El rincón de la Ciencia I.S.S.N.: 1579-1149

nº 41 (junio-2007)

Reutilizador de bombillas de bajo consumo (RC-104)


Fernando Parias.


Las bombillas de bajo consumo son en realidad tubos fluorescentes. Los tubos fluorescentes son tubos de descarga, es decir, están llenos de vapor de mercurio a baja presión, que se comporta como un aislante, teniendo una resistencia eléctrica del orden de 1010 ohmios. Para que la electricidad circule a través de él deben ser cebados, y esto se consigue elevando la tensión a la que está sometido el tubo hasta el límite de disrrupción,  punto a partir del cual el gas empieza a tener una resistencia varios ordenes de magnitud mas bajos, alrededor de 800 ohmios, dependiendo de la potencia del tubo, comportándose como un conductor.

Más información sobre el funcionamiento de un tubo fluorescente en: ¿Cómo funciona un tubo fluorescente?

El punto de disrrupción suele estar alrededor de los 300V, lo que esta en el límite de la tensión estándar de los 220 voltios que tenemos en la actualidad, puesto que aunque la tensión es 220 voltios EFICACES, por ser una onda alterna senoidal la tensión máxima alcanza los 311 voltios, peligrosamente cercanos a la tensión de disrrupción por lo que debemos asegurar el cebado.

El cebado tradicional se fundamenta en la acción elevadora (boost) de una inductancia (reactancia del tubo) cuando se produce una brusca interrupción de la corriente que la atraviesa. Además los tubos tienen unas resistencias que están recubiertas por un metal que emite electrones al ser calentado, motivo por el que los fluorescentes emiten una luz anaranjada en los extremos cuando se conectan.

Estos electrones, emitidos por el caldeo de las resistencias (de ahí el nombre de tubos de encendido por precaldeo), ionizan el gas al chocar con sus átomos y éstos responden emitiendo ondas electromagnéticas en la zona de las radiaciones ultravioletas, que son invisibles al ojo humano, por lo que los tubos no servirían de mucho como focos de iluminación. Para que los tubos emitan luz en la zona de percepción humana, los tubos están cubiertos internamente por una capa de flúor, que al ser bombardeados por las radiaciones ultravioletas, devuelven dicha energía en la zona de la luz visible.

Aprovechando que el Manzanares pasa por Madrid, es conveniente avisar de la peligrosidad del flúor, puesto que es un potente reactivo. En ningún caso se deben tirar los tubos o las bombillas a la basura directamente, sino a los puntos limpios para su reciclado. Y por supuesto, si se rompe un tubo, NUNCA TOCAR NI RESPIRAR EL POLVO BLANCO  que se desprende, puede producir quemaduras muy graves e incluso ser mortal en casos extremos.

Cuando las resistencias de caldeo pierden efectividad el encendido del tubo se vuelve problemático, empezando a parpadear en cada cebado y descebado, momento en el que solemos tirar el tubo al punto limpio mas cercano. ( ¡Eh!).

El circuito reutilizador se basa en que lo que ha perdido efectividad son las resistencias de caldeo y no el tubo en sí mismo, por lo que si conseguimos el cebado elevando la tensión aún mas, conseguimos reutilizar dichas bombillas o tubos fluorescentes.

El circuito electrónico es bastante simple, y su diagrama de bloques es el mostrado en la figura 1.

 

El circuito genera una onda cuadrada que es inyectada en el transformador y este la eleva hasta los 800 V aproximadamente, lo que es capaz de cebar el gas. En cada pulso de corriente se almacena energía en el transformador, en forma de campo magnético,  que es liberada cuando cesa el impulso que la genera. Esta energía genera una alta tensión mediante: , por lo que cuanto mas pendiente tenga el flanco de la onda mas tensión se genera.

El circuito es útil para su utilización con paneles fotovoltaicos de 12V, teniendo un rendimiento cercano al 90%, es decir, con una bombilla de 11W, como la del experimento, la potencia absorbida son unos 12 W.

  En la imagen se ve el circuito del experimento que se utilizó en la VIII Feria "Madrid es Ciencia". La caja de plástico era para evitar que se pudiera tocar la zona de alta tensión.

 

 

También se observan las zonas oscuras del tubo, que muestran los depósitos del material emisor de electrones, lo que demuestra el gran número de encendidos de dicha bombilla. Este es el motivo principal de la “defenestración” de este tipo de luminarias, igual que los fluorescentes, estar sometidos a apagados y encendidos frecuentes.