La bombeta per sempre: aquesta és la màniga!
1993/05/01 Mujika, Alfontso - Elhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
La notícia es va publicar el passat estiu. Una empresa estatunidenca, "Intersource Technologies", va reivindicar a quatre vents: Hem inventat un llum elèctric revolucionari per a la llar, sense filaments ni elèctrodes. En condicions normals de treball funcionarà durant 14 anys i només necessitarà una quarta part de l'energia elèctrica absorbida per les bombetes convencionals (llums incandescents) per a proporcionar el mateix flux lluminós.
La notícia va provocar nombroses tintes en els mitjans de comunicació. Semblava que el nou producte anava a revolucionar la indústria dels llums elèctrics de la nit al dia i posar-les potes enlaire. Aquest nou llum és un llum d'inducció. Com tots els llums elèctrics, l'energia elèctrica es transforma en energia lluminosa, però per a això utilitza ones de ràdio. Les ones provoquen una descàrrega elèctrica en una mescla de gasos dins del tub de vidre. La major part de les reaccions físiques i químiques que deterioren els llums incandescents (bombetes normals) i els llums de descàrrega (tubs fluorescents, etc.) i finalment les deterioren, eviten els llums d'inducció, separant els components elèctrics de la part del llum en la qual es genera la llum. Per tant, modifica la base tecnològica de la indústria de llums.
En principi, la idea d'il·luminació d'inducció no és nova, però fins ara no s'ha aconseguit un llum d'inducció econòmicament competitiva en el mercat. El problema és que un emissor de ràdio de potència suficient per a produir llum en una mescla de gas en un tub de vidre emet ones llargues que interfereixen els senyals de televisió i unes altres com les dels marcapassos. Per a limitar o eliminar aquestes emissions es necessiten aparells electrònics cars o cobertes físiques. Per exemple, Philips ha llançat fa dos anys un llum d'inducció, però és molt cara: 70.000 ptes. (3.500 volums) són vàlides per a cada llum i de gran potència, per la qual cosa no són vàlides per a ús domèstic. Aquest tipus de llums s'han començat a utilitzar en túnels de carreteres a causa de l'elevat cost de la seva substitució.
L'empresa californiana sembla haver ideat un sistema econòmic per a solucionar el problema de les interferències, amb un preu de 1.100-2.000 ptes. (55-100 vol.) ha anunciat que serà el mitjà.
És cert el que ve la revolució?
La indústria d'il·luminació està investigant la tecnologia d'inducció i, en general, el que està fent és cert. No obstant això, ningú creu que els llums convencionals s'obsoletes res més dir a Jesús amén. D'altra banda, si algú creu que la indústria de la il·luminació no vol impulsar llums de llarga durada i que les butxaques s'omplen de cara llançant llums de curta durada, està completament equivocat. La tecnologia d'il·luminació està en contínua renovació en quatre àrees: eficiència lumínica (és a dir, augment del flux lluminós del llum sense augmentar la potència elèctrica absorbida), durada dels llums, estètica i, finalment, preu. En altres paraules, el rendiment dels llums és cada vegada major, duren més, són cada vegada més petites i boniques, i cada vegada més barates.
Però, a quina mira el consumidor mitjà en comprar el llum? Estètica i preu, que deixa en segon pla l'eficiència lluminosa i la durada. Per això, les bombetes convencionals (llums incandescents amb filaments de wolframi) són les més utilitzades encara en les llars. Per contra, en l'enllumenat públic preval l'eficiència. És per això que en carrers i carreteres s'utilitzen llums de sodi a baixa pressió, a pesar que proporcionen llum groga i baixa.
I les bombetes de sempre què?
El disseny de la bombeta tradicional no ha variat massa des que Thomas Alva Edison va patentar fa més de 100 anys. A través d'un filament, envoltat d'un gas inert, es fa passar el corrent elèctric escalfant el filament fins a la seva elevació (fins a 2.500 °C en bombetes normals de la casa). Aquests llums són molt barates i de fàcil fabricació, però tenen dos grans defectes: 1) Només el 10% de l'energia elèctrica que absorbeixen es transforma en energia lluminosa.
La resta es gasta escalfant el llum. 2) La durada mitjana és només d'unes 1000 hores. La durada pot augmentar si el filament s'escalfa lentament, a causa d'errors microscòpics en l'estructura cristal·lina del metall filamentós que s'escalfa ràpidament. En prémer l'interruptor hi ha dispositius que augmenten progressivament la tensió elèctrica en el filament, però són cars i no són rendibles.
Llums halògens
No obstant això, s'han produït innovacions en el camp del llum incandescent. En la dècada de 1960 es va produir un avanç significatiu en la durada i eficiència lluminosa amb l'aparició de llums de wolframi/halogen. Com més gran és la temperatura del filament, més llum dóna. No obstant això, el sobreescalfament del filament en els llums convencionals fa que les fraccions de wolframi s'evaporin i després s'acumulin formant una capa fosca dins de la bombeta. Llavors el llum emet menys llum i a més el filament s'aprima, és a dir, es trenca abans.
A la fi de la dècada de 1950 els investigadors van descobrir una cosa sorprenent: si afegim una mica d'halogen al gas inert dins de la bombeta, el gas reacciona amb el wolframi evaporat que s'escapa del filament formant un halogenur metàl·lic, que se situa en les parts més fredes del filament. Aquest “cicle de l'halogen” ha permès la fabricació d'un filament de major durada, que permet una major temperatura, és a dir, un llum de major eficiència lumínica.
L'eficiència actual dels llums halògens és el doble que la dels llums convencionals i 3 (?) duren més vegades. Però són més cars.
Llums de descàrrega
L'àrea de llums de descàrrega és la que més ha desenvolupat la indústria d'il·luminació. En aquests llums la llum es genera mitjançant l'excitació d'un gas o vapor mitjançant una descàrrega elèctrica. L'eficiència d'aquests llums és molt major que la de les incandescents: Les normals de watt i incandescència emeten més de 200 plomes, només 12. A més, duren molt més. Però no totes són avantatges. Aquests llums són molt eficients, però tenen un ampli espectre de colors.
Per exemple, els llums de sodi donen molta llum, però la llum és groga, no blanca. A més, a diferència de les incandescents, la intensitat lluminosa total no s'aconsegueix bruscament: necessiten un “temps d'escalfament”. D'altra banda, per al manteniment de l'arc elèctric es requereix un circuit de control, és a dir, el llum necessita un dispositiu al costat del qual necessita espai i que encareix el llum. Finalment, cal assenyalar que aquest tipus de llums difícilment poden fabricar-se a una potència nominal inferior a 150 watts. En conseqüència, no es poden utilitzar en habitatges, oficines, comerços, etc. de petit volum, ja que proporcionen un excés de llum.
No obstant això, la indústria d'il·luminació ha tractat constantment de superar els inconvenients d'aquests llums. Fruit d'això són els llums fluorescents que tots coneixem, amb una eficiència de 80-90 lúmens per watt. Són llums de descàrrega de vapor de mercuri. En el tub de descàrrega es troba el vapor de mercuri barrejat amb cripton i argona. El tub és de vidre i la seva superfície interior està coberta per una capa de pols de fòsfor. En l'ambient d'aquesta mescla de gas i vapor, la descàrrega elèctrica produeix radiació verda i blava, però sobretot radiació ultraviolada invisible per a l'ull humà.
La capa de fòsfor en pols absorbeix la radiació ultraviolada i l'expulsa com a radiació de longitud d'ona visible. Això, barrejat amb la radiació blava i verd, sembla donar llum blanca. Depenent de la pols de fòsfor que s'utilitzi, s'obtindrà aquest color. No obstant això, el color de la llum obtinguda està una mica més lluny del color de la llum del dia que el dels llums incandescents. En l'escala d'obtenció de la “qualitat” de la llum, els llums incandescents tenen un valor de 100, és a dir, la llum del dia, i els tubs fluorescents convencionals entre 55 i 90.
L'última novetat en llums de descàrrega són els llums de descàrrega d'alta intensitat comercialitzades fa pocs anys, que aporten una alta eficiència i un color de llum “natural”. L'eficiència d'aquests llums és 6 vegades major que la de la bombeta convencional. Però la potència mínima fabricada és de 150 watts. Això proporciona una intensitat lluminosa de 12.000 lúmens, massa gran per a usos domèstics i similars. A més, és car: gairebé 9.000 ptes. (450 vols.) Vàlid. Per això, aquest tipus de llums només poden utilitzar-se en aparadors de botigues i similars.
I per què canviar la bombeta de sempre?
Per què aquests nous llums són tan cares? Perquè tenen un procés de fabricació difícil. Els compostos químics han de barrejar-se en quantitats molt petites i precises, controlats per ordinador i en condicions molt especials. Per això, en la indústria d'il·luminació ningú creu de moment que cap llum substituirà a la bombeta tradicional en les nostres llars.
No obstant això, amb aquest objectiu s'ha habilitat un altre tipus de llums: el llum fluorescent compacte, comercialitzada fa uns 8 anys. La indústria de la il·luminació ha invertit milers de milions en el desenvolupament i màrqueting d'aquest llum. Què tenen bé? D'una banda, per a la mateixa intensitat lluminosa, absorbeix entre 4 i 5 vegades menys energia elèctrica que la bombeta convencional. D'altra banda, té una durada entre 6 i 8 vegades superior a la bomba convencional. Són petites i compatibles, és a dir, es poden substituir la bombeta convencional (no sempre, francament) perquè es connecten en la mateixa casa de llums. Quant al color de llum, les noves pólvores de fòsfor oposats permeten obtenir una bona llum: 85 en una escala de 100.
Els avantatges d'aquesta mena de llums, per tant, són evidents. Però els consumidors normals no utilitzem aquest tipus d'argumentacions. 3.000 ptes (150 vols.) Més que pagar una vegada i oblidar-se del llum de llarg temps, 125 ptes. (6 vols.) Preferim comprar bombetes convencionals de valor sense parar i pagar més a la companyia elèctrica. Balafiem energia i diners com es veu en el quadre de la pàgina anterior. Les excuses són fàcils de trobar: tenen forma lletja, al principi cal pagar molt, no sempre serveixen per a canviar de ...
El llum compacte retira encara la petita part del mercat de la bombeta tradicional. A més, prop del 70% dels llums compactes que es venen s'utilitzen en la indústria i no en les llars.
Si ja ha tingut un èxit limitat, ara sembla que li apareixerà un dur competidor, el llum d'inducció que hem esmentat al començament de l'article. Per tant, en breu podria iniciar-se la guerra comercial entre els llums compactes i els llums d'inducció. En aquesta hipotètica batalla, a més dels preus, la durada i l'eficiència, és fàcil detectar que s'utilitzarà el “màrqueting del verd”, que ara està en plena actualitat en productes industrials. L'ecologia s'embeni.
Per tant, ens volen vendre “verdor”, dient que aquest llum és més verd que l'altra. Però cura! La verdor no es mesura només pel consum d'energia. Cada llum fluorescent compacte conté 12 mil·ligrams de mercuri, molt tòxic. Així mateix, el procés de fabricació d'aquests complexos circuits amb llums d'inducció és perjudicial per al medi ambient. En aquest sentit, el llum incandescent amb filament de wolframi convencional, la bombeta de sempre, malgrat ser un malbaratament d'energia, caldria dir que és “més verda” que els seus competidors.
(Nota: Per a veure bé la foto anar al pdf).
Incandescents
Llums halògens Tubs
fluorescents Fluorescents
compactes Llums d'inducció.
22
80
50
1.000
6.000
6.000
6.000
euros
d'excel·lent.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
