¿Por qué son las bombillas incandescentes tan ineficientes?

Hace muchos años, si alguien necesitaba una nueva bombilla, las incandescentes eran la única opción, ya que estás eran baratas, fáciles de conseguir y cumplían con lo que se esperaba de ellas.

Sin embargo, en la actualidad es difícil encontrar bombillas incandescentes en los supermercados o ferreterías. ¿Qué fue lo que pasó con estás bombillas? ¿Qué ha provocado el auge y la caída de estás?

Las bombillas incandescentes son muy poco eficientes por el hecho de que el 90% de su energía se desperdicia en forma de calor y sólo el 10% se convierte en luz visible, lo que hace que estas bombillas tengan una eficiencia lumínica de alrededor del 2%.

¿Cómo funciona una bombilla incandescente?

Las bombillas incandescentes fueron inventadas en 1879 por el prolífico científico e inventor Thomas Edison.

Después de miles de experimentos en los que probó de todo, desde el platino hasta la fibra de coco, Edison registró una patente en EE.UU. para una lámpara eléctrica incandescente que utilizaba “un filamento o tira de carbono, enrollado y conectado a cables de contacto de platino”.

¿Pero cómo funciona?

La bombilla de Edison consiste en un fino filamento de carbono situado dentro de una bombilla de vidrio al vacío. El filamento en sí es más fino que un mechón de pelo y está enrollado en forma de espiral.

Cuando pasa una corriente eléctrica, el filamento actúa como un radiador de cuerpo negro. Esencialmente, la electricidad da energía extra a los átomos del filamento. Pero esto hace que los átomos se vuelvan inestables.

Como no saben cómo responder a esta nueva energía, los átomos vuelven a bajar de energía. Para ello, liberan la energía extra en forma de fotones, también conocidos como luz.

En términos sencillos, la electricidad calienta el filamento hasta que brilla y emite luz.

Lo curioso es que, aunque las bombillas incandescentes han sufrido pequeños retoques y actualizaciones, no han cambiado mucho desde los tiempos de Edison.

La principal mejora es la adición de gases inertes, como el argón y el nitrógeno, a la bombilla de vidrio. Con ello se pretende minimizar la evaporación del filamento y prolongar la vida útil de la bombilla.

¿Cuánto calor generan estás bombillas? (Calor vs Emisión de luz)

Ahora que entiende cómo funcionan las bombillas incandescentes, hablemos de que tan eficientes son. ¿O debería decir ineficientes?

Durante años, las bombillas incandescentes fueron elogiadas por ser los dispositivos de iluminación más baratos del mercado, pero esto no quiere decir que las bombillas fueran realmente eficientes. 

Las bombillas incandescentes no saben muy bien qué hacer con la energía eléctrica que se les suministra.

Alrededor del 90% del suministro de electricidad de una bombilla incandescente se desperdicia en forma de calor, y un mísero 10% se utiliza realmente para crear luz. Esto se debe a que el filamento de tungsteno de una bombilla incandescente debe calentarse a unos 2.500 grados Centígrados para producir luz.

La ineficacia de las bombillas incandescentes suele expresarse en forma de eficiencia luminosa. Se trata de una medida de la eficacia de una fuente luminosa para producir luz visible. Se calcula dividiendo el flujo luminoso (cantidad de luz) por el flujo radiante (cantidad total de energía emitida).

La mayoría de las bombillas incandescentes tienen un índice de eficiencia luminosa de entre el 2 y el 3 por ciento. A modo de comparación, los LED suelen estar entre el 5 y el 20 por ciento.

Así que, como puede ver, las bombillas incandescentes tienen mucho margen de mejora.

Este es un buen ejemplo de una de las leyes fundamentales de la física, la conservación de la energía. Este principio establece que la energía no se puede crear ni destruir. Sólo puede transferirse de una forma a otra.

Cuando se enciende una lámpara de 100 vatios, 100 vatios de energía eléctrica se convierten en 100 vatios de luz y calor. Como las bombillas incandescentes son increíblemente ineficientes y tienen un rendimiento luminoso del 2-3%, esto suele traducirse en 98 vatios de calor y 2 vatios de luz.

En este sentido, las bombillas incandescentes son más eficientes como calefactores que como fuentes de luz.

Pero a medida que el interés mundial en torno al calentamiento global y la energía verde ha ido creciendo en las dos últimas décadas, las bombillas incandescentes no tardaron en entrar en la línea de fuego.

Hoy en día, la mayoría de los países han prohibido la fabricación, distribución, venta y uso de las bombillas incandescentes. Entre ellos, la Unión Europea, Australia, Canadá, Rusia y Estados Unidos.

Según elperiodicodelaenergia.com, las restricciones han hecho que las ventas mundiales de bombillas incandescentes hayan caído de 12.000 millones a 2.000 millones de unidades al año. También se calcula que la normativa reducirá las emisiones de CO2 en hasta 15 millones de toneladas al año.

En lugar de las bombillas incandescentes, la mayoría de los países promueven el uso de las conocidas como “bombillas de bajo consumo” (CFL) o, aún mejor, de los LED.

Las bombillas incandescentes emiten luz infrarroja

Como mencioné anteriormente las bombillas incandescentes emiten el 90% de su energía en forma de calor y el 10% en forma de luz. Ahora bien, esto se traduce en que la energía térmica se define con más exactitud como luz infrarroja.

La luz infrarroja es una de las secciones más discutidas del espectro electromagnético. Se sitúa justo por debajo de la luz visible, lo que significa que no se puede ver a simple vista. En cambio, usted y yo sentimos la luz infrarroja como calor.

¿Podría clasificarse esto como otro de los defectos de las bombillas incandescentes? Puede que sí, pero esto depende del contexto.

En escenarios específicos, como en la preparación de alimentos y el hábitat de los animales, la luz infrarroja es extremadamente deseable. Sin los infrarrojos, no tendríamos cosas como las lámparas de lava o las incubadoras de reptiles.

El nivel de infrarrojos que producen las bombillas incandescentes puede ser muy molesto, pero es importante no subestimar que tienen un buen uso en determinadas situaciones.

Algunos fabricantes incluso producen filtros de infrarrojos para colocar sobre las bombillas incandescentes. Estos ayudan a maximizar la salida de infrarrojos y a minimizar la cantidad de luz visible.