MANUAL BÁSICO DE TECNOLOGÍA AUDIOVISUAL Antonio Cuevas antoniocuevas@gmail.com
Tema 43
LÁMPARAS DE DESCARGA
43.1
Lámparas de descarga, características generales 43.1.1 Ampolla 43.1.2 Tubo de descarga 43.1.3 Electrodos 43.1.4 Casquillo 43.1.5 Gas 43.1.6 Cebadores o ignitores 43.1.7 Balastos
43.2
Lámparas de vapor de sodio 43.2.1 Vapor de sodio a baja presión (VSBP) 43.2.1.1 La contaminación lumínica 43.2.2 Vapor de sodio a alta presión (VSAP)
43.3
Lámparas de vapor de mercurio a alta presión (VMAP)
43.4
Un poco de historia 43.4.1 Los broadsides
43.5
Luz de mezcla
Lámparas de descarga – Antonio Cuevas – Pág. 1 de 32
LÁMPARAS DE DESCARGA. CARACTERÍSTICAS GENERALES Las lámparas de descarga son el segundo gran grupo de soluciones para la generación de luz. Constituyen una alternativa mucho más eficiente, y por tanto económica, que las lámparas del otro grupo, las incandescentes. Por ello su uso está muy extendido hoy día, tanto para aplicaciones industriales como para iluminación de cine y TV. Carecen de filamento; la luz emitida se consigue por excitación de un gas tras ser sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos situados en un tubo lleno con dicho gas. Según el tipo del gas contenido en la lámpara y la presión a la que esté sometido, tendremos diferentes tipos de lámparas, cada una de ellas con sus particulares características luminosas. Partes de una lámpara de descarga: Ampolla Sirve para proteger al tubo de descarga de los agentes atmosféricos. En su interior se hace el vacío o se rellena con un gas inerte. La ampolla está presente en todas las lámparas de descarga excepto en los tubos fluorescentes estándar (diseñados para uso sólo en interiores pues emiten mucha menos luz si desciende la temperatura en que trabajan). Sus formas de la ampolla son variadas y puede estar recubierta internamente con sustancias fluorescentes que convierten las radiaciones ultravioletas en visibles mejorando el rendimiento de color y la eficiencia. La ampolla también sirve de aislante térmico pues ayuda a mantener la temperatura de trabajo de la lámpara.
Tubo de descarga El tubo, normalmente de forma cilíndrica, es donde se producen las descargas eléctricas entre los electrodos. Está fabricado en cuarzo y relleno con un gas (vapor de mercurio, sodio, o xenón, habitualmente) a alta o baja presión que determina las propiedades de la lámpara. En las fluorescentes se recubre la cara interna del tubo con sustancias fluorescentes que convierten las emisiones ultravioletas en luz visible. Los materiales que se emplean en su fabricación dependen del tipo de lámpara y las condiciones de uso.
Electrodos Son los elementos responsables de la descarga eléctrica en el tubo. Al igual que los filamentos, están fabricados en tungsteno y se conectan a la corriente a través del casquillo. Se recubren con una sustancia emisora (calcio y magnesio), que facilita la emisión de la corriente de electrones en el tubo. Casquillo Tiene la función de conectar los electrodos a la red de suministro a través del portalámparas (socket). Puede ser de rosca o bayoneta. Las lámparas fluorescentes disponen de particulares casquillos de espigas con dos contactos, situados en los extremos del tubo. Lámparas de descarga – Antonio Cuevas – Pág. 2 de 32
Gas En el interior del tubo de descarga encontramos una mezcla entre un vapor de sodio o mercurio y un gas inerte de relleno. El primero determina las propiedades de la luz de la lámpara y es el responsable de la emisión de la luz como consecuencia de la descarga. El segundo, el gas inerte, facilita que se inicie la descarga y limita la corriente de electrones. La luz emitida por las lámparas de descarga es siempre de espectro discontinuo (mezcla de ciertas radiaciones monocromáticas) y nunca blanca; en las lámparas de sodio es amarillenta, en las de mercurio es verdosa. Por lo tanto, la capacidad de reproducir los colores (IRC) de estas fuentes de luz es, en general, peor que la de las lámparas incandescentes cuyo espectro es continuo. Ahora bien, es posible, recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes, mejorar la reproducción de los colores y aumentar la eficacia de las lámparas convirtiendo el nocivo ultravioleta en luz visible <1>. Para que las lámparas de descarga funcionen correctamente es necesario, en la mayoría de los casos, la presencia de unos elementos auxiliares: cebadores (o ignitores) y balastos. Cebadores o ignitores Son dispositivos que suministran un breve pico de tensión entre los electrodos del tubo, necesario para iniciar la descarga y vencer así la resistencia inicial del gas a la corriente eléctrica. Tras el encendido, continúa un breve periodo transitorio durante el cual el gas se estabiliza, caracterizado por un consumo de potencia superior al nominal.
Balastos Los segundos dispositivos, balastos (del inglés ballast, lastre), sirven para regular la corriente que atraviesa la lámpara y evitar así un exceso de electrones circulando por el gas que aumentaría el valor de la corriente hasta producir la destrucción de la lámpara <2>.
Tipo de lámpara Luz de mezcla (incandescencia + descarga) Fluorescentes Vapor de mercurio (alta presión) Halogenuros metálicos Vapor de sodio a alta presión Vapor de sodio a baja presión
En las unidades HMI para iluminación profesional en cine y TV, balastos y cebadores se agrupan en una misma unidad que recibe el nombre genérico de balasto (término que no debe ser confundido con balastro, el material a base de piedra fragmentada usado en la construcción de vías de ferrocarril). La eficacia de las lámparas de descarga, en general buena o muy buena, oscila entre los 19-28 lm/w de las lámparas de luz de mezcla (que combinan incandescencia con descarga) y los 160-183 lm/w de las de sodio a baja presión. Lámparas de descarga – Antonio Cuevas – Pág. 3 de 32
Eficacia 19 ® 28 38 ® 91 40 ® 63 75 ® 95 50 ® 130 160 ® 183
Hay dos aspectos básicos que afectan a la duración de las lámparas. El primero es la depreciación del flujo. Este se produce por ennegrecimiento de la superficie del tubo, pues en ella se va depositando el material emisor de electrones que recubre los electrodos. En aquellas lámparas que usan sustancias fluorescentes, otro factor es la pérdida gradual de la eficacia de estas sustancias. El segundo es el deterioro de los componentes de la lámpara debido a la degradación de los electrodos por agotamiento del material emisor que los recubre. Otras causas pueden ser un cambio gradual de la composición del gas de relleno y, por supuesto, las fugas de gas en las lámparas a alta presión. Tipo de lámpara
Potencia normal (vatios)
IRC
Temperatura de color (ºK)
Vida media (horas)
5-55
70-90
2.700-5.000
5.000-10.000
4-100
55-86
2.700-6.500
10.000-15.000
35-2000
85-95
3.000-5.000
6.000-20.000
85-750
40-45
3.800-4500
12.000-20.000
50-1.000
25-80
2.000-2.500
6.000-24.000
26-180
5
1.800
24.000
Fluorescentes de tamaño reducido (FS) (uso doméstico e industrial) Fluorescentes tubulares (FD) (uso doméstico e industrial) Haluros metálicos (M-) (uso doméstico e industrial) Vapor de mercurio de alta presión (QE) Vapor de sodio de alta presión (S-) Vapor de sodio de baja presión (LS)
Las lámparas de descarga - excepto los fluorescentes - también se denominan genéricamente lámparas HID (High Intensity Discharge) y se clasifican según el gas utilizado (vapor de mercurio o sodio), y la presión a la que este se encuentre (alta o baja). Las propiedades varían mucho de unas a otras y esto las hace adecuadas para unos u otros usos. Los tipos disponibles son: ·
Lámparas de vapor de sodio: Lámparas de vapor de sodio a baja presión (VSBP) Lámparas de vapor de sodio a alta presión (VSAP)
·
Lámparas de vapor de mercurio: Baja presión: Lámparas fluorescentes (VMBP) Alta presión: Lámparas de vapor de mercurio a alta presión (VMAP) Lámparas de luz de mezcla Lámparas con halogenuros metálicos
Comenzaremos con los tipos que aunque no tienen aplicación en iluminación cinematográfica, están presentes en ambientes urbanos e industriales que con muchísima frecuencia son decorados naturales en cualquier rodaje y cuyas características, por tanto, debemos conocer.
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<1> Para solucionar este problema se puede tratar de completar el espectro con radiaciones de longitudes de onda distintas a las de la lámpara. La primera opción es combinar en una misma lámpara dos fuentes de luz con espectros que se complementen como ocurre en las lámparas de luz de mezcla (incandescencia + descarga). También podemos elevar la presión del gas. De esta manera se consigue aumentar la anchura de las líneas del espectro de manera que formen bandas anchas y más próximas entre sí.
Tipo de lámpara
Eficacia (lúmenes/vatio)
Luz de mezcla (descarga + incandescencia)
19 ® 28
Fluorescentes
38 ® 91
Vapor de mercurio (alta presión)
40 ® 63
Halogenuros metálicos
75 ® 95
Vapor de sodio a alta presión
50 ® 130
Vapor de sodio a baja presión
160 ® 183
Incandescencia
20
Tungsteno-halógeno-cuarzo
27
Todas las lámparas de ALTA presión son potencialmente peligrosas. Si el bulbo llegara a quebrarse, se produciría una explosión que proyectaría fragmentos de cristal. Su reemplazo y manipulación deben efectuarse con guantes y protector para los ojos.
Otra solución es añadir sustancias sólidas al gas, que al vaporizarse emitan radiaciones monocromáticas complementarias. Por último, podemos recubrir la pared interna del tubo con sustancias fluorescentes que conviertan los rayos ultravioletas en radiaciones visibles. <2> Las lámparas de descarga tienen una característica de tensión-corriente negativa, esto es, no cumplen la ley de Ohm. Al producirse la descarga eléctrica, la lámpara actúa como un generador eléctrico debido a que el gas empuja sus propios electrones hacia los electrodos. Este efecto debe compensarse empleándose para ello un equipo auxiliar de encendido, normalmente una impedancia, que se conecta en serie con la lámpara. Las lámparas incandescentes tienen mejor IRC y peor eficiencia. > Las lámparas de descarga tienen peor IRC y mejor eficiencia
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LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO Vapor de sodio a baja presión (VSBP) La descarga eléctrica en un tubo con vapor de sodio a baja presión produce una radiación monocromática característica formada por dos rayas en el espectro (589nm y 589,6nm) muy próximas entre sí. Es un color amarillo anaranjado Distribución espectral de luz de una monocromático razonablemente próximo a la sensibilidad lámpara de vapor de sodio a baja máxima del ojo humano (555nm, gráfico de la derecha), presión. Debajo, su comparativa con la por ello permite alta agudeza visual y buena percepción de curva de sensibilidad del ojo humano los contrastes, facilitando la visibilidad de objetos en movimiento (carreteras, autopistas, etc) aún en presencia de niebla. Su duración (hasta 24.000 horas – cifra ya ampliamente superada por la nueva tecnología LED que alcanza las 100.000 horas -) y eficacia (hasta 183 lm/w) son las mayores de todas las lámparas de descarga. En virtud de este elevado rendimiento, se fabrican en un rango de potencias relativamente bajo, entre 35 y 180w. Para su arranque se precisan voltajes considerables (unos 400v). Las lámparas VSBP se utilizan en aplicaciones muy específicas, en las cuales se privilegia el ahorro (alto rendimiento de la conversión de energía eléctrica en lumínica) y además no resulta tan importante la reproducción cromática obtenida. Es el caso del alumbrado de carreteras principales, pasos subterráneos, calles residenciales, etc. En muchas de tales situaciones, estas lámparas están siendo actualmente reemplazadas por lámparas de sodio de alta presión (VSAP). Su menor tamaño ofrece mejor control óptico, particularmente en el alumbrado de espacios públicos, donde existe cada vez más preocupación por la contaminación lumínica <3>.
Aunque la vida media de las lámparas VSBP es muy elevada, hasta 24.000 horas, la depreciación de flujo luminoso que sufren a lo largo de su vida es relativamente alta como se indica en el gráfico de la página siguiente, es decir, acercarse el final de su vida media, emiten solo el 75% de la luz que producían cuando eran nuevas.
Balance energético de una lámpara de vapor de sodio a baja presión
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El final de su vida útil se produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras lámparas de descarga, aunque también se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior.
En las lámparas VSBP, el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las pérdidas por calor y reducir el tamaño de la lámpara. Está elaborado de materiales muy resistentes pues el sodio es altamente corrosivo. El tubo está encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vacío con objeto de proveer protección mecánica y, sobre todo, aumentar el aislamiento térmico pues para su buen funcionamiento es necesario mantener elevada la temperatura en la pared del tubo (270ºC). Al conjunto se le adjunta un casquillo de conexión que suele ser de bayoneta. El tiempo de arranque de una lámpara de este tipo es largo, en ocasiones puede tardar diez minutos en alcanzar el flujo luminoso máximo.
La depreciación del flujo luminoso de una lámpara VSBP es considerable a medida que aumentan las horas de uso. Al final de su vida útil sólo está emitiendo un 75% (pierde un 25% de su flujo original)
Las luces de vapor de sodio de baja presión no atraen a los insectos, pues su espectro de emisión carece de longitudes de onda en la banda del azul (como sí ocurre en las lámparas de mercurio), lo que permite disminuir los costos de mantenimiento por limpieza de las luminarias instaladas. Si bien las lámparas de vapor de sodio requieren un equipo auxiliar de mayor costo que el de vapor de mercurio, esa mayor inversión inicial se amortiza rápidamente con sus menores costos de funcionamiento.
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Lámparas de vapor de sodio a baja presión (VSBP) Intensidad Luminosa
Alta
Potencia Temperatura de color Índice de reproducción cromática Distribución espectral de la energía Vida media Eficiencia
Media (hasta 180w, dada su eficiencia) Correlacionada (~2000K) Pésimo (5 IRC) Espectro discontinuo (carece de azul) La mayor en lámparas de descarga (24.000 horas) La mayor conocida: 183 lúmenes/vatio
VSBP - LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO A BAJA PRESIÓN 555nm, sensibili dad máxima del ojo
Color amarillo anaranjado monocromático (589nm) bastante próximo a la sensibilidad máxima del ojo humano (555nm) è facilita la agudeza visual y la percepción de contrastes è facilita la visibilidad de objetos en movimiento (carreteras, autopistas, etc) aún en presencia de niebla VSBP - LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO A BAJA PRESIÓN La descarga eléctrica en un tubo con vapor de sodio a baja presión produce una radiación monocromática característica, formada por dos rayas en el espectro (589nm y 589,6nm) muy próximas entre sí.
Distribución espectral de la luz de una lámpara VSBP Lámparas de descarga – Antonio Cuevas – Pág. 8 de 32
<3> Se llama contaminación lumínica al brillo o resplandor del cielo nocturno producido por la difusión de la luz artificial hacia el cielo. Como resultado, la oscuridad de la noche disminuye y se dificulta la percepción de la luz de las estrellas y los demás astros. La causa principal es, sin ninguna duda, el uso en la red eléctrica pública de luminarias que no tienen pantallas correctas, es decir, diseñadas con la finalidad de enviar la luz donde se necesita e impedir la dispersión de la misma hacia el cielo por encima del nivel del horizonte. La utilización indiscriminada de luminarias “tipo globo”, sin ninguna clase de pantalla, que se había convertido en práctica habitual en los últimos años, ha hecho incrementar enormemente el problema. Igualmente, hay que tener presente otros efectos económicos, ecológicos y culturales. Entre éstos, resaltan los siguientes: - La contaminación lumínica repercute directamente sobre el consumo de energía eléctrica. Como muchas luminarias urbanas no tienen pantallas y su inclinación no es paralela al nivel del horizonte, en el mejor de los casos, un 22% de la luz producida no se aprovecha. En el caso de un globo sin pantalla la cantidad de energía desaprovechada supera el 50% del total.
España de noche. Arriba Barcelona (un globo en primer término). Debajo Bilbao. Contaminación lumínica muy alta
- Este despilfarro energético supone un enorme sobrecoste (solo en España, por ejemplo, del orden de 250 millones de euros anuales). - La preferencia por las lámparas de vapor de mercurio en lugar de las de vapor de sodio tienen también efectos importantes sobre el consumo: las lámparas de vapor de mercurio gastan un 70% más que las de vapor de sodio de alta presión (VSAP) y un 140% más que las de vapor de sodio de baja presión (VSBP). - Un programa de eficiencia energética para España, con el objetivo razonable de ahorrar del 30% al 50% en el consumo, permitiría reducir la emisión a la atmósfera de entre 2,3 y 3,8 millones de toneladas de SO2 y entre 38 y 64 millones de toneladas de CO2. - Otro aspecto importante son los residuos tóxicos de las lámparas. Las únicas lámparas con residuos inocuos son las de vapor de sodio. Un estudio reciente de la Universidad Politécnica de Cataluña muestra que en España se tiran de forma no controlada unos 800 kilogramos al año del muy tóxico mercurio procedente de las lámparas.
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Por su interés, a continuación se reproduce el trabajo de EDUARDO GUEVARA ACUÑA, alumno de la asignatura Iluminación de la Escuela de Cine y Tv de la Universidad Veritas. “CONTAMINACIÓN LUMÍNICA” ESTUDIANTE: EDUARDO GUEVARA ACUÑA
Vista nocturna de la ciudad de San José. CONTAMINACIÓN LUMÍNICA La asociación internacional Dark Sky, dedicada desde hace 23 años a concientizar y luchar contra la contaminación luminosa, la define como cualquier efecto adverso de la proliferación de la luz artificial; las consecuencias del uso excesivo y mal diseñado de la luz sobre las ciudades y las personas. Tales consecuencias incluyen malgasto del suministro energético, derroche de luz que no se aprovecha bien, intromisión de la luz en ecosistemas y otros ambientes que antes no lidiaban con ella, efectos negativos en la salud de las personas y obstrucción de la observación del cielo nocturno, tanto para fines científicos como estéticos. Hay que hacer notar que este tipo de contaminación no se limita sólo a exteriores. También incluye el exceso de luz en interiores. Como se puede ver en la imagen inferior, Estados Unidos, Europa y Japón son algunas de las áreas con mayor iluminación artificial del mundo. Sin embargo, cualquier población con alumbrado público está vulnerable a los efectos de esta polución. Y considerando que una gran mayoría de la gente desconoce o no está conciente de este tipo de contaminación, estos efectos se han vuelto muy comunes. Lámparas de descarga – Antonio Cuevas – Pág. 10 de 32
Una imagen más cercana nos permite ver cómo era la situación en Costa Rica en 1998. No sorprende que el Valle Central sea el área más iluminada.
La contaminación lumínica y sus efectos tienden a clasificarse de la siguiente manera: 1. SOBRE-ILUMINACIÓN En pocas palabras, se trata del uso de más luz de la necesaria para un ambiente o alguna actividad, con el consecuente malgasto energético y efectos sobre las personas. Sus causas incluyen: ·
· · ·
Un ineficiente diseño de los edificios y de los alumbrados: muchas estructuras, en especial las que fueron construidas entre 1950 y la pasada década de los noventa, despreciaron la luz natural, favoreciendo espacios cerrados y pequeños. Además, los espacios que sí estaban conectados al exterior, como estacionamientos y vestíbulos, usaban sus propias luces, en lugar de aprovechar las ya existentes del alumbrado exterior. El uso de sensores para encender la luz en ciertos espacios (baños y bodegas, por ejemplo), cuando bastaría con un interruptor de uso manual. La pereza y negligencia de los usuarios, que dejan encendidas luces que no requieren (como en habitaciones que no están ocupando) o que prenden más luces de la cuenta por simple hábito. Ciertas creencias erróneas acerca de las bombillas, como que las luces fluorescentes gastan más energía apagándose y encendiéndose que al estar continuamente encendidas.
Los efectos del exceso de la iluminación sobre la salud incluyen irritación o dolor en los ojos, dolores de cabeza, y según estudios hechos en personas que laboran en ambientes altamente iluminados, estrés, ansiedad Lámparas de descarga – Antonio Cuevas – Pág. 11 de 32
y menor calidad de las horas de sueño. Estas últimas consecuencias pueden llevar a problemas de ritmo cardíaco y un desbalance en la producción de melatonina, hormona relacionada con el ritmo diario y nocturno del cuerpo humano y que se produce menos ante la influencia de luz. Todo esto puede tener graves consecuencias para el organismo. En el año 2003, el profesor George Brainard de la universidad Thomas Jefferson de Filadelfia presentó los resultados de un estudio que había realizado en animales: la exposición a demasiada luz artificial en horas nocturnas no sólo provocó una baja en la producción de melatonina, sino que subió la incidencia de cánceres, en especial de mama. Esto porque esta hormona ha demostrado ser una inhibidora de células cancerosas. 2. INTRUSIÓN LUMÍNICA La conocida y molesta invasión de la luz exterior en las casas y otros espacios privados. Puede venir tanto de postes y anuncios como de reflejos por paredes lisas y otras superficies. Trae consigo problemas para dormir, molestias en los ojos y la obstrucción del paisaje. Por no mencionar el esfuerzo extra que se debe hacer para combatirla (compra e instalación de cortinas gruesas y persianas, por ejemplo). En la imagen vemos un ejemplo, en unos apartamentos en la ciudad española de Pamplona. En respuesta a este fenómeno, por lo menos en Estados Unidos la asociación Dark Sky ha conseguido que en algunos lugares los postes sean reducidos de altura. Además la Comisión Federal de Comunicaciones tiene una base de datos sobre las dimensiones de antenas y postes que la gente puede consultar si cree que alguna estructura le está afectando.
3. DESLUMBRAMIENTO Las intensas luces nocturnas ciegan momentáneamente a peatones y conductores, con el peligro de choques y accidentes. Encuentros repetidos con una luz así pueden provocar también irritación y fatiga visual. Aunque la excusa de accidentarse a causa de una luz cegadora es más o menos frecuente en Estados Unidos (al punto de que al menos dos firmas de abogados tienen un protocolo para cuando alguien la utiliza), el deslumbramiento es un peligro real reconocido por la Sociedad Médica de Masachusetts, en especial para personas de edad avanzada que conduzcan.
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4. “ALBOROTO” DE LUZ Grupos de luces cercanos entre sí, con el potencial de confundir a conductores y otros. Es muy común en las grandes ciudades. 5. RESPLANDOR DEL CIELO Conocido en inglés como Sky Glow, posiblemente es el efecto más conocido de la contaminación lumínica. El cielo nocturno sobre las ciudades afectadas suele verse de todos los colores, excepto negro. Esto se produce por toda la luz reflejada de la superficie más la luz mal direccionada que no va hacia el suelo. Y hablamos de toda clase de fuentes: el alumbrado público, casas, luces de autos, de estadios, monumentos y espectáculos. La presencia de gases de aerosol y nubes de polvo en el aire también influye. Y el fenómeno se incrementa aún más si hay nubes y nieve. Este es el principal obstáculo que la contaminación luminosa le ofrece a la astronomía, tanto aficionada como profesional. No sólo por el hecho de no poder ver el espacio. Resulta casi imposible medir la luminiscencia y distancias de cuerpos celestes con tanta luz estorbando. Algunos observatorios alrededor del mundo han reducido su efectividad o han quedado completamente inútiles. Otros, los menos, han tomado la decisión de trasladarse a sitios menos contaminados En el Reino Unido, por citar un par de ejemplos, el Observatorio Real se ha mudado dos veces desde 1954 para huir del cielo brillante de Londres. En 1984, el telescopio de Isaac Newton fue movido de su ubicación original en Sussex a las Islas Canarias. Abajo se ven un par de muestras: a la izquierda podemos ver la ciudad de Hong Kong. A la derecha, Shangai. Ambas como se veían una noche de enero del año 2008.
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Un ejemplo de cómo la visión del espacio se ve afectada por el brillo artificial: A la izquierda, la constelación de Orión fotografiada con un cielo oscuro. A la derecha, la misma constelación fotografiada desde la populosa ciudad de Orem, Utha.
CONSECUENCIAS DE LA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA La relación entre la constante luz sobre el cuerpo humano, la reducción de melatonina y la incidencia de cáncer de mama ha venido demostrándose con otros estudios desde el ya mencionado del 2003. Uno de los más recientes, llevado a cabo por la Escuela de Medicina de Harvard en 2009, concluía que la exposición nocturna a luz de forma continua (noche tras noche) podía traer graves riesgos para la salud a largo plazo. animal:
Desde el punto de vista del medio ambiente, la polución de luz tiene fuertes repercusiones en la vida
Varias especies de plancton de lagos y lagunas no se reproducen por la presencia de luz. Al bajar la presencia de estas especies, las algas de las que se alimentan se reproducen en exceso y terminan matando indirectamente a otras plantas acuáticas. Muchas poblaciones de insectos ven trastornados sus hábitos de reproducción y viaje por la presencia de luces. Algunas especies terminan buscando pareja en la época equivocada. Asimismo se ve afectado el ciclo de vida de varios gusanos. Aquí mismo en Costa Rica, cuando los “escarabajos de mayo” todavía eran comunes, no era raro verlos chocar y volar de forma desorientada en los alrededores de las casas. Las aves en migración son especialmente sensibles a la iluminación artificial. Se desorientan, se detienen en sitios equivocados o chocan con estructuras. Especialmente en noches sin luna, pues varias especies utilizan el satélite natural para orientarse. Ocurre a veces con gaviotas jóvenes y otras aves costeras que por desorientación vuelan mar adentro y terminan cayendo al agua debido a su inexperiencia. La CIE (Comisión Internacional de Iluminación, por sus siglas originales) ha advertido que varios mamíferos de costumbres nocturnas tienden a cambiar su comportamiento ante la presencia de luces artificiales. La vida vegetal también es afectada directamente por este tipo de contaminación. Algunas plantas tienden a secarse y morir si viven rodeadas de luces artificiales. Otras ven alteradas sus ciclos vitales, floreciendo demasiado pronto o bien no floreciendo del todo. Es sabido que los arrozales crecen más despacio ante la presencia de luz artificial nocturna. Cierta vida marina tampoco queda a salvo. Las tortugas marinas que necesitan llegar a las playas a depositar sus huevos se pierden pues no encuentran los rastros de algas y corrientes marinas que utilizan para orientarse. Esto también ocurre con sapos y ranas, aunque en menor medida pues éstos utilizan la luna para ubicar su camino. La extensión del daño que las luces causan en la naturaleza puede ser muy indirecta: en el 2009, durante el noveno European Dark Sky Symposium celebrado en Irlanda, se reportó que ciertas aves cantoras de Lámparas de descarga – Antonio Cuevas – Pág. 14 de 32
Inglaterra estarían quedándose sin alimento debido a la proliferación de luces. Al parecer, éstas aves se alimentan de insectos y gusanos que escarban del suelo cuando éste se encuentra húmedo y suave. Pero las cada vez más presentes luces artificiales está secando los suelos más rápidamente, impidiendo a los pájaros buscar su comida. Un reciente estudio de la Unión Geofísica Americana demostró que la contaminación lumínica destruye los radicales de nitrato presentes en la atmósfera, impidiendo así que se reduzca durante la noche el smog acumulado durante el día. ESFUERZOS PARA COMBATIR LA POLUCIÓN LUMÍNICA Desde la década de los ochenta del siglo anterior, han surgido distintas organizaciones a lo largo del planeta buscando combatir este problema, o al menos crear conciencia entre la población sobre su existencia. También se ha dado el caso de organizaciones que ya existían desde antes (por lo general, relacionadas con la astronomía) que han empezado a colaborar en la lucha, como la Sociedad de Astronomía del Reino Unido o el Instituto de Astrofísica de Canarias. Además de los Estados Unidos, otros países que han legislado para combatir esta clase de polución son Chile, España, México e Italia. Entre sus razones se encuentran todos los beneficios que trae la reducción de la contaminación luminosa: · · · · · ·
Mejoramiento de la salud general en las personas. Se normaliza la vida animal y en cierta medida la vegetal. Se reduce el consumo de electricidad e indirectamente el de combustible. Aumenta la seguridad vial al reducir el deslumbramiento. Al reducir el “alboroto” de luz se facilita el tráfico aéreo y marítimo. Mejora la visión del cielo nocturno.
Incluso se menciona como motivo el intentar cumplir el artículo 4 de la Declaración sobre las Responsabilidades de las Generaciones Actuales para con las Generaciones Futuras de la UNESCO, que declara que “las generaciones actuales tienen la responsabilidad de legar a las generaciones futuras un planeta que en un futuro no esté irreversiblemente dañado por la actividad del ser humano”. Entre las medidas que éstas y otras organizaciones recomiendan están: ·
Buscar la utilización de las bombillas más eficientes posibles. O al menos que no sean tan intensas si no es estrictamente necesario. En mi investigación, diversas fuentes apuntaban a las lámparas de sodio de baja presión como la opción más conveniente.
·
Descartar las lámparas de forma esférica.
·
Apagar las luces que no sean necesarias en casa.
·
Mejorar y reemplazar los accesorios de iluminación para que la luz vaya siempre hacia la dirección deseada. Se busca que la menor cantidad posible de luz vaya en direcciones innecesarias.
·
Evitar la posición horizontal de las lámparas,
·
Sugieren que los gobiernos comiencen a planear mejor la instalación y ubicación de luces. Varias organizaciones mencionan que deberían utilizarse luces LED para la iluminación pública.
·
En cuanto a las luces ya puestas, asegurarse de que las luces de estadios, centros históricos y otros lugares públicos se limiten a iluminar el sitio al que pertenecen.
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También vale mencionar otros esfuerzos relacionados con el tema: En el año 2008, científicos del Centro de Investigación de la Luz del Instituto Politécnico Rensslaer de Nueva York desarrollaron un método de medición de luz llamado Rendimiento de Luz en Exteriores (OSP por sus siglas en inglés), que le permite al usuario cuantificar y optimizar la cantidad de luz que haya en un sitio o que se proyecte instalar, evitando desperdicios. Un artículo de la revista Consumer (edición de febrero, 2002) cuenta cómo un estudio realizado en Nueva York dio como resultado una reducción del vandalismo cuando se disminuyó la cantidad de luz en las calles. Aunque esto parezca contradictorio, aparentemente la implementación de luces que se encendían sólo cuando alguien se acercaba tenía un efecto disuasorio. Además se teorizó que la oscuridad también funcionaba en contra de los vándalos. Como anotación final, se ha informado que la CIE está actualmente preparando un sistema unificado de fotometría para luces en exteriores. ESFUERZOS EN COSTA RICA A nivel nacional, el gobierno no parece haber reconocido la contaminación lumínica como algo de gravedad o digno de mayor atención. La población, por su lado, parece gustar del derroche. Según datos del 2007, sólo los hogares consumían el 39% de los 1450 megavatios que se generaban para el país. Y no hay más que recordar los apagones que el ICE se vio obligado a realizar ese año para ahorrar energía, con todas las incomodidades que eso conllevó y que provocaron que el gobierno implementara un plan de ahorro para el 2008, buscando que entre todas las instancias gubernamentales ahorraran un 30% de la energía que consumían. Por ejemplo, el Instituto Nacional de Seguros sustituyó sus balastros viejos por unos electrónicos y con más capacidad de carga, según informa el periódico La Nación de ese momento. Tampoco es que haya habido mayor divulgación sobre el tema lumínico. Únicamente menciones pasajeras en artículos de opinión en años recientes, uno escrito por Víctor Fung, miembro de la Asociación Costarricense de Astronomía. Parece que lo más relevante que se ha hecho al respecto ocurrió en el año 2006. Poco más de veinte postes de luz de la carretera al lado de la playa San Miguel (Guanacaste) fueron modificados. Sus cubiertas transparentes fueron reemplazadas por unas de aluminio que concentraran la luz en la carretera y no la dejaran llegar a la playa, pues afectaba el proceso de desove de las tortugas baula. Las tortugas se confundían por la luz y se perdían. Y las crías, en lugar de ir al mar, avanzaban hacia la carretera. Si no morían deshidratadas, morían aplastadas por automóviles.
Esta foto de la época muestra a un técnico del ICE cambiando las cubiertas de las lámparas.
El esfuerzo más reciente del gobierno es un decreto sobre la contaminación visual y la protección del paisaje, que regula la contaminación visual pero sólo en áreas de desove para tortugas. Y encima de todo, el decreto lleva años en trámite en la Asamblea Legislativa, pues no aparece en la lista de decretos aprobados en la página web del Ministerio de Ambiente, Energía y Telecomunicaciones. Lámparas de descarga – Antonio Cuevas – Pág. 16 de 32
Así que, si en el resto del mundo aún queda mucho por avanzar en la lucha contra esta polución, en Costa Rica el reto es todavía mayor. FUENTES: www.minae.go.cr http://www.buenastareas.com/temas/prevenir-contaminacion-visual/20 http://www.chepestyle.com/2010/11/chepestyle-conoche-chepe-de-noche.html http://www.darksky.org/ http://planet-facts.com/light-pollution/ http://www.starrynightlights.com/lpIndex.html http://jmm.aaa.net.au/articles/9954.htm http://www.nightwise.org/3types.htm http://www.astrogea.org/celfosc/contaminacio_luminica.htm http://contaminacionluminosa.blogspot.com/2008/03/contaminacin-luminica-en-los-simsons.html http://en.wikipedia.org/wiki/Light_pollution http://wvw.nacion.com/ln_ee/2007/mayo/30/pais1112741.html http://www.nacion.com/2010-12-20/ElPais/NotasSecundarias/ElPais2624907.aspx?Page=1 http://wireless.fcc.gov/antenna/index.htm?&job=home http://www.smartmotorist.com http://pview.findlaw.com/ http://www.parliament.the-stationery-office.co.uk/ http://www.britastro.org/dark-skies/handbook.html http://www.ustream.tv/recorded/2181927 http://wvw.nacion.com/ln_ee/2008/abril/09/opinion1490807.html
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Vapor de sodio a alta presión (VSAP) Al aumentar la presión del sodio, la radiación se convierte en una banda ancha alrededor del pico amarillo y su coloración es de un blanco dorado, mucho más agradable que la proporcionada por las lámparas de baja presión. Ahora bien, al aumentar la presión, también disminuye la eficiencia. Actualmente existen tres tipos independientes de lámparas de vapor de sodio de alta presión: normal, de luxe y blanca (SON). Distribución espectral de luz de una Su capacidad para reproducir los colores de la VSAP es lámpara de vapor de sodio a alta presión mucho mejor que la de las lámparas a baja presión. Hay modelos que alcanzan un IRC de 80 como se muestra en la tabla. Aunque al aumentar el IRC se sacrifica eficacia, su valor, que puede alcanzar los 130 lm/w, sigue siendo alto comparado con otros tipos de lámparas. Tipos de lámparas de sodio de alta presión Las condiciones de Tipo Temp. Color Rendimiento IRC Vida útil funcionamiento son muy Normal 2.000K 130 lm/w 25 24.000 horas exigentes debido a las altas De luxe 2.200K 80 lm/w 65 14.000 horas temperaturas (1.000ºC), la Blanca (SON) 2.500K 50 lm/w 80 8.000 horas presión y las agresiones químicas que produce el sodio sobre el tubo de descarga. En su interior hay una mezcla de sodio, vapor de mercurio (siempre contaminante) que actúa como amortiguador de la descarga, y xenón que sirve para facilitar el arranque y reducir las pérdidas térmicas. El tubo está rodeado por una ampolla en la que se ha hecho el vacío.
Balance energético de una lámpara de vapor de sodio a alta presión
La tensión de encendido de las lámparas VSAP es muy elevada y su ciclo de arranque lento. Las causas que limitan la duración de la lámpara son la depreciación del flujo, el fallo por fugas en el tubo de descarga y el incremento progresivo de la tensión de encendido necesaria para el arranque (producto del uso), hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento.
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Estas lámparas admiten cualquier posición de funcionamiento y en el encendido absorben hasta 1,5 veces la intensidad nominal, alcanzando su flujo luminoso máximo a unos cuatro minutos del arranque, requiriendo un tiempo de enfriamiento para efectuar el reencendido. Las lámparas (VSAP) se fabrican con potencias que van desde los 150 hasta los 1.000 w. Para su encendido necesitan voltajes elevados: entre 3000 y 4000 voltios.
Lámpara de vapor de sodio de alta presión Philips SON-T Deco. 150 vatios. 47 lúmenes vatio. 2500K. IRC 80. Vida media: 8.000 horas. Precio: $114. Abajo su curva de distribución espectral
Ninguna lámpara de alta presión, sea de sodio o mercurio, puede atenuarse satisfactoriamente ya que al disminuir el voltaje cambia la presión y, por consiguiente, las características fundamentales de la lámpara. Las lámparas fluorescentes (lámparas de mercurio de baja presión) para cine y TV sí pueden atenuarse utilizando el equipo correspondiente. La coloración permanece muy constante y el rendimiento lumínico es aproximadamente proporcional a la potencia de la lámpara.
La curva de distribución espectral de las lámparas VSBP (izqda.), respecto a las VSAP (dcha.) evidencia las enormes diferencias cromáticas entre ellas
En el alumbrado urbano es frecuente la mezcla en áreas contiguas de lámparas de vapor de sodio y de mercurio Lámparas de descarga – Antonio Cuevas – Pág. 19 de 32
Lámparas de vapor de sodio a alta presión (VSAP) Intensidad Luminosa Potencia Temperatura de color Índice de reproducción cromática Distribución espectral de la energía Vida media Eficiencia
Alta Desde 150 a 1.000 vatios Correlacionada (~2000-2500K) Hasta 80 (SON) Espectro discontinuo. Emite azul aunque en menos proporción que rojo Alta (hasta 24.000 horas) Alta (hasta 130 lúmenes/vatio)
VSAP - LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO A ALTA PRESIÓN Al aumentar la presión del sodio, la radiación se convierte en una banda ancha alrededor del pico amarillo y su coloración es de un blanco dorado, mucho más agradable que la proporcionada por las lámparas de baja presión. Al aumentar la presión: Mejora el IRC Disminuye la eficiencia. VSAP - LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO A ALTA PRESIÓN
Lámpara VSAP Philips SON-T Deco. 150 vatios. 47 lúmenes vatio. 2500K. IRC 80. Vida media: 8.000 horas. $114.
Las lámparas (VSAP) se fabrican en potencias desde los 150 hasta los 1.000 w.
En el encendido absorben hasta 1,5 veces la intensidad nominal.
Para arrancarlas se necesitan voltajes elevados, entre 3000 y 4000 voltios.
Alcanzan su flujo luminoso máximo tras 4 minutos de su encendido.
Requieren un tiempo de enfriamiento para efectuar el reencendido. >
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LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO A ALTA PRESIÓN (VMAP) Frente a la descarga de mercurio a baja presión que irradia casi exclusivamente radiación ultravioleta - caso de los tubos fluorescentes que examinaremos enseguida - el vapor de mercurio bajo alta presión genera luz visible, incluso con una pequeña parte de radiación roja. Las lámparas de vapor de mercurio a alta presión (VMAP) se componen de un bulbo exterior o ampolla, dentro del cual se aloja el tubo de descarga, hecho de cuarzo, que opera a alta presión y muy elevadas temperaturas (aprox. 1100°C). Dentro del tubo se encuentran dos electrodos principales y uno auxiliar para Distribución espectral de luz de facilitar el arranque. La luz emitida, de color azul verdoso, una lámpara de vapor de mercurio contiene pocas (aunque algunas) radiaciones rojas. Para a alta presión sin corregir resolver este problema se acostumbra a recubrir la ampolla con sustancias fluorescentes que emitan en la zona roja del espectro, mejorando así sus características cromáticas.
Balance energético de una lámpara de vapor de mercurio a alta presión
La temperatura de color se mueve sobre los 4500K con índices normales de rendimiento cromático entre 40 y 45. Su vida media se establece en unas 20.000 horas (en este tipo de lámparas existen casos en los que los polvos fluorescentes han desaparecido tras el paso de muchos años y sin embargo la lámpara continúa encendida). La eficacia oscila entre 40 y 63 lm/w y, como siempre, aumenta con la potencia. Para cualquier potencia, como ya hemos dicho, es posible incrementar la eficacia añadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visible.
Algunas lámparas VMAP en estado frío se encienden a tensión nominal, sin necesidad de aplicar ignitores ni balastos, pues disponen de un electrodo auxiliar interno de cebado, ubicado muy cerca de uno de los electrodos principales para producir una descarga piloto inicial de arranque. Estas lámparas se denominan “mezcladoras”. A continuación se inicia un periodo transitorio de unos tres a cuatro minutos, caracterizado porque la luz pasa de un tono violeta a blanco azulado, en el que se produce la vaporización del mercurio y un incremento progresivo de la presión del vapor y el flujo luminoso, hasta alcanzar los valores normales. Si en esos momentos se apagara la lámpara no sería posible su reencendido hasta que se enfriara, puesto que la alta presión del mercurio haría necesaria una tensión de ruptura (arranque) muy alta. Lámparas de descarga – Antonio Cuevas – Pág. 21 de 32
Esta es una característica típica de las lámparas VMAP: después de apagar la misma, por efecto del calentamiento previo se produce una presión interna tan elevada que la tensión de encendido no disminuye por debajo de la de servicio hasta que la lámpara se haya enfriado, requiriendo así un tiempo para el reencendido a tensión nominal. En el encendido pueden llegar a absorber hasta cuatro veces la intensidad nominal, según el tipo de lámpara. El flujo luminoso máximo se alcanza entre tres y seis minutos después del encendido. Tienen una vida media elevada: hasta 20.000 horas según la potencia (aunque su rendimiento lumínico disminuye hasta el 55% del inicial) y, asimismo, una eficacia luminosa alta: entre 40 y 63 lm/w, lo que las convierte en lámparas de bajo consumo. Sin embargo, como consecuencia del progreso en su tecnología de fabricación de las lámparas de vapor de sodio de alta presión, de la mejora de su espectro de emisión, y fundamentalmente por la economía que se obtiene en sus costos de explotación, dichas lámparas VSAP se han difundido masivamente reemplazado ventajosamente a las lámparas de vapor de mercurio a alta presión VMAP en aquellas aplicaciones en las que se necesita una luz abundante y económica y el IRC no sea demasiado importante. A igualdad de flujo luminoso producido, las lámparas de vapor de mercurio de alta presión consumen aproximadamente un 70% más de energía eléctrica que las de vapor de sodio de alta presión y un 140% más que las de vapor de sodio de baja presión.
Philips HP Mercury Spectral Lamp, lámpara de vapor de mercurio de alta presión. 95
vatios / 110 voltios (400v en la ignición). 40 lúmenes vatio. 5200K. IRC = 43. Vida media: 12.000 horas. A la derecha, su curva de distribución espectral
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Comparativa de las curvas de distribución espectral de las lámparas de vapor de sodio y vapor de mercurio
Secuencia de encendido de una lámpara clara VSAP modelo HQA de 80 vatios fabricada por Osram. De izquierda a derecha a los 3 segundos, 7 segundos, 15 segundos, 35 segundos y un minuto. Es notable el cambio de color de azul a cian y, finalmente, verde.
Cabe destacar el muy serio problema que suponen los residuos tóxicos (mercurio, estroncio, plomo, etc.), generados en la eliminación de lámparas de descarga y fluorescentes, que suelen acabar en los basureros. Según un estudio de la Universidad Politécnica de Barcelona, en España por ejemplo, se tiran de forma no controlada unos 800 Kg. de mercurio al año, procedente de las lámparas. Las únicas lámparas con residuos inocuos son, precisamente, las de vapor de sodio de baja presión <4>.
Lámparas de vapor de mercurio a alta presión (VMAP) Intensidad Luminosa
Alta
Potencia Temperatura de color Índice de reproducción cromática Distribución espectral de la energía Vida media Eficiencia
Media (85 y 750w, dada su eficiencia) Correlacionada (~3800/4500K) Hasta 45 IRC Espectro discontinuo. Escaso en rojo. Hasta 20.000 horas Entre 40 y 63 lúmenes/vatio
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VMAP - LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO A ALTA PRESIÓN VMAP Mezcladoras Se encienden a tensión nominal, sin necesidad de ignitores ni balastos.
Philips HP Mercury Spectral Lamp, 95 vatios / 110 voltios (400v en la
ignición). 40 lúmenes vatio. 5200K. IRC = 43. Vida media: 12.000 horas. En el encendido pueden absorber hasta 4 veces la intensidad nominal.
Disponen de un electrodo auxiliar interno de cebado, ubicado muy cerca de uno de los electrodos principales para producir una descarga piloto inicial de arranque. Estas lámparas VMAP se denominan “mezcladoras”.
Temperatura de color: ~ 4500K IRC: 40/45
El flujo luminoso máximo se alcanza entre 3 y 6 minutos tras el encendido.
Vida media: hasta 20.000 horas
Si una lámpara VMAP se apaga, se requiriere un tiempo largo para el reencendido.
Eficiencia: 40/63 lúmenes/vatio (aumenta con la potencia)
<4> ADIÓS A LOS TERMÓMETROS DE MERCURIO Desde abril de 2009, ya no se podrán fabricar ni vender estos instrumentos en la Unión Europea El Mundo, Madrid, 2 de Abril de 2009 La vida de los viejos termómetros de mercurio tenía fecha de caducidad desde la aprobación de una directiva europea en julio de 2007. Sin embargo, es ahora, en abril de 2009, cuando se acabó la prórroga. Después de 18 meses de adaptación al nuevo escenario, los tradicionales termómetros de toda la vida dejarán de venderse y de fabricarse en toda la Unión Europea a partir de ahora. Los instrumentos de medición que contengan mercurio y que los ciudadanos tengan en casa, podrán seguir usándose, aunque la Organización de Consumidores y Usuarios (OCU) recomienda que no los tiren a la basura cuando quieran deshacerse de ellos, sino que los lleven a un punto limpio (lugares municipales de recolección de residuos existentes en las ciudades europeas). La decisión adoptada por el Parlamento Europeo el pasado verano no afecta únicamente al instrumental sanitario, sino también a todos los termómetros meteorológicos, manómetros o esfigmomanómetros (aparatos que miden la presión arterial) que contengan este compuesto tóxico. Sólo se ha indultado a los aparatos con una antigüedad mayor de 50 años, al entender que se trata de bienes culturales. La medida comunitaria se enmarca dentro de una estrategia de la UE para erradicar el uso industrial de este metal, cuyos efectos nocivos potenciales sobre la salud y el medioambiente son ampliamente reconocidos por la comunidad científica. La acumulación de pequeñas dosis en el organismo humano puede llegar a causar diversas enfermedades nerviosas. El mercurio, como añade la OCU (Organización de Consumidores y Usuarios, España) en su página web, es un elemento tóxico, que no se degrada y que cuando se dispersa, contamina el entorno y llega fácilmente a la cadena alimentaria. Y aunque la cantidad que contienen los aparatos de medición de la fiebre es muy pequeña, los restos de este compuesto que se tiren a la basura pueden acabar en el mar, donde el mercurio se acumula en los peces (sobre todo en los de mayor tamaño que suelen vivir más tiempo, particularmente en los atunes). Lámparas de descarga – Antonio Cuevas – Pág. 24 de 32
La organización de consumidores añade además algunos consejos de salud útiles para manejar este metal: - Evite el contacto con el mercurio, que puede penetrar por pequeñas heridas en la piel y provocar reacciones alérgicas o irritaciones. - No lo inhale, puede causar irritación de las vías respiratorias. Ventile bien la habitación donde se haya roto un viejo termómetro de columna de mercurio. - Su ingestión no provoca síntomas específicos, pero debe extremar las precauciones y llevar al médico al niño si sospecha que ha podido tragar algo de mercurio. - Si se le rompe un termómetro trate de recoger las bolitas que se forman con papel o cinta adhesiva, utilizando guantes (tírelos después). No utilice un aspirador ni productos de limpieza; tampoco lo eche por el desagüe: métalo en un recipiente con tapa y que no sea metálico. Y de ahí, llévelo al punto de recogida de residuos especiales.
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UN POCO DE HISTORIA Los Broadsides Los primeros proyectores de luz artificial que se usaron en la producción cinematográfica fueron los bancos de tubos de vapor de mercurio Cooper Hewitt <5>, que en el año 1905 se anclaron bajo el techo de vidrio de la American Mutoscope and Biograph Company, en la calle 14 de Nueva York <6>. Junto a los fijados en el techo, otra serie de bancos de tubos sobre ruedas se situaron en el suelo del estudio. Se trataba de largos tubos de apariencia y funcionamiento similar al de los actuales fluorescentes, montados en serie en el interior de un armazón con ruedas, que alojaba de seis a ocho tubos de metro y medio de largo colocados en sentido vertical, creando así una pantalla de luz de más de dos metros cuadrados. Eran orientables y se podían subir o bajar por medio de una manivela. Varios de ellos agrupados constituían verdaderos muros luminosos. Ofrecían una iluminación suave que se difuminaba automáticamente sobre el área cubierta. La idea era complementar la luz cenital diurna en los días nublados y suplantarla en los especialmente oscuros.
Banco de luces de vapor de mercurio de la
American Mutoscope and Biograph Company, la primera en utilizar estudios iluminados íntegramente con luz artificial. Debajo David Wark Griffith y su camarógrafo, Billy Bitzer.
Todos aquellos bancos de luz suave recibieron el nombre genérico de broadsides, porque daban luz desde un costado. Era la primera vez que se utilizaba iluminación móvil sobre el suelo desde el punto en que se necesitara, gracias a su instalación sobre ruedas. Se trataba siempre de aparatos tipo floodlight (de haz abierto) que producían una iluminación suave dado su gran tamaño. A medida que se fueron desarrollando, los broadsides de vapor de mercurio ofrecieron una serie de variantes, siempre en luz suave: aparecieron unidades que se podían acoplar una sobre otra (Goose Neck) y algunas, usualmente de cuatro tubos y siempre sobre ruedas, podían situarse en forma horizontal a ras del suelo para enviar luz ascendente sobre la cara de los actores. Aquellos tubos de vapor de mercurio eran mucho más eficientes que cualquiera de las primitivas lámparas incandescentes coetáneas aunque producían una luz con un gran dominante azul verdoso. Esto no supuso el menor problema pues las películas cinematográficas entonces disponibles eran del tipo ortocromático, sensibles precisamente al azul, bastante menos al verde, e insensibles por completo al rojo. Sin embargo, la luz de vapor de mercurio requería sobre las caras de los actores un extraño maquillaje azulado <7>. Las luces de tungsteno, ya en uso, eran las menos extendidas en las primeras épocas de los estudios cinematográficos debido a su gran componente rojo.
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Bancos de tubos de vapor de mercurio en
Metropolis (Fritz Lang, 1929), fotografiada por Günther Rittau y Karl Freund
La muy baja sensibilidad de las películas (apenas 10 ISO) obligaba a for mar auténticos “muros de luz” de calidad mu y su ave.
Edificio de la “Biograph” en el Bronx, hacia 1913
Los primeros proyectores de luz artificial que se usaron en la producción cinematográfica fueron los BROADSIDES, bancos de tubos de vapor de mercurio Cooper-Hewitt que en el año 1905 se anclaron bajo el techo de vidrio de la American Mutoscope and Biograph Company, en la calle 14 de Nueva York
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La Biograph tenía otra serie de bancos sob re rued as en el suelo, de apariencia similar a la de los actuales fluorescentes, montados en serie en el interio r de un armazó n con ruedas, que alojaba de seis a ocho tubos de metro y medio de largo colocados en sentido vertical, creando así una pantalla de luz de más de dos metros cuadrados.
Todos aquellos bancos de tubos de vapor de mercurio recibieron el nombre genérico de Broadsides, porque daban luz desde un costado. Eran orientables y se podían subir o bajar por medio de una manivela. Varios de ellos agrupados constituían verdaderos muros de lu z. Ofrecían una iluminación suave que se difuminaba automáticamente sobre el área cubierta. La idea era complementar la luz cenital diurna en los días nublados y suplan tarla en los especialmente oscuro s. >
Era la primera vez que se utilizaba iluminación móvil sobre el suelo desde el punto en que se necesitara, gracias a su instalación sobre ruedas. Biograph fue la primera empresa estadounidense dedicada
exclusivamente a la producción y exhibición de películas cinematográficas y una de las más prolíficas del cine no hablado >
Mark Sennet interpretó y dirigió un buen número de comedias para la American Mutoscope and Biograph Company, la primera en utilizar estudios iluminados íntegramente con luz artificial.
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<5> Peter Cooper Hewitt, ingeniero norteamericano, nació en Nueva York en 1861 y murió en París, en 1921. Diseñó las primeras lámparas de arco de vapor de mercurio, proyectó el rectificador de mercurio para radio y descubrió la importancia de la regulación mediante la “rejilla” en un tubo amplificador de vacío. Trabajó en el desarrollo del hidroavión y construyó con F. B. Crocker un helicóptero. A continuación unos fragmentos del artículo “La nueva luz ideal”, publicado en la revista Alrededor del Mundo nº 198, de fecha 20 de marzo de 1903. En él se comenta el reciente descubrimiento de la lámpara de vapor de mercurio, origen de los tubos fluorescentes.
Un millonario se ha convertido, en poco tiempo, en rival de Edison y Marconi. Es Cooper Hewitt, un hombre de cuarenta y un años, que ha inventado una lámpara de vapor de mercurio que da, con la misma corriente de electricidad, una luz ocho veces más intensa que la de una lámpara Edison, y un convertidor estático, que pesa kilo y medio, y que sustituye con ventaja y con enorme economía de coste a los convertidores de 350 kilogramos. Retrato de Peter Cooper Hewitt aparecido en la revista The Electrical Age, en Febrero de 1904
Hace cinco años el millonario Hewitt empezó a trabajar en sus inventos eléctricos. El problema cuya solución perseguía era el de producir luz sin calor. Durante largo tiempo los electricistas han declarado imposible la “luz fría”. Una noche del mes de enero último se vio lucir en la fachada del Club de Ingenieros de Nueva York una luz extraña. Era una lámpara en forma de tubo de 1,20 metros de largo, que parecía llena de una llama intensa de color blanco azulado, e iluminaba perfectamente toda la calle hasta una distancia de más de 32 metros. Aquella fue la primera vez que se exhibió la lámpara Hewitt. Esta se asemeja a un gran termómetro con un hilo conductor en cada extremo. El calor de la corriente eléctrica funde el mercurio y lo convierte en vapor y este vapor transforma la electricidad en luz (…….). La luz Hewitt tiene, a primera vista, un gran inconveniente, que la hará aborrecer por las mujeres cuando alumbre sin pantalla. No irradia rayos rojos, y por tanto hace aparecer a las personas con los mismos colores que si fuesen cadáveres. No hay mujer, por hermosa que sea, que resista a tales efectos. A la luz de una lámpara Hewitt el cuerpo humano pierde sus colores sonrosados: los labios más rojos parecen azules, y la cara y las manos toman un color cárdeno con manchas azuladas. El efecto es tan desagradable como si se estuviera viendo a cadáveres puestos de pie, hablando y gesticulando. Si una persona quiere ver el aspecto que tendrá cuando se muera, no tiene más que mirarse al espejo cuando la ilumine una de estas nuevas lámparas. A la luz de ellas los muebles de roble parecen verdes, el papel rojo pompeyano de las paredes parece gris. La gama de colores del universo se trastorna por completo……... <6> La American Mutoscope and Biograph Company fue fundada en 1895, permaneciendo activa hasta 1928. Fue la primera empresa estadounidense dedicada exclusivamente a la producción y exhibición de películas cinematográficas y una de las más prolíficas pues estrenó alrededor de 3.000 películas cortas y 12 largometrajes. Fue fundada, entre otros, por William Kennedy Laurie Dickson. En 1908 David Wark Griffith se unió a la Biograph como escritor y actor, llegando rápidamente a ser su director estrella. Muchos de los grandes actores del cine no hablado pasaron por esta compañía; fue el caso de Mary
Edificio de la “Biograph” en el Bronx, hacia 1913
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Pickford, Lionel Barrymore, Lillian Gish, Dorothy Gish, Robert Harron, Florence Auer, Carol Dempster, Alan Hale, Sr., Blanche Sweet, Harry Carey, Mabel Normand, Henry B. Walthall and Dorothy Davenport. Mark Sennet interpretó y dirigió un buen número de comedias para la American Mutoscope and Biograph Company, la primera en utilizar estudios iluminados íntegramente con luz artificial. <7> En las películas primitivas solía ser el propio actor quien se maquillaba. Ello originaba numerosos problemas de raccord, asunto que en aquel momento no le quitaba el sueño a nadie. El problema era más bien técnico: para las películas ortocromáticas de la época, cualquier pequeña zona roja de la piel era registrada como una mancha negra por la película ortocromática. Hubo que inventar un maquillaje para embadurnar literalmente las caras de los actores. Incluso los labios exigían un carmín de labios no carmín, es decir, ligeramente terroso para que los labios de la estrella no parecieran los negros labios del conde Drácula. La película pancromática, ya sensible también al rojo, exigió otro tipo de maquillaje, los tonos rojos quedaban demasiado claros. Max Factor fue el creador de los productos de maquillaje para la película pancromática. El maquillaje, exigencia tonal cinematográfica, se convirtió en costumbre que invadió la vida cotidiana como tantas otras modas impuestas por el cine, por ejemplo el uso de las gafas de sol, incluso en interiores, una moda copiada de las estrellas de cine mudo cuyos ojos tenían conjuntivitis crónica por la enorme iluminación que requerían las muy poco sensibles emulsiones de entonces. Respecto a la peluquería, se recomendaba que los actores y actrices de pelo negro lo aclararan ligeramente, normalmente convirtiéndolo en pelirrojo, para evitar que se fotografiara como una gorra negra pese a la fuerte iluminación de contraluz entonces en boga. En general, tanto el negro puro como el blanco puro eran, paradójicamente, los tonos más temidos en el cine en blanco y negro por el exceso de contraste que suponían. Las sábanas de las camas Hasta la llegada de debían de ser teñidas con la película agua de té, lo mismo que las pancromática, las blancas tocas de las monjas. emulsiones eran Igualmente los trajes de etiqueta y las sotanas ortocromáticas, es eclesiásticas debían cambiar decir, sensibles solo su negro tradicional por el al azul y al verde. azul oscuro. Quizá por ello el traje de etiqueta azul oscuro Las estrellas del se puso también de moda en cine mudo tenían la vida civil.
que maquillarse la cara de azul y marrón.
Los labios exigían un carmín de labios no carmín, es decir, ligeramente terroso para que los labios de la estrella no parecieran los del conde Drácula.
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LÁMPARAS DE LUZ DE MEZCLA Las lámparas de luz de mezcla son una combinación de una lámpara de mercurio a alta presión con una lámpara incandescente y, habitualmente, un recubrimiento fluorescente. El resultado de esta mezcla es la superposición, al espectro del mercurio, del espectro continuo característico de la lámpara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fluorescencia. Espectro de emisión de una lámpara de luz de mezcla
Su eficacia se sitúa entre 20 y 60lm/w y es el resultado de la combinación de la eficacia de una lámpara incandescente con la de una lámpara de descarga. Estas ofrecen una buena reproducción del color con un IRC normalmente próximo a 80 y una temperatura de color de 3600K. La duración viene limitada por el tiempo de vida del filamento, la principal causa de fallo. Respecto a la depreciación del flujo hay que considerar dos causas: por un lado tenemos el ennegrecimiento de la ampolla por culpa del tungsteno evaporado y por otro la pérdida de eficacia de los polvos fosforescentes. En general, la vida media no supera las 6000 horas. Una particularidad de estas lámparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actúa como estabilizador de la corriente. Esto las hace adecuadas para sustituir las lámparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones. Son especialmente útiles cuando es precisa una fuente de luz que combine alta potencia con un IRC razonable. Se encuentran en franco declive.
Lámparas de mezcla Intensidad Luminosa
Media
Potencia Temperatura de color Índice de reproducción cromática Distribución espectral de la energía Vida media Eficiencia
Media/alta 3600 aprox. Próximo a 80 Espectro continuo (filamento) > 6000 horas Entre 20 y 60 lúmenes/vatio
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LÁMPARAS DE LUZ DE MEZCLA
Combinación de una lámpara de mercurio a alta presión con una lámpara incandescente y, habitualmente, un recubrimiento fluorescente.
Resultado: superposición al espectro del mercurio del espectro continuo de la lámpara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fluorescencia. LÁMPARAS DE LUZ DE MEZCLA Eficacia: entre 20 y 60 l/w IRC: ~ 80 Temperatura color: ~ 3600K Duración (limitada por el filamento): <6.000 horas. No necesitan balasto (el propio filamento actúa como estabilizador de la corriente) Adecuadas para sustituir las lámparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones Frecuentes en áreas comerciales
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