Una lámpara fluorescente compacta ( CFL ), también llamada luz fluorescente compacta , luz de bajo consumo y tubo fluorescente compacto , es una lámpara fluorescente diseñada para reemplazar una bombilla incandescente ; algunos tipos encajan en artefactos de iluminación diseñados para bombillas incandescentes. Las lámparas utilizan un tubo curvado o doblado para caber en el espacio de una bombilla incandescente y un balastro electrónico compacto en la base de la lámpara.
En comparación con las lámparas incandescentes de uso general que dan la misma cantidad de luz visible , las CFL utilizan entre un quinto y un tercio de la energía eléctrica y duran entre ocho y quince veces más. Una CFL tiene un precio de compra más alto que una lámpara incandescente, pero puede ahorrar más de cinco veces su precio de compra en costos de electricidad durante la vida útil de la lámpara. [1] Como todas las lámparas fluorescentes, las CFL contienen mercurio tóxico , [2] lo que complica su eliminación. En muchos países, los gobiernos han prohibido la eliminación de las CFL junto con la basura normal. Estos países han establecido sistemas especiales de recolección de CFL y otros desechos peligrosos.
El principio de funcionamiento sigue siendo el mismo que en otras luces fluorescentes : los electrones que están unidos a átomos de mercurio se excitan a estados en los que irradiarán luz ultravioleta a medida que regresan a un nivel de energía más bajo; Esta luz ultravioleta emitida se convierte en luz visible cuando incide sobre el revestimiento fluorescente y en calor cuando es absorbida por otros materiales como el vidrio.
Las CFL irradian una distribución de energía espectral diferente a la de las lámparas incandescentes. Las formulaciones de fósforo mejoradas han mejorado el color percibido de la luz emitida por las CFL, de modo que algunas fuentes califican las mejores CFL de "blanco suave" como subjetivamente similares en color a las lámparas incandescentes estándar. [3]
Las lámparas LED blancas compiten con las CFL por la iluminación de alta eficiencia. [4] Desde entonces , General Electric ha detenido la producción de lámparas CFL domésticas en los Estados Unidos en favor de las LED. [5]
La madre de la lámpara fluorescente moderna fue inventada en la década de 1890 por Peter Cooper Hewitt . [6] Las lámparas Cooper Hewitt se utilizaron para estudios e industrias fotográficas. [6]
Edmund Germer , Friedrich Meyer y Hans Spanner patentaron una lámpara de vapor de alta presión en 1927. [6] Más tarde, George Inman se asoció con General Electric para crear una práctica lámpara fluorescente, vendida en 1938 y patentada en 1941. [6] Circular y U Se idearon lámparas en forma de U para reducir la longitud de las luminarias fluorescentes. La primera bombilla y accesorio fluorescentes se exhibieron al público en general en la Feria Mundial de Nueva York de 1939 .
La CFL en espiral fue inventada en 1976 por Edward E. Hammer , un ingeniero de General Electric, [7] en respuesta a la crisis del petróleo de 1973 . [8] Aunque el diseño cumplió sus objetivos, a GE le habría costado alrededor de 25 millones de dólares construir nuevas fábricas para producir las lámparas, por lo que el invento fue archivado. [9] El diseño fue finalmente copiado por otros. [9]
En 1980, Philips presentó su modelo SL*18, que era una lámpara de rosca o de montaje en bayoneta con balastro magnético integral. [10] La lámpara utilizaba un tubo T4 plegado, fósforos tricolores estables y una amalgama de mercurio . Este fue el primer reemplazo de rosca exitoso para una lámpara incandescente, utilizando nuevos fósforos de red de aluminio de tierras raras para resolver el problema de la depreciación del lumen que normalmente ocurriría rápidamente en un tubo tan delgado; sin embargo, no fue ampliamente adoptado debido a su gran tamaño, peso (más de medio kilogramo), parpadeo pronunciado de 50 Hz y tiempo de calentamiento de 3 minutos. [11] Se basó en el prototipo SL1000 de 1976. [12] En 1985, Osram comenzó a vender su modelo Dulux EL, que fue la primera CFL que incluía un balastro electrónico. [13]
El volumen fue un problema en el desarrollo de las CFL, ya que las lámparas fluorescentes tenían que caber en el mismo volumen que las lámparas incandescentes comparables. Esto requirió el desarrollo de fósforos nuevos y de alta eficacia que pudieran soportar más potencia por unidad de área que los fósforos utilizados en tubos fluorescentes más antiguos y más grandes. [13]
En 1995, las CFL helicoidales, fabricadas en China por Shanghai Xiangshan, estuvieron disponibles comercialmente. Fueron propuestos por primera vez por General Electric, que vio dificultades para doblar tubos de vidrio en espiral utilizando maquinaria automatizada. Xiangshan resolvió este problema doblando los tubos a mano, lo que fue posible gracias a los entonces bajos costos de mano de obra en China. [14] Desde entonces, las ventas aumentaron constantemente. [15] El recubrimiento de fósforo en las CFL en espiral es desigual y es más grueso en la parte inferior que en la parte superior, debido al efecto de la gravedad durante el proceso de recubrimiento. [14] Aunque su popularidad varió entre países, en China las CFL fueron la "tecnología dominante en el segmento residencial" en 2011. [16]
Philips Lighting dejó de investigar sobre fluorescentes compactos en 2008 y comenzó a dedicar la mayor parte de su presupuesto de investigación y desarrollo a la iluminación de estado sólido, como la iluminación LED. [17]
Sin embargo, el auge de la iluminación LED afectó significativamente las ventas y la producción de CFL. Como resultado de la reducción de costos y mejores características, los clientes migraron cada vez más hacia los LED. En la India, "casi el 60 por ciento del mercado de iluminación de la India ha sido absorbido por los LED" en 2018. [18] Los precios de los LED cayeron muy por debajo de los 5 dólares estadounidenses por una bombilla básica en 2015. [19] En los Estados Unidos, las CFL También enfrentamos la posibilidad de propuestas de regulaciones para 2017 que crearían dificultades para calificar para la calificación Energy Star . [19] A principios de 2016, General Electric anunció que eliminaría gradualmente la producción de CFL en Estados Unidos. [19] [5]
El 1 de septiembre de 2021 se prohibió la exportación, importación y fabricación de todas las lámparas fluorescentes compactas con balastos integrados en la UE, y desde esa fecha tampoco se permite su venta. [20]
Hay dos tipos de lámparas CFL: lámparas integradas y no integradas, donde CFL-i indica un balastro integrado y CFL-ni indica un balastro no integrado. Las lámparas integradas combinan el tubo y el balastro en una sola unidad. Estas lámparas permiten a los consumidores reemplazar fácilmente las lámparas incandescentes por CFL. Las CFL integradas funcionan bien en muchos artefactos de iluminación incandescentes estándar, lo que reduce el costo de conversión a fluorescentes. Se encuentran disponibles lámparas de 3 vías y modelos regulables con bases estándar.
Las CFL no integradas tienen el balastro instalado permanentemente en la luminaria y, por lo general, solo se cambia el tubo fluorescente al final de su vida útil. Al ir colocados en la luminaria, los balastros son más grandes y duran más que los integrados, y no es necesario sustituirlos cuando el tubo llega al final de su vida útil. Las carcasas de CFL no integradas pueden ser más caras y sofisticadas. Disponen de dos tipos de tubos: un tubo de dos pines diseñado para balastro convencional, por ejemplo con base enchufable G23 o G24d, y un tubo de cuatro pines diseñado para un balastro electrónico o un balastro convencional con arrancador externo. Un tubo de dos clavijas contiene un arrancador integrado, lo que elimina la necesidad de clavijas de calentamiento externas pero causa incompatibilidad con balastos electrónicos. Las CFL no integradas también se pueden instalar en una lámpara convencional utilizando un adaptador que contiene un balastro magnético incorporado. El adaptador consta de un tornillo de bombilla normal, el propio balastro y un clip para el conector de la lámpara.
Las CFL tienen dos componentes principales: un balastro magnético o electrónico y un tubo lleno de gas (también llamado bombilla o quemador). El reemplazo de balastros magnéticos por balastros electrónicos ha eliminado la mayor parte del parpadeo y el arranque lento tradicionalmente asociados con la iluminación fluorescente, y ha permitido el desarrollo de lámparas más pequeñas directamente intercambiables con más tamaños de bombillas incandescentes.
Los balastros electrónicos contienen una pequeña placa de circuito con un puente rectificador , un condensador de filtro y normalmente dos transistores de conmutación , que suelen ser transistores bipolares de puerta aislada . La corriente CA entrante primero se rectifica a CC y luego los transistores la convierten a CA de alta frecuencia, conectados como un inversor de CC a CA en serie resonante . La alta frecuencia resultante se aplica al tubo de la lámpara. Dado que el convertidor resonante tiende a estabilizar la corriente de la lámpara (y la luz emitida) en un rango de voltajes de entrada, las CFL estándar responden mal en aplicaciones de atenuación y experimentarán una vida útil más corta y, a veces, fallas catastróficas. Se requieren balastros electrónicos especiales (integrados o separados) para el servicio de atenuación.
La salida de luz de las CFL es aproximadamente proporcional al área de la superficie del fósforo, y las CFL de alto rendimiento suelen ser más grandes que sus equivalentes incandescentes. Esto significa que es posible que la CFL no encaje bien en los artefactos de iluminación existentes. Para que quepa suficiente área recubierta de fósforo dentro de las dimensiones totales aproximadas de una lámpara incandescente, las formas estándar de tubo CFL son una hélice con una o más vueltas, múltiples tubos paralelos, un arco circular o una mariposa.
Algunas CFL están etiquetadas para no funcionar con la base hacia arriba, ya que el calor acortará la vida útil del balastro. Estas CFL no son adecuadas para su uso en lámparas colgantes y especialmente para lámparas empotradas . Se encuentran disponibles CFL diseñadas para su uso en dichos accesorios. [21] Las recomendaciones actuales para artefactos de iluminación completamente cerrados y sin ventilación (como los empotrados en techos aislados) son usar "LFC reflectoras" (R-CFL), [22] [23] LFC de cátodo frío o reemplazar dichas accesorios con aquellos diseñados para CFL. [22] Una CFL prosperará en áreas que tengan un buen flujo de aire, como en una lámpara de mesa. [24]
Las CFL emiten luz a partir de una mezcla de fósforos , cada uno de los cuales emite una banda de color y algunas bandas todavía se encuentran en el rango ultravioleta , como se puede ver en el espectro de luz. Los diseños modernos de fósforo equilibran el color de la luz emitida, la eficiencia energética y el costo. Cada fósforo adicional agregado a la mezcla de recubrimiento mejora la reproducción del color pero disminuye la eficiencia y aumenta el costo. Las CFL de consumo de buena calidad utilizan tres o cuatro fósforos para lograr una luz "blanca" con un índice de reproducción cromática (CRI) de aproximadamente 80, donde el máximo 100 representa la apariencia de los colores bajo la luz del día u otras fuentes de radiación de cuerpo negro, como una bombilla incandescente (dependiendo de la temperatura de color correlacionada ).
La temperatura de color se puede indicar en kelvins o mireds (1 millón dividido por la temperatura de color en kelvins). La temperatura de color de una fuente de luz es la temperatura de un cuerpo negro que tiene la misma cromaticidad (es decir, color) que la fuente de luz. Se asigna una temperatura teórica, la temperatura de color correlacionada , la temperatura de un cuerpo negro que emite luz de un tono que, según la percepción humana del color, se asemeja más a la luz de la lámpara.
La temperatura del color es característica de la radiación del cuerpo negro; Las fuentes prácticas de luz blanca se aproximan a la radiación de un cuerpo negro a una temperatura determinada, pero no tendrán un espectro idéntico. En particular, suelen estar presentes bandas estrechas de radiación de longitud de onda más corta, incluso en lámparas de baja temperatura de color (luz "cálida"). [25]
A medida que aumenta la temperatura del color, el tono de la luz blanca cambia de rojo a amarillo, de blanco a azul. Los nombres de colores utilizados para las CFL modernas y otras lámparas de trifósforo varían según el fabricante, a diferencia de los nombres estandarizados utilizados con las lámparas fluorescentes de halofosfato más antiguas. Por ejemplo, las CFL de luz diurna de Sylvania tienen una temperatura de color de 3500 K, mientras que la mayoría de las otras lámparas llamadas luz diurna tienen temperaturas de color de al menos 5000 K. En Estados Unidos, la especificación Energy Star proporciona un conjunto de temperaturas de color designadas para luminarias certificadas.
Las CFL suelen tener una vida útil nominal de 6000 a 15 000 horas, mientras que las lámparas incandescentes estándar tienen una vida útil de 750 o 1000 horas. [27] [28] [29] Sin embargo, la vida útil real de cualquier lámpara depende de muchos factores, incluido el voltaje de funcionamiento, los defectos de fabricación, la exposición a picos de voltaje , los golpes mecánicos , la frecuencia de los ciclos de encendido y apagado, la orientación de la lámpara y el ambiente de funcionamiento. temperatura , entre otros factores. [30]
La vida útil de una CFL es significativamente más corta si se enciende y apaga con frecuencia o si se usa en un dispositivo totalmente cerrado. Esto sucede porque los electrodos de una CFL sufren chisporroteo cada vez que se enciende; Esto también ocurre en los tubos fluorescentes. Como resultado, el material de los electrodos es expulsado cada vez que se produce chisporroteo y se deposita en las paredes del tubo fluorescente, mostrando un oscurecimiento del extremo de la lámpara. En el caso de un ciclo de encendido/apagado de 5 minutos, la vida útil de algunas CFL puede reducirse a la de las bombillas incandescentes. El programa estadounidense Energy Star sugiere dejar encendidas las lámparas fluorescentes al salir de una habitación durante menos de 15 minutos para mitigar este problema. [31] Las CFL emiten menos luz más adelante en su vida que cuando son nuevas. La caída de la salida de luz es exponencial y las pérdidas más rápidas se producen poco después de utilizar la lámpara por primera vez. Al final de su vida útil, se puede esperar que las CFL emitan entre el 70% y el 80% de su producción lumínica original. [32] La respuesta del ojo humano a la luz es logarítmica . Es decir, si bien el ojo humano es muy sensible a los cambios en la intensidad de fuentes de luz tenues, es menos sensible a los cambios en la intensidad de fuentes de luz más brillantes, ya que las pupilas compensan dilatándose o contrayéndose. [33] Entonces, suponiendo que la iluminación proporcionada por la lámpara fuera abundante al comienzo de su vida, y que la salida de luz de una bombilla disminuya gradualmente en un 25%, los espectadores percibirán un cambio mucho menor en la intensidad de la luz. [34]
Las lámparas fluorescentes se vuelven más tenues a lo largo de su vida útil, [35] por lo que lo que comienza como una luminosidad adecuada puede volverse inadecuada. En una prueba realizada por el Departamento de Energía de EE. UU. a productos Energy Star en 2003-2004, una cuarta parte de las CFL probadas ya no alcanzaban su potencia nominal después del 40% de su vida útil nominal. [36] [37]
Debido a que la sensibilidad del ojo cambia con la longitud de onda, la potencia de las lámparas se mide comúnmente en lúmenes , una medida del poder de la luz percibida por el ojo humano. La eficacia luminosa de las lámparas es el número de lúmenes emitidos por cada vatio de energía eléctrica utilizado. La eficacia luminosa de una lámpara CFL típica es de 50 a 70 lúmenes por vatio (lm/W) y la de una lámpara incandescente típica es de 10 a 17 lm/W . [38] En comparación con una lámpara teórica con una eficiencia del 100 % ( 680 lm/W ), las lámparas CFL tienen rangos de eficiencia de iluminación del 7 % al 10 %, [39] frente al 1,5 % y el 2,5 % [40] de las incandescentes. [41]
Debido a su mayor eficacia, las CFL utilizan entre un séptimo y un tercio de la potencia de las lámparas incandescentes equivalentes. [38] Del total de ventas mundiales de iluminación en 2010, entre el 50 y el 70 por ciento fueron incandescentes. [42] Reemplazar toda la iluminación ineficiente con CFL ahorraría 409 teravatios-hora (1,47 exajulios ) por año, el 2,5% del consumo mundial de electricidad. En Estados Unidos, se estima que reemplazar todas las incandescentes ahorraría 80 TWh al año. [43] Dado que las CFL utilizan mucha menos energía que las lámparas incandescentes (IL), una eliminación gradual de las IL daría como resultado una menor emisión de dióxido de carbono (CO 2 ) a la atmósfera. El intercambio de IL por LFC eficientes a escala global lograría reducciones anuales de CO 2 de 230 Mt (millones de toneladas), más que las emisiones anuales de CO 2 combinadas de los Países Bajos y Portugal. [44]
Si las lámparas incandescentes interiores de un edificio se reemplazan por CFL, el calor emitido debido a la iluminación se reduce significativamente. En climas cálidos, o en edificios de oficinas o industriales donde a menudo se requiere aire acondicionado , las CFL reducen la carga en el sistema de enfriamiento en comparación con el uso de lámparas incandescentes, lo que resulta en ahorros de electricidad además del ahorro de eficiencia energética de las lámparas. Sin embargo, en climas más fríos en los que los edificios requieren calefacción, el sistema de calefacción debe reemplazar el calor reducido de los artefactos de iluminación. En Winnipeg , Canadá, se estimó que las CFL solo generarían un ahorro de energía del 17% en comparación con las bombillas incandescentes, en comparación con el ahorro del 75% que se podría haber esperado sin consideraciones de calefacción de espacios. [46]
Si bien el precio de compra de una CFL suele ser entre 3 y 10 veces mayor que el de una lámpara incandescente equivalente, una CFL dura entre 8 y 15 veces más y utiliza entre dos tercios y tres cuartos menos de energía. Un artículo estadounidense decía: "Un hogar que invirtiera $90 en cambiar 30 artefactos por lámparas CFL ahorraría entre $440 y $1,500 durante los cinco años de vida útil de las bombillas, dependiendo del costo de la electricidad. Mire su factura de servicios públicos e imagine un descuento del 12% en estimar los ahorros." [47]
Las CFL son extremadamente rentables en edificios comerciales cuando se utilizan para reemplazar lámparas incandescentes. Utilizando las tarifas promedio de electricidad y gas comercial de EE. UU. para 2006, un artículo de 2008 encontró que reemplazar cada lámpara incandescente de 75 W por una CFL resultó en un ahorro anual de $22 en el uso de energía, una reducción del costo de HVAC y una reducción de la mano de obra para cambiar las lámparas. La inversión de capital incremental de 2 dólares por instalación normalmente se amortiza en aproximadamente un mes. Los ahorros son mayores y los períodos de recuperación de la inversión son más cortos en regiones con tarifas eléctricas más altas y, en menor medida, también en regiones con requisitos de refrigeración superiores al promedio de EE. UU. [48] Sin embargo, los frecuentes ciclos de encendido y apagado (encendido y apagado) de las CFL reducen en gran medida su vida útil.
El precio actual de las CFL refleja la fabricación de casi todas las CFL en China, donde la mano de obra cuesta menos. En septiembre de 2010, la planta de General Electric en Winchester, Virginia , cerró, [49] dejando a Osram Sylvania y la pequeña American Light Bulb Manufacturing Inc. como las últimas empresas en fabricar bombillas incandescentes estándar en los Estados Unidos. [50] En ese momento, Ellis Yan, cuya empresa china fabricaba la mayoría de las CFL vendidas en los Estados Unidos, dijo que estaba interesado en construir una fábrica en los Estados Unidos para fabricar bombillas CFL, pero quería 12,5 millones de dólares del gobierno de los EE. UU. para hacerlo. . General Electric había considerado cambiar una de sus plantas de bombillas para fabricar CFL, pero dijo que incluso después de una inversión de 40 millones de dólares para convertir una planta, las diferencias salariales significarían que los costos serían un 50% más altos. [49]
Según un informe periodístico de agosto de 2009, algunos fabricantes afirmaron que las CFL podrían usarse para reemplazar lámparas incandescentes de mayor potencia que la justificada por su salida de luz. [51] Las afirmaciones sobre potencia equivalente pueden sustituirse comparando la salida de luz real emitida por la lámpara, que se mide en lúmenes y se marca en el embalaje. [52]
Además de los modos de falla por desgaste comunes a todas las lámparas fluorescentes, el balastro electrónico puede fallar, ya que tiene varios componentes. Las fallas del balastro generalmente se deben al sobrecalentamiento y pueden ir acompañadas de decoloración o distorsión del recinto del balastro, olores o humo. [53] Las lámparas están protegidas internamente y están diseñadas para fallar de manera segura al final de su vida. Las asociaciones industriales están trabajando para asesorar a los consumidores sobre los diferentes modos de falla de las CFL en comparación con las lámparas incandescentes y para desarrollar lámparas con modos de falla inofensivos. [54] Las nuevas normas técnicas norteamericanas tienen como objetivo eliminar el humo o el exceso de calor al final de la vida útil de la lámpara. [55]
Sólo algunas CFL están etiquetadas para control de atenuación . Usar un atenuador con una CFL estándar es ineficaz y puede acortar la vida útil de la bombilla y anular la garantía. [56] [57] Hay disponibles CFL regulables. El regulador de intensidad utilizado junto con una CFL regulable debe adaptarse a su rango de consumo de energía; [58] muchos atenuadores instalados para usarse con bombillas incandescentes no funcionan aceptablemente por debajo de 40 W, mientras que las aplicaciones CFL comúnmente consumen energía en el rango de 7 a 20 W. Se comercializaron CFL regulables antes de que estuvieran disponibles los atenuadores adecuados. El rango de atenuación de las CFL suele estar entre el 20% y el 90%, [59] [ fuente no confiable ] pero muchas CFL modernas tienen un rango de atenuación del 2% al 100%, más parecido al de las luces incandescentes. Hay dos tipos de CFL regulables en el mercado: CFL regulables estándar y CFL "regulables por interruptor". Estos últimos utilizan un interruptor de luz estándar y la electrónica de a bordo elige el nivel de salida de luz en función del número de veces que el interruptor se enciende y apaga rápidamente. Las CFL regulables no reemplazan al 100 % las lámparas incandescentes que se atenúan para crear "escenas de humor", como los apliques de pared en un comedor. Por debajo del límite del 20 %, la lámpara puede permanecer al 20 % o parpadear o el circuito de arranque puede detenerse y reiniciarse. [60] Por encima del 80%, la bombilla puede funcionar al 100%. Sin embargo, productos recientes han resuelto estos problemas para que funcionen más como lámparas incandescentes. Las CFL regulables son más caras que las CFL estándar debido a los circuitos adicionales.
Las CFL de cátodo frío se pueden atenuar a niveles bajos, lo que las convierte en reemplazos populares de las bombillas incandescentes en circuitos con atenuación.
Cuando se atenúa una CFL, su temperatura de color (calidez) permanece igual. Esto va en contra de las fuentes de luz incandescentes, donde el color se vuelve más rojo a medida que la fuente de luz se vuelve más tenue. La curva de Kruithof de 1934 describió una relación empírica entre la intensidad y la temperatura del color de fuentes de luz visualmente agradables. [ cita necesaria ]
La etapa de entrada de una CFL es un rectificador, que presenta una carga no lineal a la fuente de alimentación e introduce distorsión armónica en la corriente extraída de la fuente. [61] [62] El uso de CFL en los hogares no tiene un efecto apreciable sobre la calidad de la energía , pero cantidades significativas de ellas en una instalación grande pueden tener un efecto adverso. El factor de potencia de las CFL no afecta significativamente sus beneficios de ahorro de energía para los consumidores individuales, pero su uso en grandes cantidades, como en aplicaciones comerciales o en millones de hogares en un sistema de distribución, podría requerir mejoras de infraestructura. En tales casos, se deben seleccionar CFL con distorsión armónica total (THD ) baja (menos del 30 por ciento ) y factores de potencia superiores a 0,9. [63] [64] [65]
Los dispositivos electrónicos operados por control remoto por infrarrojos pueden interpretar la luz infrarroja emitida por las CFL como una señal; esto puede limitar el uso de CFL cerca de televisores, radios, controles remotos o teléfonos móviles . Las CFL con certificación Energy Star deben cumplir con los estándares de la FCC y, por lo tanto, deben enumerar todas las incompatibilidades conocidas en el paquete. [66] [67]
Las CFL generalmente no están diseñadas ni clasificadas para uso en exteriores y algunas no encienden en climas fríos. Las CFL están disponibles con balastos para climas fríos, que pueden tener una clasificación tan baja como -28,8 °C (-20 °F). [68] La salida de luz durante los primeros minutos de funcionamiento se limita a bajas temperaturas antes de alcanzar el brillo total. [69] Las CFL de cátodo frío arrancan y funcionan en una amplia gama de temperaturas debido a su diseño diferente.
Las lámparas incandescentes alcanzan su máxima luminosidad una fracción de segundo después de ser encendidas. A partir de 2009 [actualizar], las CFL se encienden en un segundo, pero muchas todavía tardan en alcanzar el brillo máximo. [70] El color de la luz puede ser ligeramente diferente inmediatamente después de encenderse. [71] Algunas CFL se comercializan como "encendido instantáneo" y no tienen un período de calentamiento notable, [72] pero otras pueden tardar hasta un minuto en alcanzar el brillo total, [73] o más en temperaturas muy frías. Algunos que utilizan una amalgama de mercurio pueden tardar hasta tres minutos en alcanzar su máxima potencia. [72] Esto y la vida más corta de las CFL cuando se encienden y apagan por períodos cortos pueden hacer que las CFL sean menos adecuadas para aplicaciones como la iluminación activada por movimiento. Se encuentran disponibles lámparas híbridas, que combinan una lámpara halógena con una CFL, cuando el tiempo de calentamiento es inaceptable. [74] La lámpara halógena se enciende inmediatamente y se apaga una vez que la CFL ha alcanzado su brillo máximo.
Según el Comité Científico de la Comisión Europea sobre Riesgos para la Salud Emergentes y Recientemente Identificados (CCRSERI) en 2008, las CFL pueden suponer un riesgo añadido para la salud debido a la luz ultravioleta y azul que emiten. Esta radiación podría agravar los síntomas en personas que ya padecen afecciones cutáneas que las hacen excepcionalmente sensibles a la luz. La luz emitida por algunas LFC de una sola envoltura a distancias de menos de 20 cm (7,9 pulgadas) podría provocar exposiciones a los rayos ultravioleta acercándose al límite actual en el lugar de trabajo establecido para proteger a los trabajadores de daños en la piel y la retina. Sin embargo, fuentes de la industria afirman que la radiación ultravioleta recibida de las CFL es demasiado pequeña para contribuir al cáncer de piel y que el uso de CFL de doble envoltura mitiga "en gran medida o por completo" cualquier otro riesgo. [75]
Las pruebas han demostrado que la exposición a la radiación de las CFL es insignificante a una distancia de 150 centímetros de la fuente. A distancias más cercanas, las comparaciones muestran que las CFL emiten menos radiación UVA (longitud de onda larga) que las bombillas incandescentes. Sin embargo, emiten niveles más altos de radiación UVB (longitud de onda corta). [76] Los rayos UVB pueden penetrar profundamente en la piel, mientras que niveles suficientes de UVA pueden quemar las capas superficiales. Las CFL cerradas (de doble envoltura) están protegidas y emiten una radiación UV total menor en comparación con las bombillas incandescentes o halógenas de potencia similar.
Para el usuario medio, la radiación ultravioleta de las luces interiores no parece ser una preocupación. Para las personas con sensibilidad de la piel, la exposición prolongada en interiores puede ser una preocupación, en cuyo caso es posible que deseen utilizar una bombilla con menor emisión de radiación UV. Parece haber más variabilidad dentro de los tipos de bombillas que entre ellos, pero la mejor opción son las CFL blindadas.
Un estudio de 2012 que comparó los efectos de la luz CFL y la luz incandescente en la salud celular encontró daños celulares estadísticamente significativos en cultivos expuestos a la luz CFL. El análisis espectroscópico confirmó la presencia de una cantidad significativa de radiación UVA y UVC, que los autores del estudio conjeturaron que era atribuible a daños en los revestimientos internos de fósforo de las bombillas. No se observó daño celular tras la exposición a luz incandescente de intensidad equivalente. Los autores del estudio sugieren que la exposición a los rayos ultravioleta podría limitarse mediante el uso de bombillas de "doble pared" fabricadas con una cubierta de vidrio adicional que rodea la capa recubierta de fósforo. [77]
Cuando la base de la bombilla no está hecha para ser retardante de llama, como lo requiere la norma voluntaria para CFL, el sobrecalentamiento de los componentes eléctricos de la bombilla puede crear un riesgo de incendio. [78]
Las CFL, como todas las lámparas fluorescentes , contienen mercurio [79] [80] en forma de vapor dentro del tubo de vidrio. La mayoría de las CFL contienen de 3 a 5 mg por bombilla, y las bombillas etiquetadas como "ecológicas" contienen tan solo 1 mg. [81] [82] Debido a que el mercurio es venenoso , incluso estas pequeñas cantidades son una preocupación para los vertederos y los incineradores de desechos donde el mercurio de las lámparas puede liberarse y contribuir a la contaminación del aire y el agua . En Estados Unidos, los fabricantes de iluminación miembros de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) han limitado voluntariamente la cantidad de mercurio utilizada en las CFL. [83] En la UE, la ley RoHS exige el mismo límite .
En áreas donde la energía eléctrica se genera principalmente en estaciones alimentadas con carbón, reemplazar las bombillas incandescentes por CFL en realidad reduce las emisiones de mercurio. Esto se debe a que la menor demanda de energía eléctrica, que a su vez reduce la cantidad de mercurio liberado por el carbón cuando se quema, compensa con creces la cantidad de mercurio liberado por las bombillas CFL rotas y desechadas. [84] En julio de 2008, la EPA de EE. UU. publicó una hoja de datos que indicaba que la emisión neta de mercurio del sistema para la iluminación CFL era menor que para la iluminación incandescente de producción de lúmenes comparable. Esto se basó en la tasa promedio de emisión de mercurio para la producción de electricidad de EE. UU. y el escape promedio estimado de mercurio de una LFC colocada en un vertedero. [85] Las plantas alimentadas con carbón también emiten otros metales pesados, azufre y dióxido de carbono.
En Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos estimó que si los 270 millones de CFL vendidos en 2007 se enviaran a vertederos, se liberarían alrededor de 0,13 toneladas métricas de mercurio, el 0,1% de todas las emisiones de mercurio de Estados Unidos (alrededor de 104 toneladas métricas que año). [86] El gráfico supone que las CFL duran un promedio de 8.000 horas, independientemente del fabricante y de las roturas prematuras. En zonas donde no se utiliza carbón para producir energía, las emisiones serían menores para ambos tipos de bombilla. [86]
En muchos países, las instrucciones de manipulación especiales en caso de rotura no están impresas en el embalaje de las bombillas CFL domésticas. La cantidad de mercurio liberado por una bombilla puede exceder temporalmente las pautas federales de exposición crónica de EE. UU. [87] [88] Crónico , sin embargo, implica exposición durante un tiempo significativo, y aún no está claro cuáles son los riesgos para la salud de la exposición a corto plazo a niveles bajos de mercurio elemental. [88] A pesar de seguir las pautas de mejores prácticas de limpieza de la EPA para lámparas fluorescentes compactas rotas, los investigadores no pudieron eliminar el mercurio de la alfombra, y la agitación de la alfombra (por ejemplo, cuando los niños pequeños jugaban) creó concentraciones localizadas de hasta 0,025 mg/m 3 en el aire cerca de la alfombra, incluso semanas después de la rotura inicial. [88]
La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) ha publicado en su sitio web las mejores prácticas para la limpieza de LFC rotas y formas de evitarlas. [89] Se recomienda ventilar la habitación y desechar con cuidado los trozos rotos en un frasco. Un estudio del Departamento de Protección Ambiental (DEP) de Maine de 2008 que compara métodos de limpieza advierte que usar bolsas de plástico para almacenar bombillas CFL rotas es peligroso, porque de las bolsas continúan saliendo vapores muy por encima de los niveles seguros. La EPA y el DEP de Maine recomiendan un frasco de vidrio sellado como el mejor depósito para una bombilla rota. [90]
Desde finales de 2018, la exportación, importación y fabricación de LFC dentro de la Unión Europea está prohibida en virtud del Reglamento sobre mercurio de la UE. [91]
Las preocupaciones sobre la salud y el medio ambiente sobre el mercurio han llevado a muchas jurisdicciones a exigir que las lámparas gastadas se eliminen o reciclen adecuadamente, en lugar de incluirlas en el flujo general de desechos enviados a los vertederos. La eliminación segura requiere almacenar los bulbos intactos hasta que puedan ser procesados.
En los Estados Unidos , la mayoría de los estados han adoptado y actualmente implementan la Regla Federal de Residuos Universal (UWR). [92] Varios estados, incluidos Vermont , New Hampshire , California , Minnesota , Nueva York , Maine , Connecticut y Rhode Island , tienen regulaciones que son más estrictas que la UWR federal. [92] Las cadenas de tiendas de artículos para el hogar ofrecen ampliamente el reciclaje gratuito de CFL. [93]
En la Unión Europea , las CFL son uno de los muchos productos sujetos al plan de reciclaje de RAEE . El precio minorista incluye una cantidad a pagar por el reciclaje, y los fabricantes e importadores tienen la obligación de recolectar y reciclar las CFL.
Según el Proyecto de Reciclaje de Lámparas Fluorescentes Compactas del Noroeste, debido a que los usuarios domésticos en el noroeste de EE. UU. tienen la opción de deshacerse de estos productos de la misma manera que eliminan otros desechos sólidos, en Oregón "una gran mayoría de las LFC domésticas se destinarán a desechos sólidos municipales". desperdiciar". También toman nota de las estimaciones de la EPA para el porcentaje de mercurio total de las lámparas fluorescentes liberado cuando se eliminan de las siguientes maneras: vertedero de residuos municipales 3,2%, reciclaje 3%, incineración de residuos municipales 17,55% y eliminación de residuos peligrosos 0,2%. [94]
El primer paso del procesamiento de las CFL consiste en triturar las bombillas en una máquina que utiliza ventilación con presión negativa y un filtro absorbente de mercurio o una trampa fría para contener el vapor de mercurio. Muchos municipios están adquiriendo este tipo de máquinas. [ cita necesaria ] El vidrio y el metal triturados se almacenan en tambores, listos para su envío a las fábricas de reciclaje.
En algunos lugares, como Quebec y Columbia Británica en 2007, la calefacción central de los hogares se obtenía principalmente mediante la quema de gas natural , mientras que la electricidad se obtenía principalmente mediante energía hidroeléctrica . Un análisis de los impactos de la prohibición de las bombillas incandescentes en ese momento introdujo la noción de que en esas áreas, el calor generado por las bombillas eléctricas convencionales puede haber estado reduciendo significativamente la liberación de gases de efecto invernadero provenientes de la calefacción con gas natural. [95] Ivanco, Karney y Waher estimaron que "si se exigiera a todos los hogares de Quebec que cambiaran las bombillas (incandescentes) por las CFL, habría un aumento de casi 220.000 toneladas en las emisiones de CO 2 en la provincia, equivalente a la emisión anual emisiones de más de 40.000 automóviles".
Las CFL se producen tanto para entrada de corriente alterna (CA) como de corriente continua (CC). Las CFL DC son populares para su uso en vehículos recreativos y viviendas fuera de la red . En los países en desarrollo existen varias iniciativas de agencias de ayuda para reemplazar las lámparas de queroseno , que conllevan riesgos asociados para la salud y la seguridad, por lámparas fluorescentes compactas alimentadas por baterías, paneles solares o generadores de energía eólica . [96]
Debido al potencial de reducir el consumo eléctrico y la contaminación, varias organizaciones han fomentado la adopción de CFL y otras luces eficientes. Los esfuerzos van desde publicidad para fomentar la concientización hasta distribución directa de LFC al público. Algunas empresas de servicios eléctricos y gobiernos locales han subsidiado las CFL o las han proporcionado gratuitamente a los clientes como medio para reducir la demanda eléctrica; y así retrasar nuevas inversiones en generación.
En Estados Unidos, se creó el Programa para la Evaluación y Análisis de Iluminación Residencial (PEARL) como programa de vigilancia. PEARL ha evaluado el rendimiento y el cumplimiento de Energy Star de más de 150 modelos de bombillas CFL. [97] [98]
La iniciativa del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y el Fondo para el Medio Ambiente Mundial (FMAM) ha desarrollado el "Programa de Asociación Mundial Eficiente", que se centra en políticas y enfoques liderados por los países para permitir la implementación de iluminación energéticamente eficiente, incluidas las CFL, de forma rápida y económica. -eficazmente en países en desarrollo y emergentes.
En Estados Unidos y Canadá, el programa Energy Star etiqueta lámparas que cumplen con un conjunto de estándares de eficiencia, tiempo de encendido, esperanza de vida, color y consistencia de desempeño. La intención del programa es reducir las preocupaciones de los consumidores debido a la calidad variable de los productos. [99] Las CFL con certificación Energy Star reciente se encienden en menos de un segundo y no parpadean. Energy Star Light Bulbs for Consumers es un recurso para encontrar y comparar lámparas calificadas Energy Star. Se está trabajando para mejorar la "calidad" ( índice de reproducción cromática ) de la luz. [ cita necesaria ]
En los Estados Unidos, las nuevas normas propuestas por el Departamento de Energía de los Estados Unidos podrían dar como resultado que las lámparas LED reemplacen a las CFL. En opinión de Noah Horowitz, del Consejo de Defensa de los Recursos Naturales , la mayoría de las bombillas CFL no cumplirían las normas. [100]
En el Reino Unido , Energy Saving Trust lleva a cabo un programa similar para identificar productos de iluminación que cumplan con las pautas de rendimiento y conservación de energía. [101]
Los sistemas de portalámparas G24 (624Q2) y GU24 fueron diseñados para reemplazar los portalámparas tradicionales, de modo que las bombillas incandescentes no se instalen en luminarias destinadas únicamente a lámparas de bajo consumo.
Si la luminancia de una fuente de luz vista aumenta 10 veces, los espectadores no juzgan que el brillo ha aumentado 10 veces.
De hecho, la relación es logarítmica: la sensibilidad del ojo disminuye rápidamente a medida que aumenta la luminancia de la fuente.
Es esta característica la que permite al ojo humano operar en una gama tan amplia de niveles de luz.
Es interesante que, a pesar de que la luz entrante puede tener un rango dinámico de casi 14 unidades logarítmicas, las unidades neuronales pueden transferir la señal que tiene un rango dinámico de sólo aproximadamente 1,5 unidades logarítmicas.
Es obvio que existe algún mecanismo de adaptación involucrado en nuestra visión.
Significa que nos adaptamos a algún valor de luminancia y luego podemos percibir datos en un cierto rango dinámico cerca del nivel de adaptación.
Una de las características más importantes que cambia con los diferentes niveles de adaptación es la diferencia apenas perceptible.
![Una CFL helicoidal integrada, uno de los diseños más populares en Norteamérica desde 1995, cuando una empresa china comercializó el primer diseño exitoso.[14]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c3/Compact-Fluorescent-Bulb.jpg/1280px-Compact-Fluorescent-Bulb.jpg)
{{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )Taller del Comité Conjunto sobre Políticas para Mejorar la Eficiencia de la Iluminación Residencial en California
{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)¿Cuáles son las emisiones de mercurio causadas por los humanos?
¿Los CFLS que terminan en un vertedero contribuyen a estas emisiones?
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link){{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)