Nota técnica | Un análisis de balastos electrónicos (Parte I) | Carlos Suárez, ELT

Primera Parte
Por Carlos Suárez, ELT

Segunda parte
Tercera parte
Cuarta parte

Introducción

El presente documento no pretende profundizar en cuestiones técnicas, su objetivo es intentar cubrir con simpleza la mayoría de los parámetros que es necesario manejar en cuanto a balastos electrónicos.

 

¿Por qué?

Antes de comenzar a transitar el camino de esta tecnología, debemos preguntarnos qué fue lo que impulsó a invertir en desarrollo, para que a lo largo de los años el grado de seguridad y confiabilidad de los balastos electrónicos fuera aumentando hasta afianzarse en el mercado como una opción tentadora.
Sin lugar a dudas el ahorro energético es el pilar primordial. Nacido de su predecesor, el balasto electromagnético, la reactancia electrónica supone una evolución sin atentar contra sus orígenes, pero con una vuelta de tuerca bastante interesante, la cual analizaremos en el presente artículo.

 

Una cuestión de relaciones

Si vamos a hablar de ahorro energético, tenemos que asentar algunas cuestiones muy importantes. Supongamos que usted tiene un salario mensual de 1000 dólares, ¿podría yo, bajo estas circunstancias y en este momento, determinar si su salario es excesivo, apropiado o escaso?
Consideremos un escenario opuesto. Si le dijera que mi automóvil tiene una autonomía de 450 kilómetros, ¿podría usted decirme si la misma es adecuada?
En ambos casos la respuesta es “no”. No podemos determinar si usted gana mucho o si la autonomía de mi vehículo es apropiada. Para poder conocer la realidad, tenemos que relacionar el servicio con el consumo, allí nace lo que llamamos “rendimiento”. El rendimiento se calcula como el servicio prestado sobre el consumo, en otras palabras, es la prestación en función de lo que voy a pagar por ella.
En iluminación, el rendimiento se expresa en lúmenes por watt (lm/W): lúmenes entregados (prestación)/watts consumidos (costo). Recuerde que siempre debe preguntarse “respecto de” o “respecto a”. Por ejemplo, una lámpara fluorescente de bajo consumo lo es respecto de una lámpara incandescente. Por esta razón, si observa la tabla, una lámpara de vapor de sodio de alta presión tiene mejor rendimiento (aunque sea de una potencia superior).

 

El punto de partida

Con el paso del tiempo, la tecnología de las lámparas evolucionó y fue necesario que los equipos auxiliares acompañaran dicho crecimiento. Veamos de qué forma pudieron hacerlo.
Si consideramos que un balasto convencional se calcula para limitar la corriente de lámpara, la fórmula de impedancia (resistencia en corriente alterna) es la siguiente:

Z = 2.π.f.L

Donde “Z” es la resistencia que presenta el balasto al paso de la corriente alterna, “f” es la frecuencia de trabajo (50 Hz en Argentina) y “L” es el valor de inductancia de la bobina del balasto (medido en Henry). Resulta evidente darse cuenta de que el consumo propio del balasto está directamente ligado a la construcción de la bobina, ya que depende de su valor de inductancia. Allí se pierde potencia en el cobre, dado que no es un conductor perfecto, y en el hierro, a través de las corrientes parásitas o corrientes de Foucault. Cuanto menor sea la cantidad de cobre y de hierro utilizada, menor será la potencia que se pierda en estos componentes. Pero, si pretendemos reducir esos componentes, el valor de inductancia de la bobina se reducirá proporcionalmente, haciendo que la impedancia (Z) baje. Bajo esas circunstancias, la corriente aumentará, poniendo en riesgo la vida de la lámpara.
¿Se le ocurre alguna forma de bajar el valor de L y mantener Z constante? Ni 2 ni π se pueden cambiar, ya que son valores constantes. El camino es aumentar la frecuencia de alimentación (F) lo suficiente como para que el valor de L sea tan bajo como para despreciar su potencia de pérdida. Ése es el principio de funcionamiento de un balasto electrónico.
Básicamente, un balasto electrónico es un dispositivo que incrementa muchas veces la frecuencia de alimentación para que la bobina del balasto sea lo suficientemente pequeña y sus pérdidas de potencia sean despreciables.
Ahora podría darse cuenta por qué le digo que esta tecnología es complementaria. El balasto electromagnético no deja de existir, solo se reduce de tamaño y se incorpora dentro del circuito del balasto electrónico. A partir de ahora, vamos a darle el nombre de “bobina limitadora” o “bobina de salida”. Observe el tamaño de una bobina limitadora al colocar un sistema electrónico de aumento de frecuencia:
Hasta ahora el ahorro de energía que se consigue con un balasto electrónico es del 15% por la reducción de las pérdidas en el balasto.

 

 

 

La historia no termina allí

Resulta que además del ahorro que se produce en el balasto, existe un ahorro adicional producto de que las lámparas fluorescentes, al ser alimentadas con alta frecuencia, proporcionan mayor cantidad de luz a igual potencia consumida. Resumiendo muy brevemente el tema y sin entrar demasiado en cuestiones de física, resulta que con el aumento de frecuencia, se incrementan los choques de electrones que desprenden fotones respecto de los choques que desprenden calor. Ese incremento de flujo luminoso es del 10%.
Por lo tanto, el balasto electrónico se ajusta para que la cantidad de luz en lámpara vuelva al 100%, y ese 10% se suma al ahorro producido por el balasto en la red. En resumidas cuentas, un balasto electrónico alcanza un 25% de ahorro de energía real.

Contacto
Carlos Suárez
suarez@eltargentina.com

 

 

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