferència de les de baix consum, no necessita escalfar per funcionar a ple rendiment. A això també si suma que són molt eficients a baixes temperatures, el que no succeeix amb les làmpades fluorescents.
Una làmpada LED de 20W consumeix 0,02 kWh enfront dels 0,100 kWh d'una làmpada incandescent no halògena.
L'import energètic anual és de menys de 11 euros, cinc vegades menys que una làmpada incandescent no halògena.
La dissipació de calor i la qualitat dels materials sobre la vida útil i la sortida de la llum són factors que influeixen sobre aquest tipus de làmpades. No totes les tecnologies, marques i models duren el mateix però els valors de referència es mouen en una forquilla que va de les 45.000 a les 50.000 hores, una diferència astronòmica si es compara amb les 1.000 hores de les làmpades incandescents no halògenes.
Les làmpades LED tenen actualment un elevat cost inicial (a partir dels 20 euros), per la qual cosa s'estima que requereix d'una mitjana de 10 hores al dia perquè en menys de dos anys la despesa quedi amortitzat, perllongant d'aquesta manera el estalvi energètic a causa de la seva durada elevada. És per això que són molts els que confien que aquesta tecnologia sigui el futur de la il·luminació.
Hi ha la idea que no tots els colors de LED serveixen per a tots els usos. Aquesta afirmació no és certa però molt sovint es recomana un altre tipus de làmpades per a usos domèstics. En totes les làmpades que es comercialitzen es pot trobar indicat en l'etiqueta la calidesa de la seva llum. En concret s'ha d'observar els dos últims dígits de la numeració que ve a continuació dels watts, podent ser 27, 30, 40 o 65. D'aquesta manera, si 27 fa referència a 2.700 Kelvin, és a dir, a una llum càlida similar a la d'un llumí, el 65 serien 6.500 Kelvin o, el que és el mateix, una color blanc molt fred només apte per a ambients molt específics d'interior.
.jpg)
