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Una linterna ( o lámpara eléctrica portátil ) es una lámpara eléctrica de mano. Antiguamente, la fuente de luz solía ser una bombilla incandescente en miniatura , pero desde principios de la década de 2000, estas han sido reemplazadas por diodos emisores de luz (LED). Una linterna típica consta de una fuente de luz montada en un reflector, una cubierta transparente (a veces combinada con una lente ) para proteger la fuente de luz y el reflector, una batería y un interruptor , todo ello encerrado en una carcasa.

La invención de la pila seca y las lámparas eléctricas incandescentes en miniatura hizo posible la creación de las primeras linternas a pilas alrededor de 1899. Hoy en día, las linternas utilizan principalmente diodos emisores de luz y funcionan con pilas desechables o recargables . Algunas se encienden girando una manivela , agitándolas o apretándolas. Otras incorporan paneles solares para recargar la batería. Las linternas se utilizan como fuente de luz al aire libre, en lugares sin iluminación permanente, durante cortes de luz o cuando se necesita una luz portátil.

Además de las linternas de mano de uso general, existen muchos modelos adaptados para usos especiales. Las linternas montadas en la cabeza o en el casco, diseñadas para mineros y campistas, permiten tener las manos libres. Algunas linternas pueden utilizarse bajo el agua o en atmósferas inflamables.

Las primeras linternas funcionaban con baterías de zinc-carbono , que no podían proporcionar una corriente eléctrica constante y requerían periodos de "descanso" para seguir funcionando. ^{[ 1 ]} Debido a que estas primeras linternas también utilizaban bombillas de filamento de carbono de bajo consumo energético, los periodos de "descanso" se producían a intervalos cortos. En consecuencia, solo podían utilizarse en destellos breves, de ahí el nombre común en Norteamérica de "linterna". ^{[ 2 ]}

Los dibujos lineales de la patente 617,592 de Misell muestran una sección transversal de una linterna con tres pilas, reflector y lente.

La linterna de 1899 era un tubo de fibra con tapas de latón en los extremos y una lente de cristal circular en uno de ellos.

Anuncio de linternas Ever-Ready de enero de 1899 que menciona los procedimientos contra las empresas rivales presuntamente infractoras de patentes.

La primera pila seca se inventó en 1887. A diferencia de las pilas anteriores, utilizaba un electrolito en pasta en lugar de líquido. Esta fue la primera pila apta para dispositivos eléctricos portátiles, ya que no se derramaba ni se rompía fácilmente y funcionaba en cualquier posición. Las primeras pilas secas producidas en masa aparecieron en 1896, y poco después se inventaron las linternas eléctricas portátiles. Estas linternas ofrecían ventajas en comodidad y seguridad respecto a las antorchas (de combustión) , las velas y los faroles . La lámpara eléctrica era inodora, no producía humo y emitía menos calor que la iluminación alimentada por combustión. Se podía encender y apagar al instante y evitaba el riesgo de incendio.

El 10 de enero de 1899, el inventor británico David Misell obtuvo la patente estadounidense n.° 617,592, asignada a American Electrical Novelty and Manufacturing Company . ^{[ 3 ]} Este «dispositivo eléctrico» diseñado por Misell funcionaba con pilas «D» colocadas una tras otra en un tubo de papel, con la bombilla y un reflector de latón en bruto en el extremo. ^{[ 2 ] [ 4 ]} La compañía donó algunos de estos dispositivos a la policía de la ciudad de Nueva York , que los recibió favorablemente.

Las bombillas de filamento de carbono y las pilas secas bastante rudimentarias hicieron de las primeras linternas una novedad cara, con bajas ventas y escaso interés por parte de los fabricantes. El desarrollo de la lámpara de filamento de tungsteno en 1904, con una eficacia tres veces superior a la de las bombillas de filamento de carbono, junto con baterías mejoradas de diversos tamaños, hizo que las linternas fueran más útiles y populares. La ventaja del control instantáneo y la ausencia de llama propiciaron que las linternas eléctricas portátiles comenzaran a sustituir a las lámparas de combustión, como la linterna de huracán . ^{[ 5 ]}

Para 1907, existían varios tipos de linternas: las tubulares de mano, las tipo linterna que se podían apoyar para un uso prolongado, las linternas de bolsillo para trabajos de precisión y las grandes lámparas reflectoras tipo reflector para iluminar objetos distantes. En 1922, se estimaba que había 10 millones de usuarios de linternas en Estados Unidos, con ventas anuales de baterías de repuesto y linternas por valor de 20 millones de dólares, comparables a las ventas de muchos electrodomésticos conectados a la red eléctrica. ^{[ 6 ]} Las linternas se hicieron muy populares en China; a finales de la década de 1930, 60 empresas fabricaban linternas, algunas vendiéndolas por tan solo un tercio del precio de los modelos importados equivalentes. ^{[ 7 ]} Las lámparas en miniatura desarrolladas para linternas y uso automotriz se convirtieron en un sector importante de la industria de fabricación de lámparas incandescentes.

Las linternas LED se introdujeron a principios de la década de 2000. Maglite fabricó su primera linterna LED en 2006. ^{[ 8 ]}

Las linternas incandescentes utilizan bombillas incandescentes, que constan de una bombilla de vidrio y un filamento de tungsteno . Las bombillas se encuentran al vacío o rellenas de argón , criptón o xenón . Algunas linternas incandescentes de alta potencia utilizan una lámpara halógena , cuya bombilla contiene un gas halógeno como yodo o bromo para mejorar su vida útil y eficacia. En todas las linternas, excepto en las desechables o de fantasía, la bombilla es reemplazable por el usuario; su vida útil puede ser de tan solo unas horas. ^{[ 9 ]}

La salida de luz de una lámpara incandescente en una linterna varía ampliamente según el tipo de lámpara. Una linterna miniatura de llavero produce uno o dos lúmenes . Una linterna de dos pilas D que utiliza una lámpara miniatura común de enfoque previo produce del orden de 15 a 20 lúmenes de luz ^{[ 10 ]} y un haz de aproximadamente 200 candelas . Una marca popular de linterna recargable con enfoque utiliza una lámpara halógena y produce 218 lúmenes. En comparación, una lámpara incandescente doméstica de 60 vatios producirá aproximadamente 900 lúmenes. La eficacia luminosa o lúmenes producidos por vatio de entrada de las bombillas de linterna varía en el rango aproximado de 8 a 22 lúmenes/vatio, dependiendo del tamaño de la bombilla y el gas de relleno, siendo las lámparas de 12 voltios rellenas de halógeno las de mayor eficiencia.

Los potentes diodos emisores de luz blanca ( LED ) han sustituido en gran medida a las bombillas incandescentes en las linternas prácticas. Los LED existían desde hacía décadas, principalmente como luces indicadoras de baja potencia. En 1999, Lumileds Corporation, con sede en San José, California , presentó el LED Luxeon, un emisor de luz blanca de alta potencia. Esto hizo posible la creación de linternas LED con menor consumo energético y mayor autonomía que las linternas incandescentes con una potencia lumínica similar. La primera linterna LED Luxeon fue la Arc LS, diseñada en 2001.

Los LED blancos en paquetes de 5  mm de diámetro producen solo unos pocos lúmenes cada uno; se pueden agrupar muchas unidades para proporcionar luz adicional. Los LED de mayor potencia, que consumen más de 100 miliamperios cada uno, simplifican el problema del diseño óptico de producir un haz potente y controlado con precisión. Se puede utilizar un LED de chip en placa (COB), con múltiples dispositivos LED en un sustrato disipador de calor cubierto por una capa común de fósforo para generar luz blanca. ^{[ 11 ]} Los LED pueden ser significativamente más eficientes que las lámparas incandescentes , con LED blancos que producen del orden de 100 lúmenes por cada vatio, en comparación con 8-10 lúmenes por vatio de las bombillas incandescentes pequeñas. Una linterna LED tiene una duración de batería más larga que una linterna incandescente con una salida comparable. ^{[ 9 ]} Los LED también son menos frágiles que las lámparas de vidrio. Las lámparas LED tienen espectros de luz diferentes en comparación con las fuentes incandescentes, y se fabrican en varios rangos de temperatura de color e índice de reproducción cromática . Dado que el LED tiene una vida útil más larga que la de una linterna convencional, suele instalarse de forma permanente. Las linternas diseñadas para bombillas incandescentes a menudo se pueden actualizar a bombillas LED más eficientes. ^{[ 12 ]}

Los LED generalmente requieren algún tipo de control para limitar la corriente que circula por el diodo. Las linternas que usan una o dos pilas desechables de 1,5 voltios necesitan un convertidor elevador para proporcionar el voltaje más alto que requiere un LED blanco, que necesita alrededor de 3,4 voltios para funcionar. Las linternas que usan tres o más pilas secas pueden usar solo una resistencia para limitar la corriente. Algunas linternas regulan electrónicamente la corriente que circula por los LED para estabilizar la salida de luz a medida que las baterías se descargan. Los LED mantienen una temperatura de color casi constante independientemente del voltaje o la corriente de entrada, mientras que la temperatura de color de una bombilla incandescente disminuye rápidamente a medida que la batería se descarga, volviéndose más roja y menos visible. Las linternas LED reguladas también pueden tener niveles de salida seleccionables por el usuario, adecuados para una tarea; por ejemplo, luz baja para leer un mapa y luz alta para revisar una señal de tráfico. Esto sería difícil de lograr con una sola bombilla incandescente, ya que la eficacia de la lámpara disminuye rápidamente a baja potencia.

Las linternas LED pueden consumir 1 vatio o mucho más de la batería, generando calor además de luz. A diferencia de los filamentos de tungsteno, que deben estar calientes para producir luz, tanto la intensidad luminosa como la vida útil de un LED disminuyen con la temperatura. La disipación de calor en los LED suele requerir que las linternas LED pequeñas y de alta potencia tengan cuerpos, reflectores y otras piezas de aluminio u otros materiales con alta conductividad térmica para disipar el calor; pueden calentarse durante su uso. ^{[ 13 ]}

La intensidad luminosa de las linternas LED varía aún más que la de las bombillas incandescentes. Las linternas tipo llavero que funcionan con pilas de botón , o las que utilizan un solo  LED de 5 mm, pueden producir solo unos pocos lúmenes. Incluso una pequeña linterna LED que funciona con una pila AA, pero que cuenta con un LED, puede emitir 100 lúmenes.

Los LED son altamente eficientes en la producción de luz de color en comparación con las lámparas incandescentes y los filtros. Una linterna LED puede contener diferentes LED para luz blanca y de color, seleccionables por el usuario para diferentes propósitos. Las linternas LED de color se utilizan para señalización, tareas de inspección especiales, análisis forenses o para rastrear el rastro de sangre de animales de caza heridos. Una linterna puede tener un LED rojo destinado a preservar la adaptación de la visión a la oscuridad. Los LED ultravioleta se pueden utilizar para luces de inspección, por ejemplo, para detectar tintes fluorescentes añadidos a los sistemas de aire acondicionado para detectar fugas, examinar billetes o comprobar marcas fluorescentes UV en la ropa o en los portaboletos de eventos. Los LED infrarrojos se pueden utilizar como iluminadores para sistemas de visión nocturna. Las linternas LED pueden especificarse para ser compatibles con dispositivos de visión nocturna .

Un tipo de linterna menos común utiliza una lámpara de descarga de alta intensidad (lámpara HID) como fuente de luz. Una lámpara de descarga de gas HID utiliza una mezcla de sales de haluro metálico y gas noble como combustible. Las lámparas HID producen más luz que una linterna incandescente tradicional con la misma cantidad de electricidad, aunque no tanta como los LED de alta potencia. La lámpara dura más y es más resistente a los golpes que una bombilla incandescente común, ya que carece del filamento eléctrico relativamente frágil que se encuentra en las bombillas incandescentes. Sin embargo, son mucho más caras que las incandescentes, debido al circuito de balasto necesario para encenderlas y hacerlas funcionar. Una lámpara HID requiere un breve tiempo de calentamiento antes de alcanzar su máxima potencia.

LEP significa Fósforo Excitado por Láser. La fuente de luz es un diodo láser azul, que se dirige a una capa de fósforo para producir luz blanca. Con la primera linterna LEP disponible en 2018, actualmente existen varias docenas de linternas LEP, principalmente de China. En la actualidad, se utilizan dos tipos de módulos LEP. ^{[ 14 ]} La luz láser brilla a través de la capa de fósforo para producir luz blanca, o bien se dirige a la capa mediante un espejo. El tipo de espejo está integrado en un módulo de plástico, mientras que los modelos de luz directa suelen estar construidos con una carcasa de cobre/aluminio y son mucho más pequeños que los de plástico.

Los accesorios para linternas permiten modificar el color de la luz o dispersarla de forma diferente. Los conos de plástico translúcido de colores que se colocan sobre la lente de la linterna aumentan la visibilidad al mirar de lado. Estas varillas de señalización se utilizan con frecuencia para guiar automóviles o aeronaves por la noche. Las lentes de colores colocadas en el extremo de la linterna se utilizan para señalización, por ejemplo, en estaciones de ferrocarril. La luz de color resulta útil ocasionalmente para los cazadores que rastrean presas heridas al anochecer o para el análisis forense de una zona. Un filtro rojo ayuda a preservar la visión nocturna después de apagar la linterna y puede ser útil para observar animales (como tortugas bobas anidando ) sin molestarlos. ^{[ 15 ]}

Para algunas linternas, se encuentran disponibles guías de luz desmontables, que consisten en varillas de plástico rígidas y dobladas o tubos semirrígidos o flexibles que contienen fibras ópticas, para la inspección dentro de tanques, paredes o estructuras; cuando no se necesitan, la guía de luz se puede quitar y la luz se puede usar para otros fines.

Una linterna de bolsillo es una linterna pequeña, del tamaño de un bolígrafo , que suele funcionar con dos pilas AA o AAA . En algunos modelos, la bombilla incandescente tiene una lente integrada que enfoca la luz, por lo que no lleva reflector. Otros utilizan bombillas incandescentes montadas en reflectores. Las linternas de bolsillo LED son cada vez más comunes. Las unidades económicas pueden ser desechables, sin posibilidad de reemplazar las pilas ni las bombillas, y a veces llevan publicidad impresa con fines promocionales.

Una linterna frontal está diseñada para llevarse en la cabeza y suele tener componentes separados para la lámpara y la batería. El paquete de baterías puede colocarse en la parte posterior de la cabeza o en un bolsillo para mejorar el equilibrio. Las linternas frontales dejan las manos libres al usuario. Una linterna frontal puede sujetarse al ala de un sombrero o montarse en un casco , en lugar de usar correas; otros tipos se asemejan a las monturas de las gafas. De forma similar a la linterna frontal, una linterna de cabezal angular emite luz perpendicular a la longitud del tubo de la batería; puede sujetarse a una diadema, cinturón o correa, o colocarse sobre una superficie plana. Algunos tipos permiten al usuario ajustar el ángulo de la cabeza. La linterna Fulton MX991/U era una linterna de cabezal angular que se suministraba al personal militar estadounidense; linternas de estilo similar siguen siendo populares.

Las linternas tácticas a veces se montan en pistolas o rifles . Permiten iluminar momentáneamente un objetivo. Son lo suficientemente pequeñas como para montarse fácilmente en el riel del cañón. Las linternas tácticas deben resistir el impacto del retroceso y ser fáciles de controlar mientras se sostiene el arma.

Aunque la mayoría de las linternas están diseñadas para que el usuario reemplace las pilas y la bombilla según sea necesario, existen linternas desechables completamente selladas , como las linternas de llavero económicas. Cuando las pilas se agotan o la bombilla se funde, el producto se desecha por completo.

Las linternas de buceo deben ser estancas a presión y se utilizan para el buceo nocturno y como iluminación complementaria en zonas donde la luz de la superficie no llega. El compartimento de la batería puede contener un catalizador para recombinar el hidrógeno que se libera, ya que no es posible ventilarlo durante su uso.

Las personas que trabajan en áreas peligrosas con concentraciones significativas de gases o polvos inflamables, como minas, salas de máquinas de barcos, plantas químicas o silos de grano , utilizan linternas "no incendiarias", "intrínsecamente seguras" o "a prueba de explosiones", diseñadas para que cualquier chispa en su interior no provoque una explosión. La linterna puede requerir la aprobación de una autoridad competente para el servicio específico y los gases o polvos previstos. El aumento de temperatura externa de la linterna no debe superar el punto de autoignición del gas, por lo que la sustitución por lámparas o baterías más potentes podría invalidar la aprobación.

Las linternas de inspección cuentan con guías de luz fijas que contienen fibras ópticas o varillas de plástico. Otro tipo presenta una lámpara montada en el extremo de un cable flexible o una sonda semirrígida o articulada. Estas lámparas se utilizan para la inspección del interior de tanques o estructuras como aeronaves. Cuando se utilizan para inspeccionar el interior de tanques que contienen líquidos inflamables, las linternas de inspección pueden ser ignífugas (a prueba de explosiones) para evitar la ignición de líquidos o vapores. ^{[ 16 ]}

Los otoscopios y los oftalmoscopios son instrumentos médicos que combinan una fuente de luz manual y lentes de aumento para el examen del conducto auditivo y los ojos, respectivamente.

A bordo de los buques de guerra, las linternas de combate pueden utilizarse como iluminación portátil de emergencia. Instaladas en los compartimentos principales del buque, una linterna de combate puede desmontarse de su soporte y utilizarse como iluminación portátil en caso de que la iluminación principal esté fuera de servicio. Las linternas de combate pueden utilizar lámparas incandescentes o LED y baterías desechables o recargables. ^{[ 17 ]}

Muchas linternas tienen un diseño cilíndrico, con la lámpara acoplada a un extremo. Sin embargo, los primeros diseños presentaban diversas formas. Algunas se asemejaban a candelabros , con una bombilla montada en la parte superior de un tubo para pilas fijado a una base plana con asa. Otras se parecían a faroles , compuestos por una caja para pilas con asa y la lámpara y el reflector acoplados en la parte frontal. Los faroles eléctricos se utilizan para iluminar una amplia zona alrededor del farolero, en lugar de crear un haz de luz estrecho; pueden colocarse sobre una superficie plana o sujetarse a soportes. Algunos faroles eléctricos utilizan lámparas fluorescentes en miniatura para una mayor eficiencia que las bombillas incandescentes. Los focos eléctricos portátiles de mano pueden proporcionar reflectores y lámparas más grandes, así como baterías más potentes, que las linternas tubulares diseñadas para caber en un bolsillo.

Los dispositivos portátiles multifunción pueden incluir una linterna como una de sus funciones, por ejemplo, una combinación de radio portátil y linterna. Por ejemplo, algunas aplicaciones de software aumentan la intensidad de la retroiluminación de la pantalla o activan el flash de la cámara o la luz de vídeo. En 2013, los teléfonos inteligentes iPhone se actualizaron con iOS 7 para incluir una función integrada que activa el flash de la cámara, proporcionando así una "linterna". ^{[ 18 ]}

Además de las linternas utilitarias, se han fabricado linternas eléctricas portátiles decorativas, de juguete y de fantasía en una infinidad de formas. En la década de 1890, una de las primeras aplicaciones de linternas portátiles a pilas fue un tipo de alfiler de corbata de porcelana con bombilla y pila ocultas. Las linternas de juguete para niños pueden incluir lentes para proyectar imágenes en las paredes o luz de color, además de proporcionar luz blanca.

Un reflector con forma aproximadamente parabólica concentra la luz emitida por la bombilla en un haz dirigido. Algunas linternas permiten al usuario ajustar la posición relativa de la lámpara y el reflector, lo que proporciona un efecto de enfoque variable, desde una luz amplia hasta un haz estrecho. Los reflectores pueden ser de metal pulido, vidrio o plástico con un acabado reflectante aluminizado. Algunos fabricantes utilizan un reflector con textura rugosa o tipo "piel de naranja", en lugar de uno liso, para mejorar la uniformidad del haz de luz emitido. Cuando se utilizan varios LED, cada uno puede colocarse en su propio reflector parabólico. Las linternas que utilizan un sistema de " reflexión interna total " tienen un elemento óptico transparente (tubo de luz) para guiar la luz desde la fuente hasta formar un haz; no se requiere una superficie reflectora. Para un tamaño dado de fuente de luz, un reflector o lente más grande permite producir un haz más concentrado, capturando la misma fracción de la luz emitida. Algunas linternas utilizan lentes Fresnel , lo que permite reducir el peso de la lente.

El reflector puede tener una cubierta plana y transparente para protegerlo de la suciedad y la humedad, pero algunos diseños incorporan una lente circular de plástico o vidrio para concentrar el haz de luz. La lente o la cubierta del reflector deben resistir impactos y el calor de la lámpara, y no deben perder demasiada luz transmitida por reflexión o absorción. Las linternas muy pequeñas pueden no tener un reflector o lente independiente de la lámpara. Algunos tipos de bombillas tipo bolígrafo o pequeños LED tienen una lente integrada.

Un reflector forma un haz estrecho, denominado "haz proyectado" en la jerga de los aficionados, mientras que la luz emitida hacia adelante no llega al reflector y forma un haz amplio o "dispersión". Dado que los LED emiten la mayor parte de la luz en un hemisferio, las luces con lente, con el LED orientado hacia adelante, o las luces con reflector, con el LED orientado hacia atrás, irradian menos dispersión. Las luces de enfoque variable, con "zoom" o de "haz proyectado", pueden mover el reflector o la lente, o bien el emisor; mover el emisor plantea al diseñador el problema de mantener la disipación de calor del LED.

Las primeras linternas utilizaban fibra vulcanizada o tubos de caucho duro con tapas metálicas en los extremos. También se han utilizado muchos otros materiales, como acero trefilado, latón chapado, cobre o plata, e incluso madera y cuero. Las linternas modernas suelen estar hechas de plástico o aluminio. Los plásticos varían desde el poliestireno y el polietileno de bajo coste hasta mezclas más complejas de ABS o epoxis reforzados con fibra de vidrio. Algunos fabricantes tienen formulaciones de plástico patentadas para sus productos. ^{[ 20 ]} Un plástico adecuado para la fabricación de linternas permite una fácil moldeación y propiedades mecánicas apropiadas de la carcasa terminada. El aluminio, ya sea liso, pintado o anodizado , es una opción popular. Es conductor de electricidad, se puede mecanizar fácilmente y disipa bien el calor. Se utilizan varias aleaciones estándar de aluminio. Otros metales incluyen cobre , acero inoxidable y titanio , que se pueden pulir para proporcionar un acabado decorativo. El zinc se puede fundir a presión en formas intrincadas. El magnesio y sus aleaciones proporcionan resistencia y disipación de calor similares a las del aluminio con menor peso, pero se corroen fácilmente.

Los metales pueden estirarse para formar tubos, o bien, el material extruido tubular puede mecanizarse para añadir roscas para la cabeza y la tapa trasera, moleteado para un mejor agarre y superficies planas o agujeros decorativos y funcionales en el cuerpo. Las linternas LED pueden tener aletas de refrigeración mecanizadas en sus carcasas metálicas. Los plásticos suelen moldearse por inyección con una forma casi final, requiriendo solo unos pocos pasos de proceso adicionales para completar el ensamblaje. ^{[ 21 ]} Las carcasas metálicas proporcionan una mejor disipación del calor para el LED, pero los plásticos no son conductores de electricidad y pueden resistir la corrosión y el desgaste.

• J. Tracy, Linternas en Kenia: revelando las implicaciones sociales, económicas, sanitarias y ambientales en ausencia de garantía de calidad , una tesis de maestría que analiza el uso de linternas en Kenia]. Archivado el 31 de marzo de 2014 en Wayback Machine .
• El Museo de las Linternas , un sitio web para coleccionistas que muestra muchas linternas antiguas o inusuales.