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Hace más de 150 años, diversos inventores comenzaron a trabajar en una idea brillante que tendría un impacto dramático en la forma en que usamos la energía en nuestros hogares y oficinas. Te presentamos Historia y evolución de la bombilla.

Esta invención cambió la forma en que se diseñan edificios, aumentamos el promedio de duración del día laboral y nuevos giros de negocios fueron creados.

También dio lugar a nuevos avances energéticos, desde plantas de energía y líneas de transmisión eléctrica hasta electrodomésticos y motores eléctricos.

Como todos los grandes inventos, la bombilla no puede ser acreditada a un solo inventor. Fue una serie de pequeñas mejoras en las ideas de inventores anteriores que nos han llevado hasta las bombillas que usamos hoy en nuestros hogares.

Las bombillas incandescentes iluminan el camino.

Historia y evolución de la bombillaMucho antes de que Thomas Edison patentara (primero en 1879 y un año más tarde en 1880) y comercializara su bombilla incandescente, los inventores británicos demostraron que la luz eléctrica era posible con la lámpara de arco.

En 1835 se hizo la primera demostración de luz eléctrica constante, y durante los siguientes 40 años, los científicos de todo el mundo trabajaron en el concepto de la lámpara incandescente.

Jugando con el filamento (la parte del bulbo que produce luz cuando se calienta con una corriente eléctrica) y la atmósfera de la bombilla (ya sea extrayendo el aire de la bombilla o llenándola con un gas inerte para evitar que el filamento se oxide y se queme).

Estos primeros bulbos tenían una vida útil muy corta, eran demasiado caros para producir o usaban demasiada energía.

Inicios de Edison y Park

Cuando Edison y sus investigadores en Menlo Park entraron en la escena de la iluminación, se enfocaron en mejorar el filamento, primero probando carbono, luego platino, hasta que finalmente regresaron a utilizar el filamento de carbono.

En octubre de 1879, el equipo de Edison había producido una bombilla con un filamento carbonizado de hilo de algodón sin revestir que podía durar 14.5 horas. Continuaron experimentando con el filamento hasta utilizar uno hecho de bambú que le dio a las lámparas de Edison una vida útil de hasta 1.200 horas; este filamento se convirtió en el estándar para la bombilla de Edison durante los siguientes 10 años.

Edison también realizó otras mejoras en la bombilla, incluida la creación de una mejor bomba de vacío para eliminar por completo el aire de la bombilla y desarrollar el tornillo Edison (lo que ahora es la conexión estándar para las bombillas).

No se puede hablar de la historia de la bombilla sin mencionar a William Sawyer y Albon Man, que recibió una patente estadounidense para la lámpara incandescente, y Joseph Swan, que patentó su bombilla en Inglaterra. Hubo un debate sobre si las patentes de bombilla de Edison infringieron las patentes de estos otros inventores.

Eventualmente, la empresa de iluminación de Edison se fusionó con Thomson-Houston Electric Company, la compañía que produce bombillas incandescentes bajo la patente de Sawyer-Man, para formar General Electric y Edison’s English lighting La compañía se fusionó con la compañía de Joseph Swan para formar Ediswan en Inglaterra.

Edison nunca tuvo frenos

Historia y evolución de la bombillaLo que hace que la contribución de Edison a la iluminación eléctrica sea tan extraordinaria es que no se detuvo en la mejora de la bombilla: desarrolló toda una serie de inventos que hicieron que el uso de bombillas fuera práctico. Edison se inspiró en el sistema de iluminación de gas existente para desarrollar su sistema de iluminación.

En 1882, con el viaducto de Holborn en Londres, demostró que la electricidad podía distribuirse desde un generador ubicado en el centro a través de una serie de cables y tubos (también llamados conductos).

Simultáneamente, se centró en mejorar la generación de electricidad, desarrollando la primera empresa eléctrica comercial llamada Pearl Street Station en Manhattan. Y para rastrear cuánta electricidad usaba cada cliente, Edison desarrolló el primer medidor eléctrico.

Mientras Edison estaba trabajando en todo el sistema de iluminación, otros inventores continuaron haciendo pequeños avances, mejorando el proceso de fabricación del filamento y la eficiencia de la bombilla.

El siguiente gran cambio en la bombilla incandescente vino con la invención del filamento de tungsteno por los inventores europeos en 1904. Estos nuevos bulbos de filamento de tungsteno duraron más y tenían una luz más brillante en comparación con las bombillas de filamentos de carbono.

En 1913, Irving Langmuir descubrió que colocar un gas inerte como nitrógeno dentro de la bombilla duplicaba su eficiencia. Los científicos continuaron realizando mejoras durante los siguientes 40 años que redujeron el costo y aumentaron la eficiencia de la bombilla incandescente. Pero en la década de 1950, los investigadores solo habían descubierto cómo convertir aproximadamente el 10 por ciento de la energía que la bombilla incandescente utilizaba en la luz y comenzaron a enfocar su energía en otras soluciones de iluminación.

La escasez de energía conduce a avances fluorescentes dentro de la Historia y evolución de la bombilla.

Historia y evolución de la bombillaEn el siglo XIX, dos alemanes, el soplador de vidrio Heinrich Geissler y el médico Julius Plücker, descubrieron que podían producir luz al eliminar casi todo el aire de un tubo de vidrio largo y pasar una corriente eléctrica a través de él, un invento que se conoció como el tubo Geissler. No ganó popularidad hasta principios del siglo XX, cuando los investigadores comenzaron a buscar una manera de mejorar la eficiencia de la iluminación. Las lámparas de descarga se convirtieron en la base de muchas tecnologías de iluminación, incluidas las luces de neón, las lámparas de sodio de baja presión (del tipo utilizado en el alumbrado público) y las luces fluorescentes.

Thomas Edison y Nikola Tesla experimentaron con lámparas fluorescentes en la década de 1890, pero nunca las produjeron comercialmente. En cambio, fue el gran avance de Peter Cooper Hewitt a principios de 1900, el que se convirtió en uno de los precursores de la lámpara fluorescente.

Hewitt creó una luz azul verdosa al pasar una corriente eléctrica a través del vapor de mercurio e incorporar un balasto (un dispositivo conectado a la bombilla que regula el flujo de corriente a través del tubo). Mientras que las lámparas Cooper Hewitt eran más eficientes que las bombillas incandescentes, tenían pocos usos adecuados debido al color de la luz.

Tubos de neón, en la experimentación.

A fines de la década de 1920 y principios de la de 1930, los investigadores europeos estaban haciendo experimentos con tubos de neón recubiertos con fósforos (un material que absorbe la luz ultravioleta y convierte la luz invisible en luz blanca útil).

Estos hallazgos generaron programas de investigación con lámparas fluorescentes en los Estados Unidos, y para mediados y finales de la década de 1930, las compañías estadounidenses de iluminación estaban demostrando luces fluorescentes a la Marina de los EE. UU y en la Feria Mundial de Nueva York de 1939.

Estas luces duraron más tiempo y eran aproximadamente tres veces más eficientes que las bombillas incandescentes. La necesidad de una iluminación eficiente en energía y las necesidades de las plantas productoras en Estados Unidos durante la segunda guerra mundial llevaron a la rápida adopción de fluorescentes, y en 1951, en los Estados Unidos estaba produciendo lámparas fluorescentes lineales.

Historia y evolución de la bombillaLa crisis del petróleo

Fue otra escasez de energía, la crisis del petróleo de 1973, la que hizo que los ingenieros de iluminación desarrollaran una bombilla fluorescente que podría usarse en aplicaciones residenciales.

En 1974, los investigadores de Sylvania comenzaron a investigar cómo podían miniaturizar el lastre y meterlo en la lámpara. Si bien desarrollaron una patente para su bombilla, no pudieron encontrar una manera de producirla de manera factible.

Dos años más tarde, en 1976, Edward Hammer de General Electric descubrió cómo doblar el tubo fluorescente en forma de espiral, creando la primera luz fluorescente compacta (CFL). Al igual que Sylvania, General Electric archivó este diseño porque la nueva maquinaria necesaria para producir en serie estas luces era demasiado costosa.

Las primeras CFL

Las primeras CFL llegaron al mercado a mediados de la década de 1980,  a precios minoristas entre $25 y $35 dólares, pero los precios podrían variar ampliamente según la región debido a las diferentes promociones llevadas a cabo por las compañías de servicios públicos. Los consumidores señalaron el alto precio como su principal obstáculo en la compra de CFL.

Hubo otros problemas: muchas lámparas fluorescentes compactas de 1990 eran grandes y voluminosas, no encajaban bien en las luminarias y tenían poca luz o un rendimiento irregular.

Desde la década de 1990, las mejoras en el rendimiento de CFL, precio, eficiencia (usan aproximadamente 75 por ciento menos de energía que las incandescentes) y de por vida (duran aproximadamente 10 veces más) las han convertido en una opción viable tanto para inquilinos como para propietarios.

Historia y evolución de la bombilla

LED: el futuro está aquí

Una de las tecnologías de iluminación de desarrollo más rápido en la actualidad es el diodo emisor de luz (o LED). Un tipo de iluminación de estado sólido, los LED usan un semiconductor para convertir electricidad en luz. A menudo son pequeños en área (menos de 1 milímetro cuadrado) y emiten luz en una dirección específica, lo que reduce la necesidad de reflectores y difusores que puedan atrapar la luz.

También son las luces más eficientes en el mercado. La eficiencia de una bombilla es una medida de la luz emitida (lúmenes) dividida por la potencia que consume (vatios).

Una bombilla que es 100 por ciento eficiente en la conversión de energía en luz tendría una eficacia de 683 lm / W. Para poner esto en contexto, una bombilla incandescente de 60 a 100 vatios tiene una eficacia de 15 lm / W, una CFL equivalente tiene una eficacia de 73 lm / W, y las bombillas de reemplazo basadas en LED actuales en el rango de mercado de 70- 120 lm / W con una eficacia promedio de 85 lm / W.

Nick Holonyak, Jr

En 1962, mientras trabajaba para General Electric, Nick Holonyak, Jr., inventó el primer LED de espectro visible en forma de diodos rojos. Diodos amarillo pálido y verde fueron inventados a continuación.

A medida que las empresas continuaron mejorando los diodos rojos y su fabricación, comenzaron a aparecer como luces indicadoras y pantallas de calculadora en la década de 1970.

La invención del diodo azul en la década de 1990 llevó rápidamente al descubrimiento de LED blancos: los investigadores simplemente cubrieron los diodos azules con un fósforo para que pareciera blanco.

Poco después, los investigadores demostraron la luz blanca con LED rojos, verdes y azules. Estos avances llevaron a que los LED se usen en una variedad de aplicaciones que incluyen semáforos, linternas y televisores.

LED, una opción para la iluminación general.

Para hacer que los LED sean una opción para la iluminación general, los investigadores tuvieron que enfocarse en mejorar la eficiencia de los LED, que al principio no eran más eficientes que las bombillas incandescentes. En 2000, el Departamento de Energía se asoció con la industria privada para impulsar la tecnología LED blanca mediante la creación de un dispositivo de alta eficiencia que empaquetaba LEDs.

Cuando el Departamento anunció la competencia del Premio L en 2008 (una competencia diseñada para estimular el desarrollo de productos de iluminación de estado sólido ultraeficientes para reemplazar las tecnologías de iluminación comunes); había solo unas pocas bombillas LED en el mercado que podrían servir como reemplazo para incandescentes, y la mayoría fueron 25-40 vatios equivalentes.

A finales de 2009, Philips Lighting North America ingresó su bombilla LED en la categoría de reemplazo de 60 vatios. Después de un riguroso proceso de evaluación, que incluyó pruebas realizadas por laboratorios independientes y evaluaciones de campo. El Departamento de Energía anunció que Philips ganó el primer premio en 2011.

La capacidad de alcanzar los duros objetivos de rendimiento del Premio L mostró que se podía hacer y llevó a otros en el mercado a esforzarse más.

Medio empresarial y la iluminación dentro de la historia y evolución de la bombilla.

Las empresas de iluminación continuaron mejorando tanto la calidad de la luz como la eficiencia energética de los LED al mismo tiempo que redujeron sus costos. Desde 2008, el costo de las bombillas LED ha disminuido más del 85 por ciento y le agrega un plus a la Historia y evolución de la bombilla.

Las bombillas LED de hoy en día tienen de seis a siete veces más energía que las lámparas incandescentes convencionales, reducen el uso de energía en más del 80 por ciento y pueden durar más de 25 veces más. En conjunto, estos avances han llevado a un rápido despliegue en el pasado de un par de años tanto en aplicaciones comerciales como residenciales. Solo en 2012, se instalaron más de 49 millones de LED en los Estados Unidos.

Las lámparas incandescentes y las lámparas existentes usan diseños que datan de los días de Edison. Reemplazar las bombillas viejas con LED es solo la punta del iceberg cuando se trata de ahorrar energía en la iluminación. Los sistemas de iluminación LED diseñados para aprovechar al máximo las potencias de los LED tienen un potencial de ahorro de energía aún mayor.

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Fuente: https://energy.gov/articles/history-light-bulb 

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