ASÍ FUNCIONA LA LÁMPARA INCANDESCENTE

Texto e ilustraciones José Antonio E. García Álvarez




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Contenido:



Introducción
Elementos de una lámpara incandescente
Funcionamiento de la lámpara 
   incandescente
> El filamento de tungsteno





 

EL FILAMENTO DE TUNGSTENO

El filamento de tungsteno de una lámpara incandescente está formado por un alambre extremadamente fino, mucho más que el de un cable cualquiera. Por ejemplo, en una lámpara de 60 watt, el filamento puede llegar a medir alrededor de 2 metros de longitud y de grueso solamente 3 x 10-3 = 0,003 mm . Para que la longitud total del filamento ocupe el menor espacio posible, el alambre se reduce por medio de un doble enrollado. De esa forma se logra que ocupe muy poco espacio cuando se coloca entre los dos alambres de cobre que le sirven de electrodos de apoyo dentro de la lámpara.

En las primeras lámparas incandescentes que existieron se utilizaron diferentes materiales como filamentos. La desarrollada por Edison en 1878, tenía el filamento de carbón, con el inconveniente de ser éste un material poco eficiente y también poco duradero.

Filamento montado en el tubo central de cristal. de una lámpara incandescente.


Después de muchas pruebas, a partir de 1906 se adoptó el uso de alambre de tungsteno, conocido también como wolframio (W), para fabricar los filamentos por ser mucho más resistente y duradero que el de carbón. Al haberse obtenido mejores resultados con el wolframio, este metal se ha continuado utilizando hasta nuestros días, incluso para fabricar otros tipos de lámparas mucho más eficientes que las incandescentes.

Como ya se explicó anteriormente, para que un metal llegue al blanco incandescente es necesario calentarlo a una temperatura excesivamente alta, lo que conlleva a que en condiciones ambientales normales se funda o derrita.

La ventaja del tungsteno radica en que al ser un metal cuya temperatura de fusión es muy alta, se convierte en un material idóneo para rendir muchas más horas de trabajo que cualquier otro metal, además de ser relativamente barato de producir.

No obstante, cuando se completa el triángulo que forma un material inflamable, una temperatura alta y la presencia de oxígeno, se produce la combustión, por lo que en condiciones normales el tungsteno también combustiona o se derrite cuando alcanza una temperatura muy alta. Ese es el motivo por el cual el filamento de las lámparas incandescente se encuentra encerrado en una bombilla de cristal carente de oxígeno.

Pero aún bajo esas condiciones de protección, el filamento de tungsteno presenta otro problema y es que el metal se evapora al alcanzar temperaturas tan altas como la que produce la incandescencia. En ese estado, algunos átomos de tungsteno se excitan tan violentamente que saltan al vacío dentro de la bombilla y se depositan en la pared interna del cristal, ennegreciéndolo y volviéndolo opaco a medida que más se utiliza la lámpara.

Ese fenómeno ya lo había observado Edison en su época, pero no supo darle ni explicación lógica, ni aplicación práctica útil, aunque en su honor se denominó posteriormente “efecto Edison”.

Pocos años después ese efecto constituyó la base para la creación de las primeras válvulas electrónicas de vacío rectificadoras y detectoras "diodo", inventada por Sir John Ambrose Fleming, así como las amplificadoras  "triodo", inventada por Lee de Forest, que abrieron el camino al desarrollo de la electrónica.

Debido al propio proceso de evaporación, el filamento de tungsteno se va desintegrando con las horas de uso y la vida útil de la lámpara se reduce. Cuando ese proceso llega a su límite, el filamento se parte por el punto más débil y deja de alumbrar. Decimos entonces que la lámpara se ha fundido.

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 del 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 llegar a tener aproximadamente entre 750 y mil horas de vida útil.

A partir de la tecnología de las lámparas incandescentes se han desarrollado posteriormente otros dispositivos de iluminación más eficientes como, por ejemplo, las lámparas halógenas y, sobre todo, los tubos fluorescentes y las lámparas fluorescentes de bajo consumo.


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  Última actualización: marzo de 2012