Cómo funcionan las bombillas FIPEL

Seguro que a las empresas les encantan las luces fluorescentes de sus oficinas ; oficinistas, no tanto. Estas luces pueden ser más eficientes desde el punto de vista energético que las luces incandescentes convencionales, pero tienden a parpadear y emiten un tinte amarillo extraño y antinatural que algunos se quejan es duro para los ojos. Peor aún, a menudo emiten un zumbido continuo, que puede volverse tan molesto y enervante que, en algún momento, te imaginas a ti mismo como el científico que se transformó accidentalmente en un híbrido humano-insecto en la película de terror de 1958 "La mosca".

La gente ha soportado las deficiencias visuales y auditivas de las luces fluorescentes durante más de 60 años, desde que las luminarias que utilizan esta tecnología comenzaron a generalizarse después de la Segunda Guerra Mundial. Un artículo de 1947 en la revista Popular Mechanics, por ejemplo, comparó su sonido con "una abeja en vuelo en la tranquilidad de un dormitorio" y advirtió a los propietarios que los instalaran en lugares como áticos y sótanos, donde no harían que los durmientes se sacudieran. y gire irregularmente [fuente: Brown ]. Si bien los tubos fluorescentes más recientes no zumban tanto como sus predecesores, aún hacen suficiente ruido para ser molestos.

Pero hay una nueva bombilla en el horizonte, que dura más que una luz fluorescente y es silenciosa; utiliza menos energía que una bombilla incandescente o incluso una luz fluorescente compacta (CFL); y no emite la luz azulada de la bombilla CFL o del diodo emisor de luz (LED). Investigadores de la Universidad Wake Forest en Carolina del Norte y del Trinity College en Irlanda han desarrollado un nuevo tipo de dispositivo de iluminación basado en tecnología electroluminiscente de polímeros inducidos por campo , también conocida como FIPEL . Ya están trabajando con una empresa llamada CeeLite para fabricar luces FIPEL y esperan tenerlas en el mercado de consumo a finales de 2013 [fuente: Neal , Spector ]

En este artículo, explicaremos cómo funciona la iluminación FIPEL y por qué muchos lo ven como un avance potencialmente enorme.

1. Por qué las luces fluorescentes son tan molestas
2. Un nuevo tipo de bombilla
3. Por qué las luces FIPEL pueden ser el futuro

General Electric presentó por primera vez las lámparas fluorescentes en la Feria Mundial de Nueva York de 1939. Inmediatamente fueron un éxito entre las industrias porque las lámparas tenían una vida útil prolongada y, por lo tanto, costaban menos instalarlas y mantenerlas. Pero no eran tan populares entre la gente común debido a ese maldito zumbido de luz y la luz dura que emitían las lámparas [fuente: Adams ]. De donde viene eso?

Las luces fluorescentes básicamente son tubos rellenos con una mezcla de un gas inerte, como el argón, y algo de mercurio. Cuando se bombea corriente eléctrica al tubo, los electrones chocan con los átomos de mercurio, excitándolos y haciendo que liberen luz ultravioleta [fuente: Adams ]. El material llamado fósforo , que recubre el interior del tubo, convierte la luz ultravioleta en luz visible. El problema es que si se deja a su suerte, la corriente seguiría aumentando en el tubo a niveles peligrosos, hasta que disparó el disyuntor de su casa. Un dispositivo llamado balasto evita que eso suceda, al crear un campo magnético que obstruye el flujo de corriente lo suficiente como para mantenerlo a salvo [fuente: Adams ].

Particularmente en las lámparas fluorescentes más antiguas, el campo magnético del balasto tiende a causar un efecto llamado magnetoestricción . Eso significa que el campo magnético en realidad aprieta el núcleo del balasto, alterando ligeramente su forma. Eso hace que su lámpara fluorescente chirríe una y otra vez, aproximadamente 120 veces por segundo [fuente: Adams ]. Probablemente no podrías diseñar una tecnología cotidiana para que sea más molesta. Es por eso que se necesitó una tecnología completamente nueva para evitarlo.

El lado positivo del zumbido

Los sistemas de sonar utilizaron transductores magnetoestrictivos para hacer rebotar el sonido en el fondo del océano y detectar los submarinos de Hitler durante la Segunda Guerra Mundial [fuente: Physics 24/7 ].

Los investigadores de Wake Forest y Trinity en realidad no inventaron la tecnología FIPEL; el primer artículo parece haber sido publicado por investigadores austriacos en 1992, pero su dispositivo es el primero en convertirlo en una fuente de luz viable [fuente: Dillow , Grem, et al ].

En lugar de mercurio o los filamentos de las antiguas bombillas incandescentes , las luces FIPEL contienen múltiples capas de polímeros (plástico) imbuidos de un compuesto de iridio y una pequeña cantidad de nanotubos de carbono. ¡Estos últimos son estructuras cilíndricas, construidas en laboratorios que son tan minúsculos como 1/10,000 del diámetro de un cabello humano! En comparación con los materiales convencionales, estos nanomateriales tienen muchas características novedosas, como mayor resistencia, reactividad química y/o conductividad [fuente: Comisión Europea ]. Cuando la corriente eléctrica fluye hacia el tubo FIPEL, lo estimula para producir luz tal como lo hace la corriente eléctrica que pasa a través del mercurio en un tubo fluorescente. Esa energía se filtra a través de los polímeros para crear luz [fuentes: Dillow ,Electrónica Semanal ].

Desde el punto de vista energético, la luz FIPEL tiene el doble de eficiencia energética que una CFL, casi lo mismo que una LED . Pero no tiene ningún químico cáustico como el CFL que contiene una pequeña cantidad de mercurio. Y por ser plástico, el FIPEL es fácil de reciclar. La bombilla tiene una vida útil de 25.000 a 50.000 horas, aproximadamente la misma que la de los LED. El profesor de física de Wake Forest, David Carroll, quien es el inventor, dijo que ha tenido una bombilla encendida en su laboratorio durante una década [fuente: Neal , Spector ].

Los investigadores dicen que las luces FIPEL se pueden fabricar para producir casi cualquier color de luz visible en el espectro solar. Como dijo Carroll a la BBC, las luces FIPEL son muy superiores en ese sentido a las CFL . "[Las lámparas fluorescentes compactas] tienen un tono azulado y áspero", explicó Carroll. "No se adapta realmente al ojo humano; la gente se queja de dolores de cabeza y la razón es que el contenido espectral de esa luz no coincide con el del Sol; nuestro dispositivo puede coincidir perfectamente con el espectro solar.

"Somos más brillantes que una de estas bombillas de floritura y puedo darle cualquier tinte a esa luz blanca que desee", agregó Carroll [fuente: McGrath ].

Además, debido a que están hechas de plástico, las luces FIPEL se pueden moldear en una amplia variedad de formas, desde bombillas que encajan en los viejos portalámparas diseñados para bombillas incandescentes hasta láminas o paneles grandes que pueden encajar en los espacios sobre las tejas del techo y detrás de las paredes, de modo que una luz suave y discreta se pueda distribuir uniformemente por toda una habitación [fuente: Dillow ].

En cuanto al costo, un consultor de gestión de CeeLite dijo que las bombillas FIPEL fabricadas deberían costar menos que las LED pero un poco más que las CFL [fuente: Spector ].

Un crítico cuestionó si, de hecho, FIPEL fue realmente un gran avance, ya que los LED de color blanco cálido ya están disponibles (sin el tinte azulado) y los CFL tienen solo una cantidad minúscula de mercurio, demasiado poco para ser un gran peligro para el medio ambiente [fuente: Holloway ]. Pero la mayor parte de la reacción ha sido positiva. El sitio web Engadget, por ejemplo, llamó a FIPEL la "súper bombilla" [fuente: Cooper ].

Nota del autor: Cómo funcionan las bombillas FIPEL

La luz fluorescente tiene muchas asociaciones extrañas para mí. Cuando era niño en la década de 1960, solía pasar mucho tiempo en el departamento de mascotas de la tienda de cinco y diez de Woolworth, admirando los coloridos peces tropicales y la variedad de tortugas, camaleones y otras pequeñas criaturas reptilianas que pasaban sus vidas breves en diminutos terrarios de vidrio, rodeados de plantas de plástico y bañados por una luz fluorescente espeluznante y parpadeante. Años más tarde, cuando trabajaba en un rincón sin ventanas de la oficina de un periódico, pasé largos días y noches bañado en el mismo tipo de brillo antinatural de las luces parpadeantes y zumbantes del techo. Finalmente me di cuenta de cómo se sentían esos reptiles.

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