A lâmpada vapor mercúrio é uma lâmpada Descarga de Alta Intensidade (HID) que gera luz passando arco elétrico através mercúrio vaporizado. Embora largamente substituída por Haletos Metálicos (melhor IRC) e LED (eficiência/vida), entender sua física explica linhagem iluminação moderna.
Quatro Fases Operacionais
1. Partida (Fria) — Fase "Brilho"
- Tubo arco (quartzo) contém: Argônio (gás partida) a ~20–50 Torr + Mercúrio Líquido (poucos mg) + Eletrodos (Bobinas tungstênio com mistura emissiva: BaO/SrO/CaO).
- Reator aplica Tensão Circuito Aberto (OCV) (tipicamente 230–400V para partida sonda).
- Argônio ioniza facilmente → Descarga brilho entre eletrodo principal e sonda partida (eletrodo auxiliar) via resistor (20–50 kΩ). Corrente baixa (~1A), tensão baixa (~20V).
- Corrente sonda aquece eletrodo principal → Emissão termiônica começa.
2. Aquecimento (Warm-Up) — Transição
- Emissão eletrodo principal sustenta arco através argônio → Tensão arco ~15–20V.
- Potência arco aquece mercúrio → Pressão vapor sobe exponencialmente (Clausius-Clapeyron).
- Átomos mercúrio entram fluxo arco → Excitação colisional → Emissão UV (linhas 254 nm, 185 nm).
- Tensão arco sobe continuamente conforme pressão mercúrio aumenta (1–10 atm operando). Duração: 3–7 minutos.
- Circuito sonda: Resistor limita corrente. Uma vez tensão arco principal > ruptura sonda, sonda extingue (auto-extinguível).
3. Operação Estado Estacionário
- Temp Parede Tubo Arco: ~600–900°C (controla pressão vapor mercúrio).
- Tensão Arco: 100–250V (depende potência, enchimento).
- Saída Espectral: Linhas UV intensas (254 nm, 365 nm) + Linhas visíveis (405, 436, 546, 577/579 nm). Sem saída Vermelho.
- Revestimento Fósforo (Parede Interna Bulbo): Converte UV → Visível.
- Deluxe / "Cor Corrigida" (MERC): Fósforo banda larga (Vanadato Ítrio, etc.) → IRC ~50–55. Branco azulado.
- Claro (Sem Fósforo): Espectro mercúrio bruto. IRC ~15–20. Amarelo-esverdeado monocromático. Usado fotoquímico / cura UV / iluminação pública (antiga).
4. O Reator: O Limitador Corrente
Lâmpadas vapor mercúrio têm característica Resistência Negativa (Tensão cai conforme corrente aumenta). Sem reator, corrente correria à destruição.
- Magnético (Núcleo + Bobina): Reator (indutor série) para 120/240V. Autotransformador Alta Reatância (HX) / Autotransformador Potência Constante (CWA) para 277/480V. Fornece OCV partida + regula corrente.
- Reator Eletrônico: Raro para HID (complexidade ignição alta tensão). Maioria para Haletos Metálicos.
- Principais Especificações: Watts Lâmpada, Volts Entrada, Tipo Circuito (Reator/HX/CWA), OCV, Corrente Entrada, Fator Potência (NPF vs HPF >90%).
Características Desempenho
| Parâmetro | Valor Típico | Nota |
|---|
| Eficácia | 35–65 lm/W | Menor que MH (80–110), LED (130–200+) |
| IRC (Deluxe) | 50–55 | Ruim. Verde/Azul pesado. Sem Vermelho. |
| CCT | 3200K–7000K | Branco azulado. |
| Tempo Aquecimento | 3–7 min | Para 80% saída. |
| Re-ignição Quente | 3–6 min | Deve esfriar reduzir pressão vapor. |
| Manutenção Lúmens | ~65% em 24k h | Fim vida = 50% saída. |
| Vida Útil | 16.000–24.000 h | Erosão eletrodos / escurecimento bulbo. |
Eliminação Ambiental e Regulatória
- Conteúdo Mercúrio: 10–100 mg por lâmpada. Tóxico, bioacumulativo.
- Convenção Minamata / EU RoHS / US EPA TCLP: Impulsionando proibições fabricação/importação.
- Regra US DOE (2015/2017): Proíbe fabricação/importação reatores partida sonda padrão MV. Haletos Metálicos partida pulso mandatados para novas luminárias.
Caminho Retrofit
- LED Milho / Base Mogul: Fiação direta (bypass reator) ou Compatível Reator (Tipo A). Verifique classificação luminária fechada.
- Kits Retrofit LED: Substituem refletor + soquete + driver. Melhor térmico, controle óptico.
- Nova Luminária: Melhor óptica, térmica, garantia, controles (0-10V, DALI, Sensor).
Nota Legado: Se mantendo MV existente: Use reator correto (CWA/HX/Reator), verifique capacitor (PFC), troque lâmpada + capacitor juntos na relampagem. Nunca opere sem reator.
