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MANUAL BÁSICO DE TECNOLOGÍA AUDIOVISUAL Antonio Cuevas antoniocuevas@gmail.com

Tema 41

LÁMPARAS INCANDESCENTES

41.1

Principales tipos de lámparas

41.2

Lámparas incandescentes 41.2.1 Lámparas sobrevoltadas.

41.3

Lámparas de tungsteno-halógeno/cuarzo 41.3.1 Lámparas tipo PAR 41.3.2 Lámparas de tungsteno-halógeno/cuarzo de baja tensión

Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 1 de 28


PRINCIPALES TIPOS DE LÁMPARAS

FUENTES DE LUZ TÍPICAS 1. Bombillas domésticas de tungsteno de baja potencia y Nitraphot sobrevoltadas. 2. Para luminarias con lente fresnel

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3. Para luminarias abiertas (scoop)

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4. Para luminarias con lente fresnel 5. Para luminarias sin lente fresnel

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6. Para luz de ciclorama

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7. Para luminarias abiertas (scoop) 8. Proyectores de efectos y focos elipsoidales 9. Photoflood

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10

10. Lámparas tipo PAR 11. Metal halógeno tipo CSI

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12. Metal halógeno tipo HMI

LÁMPARAS INCANDESCENTES Las lámparas incandescentes fueron una práctica forma de generar luz a partir de la energía eléctrica. Desde su aparición, la tecnología ha producido sustanciosos avances en la cantidad de luz producida, consumo y duración aunque no ha sido capaz de evitar su gran inconveniente: la enorme cantidad de energía despilfarrada en forma de calor lo que finalmente está propiciando su desaparición. Existen varios términos para designar este tipo de fuente de luz, incluyendo “lámparas de filamento”, “lámparas de tungsteno” o “lámparas incandescentes”. Su principio de funcionamiento es simple: se hace atravesar una corriente eléctrica por un filamento hasta que este alcanza una temperatura tan alta que emite radiaciones visibles para el ojo humano. Inicialmente se utilizaba un filamento dentro de un globo de vidrio al vacío; en la actualidad el globo está lleno de un gas inerte que dificulta la evaporación del tungsteno y reduce el ennegrecimiento del vidrio, lo que supone un notable incremento de la eficacia luminosa de la lámpara. El filamento entraría en combustión con el oxígeno del aire si no lo protegiéramos mediante una ampolla de vidrio a la que se le ha hecho el vacío o se ha rellenado de un gas inerte. La ampolla o bulbo constituye la envoltura del filamento y del gas de relleno, siendo su tamaño función de la potencia eléctrica desarrollada. El material que se utilizó para las primeras ampollas era el cristal, lo habitual hoy es el vidrio a la cal. Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 2 de 28


Aún bajo esas condiciones de protección, el filamento de tungsteno presenta otro problema: comienza a evaporarse al alcanzar temperaturas excesivamente altas; más tarde se condensa en las partes frías de la lámpara, formando una capa negra, es decir, los átomos de tungsteno se depositan en la pared interna del vidrio, ennegreciéndolo y volviéndolo opaco a medida se utiliza la lámpara <1>. Esto, a su vez, origina un aumento en la temperatura de la lámpara y, finalmente, que se forme humedad. El oxígeno contenido en la humedad ataca el filamento y forma óxido de tungsteno, el cual causa un ennegrecimiento aún mayor. El ciclo se repite y cuando llega a su límite, el filamento se parte por el punto más débil y deja de alumbrar <2>. Decimos entonces que la lámpara se ha “fundido”. Para dificultar el fenómeno de la evaporación, los filamentos se arrollan en forma de espiral y la ampolla se rellena con un gas inerte a una determinada presión. El gas inerte de relleno suele ser de una mezcla de El tungsteno evaporado nitrógeno y argón, aunque también suele utilizarse forma un depósito kriptón (o criptón). El uso de las lámparas con el bulbo al negro que reduce la vacío se reduce exclusivamente a aplicaciones en producción de luz. alumbrado general con potencias no mayores de 40 vatios. El casquillo (socket) tiene como misión recoger los dos hilos que salen del filamento, a través del vidrio, hacia el exterior; al mismo tiempo sirve como elemento de unión con la red de alimentación. Existe una gran diversidad de formas y tamaños de casquillos, aunque los más corrientemente utilizados son los de rosca Edison para potencias inferiores y la rosca E-40 o bien Goliat en las lámparas de superior potencia. Las lámparas incandescentes para iluminación profesional (Photflood, Photolita y Nitraphot) utilizan exclusivamente la rosca E-40. Los conductores que permiten el paso de corriente desde el exterior (casquillo) al filamento y a su vez sirven de soporte de éste son de una aleación especial, que tiene el mismo coeficiente de dilatación que el vidrio, llamada platinita (46% de níquel y 54% de hierro). Las lámparas incandescentes han tenido alta aceptación en iluminación doméstica debido a su bajo coste de compra y pequeño tamaño. Con todo, su bajísima eficiencia genera costes de explotación altos en iluminación comercial e industrial en los que normalmente se prefieren lámparas de descarga. Una lámpara doméstica de 100 vatios tiene una eficiencia típica de 13 lúmenes/vatio, cifra que puede cuadruplicar un tubo fluorescente de 36 vatios <3>. Eso sí, resulta fácil atenuar cualquier lámpara incandescente reduciendo la tensión de alimentación a través de un atenuador (dimmer). La figura muestra la distribución espectral de una lámpara de incandescencia, tipo estándar, de 500 vatios. De esta curva se deduce que la energía radiada por las lámparas incandescentes tiene un carácter continuo y que gran parte de la energía se encuentra en la zona de los colores rojos, mientras que solamente una pequeña parte lo hace en la zona violeta y azul. En tanto a la continuidad de su espectro (no en tanto a su distribución espectral) la luz emitida por las lámparas incandescentes se asemeja a la luz solar. Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 3 de 28


El flujo luminoso de las lámparas incandescentes no es constante a lo largo de toda su vida. La causa hay que buscarla en el fenómeno de la evaporación del filamento ya que, de una parte, las partículas de tungsteno desprendidas por el filamento se depositan sobre la pared interna de la ampolla ennegreciéndola y, de otra parte, el adelgazamiento experimentado por dicho filamento hace que aumente su resistencia lo que provoca una disminución de la potencia absorbida. Ambos efectos provocan una disminución del flujo total emitido. A lo largo de la vida media de una lámpara de incandescencia, la depreciación de su flujo va aumentando progresivamente y la pérdida resulta ser del 17% aproximadamente cuando alcanza su vida media. La vida media de una lámpara de incandescencia doméstica declarada por los fabricantes (encendidas continuamente y en condiciones controladas) es de unas 1.000 horas. Su vida real no suele alcanzar esa cifra pues el usuario efectúa frecuentes encendidos y apagados. La vida media de las lámparas de incandescencia es la menor de todas las lámparas. Como vimos en el tema anterior, la tensión de alimentación de una lámpara de incandescencia es un factor que afecta a todas sus variables, resistencia eléctrica del filamento, potencia, flujo luminoso, eficacia luminosa y vida media. Es interesante observar cómo varía la vida media de una lámpara, en función de la tensión. Un aumento de la tensión de un 30% deja a la lámpara prácticamente sin vida, mientras que una disminución del 10% aumenta la vida hasta en un 400%. En términos generales, por cada voltio de caída de la tensión se produce un descenso del 3,5% del rendimiento luminoso. Pese a la corta vida de las lámparas incandescentes, su mínima eficacia luminosa, y la enorme influencia que tiene la tensión sobre sus características fundamentales, las lámparas incandescentes han alumbrado la mayoría de los hogares desde hace más de un siglo <4>.

Intensidad Luminosa Temperatura de color

Lámpara de incandescencia Media (variable según potencia) 2.600-2.900K

Índice de reproducción cromática Distribución espectral de la energía Vida media Eficiencia

Algunos modelos domésticos con ampolla azul producen entre 3.800º y 4000º Kelvin a costa de una eficiencia luminosa aun menor.

Excelente 100% (espectro continuo) Espectro continuo Breve: 1000 horas Pésima: 13 lúmenes/vatio (menos del 10%)

Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 4 de 28


Los proyectores tradicionales de iluminación cinematográfica estaban constituidos por lentes tipo fresnel tras las cuales se instalaba una lámpara de incandescencia convencional y un reflector para mejorar su eficiencia. Las lámparas mayores, de hasta diez kilovatios, alojaban dentro del globo de cristal unas pequeñas bolitas metálicas, sueltas dentro de él. Se trataba realmente de gránulos de tungsteno, libres y abrasivos. Periódicamente, los electricistas extraían la lámpara y la hacían girar invertida para que los gránulos de tungsteno arrastraran las partículas adheridas al interior del globo de cristal, que con el uso producían su ennegrecimiento.

LÁMPARAS INCANDESCENTES Flujo luminoso No es constante por: Evaporación del filamento (ennegrecimiento) Adelgazamiento del filamento (disminución potencia) Depreciación del flujo luminoso para distintos tipos de lámparas Fuente: Osram Sylvania, 2000 Fuente

Vida media

% de depreciación del flujo al 50% de la vida media

% de depreciación del flujo al 100% de la vida media

Incandescencia

1.000

88

83

Tungsteno halógeno

2.000

98

97

Fluorescente

20.000

85

75

Mercurio

24.000

75

65

Mercurio halogenado

15.000

74

68

LÁMPARAS INCANDESCENTES 24.000 90 Sodio a alta presión

72

A lo largo de la vida de una lámpara de incandescencia, la depreciación de su flujo va aumentando progresivamente y resulta ser del orden del 17% cuando alcanza su vida media.

Vida media Unas 1.000 horas. La vida media de las lámparas de incandescencia es la menor de todas las lámparas. Depreciación del flujo luminoso para distintos tipos de lámparas Fuente: Osram Sylvania, 2000

La vida de las lámparas de Fuente tungsteno se reduce Incandescencia apreciablemente con las Tungsteno halógeno vibraciones o sacudidas, Fluorescente sobre todo en caliente. La Mercurio Mercurio inevitable sacudida mecánica halogenado que se produce al encender la Sodio a alta presión lámpara puede debilitarla o quebrar el filamento, lo ideal es encenderlas a través del atenuador (dimmer) incrementando la tensión poco a poco en lugar de aplicar el voltaje completo. Cuando por alguna razón entra aire dentro del bulbo (se dice que la lámpara está “gaseada”); en tal caso, el filamento se ha perdido irremisiblemente.

Vida Vida media media

% de depreciación del flujo al 50% de la vida media

% de depreciación del flujo al 100% de la vida media

1.000

88

83

2.000

98

97

20.000

85

75

24.000

75

65

15.000

74

68

24.000

90

72

Excepto por las Photoflood, Photolitas y Nitraphot que veremos de inmediato, es difícil encontrar hoy lámparas tradicionales de tungsteno en iluminación de estudio pues desde hace tiempo han sido sustituidas por lámparas de tungsteno-halógeno/cuarzo que presentan muy serias ventajas. Filamento de una lámpara de iluminación cinematográfica tradicional de 5kw de potencia

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Los proyectores tradicionales de iluminación cinematográfica estaban constituidos por lentes fresnel tras las cuales se alojaba una lámpara de incandescencia convencional y un reflector para mejorar su eficiencia.

Los proyectores tradicionales de iluminación cinematográfica estaban constituidos por lentes fresnel tras las cuales se alojaba una lámpara de incandescencia convencional y un reflector para mejorar su eficiencia.

Big-Eye Tener Solarspot, proyector de 10kw con lente fresnel que era fabricado por Mole

Richardson.

Enorme tamaño de la lámpara de filamento de tungsteno y ampolla de vidrio

The Rope (1948) – Alfred Hitchcock Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 6 de 28


LÁMPARAS DE TUNGSTENO PARA ILUMINACIÓN PROFESIONAL INCONVENIENTES Muy alta pérdida de energía en forma de calor La temperatura de color decae con el uso Depreciación del flujo: la potencia decae con el uso (hasta un 17%) al alcanzar la lámpara su vida media. El filamento de las lámparas de mayor potencia es proporcionalmente grande lo que dificulta enfocarla con reflectores o lentes (menor eficiencia óptica, mayor pérdida de luz, sombras menos definidas). El filamento relativamente largo impide que sean realmente puntuales (lo que complica el control del haz producido). Si se inclina mucho la lámpara, el desplazamiento (por gravedad) del filamento causará una desalineación óptica en los proyectores tipo fresnel y una reducción de la vida útil de la lámpara El metal del filamento se evapora con el uso formándose un depósito negro sobre el bulbo que resta luz Corta vida útil (entre 100 y 200 horas aprox.) VENTAJAS Relativamente baratas Perfectas para uso con atenuador (dimmer)

La energía desaparecida en un sistema es exactamente igual a la cantidad de calor producido. James Joule - 1845

CRÓNICA DE UNA MUERTE ANUNCIADA Desde el 1 de septiembre de 2009 las bombillas incandescentes de más de 100 vatios han sido retiradas del mercado de la Unión Europea (27 países; 498 millones de habitantes). El 1 de enero de 2010 desaparecieron las de más de 75 vatios. Todos los tipos quedarán definitivamente prohibidos el 1 de enero de 2012.

AHORRO Ahorro anual de 40.000 millones de kilovatios a la hora (KWh) a partir de 2020, lo que equivale al consumo eléctrico anual de 11 millones de hogares.

Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 7 de 28


<1> Ese fenómeno ya lo había observado Edison en su época, pero no supo darle explicación lógica, ni solución práctica útil. De todos modos, en su honor se denominó posteriormente “efecto Edison”. <2> Para evitar el rápido deterioro del filamento por evaporación, desde 1913 se adoptó el uso del gas argón en el interior de las bombillas. De esa forma se logra disminuir en cierta medida la evaporación del metal, pues los átomos de tungsteno evaporados al impactar con los átomos del gas argón rebotan hacia el filamento y se depositan de nuevo en su estructura metálica sin que se produzca una reacción de combustión. Gracias a esta técnica se ha podido lograr que una lámpara incandescente normal pueda alcanzar mil horas de vida media. <3> El reinado de la bombilla, se apaga poco a poco EL MUNDO, Madrid, 18 de marzo de 2007 SAN FRANCISCO (EEUU).- Tras 127 años, el reinado de la bombilla se apaga: varios estados, con California al frente, buscan prohibir su uso, mientras que Philips, el mayor fabricante mundial, ha apostado esta semana por su eliminación en el 2016. California, Connecticut, Carolina del Norte y Rhode Island ya han puesto en marcha una legislación para que se prohíba el uso de la genial invención de Thomas Edison. El artículo, uno de los componentes eléctricos más accesibles y omnipresentes de los tiempos modernos, ha quedado decididamente superado por tecnologías que emplean mucha menos energía y duran más tiempo aunque, eso sí, son más caras. "El gasto extra se amortiza en alrededor de un año con la factura de la luz", ha señalado Ricardo Valverde, director adjunto del Centro de Asesoramiento Industrial de la Universidad Estatal de San Francisco (SFSU), un organismo que se encarga de asesorar a las empresas para que mejoren su eficiencia energética y ahorren costes. Según Valverde, la mayor parte de las empresas son conscientes de las ventajas de este cambio, pero no así los ciudadanos. Esto es, entre otras cosas, lo que la Alianza para Ahorrar Energía pretende cambiar. Liderada por Philips e integrada por organizaciones como “Californians Against Waste”, “Natural Resources Defense Council” o “Earth Day Network”, la iniciativa busca que las bombillas pasen a la historia en 10 años. Se trata de reemplazar un artículo tan amable para el medio ambiente "como un Humvee con un escape de aceite", como dijo en un reportaje reciente la BBC, con otros como lámparas fluorescentes compactas CFL, lámparas halógenas, lámparas LED y otras tecnologías. De acuerdo con esta asociación, las ventajas serían enormes. Solamente el 10% de la electricidad que utilizan las bombillas tradicionales sirve para dar luz; el 90% restante genera calor. La típica bombilla de 60 vatios dura entre 750 y 1.000 horas, mientras que la mayoría de las fluorescentes duran entre ocho y 10 veces más y son hasta tres veces más eficientes. A la iniciativa lanzada esta semana y las propuestas de California y los estados mencionados se suman otras que buscan penalizar el uso de bombillas incandescentes. Minnesota, por ejemplo, estudia imponer multas de 25 centavos de dólar por la venta de cada bombilla, y Connecticut quiere hacer lo propio con multas de 10 centavos, según el Consejo Nacional de Legisladores de Medioambiente. Arkansas, Hawai, Illinois, Nueva Jersey, Nuevo México, Carolina del Sur y Texas, por su parte, consideran la aprobación de leyes para requerir a las agencias estatales que reemplacen las bombillas en los edificios oficiales. Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 8 de 28


Los casquillos y el mercurio, grandes obstáculos El problema es que, aunque utilizar las alternativas modernas a la larga ahorra dinero - unos 18.000 millones de dólares anuales, según la coalición - estas lámparas son más caras. Convencer a los usuarios para que cambien los 4.000 millones de casquillos a la antigua usanza que se estima existen en EEUU no será tarea fácil. General Electric, el mayor fabricante estadounidense, ha emprendido una campaña contra la eliminación de bombillas incandescentes ya que, según dijo su portavoz Kim Freeman al “Christian Science Monitor”, la prohibición es "absolutamente innecesaria". En lugar de eso, señaló la portavoz, General Electric apoya una política nacional que “empuje estándares mejores en todos los productos de iluminación”. Otro problema es que los fluorescentes contienen mercurio, un contaminante muy nocivo para la salud, y no hay apenas programas para su reciclado. Además, claro está, de la contradicción que supone tirar a la basura objetos que funcionan para ayudar al medio ambiente. A pesar de ello, pocos dudan de la necesidad de un cambio porque, como señala Valverde, “es una de las formas más sencillas y baratas de reducir consumo de energía, y buena falta nos hace”. Greenpeace propone el cambio de bombillas incandescentes por otras de bajo consumo EL MUNDO, Madrid, 5 de Junio de 2007 La lucha contra el cambio climático no sólo requiere de grandes iniciativas políticas, sino también de gestos sencillos como el que propone Greenpeace: sustituir las bombillas incandescentes por bombillas de bajo consumo. A propósito del Día del Medio Ambiente y de la campaña [R]evolución Renovable: el cambio empieza aquí, el organismo ecologista ha lanzado una innovadora propuesta que compromete a cada ciudadano en el cambio de bombillas, la difusión de la alternativa entre amigos, compañeros y vecinos y el envío de mensajes a los europarlamentarios para que voten a favor de la prohibición de las derrochadoras bombillas incandescentes. Las lámparas fluorescentes compactas son un tipo de bombillas que, para dar la misma luz, gastan un 80% menos de energía que las incandescentes, duran hasta 12 veces más y ahorran la emisión anual de 20kg de CO2 a la atmósfera. "Un ciudadano puede cambiar sus bombillas incandescentes por otras más eficientes, pero el Gobierno puede directamente hacer que todas sean eficientes",- ha declarado Raquel Montón, responsable en España de la campaña de cambio climático de Greenpeace. Además de pedir la ayuda de cada ciudadano, Greenpeace pide al Gobierno español una ley que prohíba que salgan al mercado de iluminación doméstica bombillas menos eficientes de 25 lúmenes por vatio en 2009 y 50 lúmenes por vatio en 2012, hasta que se adopte para este producto una prohibición de ámbito europeo. Dicha medida debería incluirse en el Plan de Acción sobre Eficiencia que España tiene que presentar a finales de junio, según la Directiva Europea sobre la Eficiencia en el Uso Final de la Energía y los Servicios

Energéticos.

De llegarse a sustituir las bombillas incandescentes por las de bajo consumo, la Unión Europea ahorraría al menos 20 millones de toneladas de CO2 al año, lo que equivale a cerrar 25 centrales térmicas de tamaño medio. Por este motivo, miembros del Parlamento Europeo han redactado una "Declaración por Escrito" pidiendo a la Comisión Europea y a los estados miembros que en la UE se prohíban las bombillas que derrochan energía. Parlamento Europeo aprueba adiós definitivo a bombilla tradicional La Nación. San José de Costa Rica. 17 de febrero de 2009 Unos 130 años después de su invención, la Unión Europea dio hoy el paso definitivo para la desaparición de la bombilla tradicional: la comisión de Medioambiente del Europarlamento rechazó en Bruselas el debate del tema ante el pleno de la cámara, lo que permite implementar la decisión a la Comisión Europea. La decisión de la desaparición de las bombillas fue tomada ya por los jefes de Estado y gobierno europeos en marzo de 2007, con el objetivo de ahorrar energía y contribuir al logro de los objetivos climáticos. Las bombillas tradicionales tendrán que desaparecer este año del comercio. A comienzos de 2010 ya no habrá bombillas con más de 40 vatios y dos años después otras de menor voltaje. Según el cálculo de la UE, los consumidores pueden ahorrar 50 euros en energía cada año si sólo utilizan bombillas de ahorro. La Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 9 de 28


medida, sin embargo, obligará a los consumidores a reestructurar completamente el sistema de luz de sus hogares e instalar halógenos, fluorescente o lámparas LED, considerablemente más caras, pero más duraderas y que consumen menos energía. El inventor estadounidense Thomas Alva Edison desarrolló en 1879 la primera bombilla con filamentos de carbón para el consumo interno, logrando así la primera luz eléctrica para consumo general. La bombilla patentada un año después, en 1880, se considera hoy un instrumento "devorador" de energía, pues sólo alrededor del cinco por ciento de la que recibe se convierte en luz, mientras el resto se malgasta como energía calorífica. El potencial de ahorro calculado es de unos 40 teravatios por año, como el que supuso la reconversión de la iluminación en oficinas, fábricas y calles ordenada por otra directiva europea. La cantidad supone alrededor del consumo de energía de un país como Rumania. No más bombillas incandescentes de 100 vatios Desde hoy no se pueden distribuir las de más de 100 vatios.- En 2010 desaparecerán las más de 75 vatios y todos los tipos en 2012 El País, Madrid, 1 de septiembre de 2009 Las bombillas incandescentes de más de 100 vatios han empezado hoy a ser retiradas del mercado de la Unión Europea (UE), el primer paso hacia la retirada total de las bombillas tradicionales en 2012, según informa la Comisión Europea. Fabricantes e intermediarios no pueden ya distribuir este tipo de lámparas tradicionales a tiendas y grandes almacenes, aunque eso sí pueden vender las que tengan en sus almacenes hasta agotar existencias. "Es algo que no podemos evitar", ha alegado un experto comunitario en rueda de prensa, quien ha reconocido que la venta de estas últimas bombillas incandescentes puede "durar meses". La CE ha aclarado que serán las autoridades nacionales las que controlen la aplicación de la nueva norma. Es el principio del fin de la bombilla tradicional. Su retirada gradual, que comienza hoy, seguirá en septiembre de 2010 con la desaparición de las lámparas incandescentes de más de 75 vatios. Un año después, se retirarán las que superen los 60 vatios para finalmente eliminar todos los tipos en 2012, tal y como aprobó la UE el pasado diciembre. El Ejecutivo comunitario estima que la medida permitirá un ahorro anual de 40.000 millones de kilovatios a la hora (KWh) a partir de 2020, lo que equivale al consumo eléctrico de 11 millones de hogares. Más precio por más vida De este modo, las emisiones de CO2 se reducirán anualmente en 15 millones de toneladas, lo que contribuirá a alcanzar el objetivo de reducir el 20% de las emisiones para 2020, valoró la CE. Los consumidores podrán elegir a partir de ahora entre las bombillas fluorescentes compactas de larga duración (que ahorran un 75%) o las halógenas, equivalentes a las incandescentes en la calidad de iluminación y que ahorran entre un 25 y un 50%. También pueden optar por los dispositivos LED (diodo emisor de luz), aunque la CE reconoce que ésta es una tecnología todavía "emergente" que emite muy poca luz, por lo que su uso es bastante limitado. La diferencia de precio entre las bombillas tradicionales y las de nueva generación es importante, ya que las primeras cuestan alrededor de 60 céntimos y las eficientes varían entre 1,5 y diez euros, aunque permiten ahorrar más energía y tienen una mayor vida útil. Bruselas confía en que su precio se reduzca con el aumento de la demanda. Junto al incremento del coste, la posibilidad de que las bombillas fluorescentes puedan tener riesgos para la salud, ya que contienen mercurio y emiten luz ultravioleta, es otro de los aspectos más polémicos. El Ejecutivo comunitario, no obstante, reitera que no existen riesgos para la salud a pesar de que cada bombilla fluorescente contiene unos cinco miligramos de mercurio, por lo que deben desecharse en contenedores especiales. El presidente de la Comisión, José Manuel Durão Barroso, se reunirá la semana que viene con los líderes de los grupos políticos del Parlamento Europeo, institución que ya dio su visto bueno a la propuesta de la CE. Asimismo, el Ejecutivo comunitario anuncia que se lanzarán diferentes medidas a finales de este año y principios del próximo que afectarán a diferentes electrodomésticos como aparatos de aire acondicionado o frigoríficos para aumentar la eficiencia energética de los hogares europeos. <4> Una bombilla en California bate récord mundial al llevar 107 años encendida. Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 10 de 28


Ha iluminado durante más de un millón de horas la estación de bomberos de LivermorePleasanton El País, Madrid, 5 de mayo de 2008 Es una reliquia de una época en las que las cosas se hacían para durar: una bombilla en Livermore (California) lleva 107 años encendida, un récord mundial, y hoy una de las principales atracciones turísticas de aquella ciudad. Se trata además de uno de los primeros ejemplares de una tecnología en extinción, pues las bombillas tal y como las conocemos van siendo sustituidas por soluciones energéticas más eficientes como las lámparas OLED o las bombillas de bajo consumo La bombilla de Livermore ha iluminado durante más de un millón de horas la estación de bomberos de Livermore-Pleasanton y aunque su potencia es muy baja - sólo 4 vatios - para los bomberos de la comunidad simboliza el valor de estar de servicio 24 horas al día. "Cada día vienen varios grupos a verla, puede decirse que es un monumento de la ciudad ", dijo a EFE Brandt Jorgenson, miembro de este cuerpo de bomberos, que ha instalado una cámara web (www.centennialbulb.org) para que los internautas comprueben que la bombilla no se apaga nunca. La "bombilla centenaria", como se la conoce en EEUU, ha entrado en el libro Guiness de los récords y superado la anterior marca en poder de una bombilla tejana encendida por primera vez en 1908. "Yo creo que el secreto de nuestra bombilla es cómo está fabricada", dijo Jorgerson. "Además, nunca se enciende ni se apaga con lo que se elimina el calentamiento".

Más de un siglo de historia La bombilla fue fabricada por la hoy desaparecida Shelby Electric y su filamento de carbono está perfectamente aislado por la ampolla de vidrio. El filamento opera en vacío y no en un espacio relleno de algún gas noble, como las bombillas que conocemos hoy. Cuando la encendieron por primera vez, iluminaba una arcaica estación de bomberos donde los coches iban aún tirados por caballos El objetivo era permitir que los bomberos pudieran encender sus lámparas de queroseno cuando se producía una emergencia por la noche. Durante los años 50 y 60 varias generaciones de bomberos la utilizaron como blanco para prácticas de baloncesto y otros deportes, afortunadamente con escasa puntería. Hasta los años 70, cuando la prensa local empezó a interesarse por la lámpara incandescente, los bomberos no se percataron de su valor histórico. Superviviente de un traslado Aunque las autoridades de Livermore aseguran con orgullo que ha estado siempre encendida durante estos 107 años, la bombilla estuvo en realidad apagada durante 22 minutos en 1976, cuando el cuerpo de bomberos trasladó su sede. Según contaron los bomberos de la localidad al diario Los Angeles Times, el traslado requirió un convoy policial y la habilidad del electricista oficial del ayuntamiento, que construyó un caja especial de madera para transportar la bombilla y su casquillo. Cuando volvieron a conectarla, no se encendió y todos contuvieron la respiración pensando que había sido un error trasladarla...hasta que el electricista accionó un interruptor y la luz anaranjada y tenue de la bombilla volvió a iluminar la sala.

Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 11 de 28


Lámparas sobrevoltadas: Photoflood y Nitraphot En la figura de la derecha se aprecia que cuando se incrementa el voltaje aplicado a una lámpara de tungsteno, los efectos son: 1.- Aumenta su intensidad de luz (y, asociadamente, la temperatura de color) 2.- Aumenta su potencia en vatios 3.- Mejora su rendimiento en lúmenes/vatio 4.- Se reduce drásticamente su expectativa de vida El filamento de una lámpara sobrevoltada está diseñado para ser atravesado por una corriente más elevada de lo normal, con objeto de conseguir mayor salida de luz y más alta temperatura de color, al precio de una vida mucho más corta de la lámpara. La Photoflood, fuente de luz difusa, es un tipo de lámpara sobrevoltada con filamento de tungsteno, reflector interno y casquillo (socket) estándar E-40, que se ha usado durante muchos años en cine y fotografía en dos potencias: 275 y 500 vatios. En su versión mayor proporciona una salida de luz equivalente a la de una lámpara de tungsteno estándar de 900w durante no más de cinco horas de uso intermitente. Su temperatura de color es de 3400K y su precio (500w) de Las photoflood se unos $18. utilizan sobre las llamadas “pinzas La Nitraphot también photoflood”. Estas conocida como Nitra <5> o han sido fabricadas Photolita es una lámpara de en Italia por Ianiro tungsteno del aspecto y tamaño de una bombilla convencional aunque de filamento sobrevoltado. Su potencia habitual es de 250w y produce 3400K.

La Nitra era antiguamente la única solución para que las lámparas de mesa y de techo en los decorados cinematográficos aparentaran un nivel de luz suficiente. Dada la baja sensibilidad de aquellas emulsiones, las bombillas de las lámparas, apliques y arañas que aparecían en escena (los llamados practicals) resultaban demasiado tenues y debían ser La photoflood es muy sustituidas por Nitras, lo cual antigua. Con esta imagen ocasionaba problemas cuando su General Electric anunciaba cableado no estaba preparado para el en 1940 la salida de su mayor amperaje de estas “bombillas de “nueva” Photofllod Black cine”. Neck (cuello negro) Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 12 de 28


Las lámparas sobrevoltadas se usan en situaciones donde los beneficios de una salida de luz y temperatura de color altas (3400K) sean más importantes que la desventaja de una vida corta (hay que tener siempre a mano lámparas de repuesto). Existen versiones de estas lámparas con cristal azul lo que eleva su temperatura de color a unos 4.800K, permitiendo mezclarlas con luz de día (a costa de una caída en la intensidad emitida). La calidad del color y la salida de luz de cualquier lámpara sobrevoltada decaerán con el uso; en todo caso, su duración es muy corta. Aunque la vida de una lámpara sobrevoltada en cierto Nitraphot de Osram: 250w, $7, duración modo es incierta, ésta se puede prolongar funcionando máxima en uso intermitente: 3 horas con un voltaje más bajo mientras se hacen los ajustes preliminares, y se direccionan y se ensaya la toma, conectándolas a toda su potencia cuando se vaya finalmente a filmar.

Lámparas de incandescencia sobrevoltadas Alta Intensidad Luminosa Potencia Temperatura de color Índice de reproducción cromática Distribución espectral de la energía Vida máxima (120v)

Una lámpara sobrevoltada de 275w 500w 800w

equivale a una lámpara estándar de 500w (aprox.) 900w (aprox.) 1.500w (aprox.)

275 – 500 – 800 vatios 3400K Existen modelos en versión sobrevoltada con ampolla azul que generan 4800K

Excelente 100 (espectro continuo) Espectro continuo Muy corta: 250w – 3 horas 500w – 5 horas 800w – 10 horas

Photoflood: media/alta - 35 lúmenes/vatio Eficiencia

Nitraphot: media, puede llegar a producir 22 lúmenes/vatio)

En los años 50 del siglo pasado el cine, que parecía herido de gravedad por la televisión, emprendió un proceso de renovación. Los grandes estudios de Hollywood decidieron que la tabla de salvación estribaba en un desarrollo técnico en busca de la espectacularidad. Fue la época del Cinerama, Cinemascope, el Todd-AO, el sonido estereofónico, el gigantismo en todos los órdenes. En Europa, por el contrario, se fue produciendo otro desarrollo técnico mucho menos aparatoso pero de consecuencias muy importantes en el orden estético y desde luego también en el industrial. Se trataba de la fabricación de cámaras profesionales portátiles, la grabación del sonido en pequeños equipos con transistores y sistemas de iluminación ligeros que permitieran trabajar en cualquier interior natural. Empezaba así a vislumbrarse que la verdadera revolución técnica y estética en el cine proviene de la tendencia a la miniaturización y no al contrario. El desarrollo de los equipos portátiles de cine trajo como consecuencia una liberación de las películas del estudio, Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 13 de 28


es decir, del cine de las complejas escenografías, de los grandes decorados, de los enormes proyectores de luz, de los pesados equipos de sonido, de las grandes cámaras de lentos movimientos, y también del excesivo equipo humano, que hace a veces de la filmación de una película algo así como dirigir la tripulación de un barco. AL SOBREVOLTAR UNA LÁMPARA (aumentar la tensión eléctrica):

A principios de los años sesenta, la Nouvelle Vague • Aumenta el flujo luminoso (nueva ola), una forma (hay más lúmenes en cada diferente de entender el cine “rayo”) de ficción que se originó en • Se absorbe más potencia Francia, se extendió de eléctrica (gastamos más inmediato por otros países baterías, sube el recibo de la europeos y se adoptó luz) asimismo en Latinoamérica • Aumenta la eficacia luminosa por parte de jóvenes cineastas (se producen más lúmenes por cada vatio consumido) <6>. Entre otras propuestas de orden estético, temático y • Se reduce su vida útil (se queman antes) de lenguaje fílmico, propiciaban la realización de • Aumenta la temperatura de películas de bajo presupuesto, color (luz más azulada) Catálogo de General Electric, 1956 filmadas en la calle, en la vida real en todo caso, sin los trucos y artificios propios de los estudios de rodaje. Nació así un “cine de autor”, movimiento de cineastas que se plantearon hacer obras en el que fueran ellos, aunque con presupuestos bajos, y no la industria cinematográfica quienes tuvieran el control de las películas realizadas. Los rodajes en interiores naturales, normalmente de superficie reducida, hacían poco prácticos los proyectores convencionales de lente fresnel ya que no había espacio suficiente para colocarlos. Se empezó entonces a utilizar lámparas sobrevoltadas tipo Photoflood montadas en carcasas equipadas con una pinza para poder engancharlas en cualquier protuberancia, incluso un clavo, además de trípodes ligeros. El sistema se perfeccionó con los transformadores de sobrevoltaje inventados en los años 60 por la casa italiana Ianiro (el famoso Survoltor) y fabricados también por la californiana Colortran radicada en Berkeley, que Stanley Kubrick sobre la Mitchell BNC durante permitían subir gradualmente el voltaje de las el rodaje de la genial Dr. Strangelove. lámparas. Mediante estos equipos era posible Sobre la cámara, una Photoflood pinzada al sobrevoltar gradualmente y hasta 180 voltios, chasis para rellenar las sombras. bancos de lámparas con filamento de 110 voltios, consiguiéndose flujos de alto rendimiento y temperatura de color controlada. Se podían conectar a cualquier instalación, incluso doméstica (con las debidas precauciones), y con la gran diversidad de lámparas y carcasas que disponían, era posible montar un pequeño estudio en cualquier parte. Una unidad Colortran, por ejemplo, de solamente 3kw de potencia, podía proporcionar una salida de luz equivalente a una lámpara normal de tungsteno de 10kw <7>. Ello proporcionaba nuevas y razonables posibilidades de trabajo rodando en locación con presupuestos modestos. Casi cualquier interior natural podía ser transformado en un pequeño estudio. Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 14 de 28


LÁMPARAS SOBREVOLTADAS TIPO PHOTOFLOOD y NITRAPHOT INCONVENIENTES Alta pérdida de energía en forma de calor La temperatura de color decae con el uso Muy corta vida máxima (nunca más de 10 horas) Extremadamente frágiles con el filamento encendido VENTAJAS Relativamente baratas Alta potencia de salida (aún mayor en la Photoflood en virtud del reflector incorporado) Disponibles en versión spot (haz concentrado) o flood (haz abierto) Pequeño tamaño (perfectas para “practicals”) Perfectas para uso con atenuador o transformador de sobrevoltaje LÁMPARAS SOBREVOLTADAS Si aplicamos a la lámpara incandescente una tensión superior en un 5% a la nominal (de 100 a 105 voltios) los efectos son: 1. Aumento de la potencia en vatios (~ 8%)

2

2. Aumento de la emisión en lúmenes (~ 20%)

3

3.- Aumento de la eficiencia en lúmenes/vatio (~ 10%) 4. Disminución drástica de la duración de la lámpara (~ 40% de pérdida)

1

4

LÁMPARAS SOBREVOLTADAS (Photoflood y Nitraphot)

El gran director de fotografía francés Raoul Coutar d desarrolló un sis tema para iluminar en interiores nat urales que se reducía a dirigir c ont ra una pant alla de reflexión fijada en el techo una docena de lámparas photof lood de 500 vat ios cont roladas por un transformador Survoltor o Colortran. El resultado era una luz suave y general que permit ía planos encuadrados desde cualquier ángulo de la habit ac ión.

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<5> La firma alemana Osram, pionera en Europa en fabricación de lámparas de incandescencia, fue la inventora de la serie “Nitra” de lámparas de atmósfera gaseosa, en las cuales se empleaba una mezcla de argón y nitrógeno a presión más reducida que la atmosférica. La denominación Nitra (que además era una marca registrada) aludía precisamente al empleo de nitrógeno y argón en el relleno gaseoso de las lámparas. <6> El final de la Segunda Guerra Mundial y el comienzo de la llamada Guerra Fría supuso una serie de convulsiones en la industria cinematográfica occidental. En EE.UU., al empezar la década de los cincuenta, estaba en auge la "caza de brujas" impulsada por el troglodítico maccarthismo y representada por el Comité de Actividades Antinorteamericanas. Esto afectó a Hollywood, reduciendo al desempleo a directores, actores, guionistas y productores de talante más o menos vanguardista. Fue el momento en que surgió una nueva generación formada en parte por la vanguardia teatral de Broadway y, especialmente, por el Actor's Studio. Nuevos directores, como Billy Wilder, John Huston, Elia Kazan, Vicente Minnelli, Robert Aldrich, etc, tomaron el relevo de las viejas glorias de Hollywood. La competencia de la televisión obligó a la industria del cine a adoptar dos posturas radicalmente contrapuestas: la creación de filmes intelectuales, de ensayo o experimentales, y la potenciación de las superproducciones. En Francia apareció la Nouvelle Vague (Francoise Truffaut, Eric Jean-Luc Godard exhibe un ejemplar Rohmer, Jean Luc Godard, Claude Chabrol, Alain Resnais, etc); en de la revista Cahiers du cinéma. En Inglaterra, el Free-cinema (Lindsay Anderson, Tony Richardson y su portada figura la actriz Anna Karl Reisz), en EE.UU. el cine Underground, y en Brasil, el Cinema Karina, ex-esposa del cineasta. Novo. El joven Truffaut abrió el fuego de la Nouvelle Vague desde la crítica en 1954, y junto a otros colegas de la revista Cahiers du Cinéma, embistieron contra un cine que consideraban hipócrita y obsoleto, reivindicando la figura del director como eje creativo e indiscutible de toda obra cinematográfica por encima de las imposiciones de los estudios o los productores. Cuatro años más tarde, una herencia oportuna permitió a Chabrol filmar lo que sería la presentación oficial de la tendencia: “El bello Sergio” (Le beau Serge – 1958). Al año siguiente el boom ya era indiscutido, con “Los 400 golpes” (Les 400 coups) de Truffaut y “Sin aliento” (A bout de soufflé), de Jean Luc Godard. <7> El gran director de fotografía francés Raoul Coutard desarrolló un sistema para iluminar en interiores naturales que se reducía a dirigir contra una pantalla de reflexión fijada en el techo una docena de lámparas photoflood de 500 vatios controladas por un transformador Survoltor o Colortran. El resultado era una luz suave y general que permitía planos encuadrados desde cualquier ángulo de la habitación. Esta técnica permitió a Jean Luc Godard (que rodó veinte largometrajes con Coutard) establecer su marca de fábrica con movimientos de cámara de 360 grados en cualquier momento y otorgó a los actores y directores de la Nouvelle Vague una libertad desconocida para planos largos y cambios de posición. Raoul Coutard (París, 1924) vivió en su ciudad natal la ocupación alemana durante la Segunda Guerra Mundial. Al finalizar el conflicto, decide alistarse en el ejército para luchar contra los japoneses en el Pacífico. Trabajó como reportero gráfico de Life y Paris-Match durante su estancia en Indochina. Muy pronto empieza a hacer documentales. El productor, Georges de Beauregard, le brinda la oportunidad de fotografiar Á bout de souffle, la ópera prima del crítico y cineasta Jean-Luc Godard. "Jean-

Luc me dijo que haríamos la película como si fuera un reportaje, lo que significaba rodar cámara a mano y casi sin iluminación”. Se trataba de hacer una fotografía lo más realista posible", afirma Coutard.

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La prensa especializada reconoció un nuevo estilo y una valiente ruptura estética con el cine anterior. París nunca había sido fotografiada de manera tan magistral como por Raoul Coutard. Á bout de soufflé se filmó muda (fue doblada en postproducción) en tan sólo cuatro semanas (del 17 de agosto al 15 de septiembre de 1959) en interiores y exteriores auténticos de París y Marsella. Contiene multitud de planos antológicamente realizados a mano por Raoul Coutard. La prestigiosa revista cinematográfica Cahiers du Cinéma habla de la caméra-stylo (la cámara como pluma estilográfica), instando a los realizadores a trabajar tan libremente con las cámaras, como los escritores con sus plumas. Para Coutard, esta corriente cinematográfica fue, sin embargo, fruto del azar. "No se podía hacer otra cosa. Cuando las gentes de la Nouvelle Vague debutábamos, no teníamos nada. Había que arreglárselas con muy pocos medios. No disponíamos de tiempo ni de dinero, y quizás esta fuera la razón fundamental de que abandonáramos los estudios, lleváramos las cámaras sobre nuestros hombros, o sencillamente no ilumináramos". La precariedad de medios se convirtió en innovación y Á bout de souffle, con argumento escrito por Truffaut, se convirtió en uno de los primeros y más impactantes títulos de la Nouvelle Vague. Contando con la valiosa colaboración de Raoul Coutard, el film edificó un universo plástico completamente original, basado precisamente en la limitación. La cámara a mano, la fotografía dura, la iluminación deficiente, los saltos de eje, el rodaje en exteriores o interiores prestados por amigos, todos fueron ingredientes que contradecían la gramática convencional y a los que el talento de Godard supo convertir en símbolos de un nuevo lenguaje.

Raoul Coutard con una Éclair CM3 filmando unas imágenes de À bout de souffle (Al final de la escapada) dirigida por Jean Luc Godard en 1960

conseguir hasta 800 ASA de sensibilidad”.

Godard y Coutard decidieron no utilizar iluminación artificial en la película, salvo en dos momentos: la escena del baño del hotel, donde una simple Photolita sustituyó la pobre luz de la bombilla complementada por unas Photofllod reflejadas (página siguiente); y en la oscura redacción del periódico. Para las secuencias de noche, usó una emulsión fotográfica (Ilford HPS), en lugar de la cinematográfica. "Nosotros cargábamos en la Éclair CM3 pequeñas bobinas de diez metros. El laboratorio, GPC, había aceptado forzar nuestra película más allá de las normas autorizadas. Todas estas astucias me permitieron

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Al mismo tiempo que los recién llegados directores de la Nouvelle Vague se iban curtiendo, y su capacidad de imaginación crecía, su luz se iba haciendo más sofisticada y cercana. Con Truffaut, el operador vuelve a un cierto clasicismo, tal y como queda reflejado en Tirez sur le pianiste (Tirad sobre el pianista, 1960) y Jules et Jim (1962). La iluminación más expresionista de Coutard corresponde probablemente a la etapa con el director griego Constantin Costa Gavras. Su técnica y estilo destacaron en el thriller político “Z” (1969) y, muy particularmente, en La confesión (1970), en la que la mayor parte de las escenas se desarrollan en penumbra.

À bout de souffle En 1977 recibe la llamada de Schoendoerffer para fotografiar, en medio del océano, Le Crabe Tambour. El resultado de esta colaboración es el César a la mejor fotografía concedido por la Academia Francesa de Cinematografía. Más de veinticinco años más tarde, el personal nombre del genial operador sigue intacto. Sus condiciones de improvisación no han desaparecido, y su peculiar estilo ha traspasado las fronteras europeas hasta llegar a los Estados Unidos donde directores de fotografía del prestigio de Vilmos Zsigmond, Gordon Willis, Conrad Hall o Laszlo Kovaks han imitado sus métodos. LÁMPARAS SOBREVOLTADAS (Photoflood y Nitraphot) Raoul Coutard trabajó en numerosas películas de Jean Luc Godard (“El soldadito”, 1960; Une femme est une femme, 1961; “Vivir su vida”, 1962; “Los carabineros”, 1963; “Una mujer casada”, 1964; “Lemmy contra Alphaville”, 1965; “Pierrot, el loco”, “Made in USA”, 1967; “La chinoise”; “Week-end”; “Nombre: Carmen”, 1983). Pero también trabajó con otros directores de la "Nouvelle vague": Truffaut (Tirez sur le pianiste, “Tirad sobre el pianista”, 1960; “Jules y Jim”, 1962; “La piel suave”, 1964; “La Nitraphot de Osram. 250w, novia vestía de negro”, 1968); Jacques $7, duración máxima en uso intermitente: 3 horas Demy (“Lola”, 1961); Baratier (La poupée, 1962); Kast (Vacances portugaises, 1963). Con la llegada del color, su estilo evolucionó hacia una imagen más tradicional, pero siempre de excelente calidad: “Z” (Zeta), 1969 y “La confesión”, 1970, ambas de Costa Gavras; Le crabe-tambour, 1977, de Schoendorffer, “La diagonal del loco” (Richard Dembo, 1984), y también participó en películas más comerciales. Él mismo dirigió Hoa-Binh (1970), evocación sensible pero ambigua de la guerra de Indochina, y La legión saute sur Kolwezi (1979), crónica de una operación militar en África.

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LÁMPARAS DE TUNGSTENO-HALÓGENO-CUARZO En su acepción normal, el término “tungsteno” se refiere a cualquier lámpara incandescente. La denominación “cuarzo”, “halógeno” o más correctamente “tungsteno-halógeno-cuarzo” hace referencia a las lámparas cuyo filamento de tungsteno está encerrado en una ampolla de cuarzo rellena de un gas halógeno <8>. La lámpara estándar de tungsteno tiene la desventaja de que su salida de luz y su temperatura de color se deterioran considerablemente con el uso. Esto se debe, en parte, al ennegrecimiento de la ampolla a causa de la evaporación de partículas de wolframio del filamento y su posterior condensación La distribución espectral de luz emitida sobre la ampolla. A medida que su filamento se por las lámparas de cuarzo, al igual que evapora, la bombilla se ennegrece. La lámpara las lámparas incandescentes, muestra halógena resuelve definitivamente este problema. Los abundancia de radiaciones rojas y una elementos de la familia de los halógenos incluyen el alta pérdida por calor (infrarrojos) yodo, bromo, cloro y flúor. Añadiendo un vapor halógeno tal como yodo o bromo, se introduce un proceso cíclico regenerativo en la lámpara, de forma que el tungsteno evaporado se vuelve a depositar sobre el filamento con lo que se evita tanto el ennegrecimiento como el debilitamiento del mismo. Este fenómeno, denominado ciclo halógeno, hace que se puedan alcanzar temperaturas más elevadas sin deterioro y, por tanto, que la luz emitida sea más blanca e intensa <9>. Como este proceso de retorno al filamento de las partículas evaporadas no es uniforme (es mayor en las partes menos calientes), el filamento resulta debilitado en ciertos puntos, se torna quebradizo y acaba por romper, generalmente debido a alguna sacudida mecánica mientras está en funcionamiento, o a su expansión por Molequartz Mighty-Mole de 2000 calentamiento al momento de vatios ($500), uno de los que encenderlo. utilizamos en la Escuela. Debajo su lámpara, tipo FEY. ($41)

La lámpara halógena de tungsteno mantiene su funcionamiento y su temperatura de color original por mucho más tiempo que una lámpara incandescente estándar de los mismos vatios. Para ello es importante no tocar la ampolla con los dedos (usar guantes, un trapo, papel), porque se ennegrecen o debilitan con el sudor o grasa de la piel. Si se tocan accidentalmente, deben limpiarse con alcohol. Existen lámparas de tungsteno-halógeno de doble La famosa red head de Ianiro filamento independiente, diseñadas para ciertas luminarias de (hasta 1000w) también lente fresnel, por ejemplo 2,5 + 2,5kw o bien 2,5 + 1,25kw, como conocida como mandarina. ocurre en muchos softlites. Los filamentos pueden encenderse juntos o por separado proporcionando dos potencias de salida en una misma luminaria. Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 19 de 28


Desde su invención en el año 1878, la lámpara incandescente común ha sido la fuente de luz artificial más utilizada, aunque desde el año 1939 compite con los tubos de lámparas fluorescentes, más eficientes y económicos.

CICLO DEL HALÓGENO 1

2

Filamento

Hilo alimentador 4

1

2

3

Ampolla (bulbo) de cuarzo 3

La alta temperatura que presenta el filamento provoca su evaporación en forma de vapor de tungsteno, que se expande buscando la superficie interior del bulbo de cristal de cuarzo. El vapor desprendido, cuando toca la superficie interior del cristal de cuarzo (a menor temperatura, unos 800ºC), se combina espontáneamente con el gas halógeno que contiene el bulbo en su interior, y se convierte en halogenuro de tungsteno. El halogenuro formado tiende a fluir en dirección al filamento….

En la década de los años 50 del siglo pasado, la necesidad de dotar a los aviones a reacción de una fuente de luz intensa para la navegación nocturna que se pudiera ubicar en los extremos picudos de las alas, llevó a los ingenieros de General Electric a desarrollar una lámpara tipo incandescente, pero conceptual y estructuralmente diferente a las conocidas hasta esos momentos.

Probaron diferentes materiales para construir Debido a que este halogenuro de tungsteno es un gas inestable, 4 el bulbo pero mantuvieron cuando sus moléculas reciben directamente el calor del filamento, se descomponen en forma de tungsteno metálico, que se deposita como siempre el filamento de tal en el filamento y lo reconstruye, es decir, lo convierte de nuevo en tungsteno como elemento metal tungsteno liberando gas halógeno durante este proceso, principal de iluminación permitiendo así que continúe efectuándose el "ciclo del halógeno". debido a las magníficas propiedades físicas y químicas que presenta para ese propósito. Entre intentos y fracasos sustituyeron el gas argón, utilizado por entonces en las lámparas incandescentes comunes, por un elemento halógeno, el yodo (I), que permitió incrementar la temperatura del filamento. Además, en lugar de utilizar el vidrio común de las lámparas incandescentes en el bulbo, que resulta incapaz de soportar la altísima temperatura a la que era necesario someter el filamento de la nueva lámpara, decidieron emplear cristal de cuarzo. De esa forma en 1959, nueve años después de comenzar los primeros experimentos, surgió una nueva lámpara incandescente, completamente diferente a la conocida hasta ese momento, que bautizaron con el nombre de “lámpara halógena de tungsteno” o “lámpara de cuarzo”. Era una lámpara más pequeña y eficiente comparada con sus comunes antecesoras incandescentes de igual potencia, pero con la ventaja añadida de brindar una iluminación mucho más brillante y un prolongado tiempo de vida útil puesto que el filamento se iba regenerando: las partículas de tungsteno desprendidas del filamento son obligadas por el halógeno a volver al mismo. Sin embargo, al no volver al mismo punto del que procedían, con el paso del tiempo la zona más delgada del filamento acaba por quebrarse. Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 20 de 28


En la imagen el enorme proyector fresnel "Big Eye" Tenner Solarspot de 10.000 vatios fabricado por Mole Richardson. Pesa 59,5 kilogramos, y a 10 metros de distancia produce entre 2.130 (spot) y 210 (flood) bujías/pié siendo el área cubierta entre 9,45 metros de diámetro (flood) y 1,5 metros (spot). Su precio (2006): $4.150. Utiliza, entre otras, la lámpara incandescente halógena tipo DTY (10.000 vatios - 3200K) fabricada por Ushio cuya vida media es de 300 horas. Su precio (2006): $392

Lámparas de tungsteno-halógeno-cuarzo Intensidad luminosa Potencia (lámparas para iluminación profesional cine-TV) Temperatura de color Índice de reproducción cromática Distribución espectral de la energía Vida media (120v)

Eficiencia

Alta Desde 100 hasta 10.000 vatios 3.200-3.400K Excelente 100% <10> Espectro continuo Luminarias fresnel (1, 2, 5, 10kw): 150-700 horas Reflectores sin lente: 15-75h Filamento lineal (ciclorama 300-1500w): 100-200h Luz de seguimiento (1-3kw): 200-500h Media: 16 lúmenes por vatio para 100w 27 lm/w para 2000w

LÁMPARAS DE TUNGSTENO-HALÓGENO-CUARZO PARA ILUMINACIÓN PROFESIONAL INCONVENIENTES Como todas las lámparas de filamento, alta pérdida de energía en forma de calor (emiten más calor que las convencionales de incandescencia). Los proyectores deben diseñarse con sistemas más eficientes de disipación del mismo) Extremadamente frágiles con el filamento encendido No se pueden tocar con los dedos: el sudor o la grasa de la piel altera la composición química del cristal de cuarzo. La reacción, conocida como “desvitrificación”, deteriora el cristal de cuarzo provocando que el filamento se funda. VENTAJAS Emiten más luz y más blanca. Mejor rendimiento luminoso que sus equivalentes en incandescencia. También mayor vida útil. Más pequeñas que sus equivalentes en incandescencia lo que facilita enfocar la luz con reflectores o lentes (menor pérdida de luz, sombras más definidas) No pierden intensidad de luz ni temperatura de color con las horas de trabajo (los vapores de tungsteno no ennegrecen la envoltura del cristal de cuarzo) Perfectas para uso con atenuador (dimmer) Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 21 de 28


<8> “Halógeno” proviene del griego hals (sal) y genes (nacido). Se trata de cinco elementos químicamente activos, estrechamente relacionados, siendo el principal de ellos el cloro; los otros cuatro son: el flúor, el bromo, el yodo y el astato. El nombre halógeno, o formador de sal, se refiere a la propiedad de cada uno de los halógenos de formar, con el sodio, una sal similar a la sal común (cloruro de sodio). <9> Las lámparas halógenas generan mayor cantidad de ultravioleta que las incandescentes convencionales debido a la mayor temperatura del filamento. La cantidad de UV emitida está determinada por el material del bulbo, como es el caso del cuarzo. Por tanto, en las aplicaciones donde es crítica esta radiación, caso de iluminación de obras de arte, es uso de un filtro que recorte el UV es prácticamente obligatorio. Especial cuidado debe tenerse cuando se usan lámparas con una temperatura de color por arriba de 3100K dado que la radiación emitida, tanto en el ultravioleta como en las bajas longitudes de onda del espectro visible, aumenta con la temperatura, creando una fuente potencial de daño.

LÁMPARAS DE TUNGSTENO-HALÓGENO-CUARZO Ventajas Se pueden alcanzar temperaturas más elevadas . La luz emitida es más blanca e intensa. Mantiene temperatura de color y flujo luminoso original por mucho más tiempo. Prolongado tiempo de vida útil Conserva las buenas características (espectro continuo, excelente IRC) del tungsteno convencional > Precauciones de uso No tocar la ampolla con los dedos (use guantes, un trapo, papel) porque se ennegrecen o debilitan con el sudor y grasa de la piel. Límpielas con alcohol si accidentalmente se tocan. Evitar sacudidas mecánicas. Si hay que mover una luz, mejor apagada. DEPRECIACIÓN DEL FLUJO Depreciación del flujo luminoso para distintos tipos de lámparas Fuente: Osram Sylvania, 2000 Fuente

Vida media

% de depreciación del flujo al 50% de la vida media

% de depreciación del flujo al 100% de la vida media

Incandescencia

1.000

88

83

Tungsteno halógeno cuarzo

2.000

98

97 (-3%)

Fluorescente

< 6.000

85

75

Mercurio

24.00 0

75

65

Mercurio halogenado

15.00 0

74

68

Sodio a alta presión

24.00 0

90

72

La depreciación del flujo en las lámparas de tungsteno halógeno es la más baja de todas las lámparas existentes.

<10> Las lámparas incandescentes y de cuarzo, al contener todos los colores del espectro, son una fuente de iluminación del máximo índice de reproducción cromática: 100. Ello significa que podemos iluminar objetos de cualquier color con estas luces con una perfecta reproducción cromática. Sin embargo, su distribución espectral, como ya hemos comentado, no es pareja. De hecho, para temperaturas de color bajas hay un exceso de radiaciones rojas que puede ser compensado mediante un filtro azul (serie 80 en la escala Wratten). El grado de azul de este filtro deberá ser inverso a la temperatura de color.

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Sin excepción: Todos los equipos de iluminación por incandescencia de la Escuela están equipados con lámparas de tungsteno-halógeno-cuarzo. Ya no se fabrican lámparas de incandescencia convencional para iluminación. T ODOS los proyectores de incandescencia actuales están alimentados por lámparas de TUNGST ENO-HALÓGENO-CUARZO

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Lámparas tipo PAR (Parabolic Aluminized Reflector) Se trata de unidades selladas, con reflector interno y cristal frontal de vidrio tallado. Se suministran en diferentes potencias, temperaturas de color y ancho del haz de luz producido: VNSP (very narrow spot), NSP (narrow spot), SP (spot) FL (flood), MFL (medium flood), WFL (Wide flood). Están compuesta por tres elementos: reflector parabólico aluminizado, lámpara halógena y cristal más o menos difusor: cristal El minibruto de la Escuela: 5.850 Watt estriado y segmentado Molequartz Nine-Light Molefay. Nueve en forma lenticular para lámparas PAR 36 de 650 vatios. $1.350 la flood, de haz abierto; cristal granulado para la Lámpara General Electric PAR 36, medium flood, más direccional; y cristal liso para la spot, narrow 650w, base tipo ferrule. Precio: $25 spot y very narrow spot, muy direccionales. Los llamados en el argot minibrutos y maxibrutos, unidades compuestas de varias lámparas tipo PAR , fueron durante mucho tiempo la alternativa a los arcos voltaicos para producir grandes cantidades de luz. Además de su menor peso, se evitaba trabajar en corriente continua que significaba duplicar las líneas eléctricas en los decorados, una alterna, otra continua. El principal fabricante (e inventor) de sistemas de iluminación con lámparas tipo PAR es Mole Richardson (USA) (http://www.mole.com/) que ofrece hoy dos sistemas: los MiniBrutes, unidades basadas en lámparas PAR 36 (650w) y los MaxiBrutes, con PAR 64 (1000w). Lámpara Sylvania PAR 64, 1000w, Tanto la lente, como el reflector y las propias dimensiones de Base tipo Mogul. Precio: $32 la unidad contribuyen a que normalmente se produzca un haz de luz de forma ovalada. El número (36 o 64) que figura al lado de la denominación PAR proviene de un código de un antiguo fabricante y denota el diámetro de la unidad, calculado en la antigua medida imperial de octavos de pulgada. De este modo, una PAR 64 tiene un diámetro de 64 octavos de pulgada, es decir ocho pulgadas, aproximadamente 205 milímetros.

Debido a la configuración de estas lámparas, la única forma de controlar la medida del haz de luz es mediante la propia lente, parte integral de las mismas. Por este motivo, los fabricantes producen una gama de unidades que ofrece una amplia variedad de haces, desde el tipo WFL (Wide Flood) hasta el tipo VNSP (Very Narrow Spot). Normalmente, el haz de luz oval tiene una medida mínima de 12° por 6° y una máxima de 25° por 60°. A fin de evitar que haya que agregar accesorios complicados a una estructura tan simple, los modelos de fábrica no sólo Lámparas incandescentes – Antonio Cuevas – Pág. 24 de 28


ofrecen una variedad de diámetros y amplitudes de haz de luz, sino que además del blanco tradicional, vienen con el cristal frontal tintado en diversos colores. El uso de un elemento reflector parabólico implica la necesidad de tener una fuente luminosa que sea lo más parecida posible a un punto. Esto significa que el bulbo de cuarzo en su interior, debe tener mínimas dimensiones. Las lámparas muy pequeñas y de bajo voltaje tienen un rendimiento excelente. En la práctica, las unidades selladas de 120 voltios son mucho más eficaces que las de 220v por la razón anterior. Con la bombilla sellada dentro de la unidad, no hay muchas probabilidades de que el filamento explote, causando daños eventuales. Sin embargo, ha habido casos en los que toda la unidad estalló y, por esta razón, algunos fabricantes colocan una redecilla metálica en la boca de la unidad a modo de protección. En los modelos a base de PAR 64 (1000w), existe en EE.UU. el requisito formal de incorporación de una malla metálica de seguridad.

Lámparas tipo PAR Intensidad luminosa

Alta

Potencia (lámparas PAR para iluminación profesional cine TV)

PAR 36: 650 vatios PAR 64: 1000 vatios

Temperatura de color Índice de reproducción cromática Distribución espectral de la energía Vida media (120v) Eficiencia

3200K Existen modelos con cristal azul que generan 5000K

Excelente 100% (espectro continuo) Espectro continuo PAR 36 / 3200K – 100 horas (Escuela) PAR 36 / 5000K – 30 horas PAR 64 / 3200K – 800 horas PAR 64 / 5200K – 200 horas Media (importantes pérdidas por calor)

LÁMPARAS TIPO PAR PARA ILUMINACIÓN PROFESIONAL INCONVENIENTES Alta pérdida de energía en forma de calor Extremadamente frágiles con el filamento encendido Mayor coste de reposición pues se desperdicia el reflector aluminizado y el vidrio tallado Para filtrar, los minibrutos y maxibrutos necesitan gelatinas grandes que en exteriores resultan ruidosas si les da el viento. VENTAJAS Todas las del cuarzo-tungsteno-halógeno Lámparas selladas, resistentes a los factores externos Alta potencia de salida en virtud del reflector incorporado Disponibles en versión spot (haz concentrado), flood (haz abierto) y sus intermedias

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El maxibruto “más bruto”: Molequartz "Moleeno" MolePAR fabricado por Mole Richardson: 36 kilovatios (36 lámparas PAR 64 de 1000 vatios). $10.000 (lámparas no incluidas). También se le conoce como Dino (dinosaurio)

Las lámparas PAR 64 (1000w), son de uso muy común en iluminación espectacular

Maxi-Spacelite de Mole Richardson para iluminación

cenital: seis lámparas PAR 64 de 1000 vatios cada una. LÁMPARAS TIPO PAR (Parabolic Aluminized Reflector) El uso de un elemento reflector parabólico implica la necesidad de una fuente luminosa lo más parecida posible a un punto. Esto significa que la lámpara debe ser de dimensiones mínimas. Lente, reflector y las propias dimensiones de la unidad contribuyen a que se produzca un haz de luz de forma ovalada. Óvalo mínimo: 12° por 6° Óvalo máximo: 25° por 60° >

En la práctica, las unidades selladas de 120 voltios son más eficaces que las de 220v. > En los modelos con lámparas PAR 64 (1000w), existe en EE.UU. el requisito formal de incorporación de una malla metálica de seguridad.

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LÁMPARAS TIPO PAR (Parabolic Aluminized Reflector)

Minibrutos (PAR 36 - 650w) Maxibrutos (PAR 64 - 1000w) Fueron durante mucho tiempo la alternativa a los arcos voltaicos para producir grandes cantidades de luz. Además de su menor peso, se evitaba trabajar en corriente continua lo que significaba duplicar las líneas eléctricas en los decorados, una alterna, otra continua. El principal fabricante (e inventor) de sistemas tipo PAR es Mole Richardson (USA). LÁMPARAS TIPO PAR (Parabolic Aluminized Reflector)

Lámpara General Electric PAR 36, 650w, base tipo ferrule. Precio: $25 Están compuestas por tres elementos: El minibruto de la Escuela:

5.850 Watt Molequartz NineLight Molefay. Nueve lámparas PAR 36 de 650 vatios. $1.350

reflector parabólico aluminizado lámpara halógena cristal tallado (más o menos difusor). >

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Lámparas de tungsteno-halógeno-cuarzo de baja tensión Fueron diseñadas originalmente para proyectores de diapositivas y proyectores cinematográficos de pantallas pequeñas. A 12 voltios, un filamento diseñado para los mismos vatios que en el caso de una corriente de 120 voltios, se hace más corto y grueso. De esta forma puede enfocarse más eficazmente y se alcanza una temperatura de trabajo más alta, aumentando el rendimiento lumínico. Estas características se han considerado ventajosas en el mercado de los expositores comerciales, y aunque es necesario incorporar un transformador-reductor, estas lámparas dominan actualmente la iluminación de escaparates. Aunque los usuarios de proyectores de diapositivas y cinematográficos desean el máximo de luz posible, un exceso de calor deteriora el soporte transparente de proyección. Por ello se ha desarrollado un tipo especial de reflector que sólo refleja la radiación visible permitiendo que la radiación infrarroja (calor) pase a través de la parte trasera de la lámpara.

Las lámparas PAR 64 (1000w), son muy comunes en iluminación espectacular

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Lámparas incandescentes  

Manual de Tecnología Audivisual de Antonio Cuevas.

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