lámparas subacuáticas

Autor: Ing. Sandro Costo

Para comprender mejor las diferencias entre los sistemas de iluminación, comencemos con el glosario.

Diferencia potencial
El término diferencia de potencial se refiere a una magnitud, medida en voltios (V), que representa la diferencia entre un punto con un potencial eléctrico determinado y otro punto de referencia. Esta magnitud se denomina voltaje. Por ejemplo, si tomamos una pila como las pequeñas cuadradas que todos hemos usado al menos una vez en nuestra radio portátil, despertador u otro dispositivo, podemos leer en su carcasa que es una pila de 9 voltios. Esto significa que la pila es capaz de generar una diferencia de potencial, o voltaje, entre sus electrodos (+ y -) igual a 9 voltios.

Corriente electrica
La corriente eléctrica (I) es el flujo de corriente a través de un conductor por unidad de tiempo. Se mide en amperios (A).

Energia electrica
La potencia eléctrica es una magnitud compuesta por las dos magnitudes anteriores y se mide en vatios (W). La fórmula para calcular la potencia a partir del potencial y la corriente es la siguiente:
W = V * I
La potencia se deriva del trabajo realizado durante una unidad de tiempo. La unidad de trabajo es el julio y la unidad de potencia es el vatio: 1 julio por segundo corresponde a 1 vatio (W = J/s).

La luce

Como puede ver, los lúmenes están vinculados a la potencia de la bombilla (vatios), pero la iluminancia (lux) viene dada por
lm/m² y por esta razón las linternas con diferentes parábolas darán diferentes niveles de iluminación para la misma potencia: por lo tanto, una bombilla de 100 W con una parábola de 8° tendrá un haz mucho más compacto, brillante y penetrante que una con una parábola de 100° que, sin embargo, iluminará un área mucho más amplia, fig. 1.

Tipos de bombillas

Las linternas subacuáticas se dividen principalmente en tres tipos principales:

1. Halógeno

2. LED

3. HID

1. Halógeno

Definición: cualquier bombilla de vidrio que tenga un filamento en su interior (normalmente de tungsteno o similar) y que emita luz según el principio de incandescencia (el principio por el cual se desarrolla el fuego) al aplicar un voltaje directamente a los polos.
Las bombillas halógenas, si lo prefiere, siempre tienen un filamento interno que se desgasta progresivamente: independientemente del tiempo que permanezca encendida, el filamento se vuelve incandescente (es decir, emite luz) y, al hacerlo, se desprenden cada vez más átomos de tungsteno hasta que, al adelgazarse demasiado, se rompe y deja de emitir luz (es decir, la bombilla se funde). Por lo tanto, es evidente que es solo cuestión de tiempo. Factores como el tiempo y las condiciones de uso, o la calidad de la fabricación de la bombilla, suelen determinar su vida útil. Una misma bombilla, por consiguiente, puede durar desde un tiempo mínimo hasta un tiempo prácticamente ilimitado. Para ralentizar este desgaste del filamento, se ha descubierto que rellenar la bombilla halógena con gases como el xenón prolonga ligeramente su vida útil. Los átomos se evaporan del filamento de tungsteno y se combinan con los átomos de halógeno, formando un compuesto gaseoso que vuelve a caer sobre el filamento incandescente, redepositando los átomos de tungsteno. Los átomos de halógeno quedan entonces libres para recombinarse con los átomos de tungsteno. Este ciclo, denominado regeneración, es el secreto de la larga vida útil de este tipo particular de lámpara incandescente.
Las lámparas halógenas son, sin duda, las más comunes del mercado; existen en una amplia variedad de tipos y potencias. En general, para el buceo recreativo o avanzado sin necesidades especiales, 50 W con una autonomía de 50/60 minutos son suficientes; obviamente, 100 W son mejores, pero aumentar la potencia reduce la autonomía o incrementa el coste de las baterías. Las bombillas de xenón se utilizan a menudo en las lámparas halógenas, que producen una luz mucho más blanca (alrededor de 3500 K).

2. Lámparas LED

El término "LED" es un acrónimo de "Light Emitting Diode" (diodo emisor de luz). Los LED constan de una unión PN hecha de arseniuro de galio o fosfuro de galio, ambos materiales capaces de emitir luz al pasar a través de una corriente eléctrica; el valor de esta corriente está entre 10 y 30 mA.

El funcionamiento del LED se basa en el fenómeno denominado “electroluminiscencia”, debido a la emisión de fotones (en la banda visible o infrarroja) producidos por la recombinación de electrones y huecos, cuando la unión está polarizada en la dirección directa.
Los LED tienen un terminal positivo y uno negativo, y para funcionar, deben conectarse a un circuito respetando esta polaridad. El terminal positivo suele ser el más largo, pero se puede identificar con certeza acercando la parte interior del LED a la luz: como se observa en la figura, el electrodo positivo es delgado y tiene forma de lanza, mientras que el electrodo negativo se asemeja a una pequeña bandera.
Al utilizar un LED, siempre es necesario colocar una resistencia en serie con él para limitar la corriente que lo atraviesa y evitar que se dañe; la caída de tensión en un LED puede variar de 1,1 a 1,6 V, dependiendo de la longitud de onda de la radiación emitida (las longitudes de onda más cortas corresponden a una mayor caída de tensión).
Las lámparas LED tienen dos grandes ventajas: mayor duración de la batería y resistencia a los golpes. Esto las convierte en una solución muy ventajosa para la iluminación de respaldo y para situaciones donde se requiere una batería de larga duración, como en cuevas. Sin embargo, durante las inmersiones diurnas, no ofrecen el mismo rendimiento que las lámparas halógenas.

3. Lámparas HID
(Descarga de alta intensidad)

Se trata de bombillas sin filamento metálico. Dos electrodos, sumergidos en una atmósfera de xenón, están conectados a los dos polos del circuito eléctrico. La descarga de electrones entre ambos produce una luz muy intensa, aproximadamente el doble que la de las lámparas halógenas, y de un blanco intenso (tanto que incluso parece azul). Al carecer de filamento, estas bombillas duran más que las convencionales (aún así, aproximadamente el doble) y consumen un 70 % menos de energía. Deben estar reguladas por una unidad de control electrónico para evitar daños por fluctuaciones de voltaje.
Las bombillas HID son mucho más eficientes que las lámparas halógenas y Xenophot; su flujo luminoso también es muy alto: una bombilla HID de 35 W con 3500 lúmenes equivale a 100 lm/W, mientras que para las halógenas no potenciadas (que duran alrededor de 2000 horas) estamos en torno a los 25 lúmenes/vatio; las halógenas potenciadas, por otro lado (duran alrededor de 50 horas y muchas lámparas subacuáticas funcionan de esta manera) tienen alrededor de 35 lúmenes por vatio.
Se puede deducir que, como primera aproximación, los faros HID tienen un rendimiento 4 veces superior y, por lo tanto, con la misma batería, permiten cuadruplicar la autonomía.
Por otro lado, las luces HID tienen algunas desventajas: en primer lugar, el costo, ya que solo la bombilla puede costar más de 100 euros. La unidad de control electrónico cuesta alrededor de 200 euros. Si bien se ahorra en la batería, los voltajes involucrados oscilan entre 6000 y 30 000 voltios, por lo que son extremadamente sensibles a la humedad: incluso una pequeña cantidad de agua condensada genera arcos eléctricos que causan daños irreparables a la electrónica, lo que resulta en importantes pérdidas económicas.

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