Lámpara de vapor de sodio de alta presión

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Lámpara de vapor de sodio de alta presión
Son una de las fuentes de iluminación más eficientes, ya que proporcionan gran cantidad de lúmenes por vatio. El color de la luz que producen es amarillo brillante. Este tipo de lámparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminación de interiores como de exteriores. Algunos ejemplos son en iluminación de naves industriales, alumbrado público o iluminación decorativa.

Las lámparas de sodio fueron producidas comercialmente por primera vez por Philips en Holanda en 1932. Hay dos tipos de lámparas de sodio de baja presión: (LPS) y alta presión (HPS) . Es una de las lámparas más eficientes del mundo, ya que utiliza toda la corriente que llega para crear la luz en el color más sensible (frecuencia) para el ojo humano. Una lámpara incandescente en contraste crea la luz en todas las frecuencias de infrarrojos (no visible) a los rayos UV en el otro extremo del espectro. La energía utilizada para hacer que la luz no visible es una pérdida de energía, ya que no ayuda a hacer el trabajo principio de una luz eléctrica. La lámpara de LPS también se llama una lámpara SOX (SO de sodio)

Las lámparas de vapor de sodio de alta presión son las más avanzadas. Las radiaciones emitidas por estas lámparas represetan un espectro de emisión con bandas más anchas. Se mejoran las características de las lámparas, pero la eficacia luminosa y la reproducción cromática siguen siendo el punto débil de estas lámparas. El tubo de descarga llega a alcanzar temperaturas de 1000ºC.

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Lámpara de vapor de sodio alta presión (Fuente: OSRAM)
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Partes de la lámpara de vapor de sodio a alta presión (Fuente: Manual de iluminación INDAL)

 

Partes de la lámpara:

Tubo de descarga: es de menor tamañano y cilíndrico. El material es cerámico, a base de óxido de aluminio sinterizado, trasnlúcido y con un pequeño contenido de óxido de magnesio que reduce el tamaño del cristal de aluminio. A pesar de ser translúcido, la transmisión de la radiación visible llega a alcanzar el 90%.

En los dos extremos tiene dos discos de aluminio o niobio que cierran el tubo.

Igual que las lámparas de baja presión tiene dos electrodos de una aleación de tungsteno y titanio recubiertos por una sustancia que favorece la emisión de electrones.
El interior del tubo está relleno de sodio, una mezcla de gas xenón para facilitar el arranque y vapor de mercurio que protege a los electrodos amortiguando la movilidad de los electrones.
La mezcla de todos estos gases reduce la longitud necesaria del arco, por lo que disminuye el tamaño de la lámpara.

Ampolla exterior: es de vidrio y en el interior tiene hecho el vacío o contiene un gas inerte para reducir las perdidas de calor del tubo y prevenir los ataques químicos. Su forma es ovoide o tubular.

Casquillo: normalmente es de rosca Edison, aunque también puede ser de tipo Bayoneta. Ver apartado Casquillos.

Funcionamiento

La luz se obtiene por la emisión generada en el choque de los electrones libres con los átomos del gas del tubo de descarga. Los choques excitan a los electrones que pasan a órbitas de más energia. Cuando regresan a su órbita se produce la emisión de los fotones, es decir la radiación de luz.

Equipos auxiliares

Las lámparas de vapor de sodio a alta presión necesitan una tensión muy elevada para su arranque. El equipo auxiliar lo forman un balasto y un arrancador que puede ser externo o incorporado y conectado en serie o semiparalelo.

 

Para corregir el factor de potencia se conecta un condensador en paralelo.

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Cuando se conecta la lámpara a través de la reactancia, se produce la descarga inicial en el interior del tubo y empieza el calentamiento de la lámpara que funde y evapora el sodio metálico y empieza a emitir luz.

Efectos de las variaciones de la tensión de red

Las variaciones de la tensión de red sobre la lámpara afectan a la corriente, el flujo luminoso y la potencia en la lámpara. La variación de tensión afecta negativamente a este tipo de lámparas, hasta el punto de ser necesaria la instalación de un equipo estabilizador de tensión para corregir las posibles alteraciones de tensión.

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Efectos de las variaciones de tensión de red sobre las lámparas de vapor de sodio alta presión (Fuente: ELT)

 

Un aumento de la tensión repercute en una disminución de la reproducción cromática y reducción de la vida de la lámpara.

 

Donde:

  • la tensión del arco de la lámpara(VL)
  • la intensidad (IL)
  • la potencia (WL)
  • el flujo luminoso (Φ)

 

Modelos disponibles en el mercado

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Modelos de lámparas de vapor de sodio alta presión (Fuente: PHILIPS)

 

Características Principales

Operativas

  • Casquillos
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  • Posición de funcionamiento: universal
  • Tiempo de encendido y reencendido(s): 300 -600 respectivamente
  • Tamaño: grande
  • Posibilidad de regulación: sí

Eléctricas

  • Potencia(W): 50 – 10.000
  • Flujo luminoso(lm): 3.500 – 130.000

Lumínicas

  • Espectro de emisión: discontínuo

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  • Intervalos de eficacia(lm/W): 100
  • Color de la luz: amarillo dorado
  • IRC: 25
  • Temperatura de color(K): 2.300

Otras

  • Vida útil(h): 15.000

Ventajas e inconvenientes

Ventajas:

– Muy eficiente.

– Lámpara de gran alcance para el uso de grandes áreas

– A pesar de un tiempo de calentamiento de 5-10 minutos se reinicia inmediatamente si hay una caída de tensión.

– Flujo luminoso no desciende con la edad (como en LED o las incandescentes)

Desventajas:

– Gran tamaño.

– El sodio es un material peligroso que puede quemar cuando se expone al aire (por ejemplo, si la bombilla se rompe en la basura).

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