El científico austriaco no tardó en advertir que se hallaba ante una pila eléctrica construida en el siglo II A.C. Los 0,87 voltios obtenidos al rellenar una réplica del recipiente con un electrolito confirmaron esta primera intuición. Ingenios similares pero mucho más antiguos (datados, incluso, mil años antes) han sido descubiertos posteriormente en otros yacimientos arqueológicos.
Los historiadores, fascinados por los grandes descubrimientos arqueológicos del siglo XVIII, han ignorado casi siempre los logros más importantes del mundo antiguo. Los años «gloriosos» de la arqueología empezaron cuando Napoleón y los británicos se dedicaron a saquear los restos de las grandes civilizaciones del mundo antiguo.
El saqueo continuó hasta mediados del siglo veinte, cuando la independencia de las colonias provocó el surgimiento de una nueva arqueología, mucho más respetuosa. Hasta entonces, los hallazgos eran tan impresionantes que cientos de miles de objetos «menores» fueron, en un afán de coleccionismo desmesurado, transportados a las ciudades europeas sin ser estudiados con detalle y en muchísimas ocasiones ni siquiera fueron catalogados.
La mayor parte permanecieron ocultos durante décadas (almacenados en los sótanos de los grandes museos) hasta que llamaron la atención de un nuevo tipo de arqueólogos. El doctor Konig Wilhelm (Austria) descubrió, olvidado en el museo de Bagdad, un pequeño objeto destinado a cambiar nuestra percepción de la tecnología del mundo antiguo.
Llevaba allí desde 1936, cuando los trabajadores del Departamento Estatal del Ferrocarril encontraron una vieja tumba cerca de Kujut Rabua, una aldea cercana a Bagdad. Entre los hallazgos desenterrados sobresalía una extraña vasija de cerámica amarilla que albergaba en el interior un cilindro de cobre soldado con una mezcla de estaño (la misma que usamos en la actualidad) a un disco adherido con asfalto al fondo.
Otra capa del mismo material sellaba la parte superior sosteniendo una varilla de hierro que transcurría a través del cilindro hasta el disco. Nadie supo explicar la utilidad de tal instalación así que acabó en el desván.
A pesar de la amplia expansión de esta tecnología en Mesopotamia (como demuestran los hallazgos de este tipo de artilugios en diversos yacimientos) los secretos de estas pilas ancestrales fueron celosamente guardados por los sacerdotes en los lugares más recónditos de los templos. Las pilas se empleaban como decoración (mediante un proceso de galvanización eléctrica) con finísimas filigranas de plata para los vasos ceremoniales utilizados en el culto.
Las vasijas debieron adquirir un carácter sagrado obligando a los sacerdotes babilonios a ocultar esta tecnología a las tropas persas cuando arrasaron la región. Se perdió un gran saber en esta desafortunada conquista. Por cierto, muchas de estas vasijas han sido saqueadas del museo de Bagdad tras la reciente invasión americana, debido a dos problemas: uno de comunicación y otro de puesta a tiempo en el mercado.
Tras vencer la resistencia escita en el Mar Negro, sofocar la revuelta jonia, conquistar el valle del Indo y reconquistar las regiones de Tracia y Macedonia, el imperio de Darío I era el más extenso que habían conocido los antiguos, superando con creces el tamaño que alcanzaría el imperio romano en su máximo nivel de expansión.
Pasaron mil seiscientos años antes de que el mundo pudiera contemplar la proeza que logró el príncipe mongol Gengis Kan al conquistar casi toda Asia y una buena parte de Europa. Él ha sido la persona que mayor superficie del planeta ha dominado en toda la historia. Darío I fue el segundo.
¿Por qué este invento no ha perduró en el tiempo? ¿Qué habría cambiado si hubiéramos descubierto antes la electricidad? ¿Habría podido Alejandro Magno vencer a las tropas persas capitaneadas por Darío I si en vez de defenderse con carros de combate tirados por caballos hubiesen atacado a los macedonios subidos en motos eléctricas?
Son preguntas de muy difícil respuesta, pero estudiando los avances de la electricidad y de la iluminación desde los inicios podemos llegar (con un mínimo de imaginación) a deducir que hubiera cambiado por completo el curso de la historia y que, seguramente, los persas o los egipcios habrían cambiado el sistema de iluminación de sus palacios y la bombilla se hubiera instituido mucho antes. Demos un breve «paseo» por la historia de la iluminación:
El Fuego
En la prehistoria el hombre descubrió el fuego y lo utilizó para obtener calor y cocer los alimentos. Durante el día se aprovechaba la luz solar. La primera forma de iluminación artificial se logró con las fogatas utilizadas para calentarse y protegerse de los animales salvajes. Las chispas que saltaban de estas fogatas se convirtieron en las primeras antorchas. La llama fue la primera forma de iluminación artificial utilizada por el hombre.
Se calcula que hace alrededor de unos 500.000 años se utilizó la llama para aclarar las tinieblas. Se encontraron restos de hogares y fogones en los que se utilizaba madera, carbón de leña y grasas animales como combustibles.
Durante muchos milenios la antorcha continuó como una importante fuente de iluminación. Durante el medievo las antorchas, portátiles o ancladas en soportes metálicos de las callejuelas y plazas, se convirtieron en el primer ejemplo de alumbrado publico.
Lámparas de aceite
Las lámparas de terracota más antiguas datan del año 7000 al 8000 A.c. y se encontraron en las planicies de Mesopotamia. En Egipto y Persia se han encontrado lámparas de cobre y bronce que datan aproximadamente del año 2700 A.c.
En el año 1000 A.c. la eficiencia de las lámparas se debía a sus mechas vegetales que quemaban aceites de olivo o nuez. Para el quinto siglo antes de nuestra era, estas lámparas ya eran de uso común domestico. Los romanos desarrollaron lámparas de terracota con o sin esmaltar y con una o más salidas para mechas. Con la introducción del bronce y posteriormente del hierro, los diseños de las lámparas de aceite se fueron haciendo más y más elaborados.
Hubo múltiples esfuerzos para mejorar la eficiencia de estas lámparas. En el último siglo antes de nuestra era, Hero de Alejandría invento una lámpara en la que, por una columna de presión, el aceite que alimentaba la mecha iba subiendo. Leonardo Da Vinci, modificó este diseño y añadió una lente de cristal. La luz que provenía de esta nueva lámpara se lograba por una mecha que se quemaba en forma constante y, gracias a la lente de cristal, la superficie de trabajo recibía niveles de iluminación que permitían la lectura nocturna.
El físico suizo François Pierre Aimé Argand patentó una lámpara con un quemador circular, una mecha tubular y una columna de aire con la que dirigía y regulaba el suministro de aire a la llama. Argand descubrió que la columna circular de aire reducía el parpadeo de la llama. En 1880, Bertrand Guillaume Carcel añadió a este diseñó una bomba con mecanismo de reloj para alimentar el aceite a la mecha.
La lámpara Argand se convirtió en el estándar de fotometría debido a la constancia de su luz. Posteriormente, Benjamín Franklin descubrió que dos mechas juntas daban más luz que dos lámparas de una sola mecha.
El descubrimiento del petróleo en 1859 por Edwin Laurentine Drake produjo una nueva fuente de gran eficiencia luminosa. Durante los siguientes 20 años, el 80% de las patentes anuales se destinaron a este tipo de lámparas. Durante el resto del siglo XIX y principios del siglo XX, estas lámparas registraron numerosas mejorías, haciéndolas de uso común en los ambientes domésticos, industriales y de alumbrado publico.
Velas
La vela se inventó en Egipto alrededor del siglo XIV AC. Su fabricación es probablemente una de las industrias más antiguas. Las primeras velas estaban hechas con palos de madera recubiertos con cera de abeja. Se piensa que los fenicios fueron los primeros en usar velas de cera (400 DC.). El uso de velas no era tan común como el de lámparas de aceite, pero su uso se incrementó durante el medievo. Entre los siglos XVI al XVIII, las velas eran la forma más común para iluminar los interiores de los edificios.
La industria ballenera, durante el siglo XVIII, introdujo el «aceite de ballena» (espermaceti). La vela espermaceti, debido a su nítida y constante llama, se convirtió en medida estándar (la candela) para la iluminación artificial. La candela era la luz producida por una vela espermaceti con un peso de 1/6 de libra y quemándose a un ritmo de 120 gramos por hora.
El desarrollo de la parafina en 1850 produjo un material económico que sustituyó a la espermaceti. Velas en elaborados candelabros se utilizaron como fuente de iluminación hasta que fueron sustituidas en 1834 por el recientemente descubierto gas. Hoy en día se utilizan las velas principalmente en ceremonias religiosas, como objetos decorativos y, en ocasiones, festivas.
Lámparas de Gas
Los antiguos códigos de Egipto y Persia hablan de explosiones de gases combustibles que brotaban a través de las fisuras de la tierra. Los chinos usaban al gas como fuente de iluminación muchos siglos antes de la era cristiana. Extraían al gas de yacimientos subterráneos por medio de tubería de bambú y lo usaban para iluminar las minas de sal y edificios de la provincia de Szechuan.
En 1664, John Clayton descubrió en el norte de Inglaterra un pozo de gas y lo extrajo por destilación. En 1784, Jean Pierre Mincklers produjo luz por primera vez con gas mineral. La primera instalación de lámparas de gas, la usó William Murdoch en 1784 para iluminar su casa en Inglaterra. Posteriormente se iluminaron almacenes, a los que se conducía el gas por medio de tuberías de metal.
A pesar del temor público por la seguridad del gas, Frederick Albert Winsor instaló por primera vez lámparas en las vías públicas de Londres. Windsor se conoce como el precursor de las instalaciones de alumbrado de gas. Este sistema de alumbrado se adoptó en muchas ciudades de países europeos y americanos pero finalmente fue sustituido por la electricidad durante el siglo XX.
Lámparas Eléctricas
En 1650 Otto von Guerike, físico y jurista alemán, descubrió que la luz podía ser producida por excitación eléctrica. Encontró que cuando un globo de sulfuro era rotado rápidamente y frotado, se producía una emanación luminosa. En 1706, Francis Hawsbee inventó la primera lámpara eléctrica al introducir sulfuro dentro de un globo de cristal al vacío. Después de rotarla a gran velocidad y frotarla, pudo reproducir el efecto observado por Otto von Guerike.
Durante el siglo XIX, muchos científicos trataron de producir lámparas eléctricas:
En 1802, Sir Humphrey Davy demostró que al hacer pasar corriente eléctrica a través de tiras metálicas (de platino y otros metales) se producía incandescencia y se conseguía luz eléctrica (de corta duración). En 1809, Davy usó una batería (diseño de Alessandro Volta) de 2000 celdas para hacer pasar una corriente eléctrica a través de dos electrodos de carbón separados 4 pulgadas entre si y producir una llama de luz brillante de forma arqueada. De este experimento nació el termino «lámpara de arco».
En 1820, Warren de la Rue, utilizando platino enrollado, hizo lo que se considera el primer intento de conseguir la incandescencia en una cámara sin aire.
En 1835, James Bowman Lindsay desarrolló una lámpara incandescente.
En 1841, Frederick William De Moleyns hizo lo mismo dentro de una bombilla de cristal al vacío, utilizando dos hilos de platino. Fue la primera patente para una lámpara incandescente, en Inglaterra, e iluminó un auditorio en este país. Aunque la lámpara producía luz por el paso de electricidad entre sus filamentos, los materiales eran muy costosos y la lámpara seguía siendo de vida corta.
En 1845, John Starr obtuvo una patente para una lámpara incandescente de filamento de carbono. Fue una demostración pública de una lámpara incandescente patentada con un filamento de metal realizada por el estadounidense William Staite ante la Sunderland Athenaeum (en Inglaterra) en 1845, que inspiraría a uno de los más importantes rivales de Edison, Joseph Swan, a dedicarse a investigar el tema.
En 1846, John Daper patentó otra lámpara incandescente con filamento de platino.
En 1850, Edward G. Shepard construyó una lámpara con filamento de carbono.
En 1854, el relojero alemán Heinrich Goebel construyó lo que muchos consideran la primera bombita introduciendo un filamento de bambú carbonizado dentro de una botella a la que le practicó el vacío para evitar la oxidación. Mucho antes, por tanto, que Edison. No solicitó la patente inmediatamente, pero en 1893 (el mismo año de su fallecimiento) fue admitido su invento como anterior al de Edison.
En 1856, el francés C. de Chagny patentó una lámpara incandescente para usar en las minas.
En 1872, el ruso Alexander Lodygin experimentó con una bombilla incandescente llena de nitrógeno y con filamento de grafito. Poco después, en 1874 se le concedió la patente para una lámpara incandescente con filamento de carbono.
El 18 de diciembre de 1878, Joseph Swan presentó su invento ante la Literary and Philosophical Society of Newcastle upon Tyne, pero no lo patentó hasta un año después por entender que era una tecnología que ya era de dominio público.
Aunque el invento de la lámpara incandescente se le atribuye a Thomas Edison, sólo fue el primero en patentarla, el 27 de enero de 1880, con el número 285.898.
El 21 de diciembre de 1879 logró que su bombilla resplandeciera durante 48 horas sin interrupción. En las bombillas originales de Edison y Joseph Swan (futuro socio de Edison), el filamento se obtenía con hilos de algodón carbonizados, pero el filamento que resultaba era frágil. Edison probó con multitud de materiales de todo tipo (vegetales, minerales, animales). Realizó pruebas con 6000 diferentes tipos de materiales provenientes de plantas de todo el mundo, y el más duradero fue el Bambú japonés. Probó hasta con un pelo de la barba de uno de sus asistentes.
Finalmente, consiguió un filamento basado en el carbono que alcanzó la incandescencia sin fundirse. El empleo de este material y el uso de una bomba de vacío mejorada para extraer más aire fuera de los bulbos, dio a sus lámparas una vida útil de 48 horas, frente a las sólo 14 horas que duraba la bombilla de Swan (de filamento de algodón) al no haber conseguido ese vacío total. Fue una bombilla incandescente de filamento de carbono, comercialmente viable, fuera de los laboratorios.
Aunque esta lámpara produjo luz constante durante un periodo de dos días, continuó sus investigaciones con materiales alternos para la construcción de un filamento más duradero.
Edison hizo su primera instalación comercial para el barco Columbia. Esta instalación con 115 lámparas fue operada sin problemas durante 15 años. En 1881, su primer proyecto comercial fue la iluminación de una fábrica de Nueva York. Este proyecto fue un gran éxito comercial y catalogó a sus lámparas como viables. Durante los siguientes dos años se colocaron más de 150 instalaciones de alumbrado eléctrico y en 1882 se construyó la primera estación para generar electricidad en Nueva York. En ese mismo año, Inglaterra montó la primera exhibición de alumbrado eléctrico.
El aporte de Edison fue sellar el cristal alrededor de los alambres que proveen la electricidad al filamento y encontrar un buen material para este último, y que eran problemas importantes que varios investigadores trataban de superar.
El filamento de carbón del estadounidense dio a su sistema de iluminación una lámpara barata que funcionaba bien con 110 voltios, un voltaje económico y seguro para la distribución de la electricidad.
Claramente, ningún inventor merece el crédito absoluto por la bombilla. Lo genial del trabajo de Edison es que él llevó la idea del laboratorio a la comercialización considerando no sólo problemas técnicos sino también los aspectos económicos y de producción de las lámparas.
Cuando la lámpara incandescente se introdujo como una lámpara pública, la gente expresaba temor de que pudiese ser dañina a la vista, particularmente durante su uso por largos períodos.
En respuesta, el parlamento de Londres pasó legislación prohibiendo el uso de lámparas sin pantallas o reflectores. Uno de los primeros reflectores comerciales a base de cristal plateado fue desarrollado por E. L. Haines e instalado en los escaparates comerciales de Chicago.
Hubo numerosos esfuerzos por desarrollar lámparas más eficientes. Carl Auer von Welsbach inventó la primera lámpara comercial con un filamento metálico, pero el osmio utilizado era un metal sumamente raro y caro. Su fabricación se interrumpió en 1907 cuando apareció la lámpara de tungsteno.
En 1904, el norteamericano Willis Rodney Whitney produjo una lámpara con filamento de carbón metalizado, la cual resultó más eficiente que otras lámparas incandescentes previas. La preocupación científica de convertir eficientemente la energía eléctrica en luz, pareció ser satisfecha con el descubrimiento del Tungsteno para la fabricación de filamentos. La lámpara con filamento de Tungsteno representó un importante avance en la fabricación de lámparas incandescentes y rápidamente reemplazaron al uso de Tántalo y carbón en la fabricación de filamentos metálicos.
La primera lámpara con filamento de Tungsteno, se introdujo en Estados Unidos en 1907, y estaba hecha con Tungsteno prensado. William David Coolidge descubrió en 1910 un proceso para producir filamentos de Tungsteno drawn mejorando enormemente la estabilidad de este tipo de lámparas.
En 1913, Irving Langmuir introdujo gases inertes dentro del cristal de la lámpara logrando retardar la evaporación del filamento y mejorar su eficiencia. Al principio se uso el nitrógeno puro para este uso, posteriormente otros gases tales el argón se mezclaron con el nitrógeno en proporciones variantes. El bajo costo de producción, la facilidad de mantenimiento y su flexibilidad dio tal importancia a las lámparas incandescentes con gases, que las otras lámparas incandescentes prácticamente desaparecieron.
Durante los siguientes años se crearon una gran variedad de lámparas con distintos tamaños y formas para usos comerciales, domésticos y otras funciones altamente especializadas.
Las Lámparas de Descarga Eléctrica
Jean Picard en 1675 y Johann Bernoulli sobre 1700 descubrieron que la luz puede ser producida al agitar el mercurio. En 1850 un físico Alemán, Heinrich Geissler, inventó el tubo Geissler, por medio del cual demostró la producción de luz por medio de una descarga eléctrica a través de gases nobles. John T. Way demostró el primer arco de mercurio en 1860.
Los tubos se usaron inicialmente solo para los experimentos. Utilizando los tubos Geissler, Daniel McFarlan Moore (entre 1891 y 1904) introdujeron nitrógeno para producir una luz amarilla y bióxido de carbono para producir luz rosado-blanca, color que se aproxima a la luz del día. Estas lámparas eran ideales para comparar colores. La primera instalación comercial con los tubos Moore se hizo en un almacén de Nuevaark, Nueva York, durante 1904. El tubo Moore era difícil de instalar, reparar, y mantener.
Peter Moore Hewitt comercializó una lámpara de mercurio en 1901, con una eficiencia que dos o tres veces mayor que la de la lámpara incandescente. Su limitación principal era que su luz carecía totalmente de rojo. La introducción de otros gases fracasó en la producción de un mejor balance del color, hasta que Hewitt ideó una pantalla fluorescente que convertía parte de la luz verde, azul y amarilla en rojo, mejorando así el color de la luz. Peter Moore Hewitt coloco su primera instalación en las oficinas del New York Post en 1903. Debido a su luz uniforme y sin deslumbramiento, la lámpara fluorescente inmediatamente encontró aceptación en Norteamérica.
La investigación del uso de gases nobles para la iluminación era continua. En 1910, Georges Claude (en Francia) estudió lámparas de descarga con varios gases tales como el neón, argón, helio, criptón y xenón, inventando la lámpara de neón. El uso de las lámparas de neón fue rápidamente aceptado para el diseño de anuncios, debido a su flexibilidad, luminosidad y sus brillantes colores. Pero debido a su baja eficiencia y sus colores particulares nunca encontró aplicación en la iluminación general.
En 1931, se desarrolló una lámpara de alta presión de sodio en Europa. A pesar de su alta eficiencia no resultó satisfactoria para el alumbrado de interiores debido al color amarillo de su luz. Su principal aplicación fue el alumbrado público donde su color no se consideró crítico. A mediados del siglo XX las lámparas de sodio de alta presión aparecieron en las calles, carreteras, túneles y puentes de todo el mundo.
El fenómeno fluorescente se había conocido durante mucho tiempo, pero las primeras lámparas fluorescentes se desarrollaron en Francia y Alemania en la década de los años 30. En 1934 se desarrolló la lámpara fluorescente en los Estados Unidos. Esta ofrecía una fuente de bajo consumo de electricidad con una gran variedad de colores. La luz de las lámparas fluorescentes se debe a la fluorescencia de ciertos químicos que se excitan por la presencia de energía ultravioleta.
La primer lámpara fluorescente era a base de un arco de mercurio de aproximadamente 15 vatios dentro de un tubo de vidrio revestido con sales minerales fluorescentes. La eficiencia y el color de la luz eran determinados por la presión de vapor y los químicos fosforescentes utilizados. Las lámparas fluorescentes se introdujeron comercialmente en 1938, y su rápida aceptación marcó un desarrollo importante en el campo de iluminación artificial. No fue hasta 1944 cuando se hicieron las primeras instalaciones de alumbrado público con lámparas fluorescentes.
A partir de la segunda guerra mundial se han desarrollado nuevas lámparas y numerosas tecnologías que además de mejorar la eficiencia de la lámpara, las ha hecho más adecuadas a las tareas del usuario y su aplicación. Entre los desarrollos de las lámparas fluorescentes se incluyen las balastras de alta frecuencia, que eliminan el parpadeo de la luz, y la lámpara fluorescente compacta que ha logrado su aceptación en ambientes domésticos.
La Iluminacion en la Época Actual
Durante más de un siglo hemos disfrutado de iluminación de lámparas incandescentes, pero esta tecnología dejó de fabricarse en 2012 en la CE por varios motivos:
- Su ineficacia, pues este tipo de bombillas sólo aprovecha el 10% de la energía para iluminar. El 90% es transformado en calor. Es como si bebiéramos un trago de una botella de agua y tiráramos el resto del contenido.
- Su reducida vida útil (de tan solo 1.000 h) hace que sea poco eficiente.
Las tecnologías más recientes han demostrado ser mucho más eficientes y menos contaminantes. De entre ellas, sin duda, la más eficiente es la Tecnología LED. Su nombre viene del inglés L.E.D (Light Emitting Diode o diodo emisor de luz). Se trata de un cuerpo semiconductor sólido de gran resistencia que al recibir una corriente eléctrica de muy baja intensidad, emite luz de forma eficiente y con alto rendimiento.
La vida útil de una lámpara LED es hasta 30 veces más que la de una lámpara incandescente, 25 veces mas que la de un halógeno, 30 veces más que la de un tubo fluorescente y 3 veces más que la de una lámpara de bajo consumo. La mayoría de las lámparas LED de interiores tienen una vida media 30.000/50.000 horas. Por tanto, habrás comprado hasta 25 halógenos convencionales antes de sustituir una LED equivalente.
Con los LED se ahorra a través de 3 vías:
- En el consumo eléctrico, medido en W/h, se ahorra hasta un 80%.
- En la adquisición de lámparas, porque hay mucha menos sustitución.
- En el coste de mantenimiento, al haber menos lámparas que sustituir.
La tecnología LED es el mayor avance en el campo de la iluminación desde que se inventó la luz:
- Dura hasta 20 años
- Se puede utilizar en lámparas de diseños modernos
- Consume muchísima menos energía que las bombillas incandescentes.
La tecnología LED es una opción sostenible, práctica y funcional. La gama incluye bombillas LED y lámparas con LED integrado.
Con la iluminación, lo importante es conseguir en el entorno el contraste necesario para que la visión concentrada de forma prolongada no produzca cansancio. La iluminación general de la habitación donde se va a leer o a estudiar debe regularse para poder ajustar el valor del contraste. Para ser correcto dicho valor, entre el entorno cercano y el entorno lejano debe haber una relación de contraste de relación 6:3:1. Si se dispone de una mesa, con una lámpara de sobremesa basta con situar el foco a una distancia que proporcione el nivel necesario de luz.
A partir de ahí, dependiendo de la abertura de la lámpara, el entorno estará más o menos iluminado, consiguiendo (o no) el confort óptimo para la lectura o estudio en el escritorio. Los avances tecnológicos han afectado también a la lámpara más tradicional, la de sobremesa. La lámpara TaoTronics Elune TT-DL01 es ideal para el uso de hogar y oficina y forma parte de la nueva generación de energía eficiente y ecológica. Su bombilla LED tiene una duración de más de 20 años y ahorra hasta un 80% del coste de energía respecto a una bombilla incandescente. La luz natural protege los ojos (no tiene UV ni radiación). Tiene apagado automático y puerto de carga USB. Tiene 4 modos de Iluminación y 5 niveles de brillo para ajustar la luz ideal.
Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=HnOtIXwdCFI
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Fuente:
Bekolite – Historia del alumbrado
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