miércoles, 25 de noviembre de 2009

La fibra óptica, ¿para qué sirve? (I)

En general, la fibra óptica gestiona la luz, bien para iluminar o como portadora de datos.

En esta ocasión vamos a referirnos a la primera utilidad.

En su forma más sencilla se trata de una delgada hebra de plástico, de vidrio o silicio que conduce la luz.

Suele presentarse  en uno o varios filamentos.

El grosor del filamento es comparable al grosor de un cabello humano, es decir, aproximadamente de 0,1 mm.

Una única fibra o un haz conduce la luz.

Suele estar enfundada en plástico para protegerla.

¿Para qué sirve?

En decoración la hemos visto en una especie de floreros que en lugar de flores alojan muchas de estas fibras y gracias a una fuente de luz interna, oculta a la vista, se trasmite la luz a las puntas produciendo un efecto muy curioso.
Si la/las fibras reciben luz de colores y estos cambian, el efecto es aún más espectacular.






A raíz de este modelo se fueron desarrollando otros más originales.







Seria absurdo que la única aplicación fuera la descrita, ¡ni mucho menos!

Una fibra óptica muy natural la constituye una vena de agua. Si observamos una fuente iluminada, son los chorros de agua los encargados de transmitir la luz.


Imaginamos que los inventores de  la fibra óptica artificial se basaron en el efecto transmisor de la luz del agua.





¿Qué pensaríamos si nos dijesen que nuestra casa se puede iluminar sólo con una bombilla de 100 W?

Hace unos años, en unos grandes almacenes, se presentó una maqueta con esa posibilidad y ¡funcionaba!

Para ello prepararon un robusto haz de fibras y desde el centro de la vivienda, donde se situó la bombilla de 100W, lo fueron extendiendo por toda la vivienda, oculto en el falso techo, haciéndolo entrar en el centro de cada una de las habitaciones.

Aquel montaje era inviable en la práctica, por el coste que suponía.

Sin embargo sirvió para comprobar que podía ser una propuesta no sólo para iluminar, sino para decorar y hoy en día aparecen soluciones en múltiples catálogos, basadas en la misma tecnología, pero que pretenden decorar techos, simulando cielos estrellados.





Se utiliza incluso en ascensores

También podemos utilizarla para iluminar cuadros o rincones en los que deseamos destacar algún detalle.

Hay una circunstancia muy feliz que refuerza su popularidad y que la hace apta para ser utilizada en museos donde se desea iluminar piezas muy delicadas, como joyas, tapices o cuadros.

Se trata de paliar el efecto destructor de la luz cuando ilumina persistentemente, provocado por las radiaciones infrarrojas y ultravioletas, responsables del efecto calorífico de la luz (infrarrojo) y del efecto de decoloración (ultravioleta).

El haz de luz que transmite la fibra óptica no calienta ni decolora.

Estamos hablando de luz completamente fría.

La luz que circula por la fibra óptica tiene esas dos ventajas y otra añadida.

Esta última se refiere y depende de su calidad, por ejemplo silicio frente al plástico.

Es la atenuación que viene a ser la pérdida de intensidad que se produce en las largas distancias.

Pues bien, dependiendo de la calidad, como hemos dicho, puede llegar a tener muy poca atenuación.

Hasta ahora hemos visto fibra óptica que transmite la luz de extremo a extremo, o dicho de otra forma de punta a punta.

Sin embargo existe otro tipo de fibra que se ilumina a lo largo emitiendo luz tal como se aprecia en la fotografía donde aparece una “lámpara”.




Una aplicación muy importante que no deseamos omitir y que tantas vidas salva es la aplicación médica de la fibra óptica que se manifiesta en las sondas endoscópicas.

lunes, 23 de noviembre de 2009

El cebador electrónico

Hemos hablado de los equipos de encendido de los tubos fluorescentes.

Recordemos que los elementos auxiliares que intervienen son:

La reactancia.
El cebador.

El funcionamiento es muy simple pero no perfecto por el molesto parpadeo que suele acompañar un encendido.
El problema radica en que la apertura del cebador puede darse en cualquier momento, a lo largo de la onda de tensión:



Igual puede ocurrir cuando la tensión es muy baja o cuando es más elevada.

Por este motivo el tubo parpadea mucho al encenderse.

El cebador convencional es un elemento muy barato que, además de provocar parpadeos, con el tiempo tiene un comportamiento extraño, sobre todo cuando el tubo se desgasta.

El cebador no se entera y sigue insistiendo en que el tubo se encienda y vuelve a insistir, provocando esos intentos tan desagradables y ruidosos que impiden concentrarnos en el trabajo.

Además se acrecienta el consumo, se calienta la reactancia y puede llegar a provocar un incendio.

¿Cómo evitarlo?

Tenemos dos opciones:

Cambiar inmediatamente el tubo. A la vez cambiar el cebador.
Cambiar el tubo y poner un cebador electrónico para que lo que hemos comentado no vuelva a ocurrir.

Cebador electrónico.

¿Cómo es, cómo funciona y cuanto nos puede costar?






En la figura aparece el interior, con los componentes electrónicos que puede integrar.

Por este motivo se llama cebador electrónico.

La parte externa es como cualquier cebador, con su forma cilíndrica y sus dos patitas para la conexión.








La diferencia está en el interior pues, como hemos visto, es totalmente distinto al interior de un cebador convencional.

Y en la serigrafía, donde se indica que se trata de un cebador electrónico.

El éxito que está teniendo se basa en lo siguiente:

Gracias a la electrónica podemos hacer que se abra en un punto de máxima tensión, por ejemplo el que se indica, y gracias a ese detalle se garantiza un encendido sin titubeos.





Y además tiene otra ventaja importante:

Cuando el tubo empieza a hacer cosas extrañas y no quiere encenderse, el cebador electrónico actúa, anulando los intentos, y dejando el fluorescente apagado.

Al reponer el tubo todo vuelve a la normalidad.

Más ventajas:

Es un elemento con un estimación de vida media muy alta, prácticamente es eterno.

Hace que el encendido sea casi inmediato, sin parpadeos.

¿Cuánto cuesta?

Entre 3 y 6 euros.

Lo cierto es que al tratarse de un componente desconocido por la mayor parte de la población tiene poca demanda y es difícil de encontrar.

Esperamos que a raíz de esta publicación se despierte el interés y sea más sencillo, y barato, localizarlo.

lunes, 16 de noviembre de 2009

El equipo de encendido de los tubos fluorescentes

Hemos descrito bastantes detalles de los tubos fluorescentes y ahora es necesario hacerlo sobre los equipos que sirven para encenderlos y para que se mantengan luciendo.


Circuito eléctrico.

Antes de seguir conviene aclarar que la corriente eléctrica sólo circula cuando existe circuito, que es el recorrido desde uno de los bornes al receptor y regreso al otro borne de enchufe.




En la figura de la izquierda si la lámpara no luce es porque el interruptor está abierto, no hay circuito.

Una vez accionado el interruptor, la corriente lo recorre, es decir, entra y sale.

1ª Condición

Sin circuito eléctrico no hay posibilidad de que nada funcione, ni una plancha, ni un televisor, ni un ventilador, absolutamente nada.

2ª Condición

Contrariamente a cómo se cablea el circuito para encender una bombilla que, como hemos visto es la cosa más sencilla del mundo, para hacerlo con un tubo fluorescente hace falta un equipo.

Y, aunque parezca mentira, también existe circuito en el cableado necesario para encender un tubo fluorescente, pero si no nos lo explican posiblemente no lo localizaríamos.



Para ser exactos el encendido de un tubo pasa por dos secuencias y en las dos se crean circuitos.




¿Cómo se enciende un tubo?

Para entenderlo bien es necesario conocer el comportamiento del cebador y de la reactancia.

El cebador.



El cebador es un pequeño cilindro de policarbonato y al destaparlo descubrimos una pequeña ampolla de cristal (1) en cuyo interior dicen que hay helio (un gas noble), un contacto fijo (3) y otro móvil (2), formado por un bimetal que se arquea con el calor y se desplaza hacia el contacto fijo.

Cuando le damos al interruptor los contactos que están separados, se juntan y enseguida se vuelven a separar y así se quedan, por lo que podríamos quitar el cebador y el tubo seguiría luciendo.


Podríamos resumir la secuencia del cebador utilizando el símil de los dos hilos, al principio separados, unos instantes juntos y después separados:









La reactancia.




La reactancia es una bobina de hilo de cobre esmaltado, que tiene un principio y un final, como se observa en los esquemas de encendido de un tubo.
La bobina va enrollada sobre un núcleo de chapas de hierro magnético (especial).

Los dos circuitos.


El primero.


Cuando accionamos el interruptor la tensión de los bornes de entrada se desplaza a los bornes del cebador, que está abierto. Salta entonces un arco dentro del mismo, (desde fuera podemos observar el destello), que hace que los contactos se cierren.




Atención, en ese momento ya hay circuito, el formado por la reactancia, los filamentos del tubo y el cebador.

Los filamentos se ponen candentes y emiten electrones, ionizando el interior del tubo, que es lo que se conoce como plasma.





Tres segundos después los contactos del cebador se abren para siempre y entra el juego un principio físico, la extra tensión*, (que provoca la reactancia al ser desconectada del circuito por el cebador).

* Las bobinas se oponen a los cambios, es decir se oponen al paso de la corriente y si está circulando corriente se oponen a que deje de ser así, por ello si desconectamos un electrodoméstico tirando de la clavija salta una gran chispa en el enchufe, es debido a la oposición al cese de corriente.

Esta alta tensión hace que el tubo encienda.

¿Y…?

El segundo.




¡Se crea un nuevo circuito y definitivo!

Porque sabemos que la electricidad pasa a través de los cuerpos conductores como el cobre, el agua salada…y ¡también a través de un gas ionizado!






¿Podemos prescindir del cebador?

Sólo en plan experimental…

Veamos,


Pongamos en su lugar un pulsador, lo accionamos.
Uno, dos, tres…y soltamos…! Oh maravilla! ¡Se enciende!


¿Podemos prescindir de la reactancia?

No, porque cumple otra misión y es la de limitar la corriente.
Si no estuviera, el tubo se destruiría.

Clases de equipos de encendido:

Electromagnéticos como el ya visto y que surgieron a raíz de inventarse el tubo.

Electrónicos, que prescinden del cebador y son mas fiables.


De estos últimos hablaremos, con detalle, en otra oportunidad.

viernes, 13 de noviembre de 2009

¿Cómo elegir el tono de luz artificial apropiado?

Es la típica pregunta cuando vamos a iluminar un determinado ambiente.

Vamos a tratar de contestarla...

Recordemos que existen fuentes de luz que emiten en un tono frío y otras que lo hacen en un tono cálido.

Vamos a definir lo que se conoce como temperatura de color de una fuente de luz:

Es una valoración numérica del tono en que esa fuente emite y que se mide en grados Kelvin: ºK.

Luego vamos a contrastar que la cifra más alta de la temperatura de color se corresponden con el tono más frío.

¿Qué tono de luz escojo?

En general, los expertos aconsejan elegir el tono que se corresponda con el que predomine en ese ambiente.

Recordemos que los colores fríos son el verde, el azul y el violeta y los colores cálidos, el rojo, el amarillo y el naranja.

Si el decorador o nosotros ha elegido un tono de pintura y de complementos, verde, azul o violeta, hemos de iluminarlo con una luz fría y si por el contrario lo ha hecho con rojo, amarillo o naranja, hemos de iluminar con una luz cálida.

¿Qué ocurre si no cumplimos esta regla?

Conseguiremos iluminar pero no existirá armonía y por ello desentonará (nunca mejor dicho).

Nadie resultará herido, o con molestias visuales, pero sí habremos conseguido un ambiente fisiológicamente incómodo, desagradable.

Vamos a poner un ejemplo.

“Es invierno, de noche, hace mucho frío y vamos por la calle, deseando llegar a nuestra casa.
Observamos las ventanas iluminadas y al descubrir una que emite luz cálida nos apetece estar allí.
Sin embargo rechazamos aquellas de las que se desprende luz fría”.

Pensemos en la misma escena pero en una noche muy, pero que muy calurosa y la consideración será al revés.

Otro ejemplo:

“Nos hemos perdido de noche en la nieve y a lo lejos divisamos una cabaña.
Nos acercamos y a través de una ventana observamos un ambiente acogedor:
Una chimenea centelleante, unos quinqués que iluminan de forma muy agradable…

¡Deseamos instalarnos de inmediato!

http://images.artelista.com/artelista/obras/fichas/2/2/5/6458489449151264.jpg


Por el contrario, es de día y nos hemos perdido en el desierto.
No podemos más…
Divisamos un oasis,… ¿Será un espejismo?
¡No, es real!

¡Está plagado de las palmeras, de vegetación circundante y de agua!”

¡Deseamos quedarnos para siempre!






¿Hemos entendido las sensaciones que podemos experimentar en ambos supuestos?

Pues tratemos de recordarlo cuando nos toque pronunciarnos.

En general, en los países fríos, se decora con tonos cálidos y en los países cálidos con tonos fríos.

Recordemos que la temperatura de color se mide en grados Kelvin y que una vela tiene unos 1.900 ºK y una bombilla 3.000-3.300 ºK y no dan más…

¡Son fuentes de luz cálida!

Sin embargo los tubos fluorescentes en la versión trifósforo presentan las siguientes modalidades:

Muy cálidos: 2.700ºK
Cálidos: 3.000ºK
Neutros: 4.000ºK
Fríos: 6.000ºK

¡Vaya dilema!

¿Cómo se deben pedir?

Vamos a poner un ejemplo:
Imaginemos que necesitamos comprar un tubo de 18 W y luz neutra.
En la serigrafía leeremos lo siguiente:









18W/840

18 W lo entendemos.

El 40 indica 4000ºK

Y el 8 se refiere a algo que comentaremos después.

Si el tubo fuera de 36W la serigrafía sería:

36W/840

Y si fuera de 58W:

58W/840

¿Y si deseamos tubos con luz fría?

Las referencias serian:

18W/860
36W/860
58W/860
Valores aproximados de temperatura de color.
Conocerlos nos servirá de ayuda para comprender con más “claridad”todo lo explicado:


Temperaturas de color (ºK) de distintas fuentes de luz.

Cielo azul: 10.000 a 30.000
Cielo Nublado: 7.000
Luz solar a mediodía: 5.600
Flash: 5.500
4 horas después de amanecer: 5.000
3 horas después de amanecer: 4.850
2 horas después de amanecer: 4.300
1 hora después de amanecer: 3.550
Amanecer: 2.200
Luz de luna: 4.100
Tubos fluorescentes trifósforos
Muy cálidos: 2.700
Cálidos: 3.000
Neutros: 4.000
Fríos: 6.000
Lámparas incandescentes
Bombilla con cristal azul: 4.000
Halógenas domésticas (cuarzo): 2.900
Bombilla 100 vatios doméstica: 2.850
Luz de vela: 1.900

¿Y ahora, qué es lo del 8?
Ya hicimos una mención, cuando hablamos de comprar telas, del I.R.C., índice de rendimiento cromático.

Es la capacidad de la fuente de reproducir fielmente los colores que ilumina, y ese 8 lo interpretamos como que lo hace al 80%.

Y a esos tubos los denominamos como “los de la gama 80”.

Ese rendimiento que para el sol es del 100%, para una bombilla del 100%, no puede ser mayor del 80% para los tubos fluorescentes trifósforos que utilizamos habitualmente.

Existen, para nuestra información, los de la gama 90 (90% de I.R.C.), pero sólo se utilizan en pruebas de imprenta y alguna cosa más.

Si seguimos utilizando tubos estándar, recordemos que su rendimiento es del 60%.


Tubos fluorescentes compactos.





Todo lo dicho, respecto a la serigrafía, es válido para los tubos compactos, que, por cierto son todos trifósforos*.
*Recordemos que son los que dan mejor luz, más cantidad y duran más.



¿Qué ha sido de los tubos circulares?




Es una familia de tubos fluorescentes que aún se utilizan y resultan interesantes para, mediante plafones desnudos o con difusor opal, iluminar una cocina.
Pero es conveniente que sean trifósforos.
Seguiremos hablando de cuántos modelos más de tubos fluorescentes podemos encontrarnos.

viernes, 6 de noviembre de 2009

Tubo fluorescente estándar y trifósforo

¿Queremos cambiar radicalmente la iluminación de un despacho, una tienda, o un aula?

Simplemente, sustituyendo los tubos fluorescentes que tenemos (imaginamos que sean estándar), por otros de la misma potencia, pero trifósforos.

Vamos a explicar el por qué.

El tubo fluorescente se empezó a instalar en los años 30 del siglo pasado y en un principio sorprendió, por la gran cantidad de luz que emitía.
Su diámetro era superior a los actuales, aproximadamente 70 mm.

¡Toda una suerte de desgracias se auguraron sobre ésta nueva luz!

Lo cierto es no se que cumplió ninguna…

En los años 50 del mismo siglo y en nuestro país (por supuesto que en los demás también) con tubos de diámetro 38 mm iluminando las tiendas de tejidos, las señoras tenían que salir a la calle para contrastar el color del elegido porque la distorsión del mismo, bajo la luz mencionada, era importante.

Tal vez alguna de nuestras lectoras recuerde esa imagen.

¡Ese defecto (por decir algo) no lo habían pronosticado!

¿Qué ventajas reporta el uso de tubos fluorescentes?

Lámpara fluorescente - Electrónica Unicrom

Por supuesto, han evolucionado y su diámetro también, a 26 mm los que salieron en 1979, y a 16 mm los de última generación.

Ya sabemos que son cinco veces más eficientes que una bombilla.

Un aspecto muy importante es que, al ser lineales, deslumbran menos que aquella.

Esto es fácil de contrastar:

Miremos fijamente una bombilla encendida de 100W y comprobaremos que molesta mucho.
Quince segundos después apartemos la vista y la imagen permanecerá en nuestra retina un buen rato.

Una experiencia desagradable.

Hagamos lo mismo con un tubo equivalente, 18W, aproximadamente y …¡sorpresa!

Podemos sostener la mirada sin problemas visuales.

Ese resplandor, que molesta en la bombilla encendida, se denomina en términos técnicos, luminancia, brillo o molestia visual.

Detalles importantes:

Los tubos más utilizados tienen siempre la misma medida y es la siguiente:

El de 18W mide 600 mm de largo.
El de 36W mide 1200 mm
El de 58W mide 1500 mm

Si compramos un tubo fluorescente de 18W nos lo entregan con una funda de cartón y en ella está serigrafiada una etiqueta con una serie de letras.
Se trata de la etiqueta de eficiencia energética que tan habitual nos resulta ver en los electrodomésticos, por ejemplo en un frigorífico.


Etiqueta Energetica


¿Por qué una etiqueta de esta naturaleza?

¿Es posible que existan tubos fluorescentes más o menos eficientes?

La respuesta es sí.

Los primeros tubos que se conocieron, dada la tecnología existente, sólo eran tubos estándar, con dos tonos de luz:
Luz día (así lo denominaban) y blanco frío industrial.
El primero producía una sensación fría y el segundo más cálida. Los dos reproducían muy mal los colores y ese detalle los hacía impopulares.

Pero en 1980, aproximadamente, salieron al mercado los tubos trifósforos.

Con un lema importante:

Más luz, de mejor calidad y durante más tiempo.

Proporcionan entre un 12 y un 15% más de luz.

Mejor calidad, porque restituyen casi totalmente los colores que iluminan y con ellos instalados ya no hace falta salir a la calle a contrastar los mismos.

Y tardan más tiempo en gastarse.

Respecto a su temperatura de color, (ya sabemos que es la impresión de fría o cálida), se presentan cuatro posibilidades:

Fría.
Neutra.
Cálida.
Muy cálida.

Para responder a la pregunta inicial llevamos uno de los tubos instalados a la tienda y pedimos los necesarios en versión trifósforo.

En próximas intervenciones comentaremos qué tono puede ser el más apropiado, según el ambiente.

miércoles, 4 de noviembre de 2009

¿Existe la luz fria?


(El calor y el color de la luz artificial.)

¿Existe realmente la luz fría? Es una pregunta típica que escuchamos cuando se desea buscar alternativas a la iluminación.

Para responder deberíamos saber a qué se refiere, es decir:

¿Al calor que emite al lucir?

¿A la impresión de fría o cálida que produce?

La intención de estas líneas es responder a ésta y a otras preguntas que puedan intrigarnos.

Una de formas de conseguir ahorrar, en nuestro hogar, es dar con la fuente de luz idónea.

¿Cómo lograr acertar en nuestra elección?

No es demasiado difícil, basta con descifrar el comportamiento de cada una de las existentes y adoptarla como compañera de viaje…

No, no vamos a meternos en profundidades farragosas contenidas en voluminosos tratados sobre iluminación…
No es esa la intención.
Simplemente vamos a analizar lo que todo el mundo conoce, y habla de ello de forma natural, como por ejemplo:

“Esa luz es cálida…” Y sin duda produce esa impresión.

“Esa bombilla consume mucho, es de 100W…”
¡Seguro!

O finalmente, “Esa fuente de luz no es muy eficiente, refiriéndonos a una vela”…


Y muchísimas más que, si recapacitamos, surgen.

Por lo tanto estamos en perfectas condiciones de hablar con más profundidad del tema por ser interesante.




La historia de la luz artificial se inicia, oficialmente, el 21 de octubre 1879, cuando Edison fabrica la primera fuente luminosa, la bombilla incandescente.







Se entiende bien lo de incandescente porque constatamos que lleva un filamento que al cerrar el circuito se pone…brillante.
A lo largo de los años, y ya que la bombilla no era muy eficiente (poco rendimiento para lo que consumía) se desarrollaron otras fuentes de luz y así al día de hoy tenemos las halógenas que a todos nos resultan familiares porque suelen instalarse en la entrada de nuestra vivienda y que rinden un 20 % más que las anteriores.



Las fluorescentes lineales, que iluminan nuestro garaje, por ejemplo y que pueden llegar a dar el mismo flujo luminoso que 5 bombillas incandescentes de la misma potencia que marca el tubo.



Las fluorescentes compactas, que podemos encontrar en muchas tiendas de productos eléctricos y de iluminación.







Lo dicho para el tubo lineal, en cuanto a eficiencia es válido para estas lámparas compactas.

Las lámparas de descarga, que iluminan las calles, los campos de fútbol y las fachadas.









¡Una observación!

El tubo fluorescente también es una lámpara de descarga, lo que ocurre es que su presión interna es mucho más baja.

Y las que iluminan nuestras calles son de otra “familia” distinta de las del campo de fútbol y las fachadas.

Ya tenemos descritas las más usuales.

De momento sólo nos centraremos en las que consideremos más eficientes y más aptas para el hogar, o sea las fluorescentes compactas.

Vamos a describir tres parámetros que las definen:

Potencia: Como sabemos se indica en vatios.
Temperatura del color que se indica en grados Kelvin.
Índice de rendimiento cromático, cuyo valor máximo es 100.

Temperatura del color o calor de la luz es la sensación que produce en nuestros ojos.
Se mide, como se ha indicado, en grados Kelvin y su valor suele variar de 2400 a 6000, el más bajo es para el cálido y el más alto es para el frío.

Índice de rendimiento cromático es la capacidad que tiene una fuente de luz para reproducir fielmente los colores que ilumina.

Otro dato importante que distingue una de otra es el tipo de casquillo.
El que conocemos se denomina E27.
Otro conocido en nuestra vivienda es el E14.
Hemos de aclarar que la E se refiere a Edison que fué quién lo desarrolló con esa forma tan singular y el número es el diámetro en milímetros.

De momento con todo lo indicado tenemos una visión distinta sobre la luz artificial.

Terminaremos contestando a la pregunta del principio.
El calor emitido por una fuente de luz es algo inherente a la misma y resulta casi imposible eliminarlo.
Una incandescente emite cerca del 90%, de su potencia, en calor.