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EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA E IMPACTOS DE LA ILUMINACIÓN EN VIVIENDAS
RURALES ELECTRIFICADAS
Conference Paper · September 2013
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Diana Angel
University of São Paulo
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Federico Trigoso
Universidade Federal do ABC (UFABC)
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EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA E IMPACTOS DE LA ILUMINACIÓN EN VIVIENDAS RURALES 
ELECTRIFICADAS 
D. Segura1, F. Morante2 
Universidade Federal do ABC, Curso de Pós-Graduação em Energia. 
Rua Santa Adélia, 166. Bairro Bangu. Santo André - SP - Brasil. CEP 09.210-170 
Fax: +55 11 4996-3166 e-mail: diana.segura@ufabc.edu.co 
 
Recibido 13/08/13, Aceptado 30/09/13 
 
RESUMEN: La inserción de la iluminación en viviendas rurales, trae grandes beneficios sociales como la utilización 
nocturna de escuelas, centros de salud y ambientes de recreación. Con base en estas consideraciones, y por medio del estudio 
de diferentes fuentes bibliográficas, este artículo aborda los principales impactos producidos por los dispositivos de 
iluminación rural a través de la historia. Se evidenció que las fuentes de iluminación precedentes a la electrificación, 
contaminan el ambiente, emiten baja iluminancia y su costo a largo plazo es alto. Del mismo modo se evaluaron los impactos 
generados por las lámparas LED y CFL durante su ciclo de vida. De este análisis se concluyó que actualmente los impactos 
ambientales causados por las lámparas CFL disminuirían aproximadamente un 20% sí se utilizaran lámparas LED. Además 
las perspectivas para el 2017 prevén una reducción del 60% de los impactos causados por las lámparas CFL. 
Palabras clave: iluminación, transferencia tecnológica, impactos ambientales, viviendas rurales. 
INTRODUCIÓN 
Cerca de 2,24 billones de personas en el mundo viven en zonas rurales que aún no cuentan con el servicio de electricidad 
(WEO, 2011). Esta situación se agrava en Brasil, donde 1540534 viviendas carecen de electrificación, de las cuales el 22,4% 
son residencias rurales (PNAD, 2011). Aparte cerca del 90% al 100% de la demanda es satisfecha a través de lámparas a 
querosene (WEC, 1999) afectando la salud de la población, puesto que la inhalación del humo es tóxico para el organismo y 
puede ocasionar problemas respiratorios y oculares. Estas lámparas son insalubres, peligrosas y emiten una baja iluminancia, 
pues la energía es disipada en forma de calor. Además, solo iluminan por un período entre 2 e 4 horas por noche, intervalo de 
tiempo limitado para realizar cualquier tipo de actividad. (Louineau et al. 1994). 
En este artículo, se presenta una comparación entre los impactos que generan las principales fuentes de iluminación en zonas 
aisladas. En este análisis se incluyen las lámparas LED y CFL que se caracterizan por consumir menos energía e emitir una 
mayor luminancia. Este estudio permite generar un panorama sobre impactos ambientales y socioeconómicos de la 
utilización de este tipo de iluminación. 
ANTECEDENTES DE LA ILUMINACIÓN ELÉCTRICA 
La primera forma de iluminación surgió con el descubrimiento del fuego, dando lugar a la invención de la lámpara portátil, 
también chamada antorcha de fuego, que es básicamente un junco humedecido con aceite vegetal o grasa animal. Las 
primeras linternas fueron fabricadas con materia prima encontrada en el entorno, como piedras, conchas y cuernos, mientras 
que las lámparas fueron fabricadas con cerámica y metal. El tipo de combustible dependía de la disponibilidad en las 
diferentes zonas. Así, por ejemplo, en los países de Europa mediterránea se utilizaba aceite de oliva, en el este de Europa se 
usaba el aceite de nuez, de ricino o de sésamo, En India e en África usaban manteca de carite y aceite de palma. 
Posteriormente, debido al auge de la caza de ballenas, fue utilizado el aceite de ballena para fabricar el combustible. Las 
lámparas de aceite de ballena se caracterizaron por tener un tubo de metal que ajustaba la intensidad de la luz y de 
combustión, Además tenían un tipo de protección de vidrio que evitaba que la llama se extinguiese. Luego en la segunda 
guerra mundial fue utilizada la lámpara de Hindenburger, que consumían menos combustible y emitía menos calor en la 
combustión. (Van der Plas & De Graff, 1988). 
Las velas, por su parte, fueron inventadas en el año 400 A.C e inicialmente fueron fabricadas con papiro, por los romanos 
(Bill, 1999). Estas eran adquiridas por burgueses o por clérigos, que usaban velas de cera de abeja para los rituales de la 
iglesia, porque la abeja era considerada un símbolo de pureza (Claro, A. 2003). Estas velas se caracterizaron por tener una 
cera translucida y finamente cristalizada que se vaporizaba fácilmente y además producían una llama más brillante que las 
velas de sebo (Claro, A. 2003) por tanto fueronusadas como padrón de medida de peso e intensidad de emisión de luz 
generada por consumo de combustible. En 1831 los padrones de medida fueron restablecidos con la inserción de las velas de 
estearina fabricadas a partir de la purificación del sebo. 
 
1
Estudiante de Maestría del Programa de Pós-Graduación en energía de la Universidade Federal do ABC- PGENE UFABC 
2
Docente de la UFABC. 
 
 ASADES 
Acta de la XXXVI Reunión de Trabajo de la Asociación 
Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente 
Vol. 1, pp. 12.27-12.34, 2013. Impreso en la Argentina. 
ISBN 978-987-29873-0-5 
12.27 
 
 
Con el inicio de la destilación de los primeros derivados del petróleo en 1850, se obtuvo la parafina, materia prima para la 
fabricación moderna de las velas, y de las denominadas lámparas a querosene que substituyeron las lámparas de aceite de 
ballena, porque eran menos contaminantes, más baratas y seguras. La aceptación de estas fue debido a tres hechos; el 
descubrimiento del fósforo de fricción, la comercialización de las lámparas de vidrio, y la producción de lámparas de mecha 
con botón mecánico de encendimiento. 
TIPO DE LÁMPARAS USADAS EN LA ILUMINACIÓN RURAL 
 
La historia de la iluminación rural tuvo un desarrollo distinto de la iluminación urbana debido al costo y disponibilidad de los 
combustibles y de los dispositivos. El combustible en zonas rurales frecuentemente escaseaba porque la grasa animal era 
consumida por los habitantes cuando tenían hambre. Este hecho exhibe una de las características principales de estas 
comunidades, las cuales se encuentran apartadas del comercio de los combustibles. Por su parte las velas de cera fueron 
adquiridas por la población rural solo hasta el siglo XIV (Bill, 1999) debido al costo y a la escasez en el mercado. 
Antiguamente, en las zonas rurales, la iluminación era considerada un lujo de los clérigos e burgueses. 
Se Resalta que existe poca información sobre la historia de la iluminación rural. Unánimemente, los estudios afirman que, en 
zonas rurales, los principales combustibles usados para la iluminación son GLP, gas butano, parafina, diésel y querosene. 
Respectivamente los dispositivos utilizados son velas, mecheros y linternas. 
 
Velas 
Están disponibles en un rango de 1 a 16 lúmenes. Tienen un excelente IRC (Índice de reproducción cromática) debido a que 
la llama es producida por partículas blancas de carbón, pero para producir la misma luz que una lámpara incandescente se 
necesitan 60 velas. (Louineau et al. 1994). Con el correr del tiempo fueron incorporados faroles de vidrio a las velas para 
disminuir el consumo de combustibles de 2 a 3 g, sin embargo la luz de salida también se reducía en 2 lúmenes por lo que la 
luz puede ser fácilmente absorbida por el ambiente. 
 
Lámparas a querosene o mecheros a querosene 
Los mecheros a querosene son la fuente de iluminación más utilizada en países en desarrollo. Producen un color amarillo, 
debido a la ignición del algodón con el querosene, poseen un depósito para el combustible en la base de la lámpara, tiene un 
período de iluminación corto, debido al tamaño de la mecha. Existen dos tipos de mechas una redonda y la otra plana, estas 
son incorporadas a las lámparas para controlar la velocidad de combustión (Rubab y Kandpal, 1996), pero deben ser 
substituidas constantemente. 
 
Para que estas lámparas operen en su máxima potencia, sin producir hollín, se debe cortar la mecha paralelamente al plano 
superior de los conos entre los que se coloca la misma, sin embargo cualquier cambio en la altura de la mecha alterará 
drásticamente las características de la llama, del mismo modo sí un diminuto hilo se deshila en la parte superior de la mecha, 
puede ocasionar un pico en la llama y producir hollín, disminuyendo considerablemente el nivel de iluminancia. 
El hollín disminuye el flujo luminoso, por tanto, estas lámparas requieren de limpieza e mantenimiento (Mills, 2003). Los 
mecheros a querosene son fabricados con latas y protegidos del viento por botellas de plástico como se muestra en la Figura 
1. Estos son utilizados por vendedores ambulantes y por personas de bajos recursos que viven en los suburbios o en zonas 
rurales. 
 
Figura 1. Mecheros a querosene de fabricación artesanal 
Desventajas del uso de los mecheros a querosene 
De acuerdo con lo mencionado anteriormente, los mecheros a querosene son los dispositivos más usados en las viviendas 
rurales que carecen de acceso a la red eléctrica, porque producen un flujo luminoso mayor que el de las velas. Sin embargo, 
actualmente se ha demostrado que estas lámparas perjudican la salud, porque emiten compuestos orgánicos volátiles (COV), 
que en el proceso de combustión pueden causar infecciones en los ojos y en la nariz. En la combustión se liberan sustancias 
cancerígenas en la atmosfera, que pueden afectar la garganta, los riñones y el hígado (Schare y Smith, 1995). Recientes 
estudios han mostrado que, de todos los miembros de las familias que utilizan lámparas a querosene, por lo menos uno se 
levanta con hollín dentro de las fosas nasales, puesto que generalmente esas viviendas carecen de una adecuada ventilación. 
 
Este tipo de iluminación emite 15,46 millones de toneladas de dióxido de carbono anualmente. Considerando 77 millones de 
viviendas rurales, y asumiendo que cada una usa dos lámparas y que permanecen encendidas durante 5 h/día. (Mahapatra et 
al. 2009). Los mecheros de queroseno contribuyen con el aumento de la lluvia ácida, y el agotamiento de la capa de ozono. 
12.28 
 
 
Por otra parte, la alta volatilidad que presenta el querosene junto con la fabricación casera de lámparas puede ocasionar 
incendios. Sin embargo, aún se utilizan las lámparas a querosene porque el combustible puede ser comprado en pequeñas 
cantidades, varias veces por mes. 
Lámparas de querosene a presión (Manto) 
Están constituidas por un manto y un generador de gas como lo muestra la Figura 2. El manto es como una pequeña malla de 
asbesto, compuesto por una fibra mineral de piedra que puede resistir altas temperaturas, sin embargo, después de calentarse 
se puede romper fácilmente al tocar o agitar. El manto está recubierto por un elemento llamado torio, que alcanzar cierta 
temperatura, emite radiación en el espectro visible, que puede afectar la salud, originando tumores o incluso cáncer. 
Figura 2. Lámparas a querosene a presión 
A. Lámpara de querosene a presión. B. Partes de una Lámpara a querosene. (Fuente: Louineau et al. 1994) 
 
El generador de gas funciona con una bomba manual que presuriza el aire del tanque de combustible, esta fuerza permite 
alimentar constantemente el querosene a través de un tubo de combustible pre calentado, que aumenta la temperatura del 
querosene hasta convertirlo en un gas, que se quema fácilmente con el aire caliente. El querosene es inyectado bajo presión 
desde un bocal fino y mezclado con el aire. Esta mezcla de querosene-gas es quemada hasta conseguir una llama no 
luminosa de alta temperatura que calienta el manto y también el tubo del combustible para la futura formación del quero-gas. 
El metanol (o el alcohol metílico, o el alcohol de la madeira) es usado comúnmente para pre calentar el tubo lo suficiente para 
que el querosene se evaporice. Estas lámparas evitan la generación de una alta carga térmica en la esfera fotométrica, luego 
que la potencia aumenta hasta un máximo y disminuye gradualmente. Las desventajas de las lámparas a querosene son la 
emisión de un calor excesivo, por lo cual son inadecuadas para el uso en climas cálidos (Nieuwenhout et al. 1998) y la salida 
de la luz, no es constante en el tiempo, por tal motivo se recomienda usar una bomba para restaurar la presión de la luz cada 
media hora. La ventaja es que son relativamente baratas y consumen poco querosene, sin embargo, sí elmanto se rompe 
puede ser costoso o insustituible. 
 
Lámparas a gas 
Estas lámparas usan un tipo de manto incandescente de tierras raras similar al que utilizan las lámparas a querosene a presión 
para emitir luz, Estas emiten un nivel mayor de iluminancia y son más baratas que las lámparas a querosene, pero debido a su 
estructura, como lo muestra la Figura 3, no pueden ser usadas en exteriores, o bajo la lluvia porque el agua, y los insectos 
pueden destruirlas. Las principales desventajas de la utilización de estas lámparas son la creación de humo, calor excesivo, y 
la inaccesibilidad de transportar el combustible a zonas aisladas. Existen tres tipos de lámparas a gas: la lámpara a propano, la 
lámpara a gas butano y la lámpara de combustible pulverizado en forma de quinqué. 
 
Linterna de Noorie 
Existe otro tipo de lámpara a presión más eficiente, presentada en la Figura 3, es la linterna de Noorie, que usa etanol como 
combustible, se caracteriza por tener una velocidad de consumo de 65 g por hora para producir 1270 lm. Esta también puede 
ser usada para cocinar alimentos porque el calor de salida es de 500 W. Debido a su alto costo este tipo de lámparas solo 
fueron usadas por personas adineradas y comerciantes. 
 
Lámparas a carburo o acetileno 
Las lámparas a carburo sin manto, mostrada en la Figura 3, se caracterizan por su fuerte hedor y por tener un período de 
iluminación de 4 a 5 horas utilizando de 50 a 70 g de carburo. En 1980 fueron utilizadas en la iluminación de exteriores y 
como faroles en carros y bicicletas. Actualmente estas lámparas son usadas principalmente por mineros, pero pueden ser 
empleadas en la iluminación de zonas no electrificadas, puesto que tienen un alto flujo luminoso que varía entre 50 y 200 lm, 
sin embargo no son muy utilizadas. 
 
Figura 3. Algunos tipos de lámparas: A. Lámpara de gas. B. Linterna de Noorie C. Lámpara a carburo 
1.Tapa 
2.Globo 
3.Escudo de insectos 
4.Vaporizador 
5.Cabo 
6.Tuerca para el marco 
7.Transportador marco 
8.Tanque de combustible 
9.Quemador 
10.Manto 
11.Ajuste de control 
 
B A C 
B A 
12.29 
 
 
 
Análisis comparativo entre las lámparas no electrificadas y una lámpara incandescente. 
Las normas técnicas internacionales de iluminación establecen un nivel mínimo de luminancia de 15 cd/m2 (Van der Plas & 
De Graff, 1988), sin embargo este valor aun no es alcanzado por los mecheros a querosene, ni por las velas de parafina, 
sistemas de iluminación típicos en zonas rurales aisladas. Para el resto de las lámparas de la Tabla 1, el nivel de luminancia es 
menor que el límite de ofuscamiento (200 cd/m2). 
A pesar de la baja luminancia de las velas, estas presentan un excelente índice de reproducción cromática (IRC), tanto que 
parece natural. En la Tabla 1 se puede observar que las lámparas a querosene, a gasolina y a gas presentan un IRC deficiente, 
lo cual se ve representado en una salida de luz verdosa y de apariencia artificial. 
 
Tipo de lámpara Flujo 
(lm) 
Lmax 
(cd\m2) 
CCT 
 (K) 
IRC 
(Ra) 
Eficiencia 
Luminosa 
(lm\W) 
N. Equiv. 
Lámp. de 
referencia 
Consumo 
combustible 
(kg\klmh) 
Tiempo 
vida 
(h) 
Vela 12 1 1970 Excelente 0,2 60 0,5 - 
Mechero a querosene (mecha) 40 1,2 2160 Excelente 0,1 18 0,8 4500 
Lámpara a carburo 200 10 2320 Excelente 0,7 3,7 0,25 1500 
Lámpara a gas 400 10 3030 Bajo 1 1,8 0,075 7500 
Lámpara a querosene (manto) 400 12 2830 Bajo 0,8 1,8 0,1 7500 
Lámpara a gasolina (manto) 500 16 2760 Bajo 1,2 1,5 0,07 7500 
Lámpara incandescente de 
referencia de 60 W 
730 2 2750 Excelente 12 1 0,21 1000 
Tabla 1. Comparación entre lámparas no electrificadas con una lámpara incandescente standard. (Fuente: Van der Plas & 
De Graff, 1988). 
 
0,21 es medido en kWh\klmh 
- Lmax: Luminancia máxima de la lámpara. 
- Eficiencia luminosa en [Lm/(J/s)]=[lm/W]. El calor de combustión es medido en Joules y la eficiencia de la producción eléctrica es del 
30%. 
- Número equivalente de lámparas requeridas para producir o mismo flujo luminoso de la lámpara incandescente (60 W). 
- Consumo específico de combustible: es el combustible requerido para producir 1 Lumen-hora (Lmh) 
- IRC: Índice de reproducción cromática: este no puede ser medido fácilmente en las lámparas no electrificadas. La escala es definida así; 
cerca de 80 Ra es un nivel alto y debajo de este é un índice bajo. 
- cd/m2: Candelas por metro cuadrado. 
 
El índice CCT relaciona la temperatura y el color de la luz emitida, en general el color de la luz emitida por todas las 
lámparas de la Tabla 1, es definido como un color blanco con apariencia caliente. Por otro lado es relevante resaltar que para 
obtener el mismo servicio de iluminación de una lámpara incandescente de 60 W, se necesitan 60 velas o 18 mecheros a 
querosene, y dependiendo del caso se necesitan 4 lámparas a carburo, o 2 lámparas ya sean a querosene con manto, a gas, o a 
gasolina. 
 
Se puede inferir que el flujo luminoso emitido por las velas es el 1,6% del flujo emitido por la lámpara de referencia, para el 
mechero a querosene es del 5,47%, para la lámpara a carburo es del 27,3%, para las lámparas a gas y a querosene es el 
54,79% y para la lámpara a gasolina es de 68, 5%. Realizando el mismo análisis para la eficiencia luminosa se puede 
observar que todas las lámparas tienen un porcentaje del 10% o menos, de la eficiencia luminosa producida por la lámpara de 
referencia. Vale la pena destacar que ocurre exactamente lo contrario, con el tiempo de iluminación ya que las lámparas a 
gasolina, a querosene y a gas tienen un tiempo de iluminación 7 veces mayor que la lámpara de referencia, por su parte la 
lámpara a carburo solo tiene un tiempo de iluminación 4 veces mayor. 
 
Continuando con el análisis de las variables y para hacer este más completo, no solo se debe considerar el consumo de 
combustible, sino también el poder calorífico de cada combustible. De este modo se evidencia que las lámparas a gasolina y a 
gas tienen menor consumo de energía, correspondiente a un poder calorífico inferior (PCI) de 10370 y 10810 kcal/kg 
respectivamente. Aunque el consumo de combustible de la vela sea mayor el PCI es aproximadamente el mismo 10400 
kcal/kg que el de la lámpara a gas. El consumo de las lámparas a querosene es aproximadamente el mismo y su PCI es de 
11100 kcal/kg uno de los más altos. La lámpara a carburo que consume casi la misma cantidad de combustible que la lámpara 
de referencia, tiene el PCI más bajo de todos los combustibles 860 kcal/kg. Se puede observar que en general, no existe una 
gran variación entre los PCI de los combustibles, a excepción del PCI de la electricidad, sin embargo el consumo varia 
bastante de una combustible a otro. 
 
En la distribución de la luz de las lámparas no electrificadas, se evidencia la ausencia de una distribución vertical, sin 
embargo la distribución horizontal es uniforme, incluso mejor que la de algunas lámparas incandescentes, pero, la salida de 
luz de algunas lámparas tiene que ser regulada, para que sea parcialmente constante, por tanto las lecturas de flujo luminoso 
solo tienen una precisión del 10 % (Van der Plas & De Graff, 1988). 
 
12.30 
 
 
Conforme a lo elucidado anteriormente, las lámparas precedentes a la electrificación generan bastantes impactos en el 
ámbito ambiental y social, es por ello que la iluminación eléctrica fue tornándose uno de los principales catalizadores del 
aumento de la calidad de vida, esta trae grandes beneficios sociales, ya que permite incrementar las interacciones entre la 
comunidad, mejorar las condiciones de salubridad de los recintos (hospitales, escuelas, residencias) y genera un impacto 
ambiental menor. En la próxima sección se evaluaran los impactos generados por la inserción de las lámparas CFL y LED y 
se plantearan algunas estrategias para minimizarlos. 
 
ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE LOS IMPACTOS GENERADOS POR LAS LÁM PARAS LED Y CFL 
 
Esteestudio pretende abordar los impactos de la iluminación en áreas aisladas, ya fueron evaluadas las lámparas precedentes 
a la electrificación, ahora serán evaluadas las lámparas CFL e LED, porque son las más utilizadas actualmente ya que el uso 
de las lámparas incandescentes está siendo prohibido en diferentes países. Para ello comenzaremos analizando los impactos 
sociales respecto a la proliferación de enfermedades. 
 
Parece evidente que la iluminación artificial atrae algunas especies de insectos y aves, sin embargo aún no son evidentes los 
efectos de esta, sobre el ambiente y específicamente sobre la transmisión de enfermedades. La iluminación artificial se 
convirtió en un objeto ambiental que afecta el ecosistema, puesto que ciertas especies de insectos se sienten atraídas por la 
radiación ultravioleta emitida por lámparas fluorescentes, ya que la radiación ultravioleta es utilizada como baliza de 
orientación nocturna y confundida por los hematófagos con la radiación de las estrellas proveniente de la bóveda celeste 
(Goldsmith, 1992; 1994). Sin embargo existen otros factores que atraen insectos y dependen de las características de las 
lámparas como el espectro de irradiación, la dirección de la luz y el contraste de la iluminación con el ambiente. En ese 
sentido las lámparas CFL emiten una luz difusa en todas las direcciones, causando el aumento de la contaminación luminosa 
y atrayendo insectos. En contraste las lámparas LED que no emiten radiación ultravioleta y además evitan la contaminación 
luminosa, emitiendo la luz en una la dirección útil para la aplicación prevista. 
 
Otro efecto de la radiación de ondas cortas (de color azul y ultravioleta) que emiten las lámparas fluorescentes es la alteración 
del sistema hormonal humano y daño de las células receptoras oxidativas, que pueden estimular la degeneración macular 
relacionada con el aumento de la edad. Esta enfermedad implica una destrucción progresiva de la macula lutea, que 
obstaculiza una visión nítida (Wunsch, 2006). Esta radiación también altera el ciclo circadiano tanto de los insectos, como el 
de los seres humanos y como consecuencia disminuye la etapa de sueño y la melatonina causante de la protección contra los 
radicales libres, causantes del cáncer de colon y de mama (Wunsch, 2006). En el caso de los hematófagos aumenta el periodo 
de alimentación incrementando el riesgo de transmisión de enfermedades (Reisenman et al. 2002). Existen ciertos lugares que 
favorecen la atracción de patógenos, como las zonas rurales, porque en estas aumentan los factores de riesgo, como corrales 
de gallinas, número de animales, pozos de agua, en general estos lugares son propicios para crear condiciones adversas de 
salubridad ya que la diversidad de vegetación puede ser apta para la aparición de criaderos de insectos (Walter et al. 2005). 
 
En zonas rurales no hay puntos de atendimiento médico cercanos o son de difícil acceso, además no existe ningún tipo de 
pulverización sanitaria en la zona, para evitar el contagio de enfermedades típicas como leishmaniosis, malaria y dengue 
(Travasso et al. 1998). De hecho se encontraron investigaciones que afirman que la iluminación artificial aumenta la 
transmisión de patógenos cuando se utilizan lámparas fluorescentes (Barghini, 2008), como ocurrió en Belém del Pará, 
donde se detectó una infección por el parasito que causa la enfermedad de changas (Miles et al. 1981). Además también se 
encontró que en zonas rurales en las cuales se han realizado instalaciones fotovoltaicas, se ha establecido una fuerte relación 
entre la infestación hematófagos con el uso de lámparas CFL y de lámparas a querosene (Walter et al. 2005). 
 
Contaminación por mercurio 
Al final de la vida útil de las lámparas fluorescentes, los desechos son clasificados como residuos peligrosos de clase I 
(ABNT, 2004), porque contienen mercurio, por tanto estos requieren un tratamiento especial en la manipulación, retirada, 
colecta, transporte y disposición final. En el proceso de descarte, cuando se quiebra una lámpara, el vapor de mercurio (que 
también contiene argón) junto con el polvo del fósforo contaminan el ambiente y puede aumentar el riesgo de intoxicación. 
Ocurre lo mismo cuando se manipulan grandes cantidades de lámparas, por tanto se deben tener ciertas precauciones en su 
manejo porque cuando están en basureros o en aterros sanitarios convencionales pueden contaminar tanto el suelo, como, el 
aire y el agua. 
 
Las lámparas fluorescentes requieren un almacenamiento especial debido a su toxicidad, deben ser depositadas en un área 
autorizada por el respectivo órgano de control ambiental, a la espera de un tratamiento, reciclaje o disposición final adecuada. 
En la etapa de reciclaje, el objetivo principal es recuperar el mercurio para su reutilización evitando la contaminación del 
ambiente. En el reciclaje es aprovechado el vidrio, el aluminio y el polvo de fósforo para la construcción de nuevas lámparas 
o materiales. El material restante es descontaminado y depositado en un relleno sanitario común. En ese sentido el problema 
del reciclaje, es el costo de descontaminación de las lámparas, que es aproximadamente US $0,5 dólares por lámpara 
(Apliquim, 2009), lo que equivale al diez por ciento del valor total. Además los reglamentos sobre el reciclaje de lámparas 
LED y CFL son superficiales, porque faltan campañas educativas acerca reciclaje y la disposición final de estas lámparas, 
por otro lado no solo las lámparas CFL deben ser tratadas y descontaminadas, las Lámparas LED también necesitan ser 
recicladas como residuos electrónicos. 
 
Aspectos técnicos 
Las lámparas LED no tienen ninguna restricción para su uso, contrario de lo que ocurre con las lámparas CFL, puesto que, 
estas no operan óptimamente a temperaturas bajo cero, porque la cintilación no se produce adecuadamente (Louineau, 1994), 
por tanto estas no radian su luz nominal, hasta que no estén completamente calientes. Así, en un país de clima frio, la luz 
12.31 
 
 
puede ser notablemente reducida por varios minutos después de encender la lámpara. También no es recomendable utilizar 
lámparas CFL en aplicaciones que requieran frecuentes encendimientos (por ejemplo baños públicos o neveras). En contraste 
las lámparas LED no están restrictas a ninguna condición inicial preestablecida, para su funcionamiento puesto que utilizan 
un chip LED. 
 
Comparación entre las lámparas LED y CFL 
Para realizar un análisis objetivo de los impactos ambientales causados por estas dos lámparas se utilizó un estudio realizado 
por el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE, 2012), que evalúa los impactos ambientales generados por las 
lámparas CFL y LED durante su ciclo de vida. En este estudio fueron evaluados 15 indicadores mostrados en la Figura 4. 
Estés determinan los impactos generados en el ambiente. 
 
 
 
 
 
Figura 4. Impactos de la Evaluación del Ciclo de Vida de las lámparas LED y CFL (Fuente: DOE, 2012) 
 
En general los impactos ambientales originados por unidad de servicio de alumbrado (de 20 Mlm-hora) de todas las lámparas 
LED consideradas son menores que los ocasionados por la lámpara CFL, sin embargo la única excepción es en la categoría 
de confinamiento de residuos peligrosos (DOE, 2012). Debido al contenido de aluminio utilizado en la elaboración del 
disipador de calor del chip, por tanto aumenta el número de residuos peligrosos y el consumo de energía requerido en la 
fabricación de la lámpara. No obstante los fabricantes de la tecnología LED prevén, para el 2017, un aumento del 106% 
(DOE, 2012) de la eficiencia, lo que implica una disminución del 60% de los impactos generados por la lámpara LED en el 
2012. Del mismo modo sí se substituyera una lámpara CFL por una lámpara LED-2017, la disminución de los impactos seria 
del 60%. Como lo muestra la Figura 5. Además sí las lámparas CFL fueran substituidas por lámparas LED en la actualidad, 
la disminución de los impactos ambientales producidos por lalámpara CFL sería del 18.04%. 
 
Figura 5. Disminución de los impactos ambientales, tomando como referencia la lámpara LED actual y del 2017. (Fuente: 
Elaboración propia con base en DOE, 2012) 
 
Perspectivas 
Una forma de mitigar los efectos de la utilización de las lámparas fluorescentes seria utilizar filtros para direccionar la luz, 
para que de esta forma no atraiga insectos, puesto que como se mencionó anteriormente la atracción de vectores hematófagos 
depende de la orientación de la luz, de la emisión de ondas cortas y de una luz blanca que contraste con el ambiente. Se 
presentan casos donde para la atracción de insectos no es necesario solo la emisión de luz ultravioleta, por ejemplo, una 
lámpara de luz negra que solo emite en el espectro de irradiância ultravioleta, atrae menos insectos que una lámpara mista 
0
20
40
60
80
100
P
o
rc
e
n
ta
je
Impacto Recursos Impactos Aire 
Impacto Água Impacto Suelo 
Acidificación 
Oxidación Fotoquímica 
Agotamiento del ozono Estratosférico 
Ecotoxicidad Agua Dulce 
Ecotoxicidad Agua Salada 
Uso del Suelo 
Degradación del Ecosistema 
Ecotoxicidad 
Agotamiento de los Recursos Abióticos 
Aterramienro de Resíduos no Peligrosos 
Aterramiento de Resíduos 
Calentamiento 
Aterramiento de Resíduos Radioactivos 
Toxicidad humana 
Eutrofización 
CFL 
LED-2017 
58% CFL 
LED-2012 
18% 
LED 
LED-2012 
49% 
12.32 
 
 
(Walker e Galbreath, 1979; Blomberg et al. 1976; Nabli et al. 1999), esto ocurre porque es indispensable la emisión de luz 
blanca para la atracción. Con la propuesta anterior se puede disminuir la atracción de insectos, pero simultáneamente 
disminuye el área iluminada, Por tanto para mantener la misma área iluminada sin atraer insectos se puede utilizar lámparas 
LED que eviten los efectos mencionados anteriormente. 
 
CONCLUSIONES 
 
La iluminación no electrificada trae grandes impactos ambientales y afecta la salud de la población, como se mencionó 
anteriormente, sin embargo los efectos más representativos fueron producidos por las lámparas a querosene y por su parte las 
velas presentaron el menor índice de iluminancia. 
 
La reducción significativa de los impactos ambientales originada por el cambio de tecnología de las lámparas CFL para las 
lámparas LED, traerá lámparas más eficientes, una disminución del consumo de energía y de enfermedades. Incluso las 
perspectivas sobre la tecnología LED apuntan a una disminución del 50% de los impactos ambientales generados 
actualmente. Además tendrá una mayor aceptación del público por la versatilidad, calidad del color, y la reducción de su 
costo por el aumento del tiempo de vida. 
 
El descarte no adecuado de las lámparas fluorescentes puede contaminar el medio ambiente y perjudicar la salud pública, sin 
embargo aún no hay programas que incentiven y regulen el reciclaje de las lámparas LED y CFL, ya las lámparas LED 
también generan residuos electrónicos e impactos ambientales por causa del aluminio y de otros materiales contenidos en el 
chip. 
 
Como fue expuesto anteriormente la tecnología LED trae grandes beneficios, sin embargo debido al prematuro desarrollo de 
la tecnología aún se están investigando cuales son los impactos colaterales que genera y en que escala afecta a la población y 
al medio ambiente, por tanto este estudio está abierto a cambios y modificaciones con los nuevos hallazgos. 
 
REFERENCIAS 
 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. Resíduos sólidos – Classificação. Norma ABNT NBR IEC 
10.004/04:2004. Rio de Janeiro, 2004. 
Apliquim, (2009). O uso de mercúrio em lâmpadas e o risco de sua disposição inadequada. 
Barghini A. (2008). Influencia da iluminação artificial sobre a vida silvestre: técnicas para minimizar os impactos, com 
especial enfoque sobre os insetos. Universidade de São Paulo. 2008. 243f. Tese de doutorado. Programa de Pós-
graduação em Ecologia. Universidade de São Paulo – USP. São Paulo, 2003. Disponible en: 
<http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41134/tde-13062008-100639/pt-br.php> Fecha de acceso 09/01/2013. 
Bill Williams B. (1999). A History of Light and Lighting. Edição 2.2. Disponible en: 
<http://www.mts.net/~william5/history/hol.htm>. Fecha de acceso 09/01/2013. 
Blomberg Itamies J; Kuusela, K; (1976), Insects catches in blended and black light-trap in northern Finland. 133. Oikos. 27 
57:63. 
Claro A. (2003) Curso de Arquitetura e Urbanismo: Historia das Velas, Universidade Federal de Santa Catarina. Disponible 
en: <http://www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos_2003-2/iluminacao_artificial/historiadasvelas.htm>. Fecha de acceso en: 
10/02/2013. 
DOE-Department of energy of United States. (2012). Life-Cycle Assessment of Energy and Environmental Impacts of LED 
Lighting Products, June 2012. Disponible en: <http://apps1.eere.energy.gov/buildings/publications/pdfs/ssl/2012_led_lca-
pt2.pdf>. Fecha de acceso 08/10/2012. 
Goldsmith T.H. (1992): Photoreception and vision in Panzer, Neural Animal, Physiology, pp 171-245. 
Goldsmith T.H. (1994): Ultraviolet receptors and color vision: evolutionary implications and the dissonance paradigm, 
Vision Res, 1994 jun; 30 (11): 1479-87. 
Louineau J.P. et al. (1994). Rural Lighting: A Guide for Development Workers. Stockholm: IT Publications in association 
with the Stockholm Environment Institute. 
Mahapatra S; Chanakya H.N; Dasappa S. (2009) Evaluation of various energy devices for domestic lighting in India: 
Technology, economics and CO2 emissions. Energy for Sustainable Development, Volume 13, Issue 4, December 2009, 
Pages 271–279. Disponible en: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S097308260900074X>. Fecha de 
acceso 24/05/2013. 
Miles M. A; Souza A. A. y Póvoa M.(1981). Chagas disease in the amazon basin III. Ecotopes of ten triatomine bug species 
(Hemiptera: Reduviidae) from the vicinity of Belém, Pará State, Brazil. J. Med. Entomol. 18:266-278. Disponible en: 
<http://iah.iec.pa.gov.br/iah/fulltext/pc/artigos/1981/jmedentomol1981v18n04p266-278.pdf>. Fecha de acceso 
01/08/2013. 
Mills E. (2003) Technical and Economic Performance Analysis of Kerosene Lamps and Alternative Approaches to 
Illumination in Developing Countries, Energy Analysis Department Lawrence Berkeley National laboratory University of 
California, Berkeley-USA. Disponible en: <http://evanmills.lbl.gov/pubs/pdf/offgrid-lighting.pdf>. Fecha de acceso 
21/05/2013. 
Nabli H; Bailei W. C; Necib, S. (1999). Beneficial Insect attraction to light traps with differents wavelengths, Biological 
control 16, 185-188. Disponible en: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S104996449990748X>. Fecha de 
acceso 23/02/2013. 
12.33 
 
 
Nieuwenhout F.D.J; Van De Rijt P.J.N.M; Wiggelinkhuizen E.J. (1998). Rural lighting Services: A Comparison of Lamps for 
Domestic Lighting in Developing Countries, Netherlands Energy Research Foundation, Document ECN-CX 98-032, 
Netherlands. 
PNAD. (2011). Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios. 
Reisenman C. E; Insausti T. C.; Lazzari, C. R. (2002). Light-induced and circadian changes in the compound eye of the 
haematophagous bug triatoma infestans (Hemipteira: Reduviidae). The Journal of Experimental Biology 205, 201-210. 
2002. 
Rubab S; Kandpal T.C. (1996). Financial evaluation of SPV lanterns for rural lighting in India . Solar Energy Materiais and 
solar Cells, Volumem 44, Número 3 pp. 261–270. 
Schare,S; Smith, K.R. (1995). Particulate emission rates of simple kerosene lamps, Energy for Sustainable Development, II 
(2) (1995), pp. 32–35. Disponible en: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0973082608601234>. Fecha de 
acceso 06/08/2013. 
Travasso Amelia P.A da Rosa; Vasconselos, Pedro F.C; Travasso Jorge F. S. da Rosa. (1998). An overview of arbovirology 
in Brasil and Neighbouring contries, Belen, 1998. 
Van der plas, Robert & De Graaff, A.B (1988). A Comparison of Lamp for Domestic Lighting in Development Countries, 
The World Bank, Industry and Energy Department, PPR,working paper Energy series paper N°6 Washington D.C. 
WEC-World Energy Council. (1999). The challenge of rural energy poverty in developing countries. FAO. World Energy 
Council, London, U.K. 
WEO-The World Economic Outlook. (2011). Bases de dados contem series selecionadas de dados macroeconómicos do 
apêndice estadístico do informe panorâmico mundial. Fundo Monetário Internacional. 
Walter, A.; Pojo de Rojo, I.; Ferreira, A. J.; Rogier C. (2005). Risk factors for reinvasion of human dwellings by sylvatic 
triatomines in northern of Bahia state, Brazil, cad. saúde pública. 
Walker y Galbreath. (1979). Collecting insects at lights: a test of four type of lamps. New Zealand Entomologist, 1979, Vol. 
7, No. 1 83-85. 
Wunsch A. (2006) Artificial Lighting and Health. Journal of Optometric Phototherapy, Abril 2006. 
 
 
ABSTRACT 
 
The insertion of lighting technologies brings great social benefits, such as its use in night schools, health centers and 
recreation environments. Based on these considerations, and by studying different literature sources, this article addresses the 
major impacts from rural lighting devices throughout history. It was evident that the light sources preceding electrification 
pollute the environment, emit low illuminance and their long-term cost is high. Likewise, it was evaluated the impacts 
generated by the LED and CFL lamps during its life cycle. From this analysis, we concluded that current environmental 
impacts caused by CFLs would reduce about 20% if LED lamps were used. In addition, the outlook for 2017 predict a 60% 
reduction of the impacts caused for the CFL lamps. 
Keywords: lighting, technology transfer, environmental impact, rural housing. 
12.34 
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