apuntes módulo de iluminación (exterior e interior)
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IluminaciónNotas de claseSistemasLuminariasLuxesLúmenesExteriorInteriorLuz cálidaLuz fríaHalógenosTRANSCRIPT
CFE – FIDE – CONAE – INSTITUTO TECNOLÓGICO DE
MÉRIDA
GA iluminación, s.a. de c.v.
DIPLOMADO EN AHORRO DE ENERGÍA
Módulo IV
AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN SISTEMAS DE
ILUMINACIÓN
Arqto. Elías Cisneros Avila
31 de Julio, 1 y 2 de Agosto de 2003
Avenida 6 por 3-A, No. 400, Colonia Díaz Ordaz, C.P. 97130, Mérida, Yucatán
(999) 926-72-78 al 80, [email protected]
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CONTENIDO
Pag. 1. La naturaleza de la luz 3
1.1 Principios 3 1.2 Teorías 3 1.3 Generación de luz 4
1.3.1 Fuentes naturales de luz 4 1.3.2 Fuentes artificiales de luz 5
1.4 Lámparas incandescentes 6 1.4.1 Lámparas de halógeno 7
1.6 Lámparas de aditivos metálicos 8 1.7 Lámparas fluorescentes 9
2. Características y medidas de la luz 12
2.1 Unidades básicas para la medición de la luz 12 2.2 Iluminancia 12 2.3 Luminancia 13 2.4 Reflectancia 13
2.4.1 Reflectancias efectivas 13 2.5 Relaciones máximas de luminancia recomendadas 14 2.6 Contraste 16 2.7 Nivel de iluminación 16
3. El ojo humano 22
3.1 El ojo y la visión 22 3.1.1 El mecanismo visual 22
3.2 Partes del ojo y sus funciones 22 3.3 Defectos estructurales del ojo 23
4. Factores que influyen en la visión 25
4.1 Iluminación 25 4.2 Deslumbramiento 25 4.3 Cantidad de iluminación 26 4.4 Calidad de iluminación 26 4.5 Temperatura de color 27 4.6 Índice de reproducción cromática 28
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5. Luminarias 29 5.1 Generalidades 29
5.2 Componentes de las luminarias 29 5.2.1 Reflectores 30 5.2.2 Refractores 31 5.2.3 Difusores 31 5.2.4 Filtros, pantallas, louvers y bafles 32 5.2.5 Componentes mecánicos 33 5.2.6 Componentes eléctricos 35
5.3 Tipos y clasificación de luminarias 37 5.3.1 Propósitos de clasificación 37 5.3.2 Métodos de clasificación 37 5.3.3 Clasificación por aplicación 37 5.3.4 Clasificación por características fotométricas 38 5.3.5 El sistema de clasificación de la CIE 38 5.3.6 Sistema de clasificación NEMA 38 5.3.7 El sistema de clasificación IESNA para luminarias
para exteriores 39
5.3.8 Clasificación de luminarias por el ángulo del haz lumínico (Cutoff)
40
5.3.9 Estimación de la cantidad de luminarias en un espacio
42
6. Balastros 44
6.1 Balastros electrónicos 44 6.2 Factores de operación 45
6.2.1 Factor de balastro (BF) 45 6.2.2 Factor de eficiencia de balastro (BEF) 46 6.2.3 Factor de potencia 46 6.2.4 Factor de cresta 47
7. Glosario 48
8. Bibliografía 51
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LA NATURALEZA DE LA LUZ
La necesidad para entender la naturaleza de luz ha llevado a la curiosidad de los
seres humanos a buscar dentro de los más profundos secretos del átomo y fuera de los
alcances más lejanos del universo estrellado.
--Ben Bova
PRINCIPIOS
Para el propósito de la ingeniería en iluminación, la Sociedad
Norteamericana de Ingeniería e Iluminación (IESNA) define la luz como energía
radiante que es capaz de excitar la retina humana y crear una sensación visual.
La luz considerada como onda, es parte del espectro electromagnético. La
naturaleza de todas las ondas que conforman el espectro es la misma, pero sólo
una parte pequeña de este es visible al ojo humano.
A esta porción del espectro electromagnético se le conoce como el
espectro visible, y abarca aproximadamente las longitudes de onda que van de
los 380 nm a los 780 nm, quedando situada entre el ultravioleta y el infrarrojo.
TEORÍAS
Una de las primeras teorías para describir la luz involucraba la noción de
que esta era emitida por los ojos, y que estos eran revestidos de visión al ser
excitados por sus emisiones. Aristóteles rechazó esta teoría al cuestionar por
qué no podíamos ver en la oscuridad. Desde entonces, muchas teorías
alternativas han sido desarrolladas. Desde un punto de vista físico, estas teorías
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generalmente consideraron luz como una energía transferida de un lugar a otro.
El espectro electromagnético
GENERACIÓN DE LUZ FUENTES NATURALES DE LUZ
Luz del Sol.- Energía con una temperatura de color de aproximadamente
3500 K es recibida del sol justo en el exterior de la atmósfera terrestre en un
rango promedio de 1,350 W/m2. Aproximadamente 75% de esta energía alcanza
la superficie de la tierra al nivel del mar (en el ecuador) en un día claro.
La luminancia promedio del sol es aproximadamente 1600 Mcd/m2 medidos
desde el nivel del mar. La iluminancia en la superficie de la tierra por el sol puede
exceder los 100 Klx (10,000 fc).
Luz de Luna.- La luna brilla únicamente por reflexión de la luz del sol. Debido
a que la reflectancia de su superficie es bastante bajo, su luminancia sólo está
en el orden de 2500 cd/m2. La temperatura de color puesta en correspondiente
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a la luz de la luna es de alrededor de 4100 K, pero esta variará dependiendo de la
densidad del material suspendido en la atmósfera terrestre.
La iluminación de la superficie de la tierra por la luna puede ser tan alta
como 0.1 lx (0.01 fc).
Bioluminiscencia.- La “luz viviente" es una forma de luminiscencia química
en la que algunos compuestos especiales producidos por plantas y animales se
oxidan, emitiendo luz. Los compuestos emisores de luz no siempre requieren estar
en un organismo viviente. Muchos compuestos bioluminiscentes pueden
permanecer en estado latente muchos años para después, en respuesta a la
exposición al oxígeno o algún otro catalizador, emitir luz.
FUENTES ARTIFICIALES DE LUZ Históricamente, estas fuentes de luz han sido divididos en dos tipos,
incandescente y luminiscente. Fundamentalmente, la causa de la emisión de luz
es la misma: transiciones electrónicas desde altos a bajos estados de energía. El
modo de excitación de los electrones y la distribución espectral de la radiación
resultante son diferentes, sin embargo.
Con contadas excepciones, las lámparas incandescentes emiten un
espectro continuo, mientras que las lámparas de descarga irradian
principalmente líneas espectrales discontinuas.
Los dos tipos de lámparas, con subdivisiones que muestran dispositivos o
procesos afines, se enlistan a continuación:
1. Incandescencia
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A. Lámparas de filamento
B. Piroluminiscencia (llama de una vela)
C. Candoluminiscencia (luz de gas)
D. Arco eléctrico de carbono
2. Luminiscencia
A. Fotoluminiscencia
1. Lámparas de descarga
2. Lámparas fluorescentes
3. Fosforescencia
4. Rayos láser
B. Electroluminiscencia
1. Lámparas de electroluminiscencia
2. Diodos emisores de luz (LED)
3. Cátodoluminiscencia
LÁMPARAS INCANDESCENTES
Las lámparas incandescentes o de filamento producen luz por medio de un
hilo o filamento metálico calentado hasta la incandescencia por el paso de una
corriente eléctrica a través de él.
Las partes principales de una lámpara de filamento son el bulbo, la base y el
filamento.
Debido a que un filamento incandescente debe operar en el vacío o en una
atmósfera de gas inerte para evitar la rápida desintegración debida a la
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oxidación, se le encierra en una envoltura de cristal llamada bulbo o ampolla, la
cual puede tener varias formas y tamaños, dependiendo del tipo de lámpara y
sus aplicaciones.
Componentes de una lámpara incandescente A-19
LÁMPARAS DE HALÓGENO Las lámparas de halógeno son lámparas incandescentes mejoradas. En las
lámparas incandescentes convencionales el filamento de tungsteno se evapora
poco a poco depositándose en forma de capa negra en el interior del bulbo. El
flujo, la intensidad y la eficacia luminosa disminuyen.
En las lámparas de halógeno se introducen en el bulbo, además de los
habituales gases de relleno, los elementos halógenos yodo y bromo, los cuales
captan los átomos de tungsteno desprendidos del filamento y sin dejarlos que se
depositen en el interior del bulbo, los regresan al filamento. Este es el ciclo
regenerador del halógeno.
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Ciclo regenerador del halógeno
Esta relación Halógeno-Tungsteno funciona mejor si la temperatura del
filamento es elevada y la distancia entre el cristal del bulbo y el filamento se
reduce. Resultando lámparas muy pequeñas.
Al acumularse tanto calor en un espacio tan reducido, se requiere un cristal
de material capaz de resistir temperaturas de 650°, indispensables en el ciclo
halógeno, además de una presión elevada (varias atmósferas) para limitar la
velocidad de evaporación del filamento. Sólo el cuarzo cumple estos requisitos.
Para conservar sus propiedades luminosas no debe estar en contacto con
objetos grasos, por ejemplo, los dedos.
Entre las cualidades de las lámparas de halógeno podemos mencionar: luz
muy brillante, blanca (3000K) y constante; mayor eficacia luminosa (25 lm/W);
mejor reproducción de los colores y más larga duración de vida (hasta 4,000
hrs.). La relación iluminación/potencia es un factor de economía importante ya
que en comparación con una lámpara incandescente normal, la halógena
siempre ofrece un consumo más reducido.
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LÁMPARAS DE ADITIVOS METÁLICOS
Las lámparas de aditivos metálicos pertenecen a las conocidas bajo el
nombre de lámparas de descarga eléctrica de alta intensidad, en las cuales la
luz se produce por el paso de una corriente eléctrica a través de una atmósfera
de vapor o un gas, en vez de por un filamento.
La aplicación de un potencial eléctrico ioniza el gas y permite que la
corriente pase entre dos electrodos colocados en los extremos opuestos de la
lámpara. Los electrones que forman el chorro de corriente o “arco de
descarga” se aceleran a enormes velocidades al entrar en colisión con los
átomos del gas o vapor y altera momentáneamente la estructura atómica de
estos, produciéndose la luz por la energía despedida cuando los átomos
alterados vuelven a su estado normal.
Las fuentes de descarga eléctrica tienen una resistencia de
características negativas y requieren un transformador de alta reactancia o un
elemento similar para limitar la corriente.
Los electrodos de las lámparas de aditivos metálicos son espirales de
tungsteno impregnados de material emisor. En la mayoría de las lámparas este
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material es una mezcla de óxidos trimetálicos, embebida en las vueltas del
espiral de tungsteno. El material emisor suministra electrones para iniciar y ayudar
a mantener el arco. Los electrodos también actúan como terminales de arco.
Constitución de una lámpara de aditivos metálicos normal y otra con color corregido
Casi todas las lámparas de aditivos metálicos se construyen con dos
bulbos, uno interior de cuarzo, en el que se produce el arco, y otro exterior de
cristal, que protege al primero de los cambios de temperatura y actúa como
filtro para eliminar algunas longitudes de onda de la radiación del arco. El espacio
situado entre los dos bulbos normalmente se rellena con un gas inerte.
LÁMPARAS FLUORESCENTES
Son otro tipo de lámparas de descarga eléctrica, en la cual la luz se
produce predominantemente por la fluorescencia del fósforo activado por la
energía ultravioleta de un arco de mercurio.
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Consiste en un bulbo tubular que lleva sellado en cada extremo un
electrodo y en el interior contiene vapor de mercurio a baja presión y una
pequeña cantidad de gas inerte, argón o una mezcla de gases para el
encendido. Las paredes interiores del bulbo están revestidas de polvo
fluorescente.
Constitución de una lámpara fluorescente
Cuando se aplica la tensión apropiada, un flujo de electrones,
desplazándose a gran velocidad, es impulsado desde uno de los electrodos y
atraído por el otro. Las colisiones entre estos electrones y los átomos de
mercurio que se encuentran en su camino producen un estado de excitación
cuyo resultado es la emisión de radiaciones, principalmente en la región
ultravioleta a 2,530 angstroms. El polvo fluorescente que recubre la pared interior
del bulbo tubular de la lámpara transforma esta energía en luz visible.
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Producción de luz en una lámpara fluorescente
La lámpara fluorescente difiere básicamente de las de alta intensidad de
descarga en dos aspectos: trabaja a una presión de vapor mucho más baja, y
tiene fósforo que es activado solamente por la onda corta ultravioleta radiada
por un arco de baja tensión.
En una lámpara fluorescente, más del 90% de la luz visible se produce por
fluorescencia, y el pequeño tanto por ciento restante por las bandas visibles del
espectro del arco de mercurio. En una lámpara típica de aditivos metálicos
fosforados la situación es prácticamente opuesta: las líneas visibles del arco de
mercurio aportan aproximadamente el 90% de la luz emitida y la fluorescencia
del fósforo sólo el 10%.
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CARACTERÍSTICAS Y MEDIDAS DE LA LUZ
La luz se desplaza en línea recta a menos que su trayectoria sea
modificada o redirigida por un medio reflectante o por un medio refractante.
Las ondas luminosas pasan unas a través de otras sin sufrir alteración, por
ejemplo, un rayo de luz roja pasa directamente a través de otro de luz azul sin
cambiar de dirección o de color.
La luz es invisible a su paso por el espacio, a menos que algún medio la
refleje en dirección al ojo humano.
UNIDADES BÁSICAS PARA LA MEDICIÓN DE LA LUZ
La unidad del flujo luminoso en el Sistema Internacional (SI) es el lumen. El
lumen se define como la cantidad de luz emitida por un radián sólido proveniente
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de una fuente de luz de una candela de intensidad.
Cuando el flujo luminoso o los lúmenes impactan una superficie, se dice que
esta superficie está iluminada. La unidad de medición de la iluminación, en el
Sistema Internacional, es el lux. Un lux es la iluminación producida por un lumen
uniformemente distribuido sobre un metro cuadrado.
ILUMINANCIA
La ley del cuadrado inverso expresa matemáticamente la relación que
existe entre intensidad luminosa e iluminación. Esta ley establece que la
iluminación en un punto de una superficie es directamente proporcional a la
intensidad luminosa de la luz incidente en ese punto, e inversamente proporcional
al cuadrado de su distancia de la fuente.
Por lo tanto, la densidad del flujo o los lúmenes por metro cuadrado
disminuyen al cuadrado inverso de la distancia.
LUMINANCIA
La luminancia es un término relacionado con la percepción, esta depende
de la iluminancia sobre un objeto, sus propiedades reflectivas y su área
proyectada sobre un plano perpendicular a la dirección de la línea de visión
(área vista por el observador). Es meritorio mencionar que el flujo luminoso puede
partir, incidir o pasar a través de una superficie.
REFLECTANCIA
En el interior de un local, todos los lúmenes emitidos por una luminaria
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finalmente son absorbidos, ya que el área está cerrada; sin embargo, mientras
más luz incidente es reflejada por el techo y las paredes, más energía radiante
está cruzando continuamente el lugar. En general, mientras mayor es la
reflectancia existente, mayor es la utilización de la luz.
En ocasiones, prácticamente es imposible determinar las reflectancias. Si
debido a la irregularidad de las áreas resulta demasiado complejo estar
determinando el valor de las reflectancias, entonces se aplican valores
estimados a paredes y techo, y por lo general un 20% al piso.
La reflectancia puede ser obtenida de tablas, experimentalmente o
estimarse a un valor.
REFLECTANCIAS EFECTIVAS
Los valores de reflectancia se deben ajustar para calcular las
reflectancias efectivas. Los valores para la Relación de Cavidad del Local (RCL)
y para la Relación de Cavidad del Piso (RCP) se utilizan para ajustar la
reflectancia del piso y del techo cuando estas cavidades son profundas. La
profundidad de la cavidad del techo determina parcialmente la cantidad de luz
que se reflejará y regresará al plano de trabajo. Mientras más profunda es una
cavidad, menos luz refleja ésta. Esto tiene un mismo efecto que una disminución
en la reflectancia de la superficie del techo. Lo mismo puede aplicarse a la
cavidad del piso.
La reflectancia de la pared está relacionada con las reflectancias tanto
del techo como del piso, ya que una porción de la luz reflejada en la cavidad del
techo o del piso, es reflejada nuevamente a las paredes.
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LOS COLORES Y SUS REFLECTANCIAS (%). Amarillo 50 Vidrio Verde 64 Naranja 25 Claro 10 Crema 70 Gris 25 Opaco 15-30 Crema
Amarillento 66
Rojo 12 Acabado Mármol
25-45 Azul 55
Café 10 Gris 49 Azul 8 Plástico Café 35 Verde 7 Claro 5-10 (Medio) Acabados de Madera
Opalino 15-30 Azul verdoso 54
Maple (claro) 42 Color Mate Verde 33 Encino (claro)
34 (Muy claro) Crema 44
Avellana (medio)
19 Blanco 80-88 Crema amarillento
55
Nogal (obscuro)
16 Azul-verdoso 76 Azul 22
Caoba (Obscuro)
12 Verde 72 Gris 38
Acabados metálicos
Crema 80 Café 21
Blanco porcelanizado
85-70 Crema amarillento
76
Aluminio pulido (especular)
80-85 Azul 70
Aluminio mate (difuso)
75 Gris 73
Pintura Aluminio: Claro
79
(Claro)
Medio 59 Azul-verdoso 70
RELACIONES MÁXIMAS DE LUMINANCIA RECOMENDADAS
El ojo humano requiere de cierta cantidad de tiempo para adaptarse de un
nivel de iluminación a otro. Si existen grandes diferencias de iluminación dentro
del campo visual de una persona, el esfuerzo de adaptación terminará
cansando sus ojos. Esto ocasiona que la persona se sienta candada, a disgusto y
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por lo tanto, que disminuya su rendimiento.
A continuación se muestran las razones máximas de luminosidad
recomendadas por la IESNA (Illuminanting Engineering Society). Si se siguen
estas recomendaciones, el lugar de trabajo será más agradable y las personas
podrán realizar sus actividades con mayor comodidad y de una manera más
eficiente.
Clasificación Ambiental* A B C
1. Entre al área de trabajo y los alrededores más oscuros.
3:1 3:1 5:1
2. Entre el área de trabajo y los alrededores más iluminados.
1:3 1:3 1:5
3. Entre el área de trabajo y las áreas lejanas más oscuras.
10:1 20:1 +
4. Entre el área de trabajo y las áreas lejanas más iluminadas.
1:10 1:20 +
5. Entre las luminarias (o ventanas, tragaluces, etc. ) y las superficies adyacentes a ellas.
20:1 + +
6. Cualquier lugar dentro del campo visual normal.
40:1 + +
*A = áreas interiores en donde se puede controlar la reflectancia de todo el espacio si se siguen las recomendaciones para obtener condiciones óptimas de visibilidad. B = áreas en donde se puede controlar la reflectancia de las zonas contiguas al área de trabajo, pero en donde es limitado el control de la zonas remotas. C = áreas (interiores o exteriores) en donde es completamente impráctico controlar la reflectancia y resulta difícil alterar las condiciones ambientales.
Estas razones son las máximas permisibles. De ser posible, se han de utilizar
razones más bajas, en especial si las personas son de edad avanzada. Hay que
recordar que con la edad disminuye la capacidad de adaptación de los ojos. Los
cambios pupilares en las personas de edad avanzada reducen la capacidad de
las pupilas para dilatarse y contraerse rápidamente, lo que dificulta la
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adaptación de los ojos a distintos niveles de iluminación. Si los niveles de
contraste son altos, esto origina molestias.
CONTRASTE
El ojo solo aprecia diferencias de iluminación. Esto es entre el objeto que se
observa y su espacio inmediato es lo que se conoce por contraste.
La relación de contraste de las luminancias en el campo visual no debe ser
menor de 1:3 ni mayor de 3:1
A continuación se muestra una tabla que muestra la relación de contraste
de los colores.
Color del objeto Color del fondo Negro Amarillo Verde Blanco Rojo Blanco Azul Blanco
Blanco Azul Negro Blanco
Amarillo Negro Blanco Rojo Blanco Verde Blanco Negro
Contraste de colores en orden decreciente.
NIVEL DE ILUMINACIÓN
Este valor es el que debe de existir en el lugar a iluminar, el cual depende de
la edad promedio de los ocupantes, la velocidad y precisión de la tarea visual
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específica que se realice.
Existe una gran dispersión entre los niveles recomendados o normalizados
por distintos países. En general, estos valores se encuentran dentro del abanico
que se señala a continuación:
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EL OJO HUMANO
EL OJO Y LA VISIÓN
Dado que el principal objetivo de la iluminación es hacer posible la visión
cualquier análisis de la misma debe empezar con unas consideraciones sobre el
ojo y el proceso visual.
El mecanismo visual.- El ojo humano suele compararse con una cámara
fotográfica. Ambos tienen una lente que enfoca una imagen invertida sobre una
superficie sensible a la luz, respectivamente son la película en una cámara
fotográfica y la retina en el ojo.
El párpado corresponde al obturador de la cámara. Enfrente del lente
fotográfico hay un diafragma que se cierra o abre para regular la cantidad de luz
que entra en la cámara.
Delante de la lente en el ojo está el iris que lleva a cabo la misma función.
PARTES DEL OJO Y SUS FUNCIONES
Párpado.- Pliege de piel retráctil que protege al ojo y que en condiciones de
luz muy brillante ayuda a controlar la cantidad de luz que llega al ojo.
Córnea.- Porción transparente de la membrana exterior que rodea al ojo,
sirve como parte del sistema refractor.
Iris.- Parte coloreada del ojo que funciona como un diafragma controlando
la cantidad de luz que entra en él.
Pupila.- Abertura en el centro del iris por la que entra la luz al ojo. El tamaño
de la abertura se controla por la acción de músculos involuntarios.
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Cristalino.- Cápsula transparente situada detrás del iris cuya forma puede
cambiar para enfocar objetos a distintas distancias.
Músculo ciliar.- Músculo en forma de anillo que ajusta la tensión aplicada al
cristalino, cambiando su curvatura al enfocar objetos cercanos o lejanos.
Retina.- Superficie sensible a la luz situada en la parte posterior interior del
pliege ocular, contiene una delicada película de fibras nerviosas que parten del
nervio óptico y que terminan en pequeñas estructuras con formas de conos y
bastoncillos.
Conos.- Receptores de la retina que hacen posible la discriminación de los
detalles finos. Son sensibles a la percepción del color y son insensibles a los
niveles bajos de iluminación.
Bastones.- Receptores de la retina sensibles a los niveles bajos de
iluminación y no responden al color.
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DEFECTOS ESRUCTURALES DEL OJO
Astigmatismo.- Incapacidad de enfocar líneas horizontales y verticales al
mismo tiempo. Esta irregularidad resulta de irregularidades en la curvatura de la
córnea y del cristalino.
Miopía.- La distancia focal del ojo miope es demasiado corta por lo que los
rayos del objeto enfocado convergen delante de la retina y no en ella. Las
personas miopes ven objetos cercanos claramente, pero los distantes
aparecen borrosos. Este defecto se corrige con lentes planocóncavos.
Hipermetropía.- Incapacidad de enfocar correctamente los objetos
cercanos debido a que la distancia focal es demasiado grande y la imagen se
forma detrás de la retina. El ojo se encuentra un poco achatado. Este defecto se
corrige con lentes plano-convexos.
Presbicia.- Pérdida del poder de acomodación del cristalino. En personas de
edad media o avanzada el cristalino se vuelve progresivamente menos elástico
y el proceso de acomodación para una visión clara se va haciendo más difícil.
Este defecto se corrige con una combinación de ambos lentes (lentes
bifocales).
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(a) miopía, (b) hipermetropía, (c) astigmatismo, (d) presbicia
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VISIÓN ILUMINACIÓN
La capacidad visual depende de la iluminación y esta afecta el estado de
ánimo de las personas, su aptitud para desarrollar un trabajo y a su poder de
relajación, etc. Cada actitud requiere una determinada iluminación nominal que
debe existir como valor medio en la zona en que se desarrolla la misma y está en
función de una serie de factores entre los que se pueden citar:
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• Tamaño de los detalles a captar.
• Distancia entre el ojo y el objeto observado.
• Factor de reflexión del objeto observado.
• Contraste entre los detalles del objeto y el fondo sobre el que
destaca.
• Tiempo empleado en las observaciones.
• Rapidez de movimiento del objeto.
DESLUMBRAMIENTO
Es un fenómeno de la visión que produce molestias o disminución en la
capacidad para distinguir objetos, inclusive ceguera temporal, debido a una
inadecuada distribución o mala calidad de luminarias, mal diseño de iluminación
o como consecuencia de contrastes excesivos en el espacio.
A mayor luminancia corresponde mayor deslumbramiento siendo el valor
máximo tolerable para la visión directa 7500 cd/m2 (nits)
El deslumbramiento tiene lugar dentro del ángulo visual a partir de los 45º
con respecto a la vertical el cual depende de la profundidad y de la altura que se
encuentren los luminarias.
Las máximas relaciones de luminancia admisibles son:
• Entre la tarea visual y la superficie de trabajo 3:1
• Entre la tarea visual y el espacio circundante 10:1
• Entre la fuente de luz y el fondo 4:1
Las condiciones que se tienen que tomar en cuenta para evitar el
deslumbramiento son:
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• La ubicación de la fuente de luz.
• Contraste entre la luminancia de la fuente de luz y la de sus
alrededores.
• Tiempo de exposición.
• Calidad de luminarias.
• Posición de luminarias.
CANTIDAD DE ILUMINACIÓN
Es la cantidad de luz que producirá brillantez sobre la tarea visual y sus
alrededores en la cual intervienen los factores siguientes:
Tamaño.- Cuanto más grande sea un objeto en términos de ángulo visual
más rápidamente podrá verse.
Brillantez.- La brillantez de un objeto depende de la intensidad de la luz
incidiendo sobre él, y la proporción en la cual la luz es reflejada hacia el ojo.
Tiempo.- La visión no es un proceso instantáneo, si no que requiere de
tiempo. Al aumentar el nivel de iluminación aumenta la capacidad visual y
aumenta al mismo tiempo la velocidad de percepción.
CALIDAD DE ILUMINACIÓN
Cuando se realiza un proyecto de ahorro de energía en sistemas de
iluminación, es importante no descuidar el aspecto de confort visual, ya que este
es un factor importante para el buen desempeño de la actividad que ahí se
realice.
Un buen sistema de iluminación cubre ampliamente la cantidad de
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iluminación y la calidad de iluminación.
TEMPERATURA DE COLOR (Tc).- Es el color “aparente” de una fuente
luminosa medido en grados kelvin (Kº) con referencia al cuerpo negro de Planck
calentado hasta el punto que emita la misma luz.
La “luz cálida” tiende hacia el amarillo-rojo con una Tc baja (3,000 K y
menos). La “luz fría” por contra, tiende hacia el azul-violeta, con una Tc elevada
(8,000 K a 10,000 K). La “luz natural blanca”, aquella que emite el Sol con cielo
despejado es variable, tiene una temperatura de color de 5,800 K cuando se
encuentra en el cenit y de 2,000 K cuando está en el horizonte.
Para lugares en donde se quiera crear un ambiente confortable para
descansar, la Tc de la lámpara debe estar en un rango de 2000K a 3100K, en
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cambio; para crear un ambiente de mayor dinamismo se recomienda utilizar una
Tc de 4100K.
En la práctica la temperatura de color se mide con la ayuda de un
colorímetro.
ÍNDICE DE REPRODUCCIÓN CROMÁTICA (IRC).- Es una medida que
describe la calidad de la reproducción de colores de la luz de una lámpara,
debe ser considerada en toda aplicación de iluminación, se mide en una escala
del 0 al 100, o en porcentaje. La luz del sol tiene un IRC de 100. Es importante saber
que los objetos y personas iluminados bajo una luz con alto IRC se ven más
naturales, además que el nivel de iluminación se percibe psicológicamente
como más alto. En aplicaciones comerciales, las lámparas con alto índice de
rendimiento de color hacen que la mercancía sea mas atractiva al cliente, la
comida sea más apetitosa en los restaurantes y la gente en general luzca mejor,
saludable y más natural.
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LUMINARIAS
GENERALIDADES
Según la definición de la CIE (Comisión Internacional de Iluminación), las
luminarias son “aparatos que distribuyen, filtran o transforman la luz emitida por
una o varias lámparas, prolongan la vida de estas y contienen todos los
dispositivos necesarios para fijarlas, protegerlas y conectarlas al circuito de
alimentación”.
Las luminarias se diseñan y fabrican para todos los tipos de lámparas,
estando disponibles para las siguientes lámparas:
• Incandescentes (incluyendo lámparas de halógeno e infrarrojas).
• Fluorescentes.
• Fluorescentes compactas.
• Lámparas de inducción.
• Lámparas de descarga (aditivos metálicos, sodio de alta presión,
mercurio).
• Lámparas de vapor de sodio de baja presión.
• LED’s.
COMPONENTES DE LOS LUMINARIOS
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Las lámparas usadas en algunas luminarias integran ya los componentes
para el control de la luz. Estas lámparas son normalmente de halógeno con
reflector dicroico integrado. En estos casos, el control de luz es proporcionado
mayormente por la lámpara; la luminaria simplemente se utiliza para sostenerla,
suministrarle corriente eléctrica, y en algunos casos para orientar la lámpara en
diferentes direcciones.
La mayoría de las lámparas emiten luz en virtualmente todas direcciones, y
su aplicación eficaz requiere de luminarias con diferentes componentes para
dirigir y distribuir la luz. Normalmente se usan cuatro tipos de componentes de
control lumínico: reflectores, refractores, difusores, y louvers o bafles.
Reflectores.- Un reflector es un dispositivo, normalmente de metal pulido o
plástico que tiene una alta reflectancia y una forma que le permite dirigir por
reflexión la luz emitida por la lámpara. El acabado de la superficie del reflector
de la luminaria normalmente se clasifican como especular, semi-especular,
facetados, o difusos.
Algunas aplicaciones exigen al reflector controlar la luz muy precisamente,
así que los reflectores especulares o semi-especulares son los recomendados.
Estos se fabrican en metal, el cual se pule o recubre químicamente para
producir el acabado especular. En algunos casos, se fabrican con metal
previamente tratado para producir un acabado especular o se fabrican en
plástico y entonces se cubren con aluminio a través de vaporización. Ejemplos
de reflectores especulares son los que controlan la luz de una lámpara de
aditivos metálicos para producir un haz lumínico concentrado para iluminación
deportiva, y los louvers parabólicos de los gabinetes empotrados con lámparas
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fluorescentes.
Ejemplos de reflectores: (a) con extrusión lineal, reflector de acero pintado en una luminaria para lámpara fluorescente, (b) y (c) campanas reflectoras especulares y facetados de aluminio para luminarias downlight con lámparas fluorescentes compactas, (d) reflector facetado para un proyector dirigible asimétrico, y (e) el reflector con accesorio para luminarias bañadoras de muros.
Refractores.- Los refractores son dispositivos de control de luz que
aprovechan el cambio de dirección que la luz sufre cuando atraviesa un
material (índice de refracción), como en cristal o plástico tratados de forma
prismática para que la luz se redireccione cuando lo atraviesa. Este
redireccionamiento puede lograrse con prismas lineales (bidimensionales) o con
prismas piramidales (tridimensionales). Estos prismas pueden ser en relieve sobre
la superficie del material o estar grabados en él. Ellos son normalmente lo
bastante pequeños para volverse un tratamiento de textura de la superficie por
un lado de la hoja de cristal o plástico siendo lisa la otra parte.
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Ejemplos de refractores: (a) lente prismática en una luminaria para lámpara fluorescente sobrepuesta, (b) luminaria empotrada con refractor facetado, (c) refractor de cristal en una luminaria para exteriores, (d) refractor Fresnel, (e) lente prismática en una luminaria sobrepuesta para lámpara fluorescente, (f) lente prismática en luminaria empotrada para lámpara fluorescente, (g) luminaria industrial con refractor prismático, y (h) luminaria a riel con refractor facetado.
Difusores.- Son elementos para el control de la luz que esparcen
(redirecciona) la luz incidente en muchas direcciones. Este esparcimiento puede
tener lugar en el material, como en los difusores voluminosos de plástico blanco
opalino, o con acabado esmerilado. Puesto que los difusores esparcen luz,
difuminan la imagen de las luminarias que la emiten, disimulando el interior de las
luminarias y evitando el deslumbramiento de la lámpara. Se muestran ejemplos
de difusores a continuación.
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Ejemplos de difusores: (a) y (b) difusor envolvente de acrílico blanco para gabinetes sobrepuestos con lámpara fluorescente, (c) difusor tipo “vaso” para luminarias con lámpara fluorescente compacta, y (d) difusor tipo “gota” de cristal esmerilado para luminarias con lámpara de aditivos metálicos.
Filtros, Pantallas, Louvers, y Bafles.- Los filtros y pantallas son materiales
opacos para reducir o eliminar la vista directa de la lámpara desde fuera de la
luminaria. Los filtros son normalmente translúcidos y su diseño difunde la luz de la
lámpara y proporciona algún control direccional o añadir color.
Las pantallas, normalmente opacas y muy reflexivas, pueden colocarse
para eliminar la vista directa de la lámpara desde ciertas direcciones fuera de la
luminaria o para controlar la dirección en la que la luz se difunde.
Si se arregla una rejilla rectangular, produciendo celdas, estas se llaman
louvers. En las luminarias para lámpara fluorescente tubular, los louvers se
diseñan de manera que las lámparas se ubiquen directamente sobre el centro
de las celdas formadas por el louver.
Se fabrican louvers de metal con acabado reflejante especular, aunque
algunos son de plástico con acabado metalizado. Sin embargo, al intentar
eliminar la visión directa de la lámpara desde algunos ángulos, los louvers
especulares pueden proyectar imágenes de la lámpara hacia otros ángulos
visuales por reflexión.
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Ejemplos de bafles, louvers, y pantallas: (a), (b), y (c) louvers para luminarias con lámpara fluorescente; (d) bafles cruzados para luminarias con lámpara fluorescente compacta; (e) pantalla para luminaria industrial con lámpara fluorescente; y (f) viseras y accesorios para luminarias a riel.
Componentes mecánicos.- Los componentes mecánicos de una luminaria
consisten en una carcasa (housing) o estructura general que da soporte a otros
componentes de la luminaria, e incluye un mecanismo de montaje para fijar la
luminaria en su posición final. En algunas luminarias el reflector es un componente
separado que se fija al housing, como en las luminarias downlight para lámparas
fluorescentes compactas. En otras luminarias, el housing sirve también como
reflector, tal es el caso de los gabinetes para lámparas fluorescentes tubulares.
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Ejemplos de componentes mecánicos de luminarias: (a) y (b) gabinetes empotrados para lámparas fluorescentes mostrando el housing y el sistema de montaje a techo de T-invertida; (c) luminaria downlight para lámpara fluorescente compacta mostrando el housing con el montaje del balastro y los muelles de fijación; y (d) montaje y conexión eléctrica para luminaria suspendida.
En luminarias para instalar en locaciones en las que haya humedad o polvo
es necesario proporcionar sellos adecuados para prevenir la introducción de
agua y humedad en la luminaria. En algunas ubicaciones riesgosas, el housing y los
sellos deben mantener alejados los vapores explosivos o inflamables del
contacto con la superficie caliente de las lámparas o de arcos eléctricos. Se
denomina a estas últimas luminarias como a prueba de explosión.
Muchas luminarias empotradas están diseñadas para disipar el calor que
pueda degradar el funcionamiento de la lámpara. En algunas aplicaciones, la
luminaria se usa como parte del sistema de calefacción, ventilación, y aire
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acondicionado del edificio. El aire se introduce a o se remueve del cuarto en que
se instala la luminaria. En este caso, la luminaria se provee con escapes de aire
así como soportes para fijar conductores y accesorios a través de los que el
aire entra o deja el cuarto.
Componentes eléctricos.- Los componentes eléctricos de la luminaria son
los que operan la lámpara. Una o más bases (sockets) proporcionan apoyo
mecánico la lámpara y establecen las conexiones eléctricas necesarias. Para
algunas lámparas, como las instaladas individualmente, se requiere soporte
mecánico adicional al de la base.
Si así se requiere, la luminaria contiene y da soporte a los balastros,
arrancadores, ignitores, condensadores, o dispositivos para iluminación de
emergencia. Las dimensiones y la potencia correspondientes a estos
componentes determinan a menudo el tamaño de las luminarias y los requisitos
para un apropiado funcionamiento térmico. En algunos casos, estos
componentes son demasiado pesados o grandes para estar dentro de la
luminaria. En estos casos, el balastro y otros equipos auxiliares se instalan
remotamente respecto a la luminaria.
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Los componentes eléctricos, mostrando caja de conexión, balastros, y bases para (a) lámpara de aditivos metálicos y (b) luminarias para lámparas fluorescentes compactas; (c) lámpara fluorescente compacta con base, balasto magnético y conectores; y (d) fotocelda, transformador y balastro para controlar luminarias para exteriores. A continuación se muestran las secciones transversales de luminarias
comunes en las que se muestran la mayoría de los principales componentes.
Incluso las luminarias aparentemente más sencillas pueden contener muchos
componentes.
Luminaria downlight para lámpara incandescente mostrando housing, muelles,
reflector, cables, base y lámpara.
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Luminaria downlight para lámpara fluorescente compacta mostrando housing, muelles, reflector, cables, base y lámpara.
Gabinete para empotrar con lámparas fluorescentes mostrando housing, muelles,
reflector, lámparas y balastro.
Luminaria suspendida para lámparas fluorescentes mostrando housing de aluminio extruido, reflector, lámparas, y balastro.
Luminaria High-bay para lámpara HID mostrando housing, reflector, lámpara, base, balastro magnético y condensador, y elementos de montaje.
TIPOS Y CLASIFICACIÓN DE LUMINARIAS
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Propósito de Clasificación
La clasificación de luminarias ayuda a los diseñadores de iluminación y
fabricantes a describir, organizar, catalogar y recuperar información de
luminarias. La naturaleza de la clasificación de luminarias ha cambiado con el
adelanto de la computación y la tecnología informática. El diseño de iluminación
y la especificación práctica moderna requieren de bases de datos de
computadora, catálogos electrónicos en CD-ROM. Esta tecnología permite
poner al día los datos de las luminarias frecuentemente.
Métodos de clasificación
Las luminarias pueden clasificarse según la fuente de luz, montaje,
construcción, aplicación y/o características fotométricas. A continuación se
describen las clasificaciones por aplicación y características fotométricas.
Clasificación por Aplicación.- Muchas características de las luminarias
están determinadas por su aplicación, así que esta clasificación demuestra su
utilidad organizando información de la luminaria. Tres áreas de esta aplicación
son normalmente distinguidas: residencial, comercial, e industrial. Dentro de
cada aplicación, las luminarias pueden ser clasificadas por fuente de luz,
montaje, y fabricación.
Clasificación por características fotométricas.- Otra forma de
clasificación utiliza la intensidad luminosa o distribución del flujo luminoso de la
luminaria. En luminarias para interiores, normalmente se utiliza un método
especificado por la Comisión Internacional en Iluminación (CIE). En luminarias
para exteriores, se utilizan los métodos del NEMA y el IESNA.
El sistema de clasificación de la CIE.- La Comisión Internacional en
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Iluminación proporciona un sistema de la clasificación basado en la proporción
del flujo luminoso de la lámpara que la luminaria irradia en forma ascendente y
descendente. Este sistema normalmente se aplica a las luminarias para interiores
y se describe gráficamente a continuación:
Sistema de clasificación NEMA.- Este sistema está basado en la
distribución de flujo luminoso dentro de determinado ángulo de apertura provisto
por la luminaria. Se usa principalmente para clasificar las luminarias para
iluminación de instalaciones deportivas y para iluminación exterior. Se
establecen siete clasificaciones, desde las aperturas más concentradas a las
más difusas.
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Tipos de haces lumínicos (beam type) de la clasificación NEMA para iluminación de campos deportivos, junto con los ángulos de apertura del haz lumínico (beam spread degree range) y sus distancias de proyección eficaces (projection distance).
El sistema de clasificación IESNA para luminarias para exteriores- Este
sistema está basado en la forma del área que es iluminada principalmente por la
luminaria. Se usa para clasificar las luminarias para iluminación de vialidades y
para iluminación general de áreas exteriores. Sin embargo estas luminarias
pueden diferir en la manera en la que están montadas, por el tipo de distribución
lumínica que emiten, y por el ángulo en que se recorta el haz lumínico que
proporcionan.
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Curva IESNA
Distribución lumínica
Tipo I Curva de distribución estrecha y simétrica
Tipo II Curva ligeramente más ancha y corta que el Tipo I
Tipo III Curva de distribución asimétrica Tipo IV Curva de distribución frontal Tipo V Curva de distribución simétrica circular Tipo VS Curva de distribución simétrica casi
cuadrada
Clasificación de las luminarias por el ángulo del haz lumínico
(Cutoff).- Basándose en que las intensidades luminosas emitidas por una
luminaria en las direcciones de observación usual de la misma por un
peatón o automovilista pueden producir molestias visuales al mismo, se
establece la siguiente clasificación:
1. Luminarias “Cutoff” o de haz recortado.
En ellas la intensidad luminosa en la horizontal debe ser inferior al 5% de
la máxima y la intensidad a 80° inferior a 30 cd por 1000 lm.
Prácticamente suprimen las radiaciones luminosas en un ángulo
superior a 75°. Este tipo de luminaria es el más empleado en alumbrado
público.
2. Luminarias “Semi Cutoff” o de haz semirecortado.
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En ellas la intensidad luminosa en la horizontal no debe ser superior al 3%
de la máxima, y la intensidad a 80° ser inferior a 100 cd por 1000 lm.
Prácticamente suprimen las radiaciones luminosas en un ángulo
superior a 80-85°.
3. Luminarias “Non Cutoff” o de haz no recortado.
En ellas la intensidad luminosa en las direcciones que forman un ángulo
superior a 80° con relación a la vertical hacia abajo no se reduce
sencillamente, por lo cual la intensidad horizontal puede ser superior a
la indicada para las luminarias “Semi Cutoff”. Prácticamente no
suprimen las radiaciones luminosas emitidas por debajo del plano
horizontal. En la dirección que forma un ángulo de 85° con su eje
vertical, la intensidad luminosa es de ½ a 1/3 de la máxima.
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ESTIMACIÓN DE LA CANTIDAD DE LUMINARIAS REQUERIDAS EN UN
ESPACIO
Un criterio sencillo para calcular la cantidad de luminarias que requerimos
para determinado espacio se detalla a continuación a partir de los siguientes
criterios a considerar:
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COEFICIENTE DE UTILIZACIÓN
El coeficiente de utilización es el cociente de los lúmenes emitidos por una
lámpara que llegan al plano de trabajo y los lúmenes totales generados por
dicha lámpara, y está en función de:
1. El tipo de luminaria.
2. La relación de cavidad.
3. Las reflectancias del techo y las paredes.
Este valor se obtiene de las tablas de coeficientes de utilización de
fabricantes.
LOS COLORES
Los colores claros permiten una mayor reflectancia en techos, paredes y
pisos, es interesante observar como para la mayoría de las luminarias el
coeficiente de utilización disminuye entre un 10% a 15% cuando el color del techo
cambia de blanco a gris oscuro. En esta misma proporción se disminuye el nivel
de iluminación.
En cuanto al piso vale señalar que el color blanco favorece los niveles de
iluminación incrementándolos hasta en un 1% cuando el techo es oscuro y
cuando el techo es muy claro incrementándolos hasta en un 10%.
NÚMERO DE LÁMPARAS
Para una misma luminaria a medida que se incrementa el número de
lámparas en ella alojadas, se disminuye el coeficiente de utilización, reduciendo
en consecuencia el flujo luminoso que sale de la misma.
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DATOS COMPLEMENTARIOS
Los siguientes datos son necesarios para obtener el número de luminarias a
instalar, establecer si se cumple con las normas establecidas por el diario oficial,
así como para calcular los valores de ahorro obtenidos al comparar un sistema
actual con uno más eficiente.
ESPACIAMIENTO
Cuando se diseña un sistema de iluminación es importante considerar el
criterio de espaciamiento para obtener uniformidad en el lugar. Los fabricantes
reportan un factor de espaciamiento que debe multiplicarse por la altura de
montaje para obtener el espaciamiento máximo entre luminarias. Cuando las
luminarias no son simétricas en su geometría y curava de distribución, algunos
fabricantes asignan diferentes criterios de espaciamiento laterales.
RESULTADOS TÉCNICOS
Para determinar el número de luminarias a instalar en el lugar hay que
considerar los siguientes factores:
1.- Nivel de iluminación deseado (E)
2.- Área del lugar a iluminar (A)
3.- Flujo luminoso de cada luminaria (lúmenes por luminario)
4.- Factor de pérdidas totales (FPT)
5.- Coeficiente de utilización (CU)
Una vez obtenido todo lo anterior, se aplica la siguiente fórmula:
N = E x A / lúmenes por luminario x FPT x CU
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BALASTROS El balastro, cuya misión principal es la de limitar o controlar la intensidad de
corriente que circula a través de la lámpara ejerce también las funciones de
regular la corriente necesaria para el precalentamiento de los electrodos y de
producir el impulso de tensión preciso que ayude al encendido de la lámpara.
El balastro más sencillo está formado por una bobina de “inductancia” de
hilo de cobre esmaltado, montada sobre un núcleo de chapas magnéticas y
alojada en una caja metálica con terminales en forma de clema para facilitar su
conexión.
Balastros para lámparas fluorescentes normales
BALASTROS ELECTRÓNICOS
En el caso de las lámparas fluorescentes los balastros electromagnéticos
fueron unamanera de operar este tipo de lámparas hasta la incorporación al
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mercado de los balastros electrónicos.
Tanto los balastros electromagnéticos como los electrónicos están
diseñados para operar lámparas fluorescentes, sin embargo, existen diferencias
sustanciales en la forma en que operan a las lámparas, el grado de eficiencia, la
capacidad de producir la luz especificada de las lámparas, la flexibilidad de
adaptar lámparas de varios tipos, las horas de vida y las potencias multivoltajes a
las que puede operar un mismo balastro.
FACTORES DE OPERACIÓN
Existen cuatro factores muy importantes en la especificación de los
balastros para lámparas fluorescentes, los cuales se detallan a continuación.
Factor de balastro (BF).- Describe la capacidad del balastro para producir
el flujo luminoso especificado de una lámpara fluorescente. Consiste
básicamente en la relación entre el flujo luminoso que emite una lámpara
operada por un balastro con respecto al flujo luminoso de esa misma lámpara
operada por un balastro de referencia, relación expresada usualmente en
porcentaje. Los balastros de referencia se especifican para cada tipo de
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lámpara fluorescente en los códigos para lámparas ANSI que sean aplicables.
Factor de Balastro comercial balastro = Lúmenes de salida Balastro 100% salida de luz (laboratorio)
Un balastro puede tener diferentes factores de balastro para diferentes
lámparas. Por ejemplo, un balastro que esté diseñado para operar lámparas
estándar de arranque rápido de 40 watts, debe mantener un factor de balastro
mínimo de 0.925. Sin embargo, cuando este balastro opera lámparas T-12 de 34
watts, su factor de balastro cambia a 0.88 (en promedio).
BALASTRO LÁMPARA BF
Std. Electromagnético F40 .95
Ahorrador de energía Electromagnético
F40/EW .88
Electrónico F40 F40/EW
.88
.85 Factor de eficiencia de balastro (BEF).- Para comparar la eficiencia de los
balastros operando lámparas fluorescentes se utiliza el factor de eficiencia del
balastro. El BEF es únicamente válido cuando se comparan balastros operando a
la misma lámpara. Por ejemplo, un balastro con un factor de balastro (BF) de 0.88
operando 2 lámparas T8 de 32 watts, tiene un factor de eficiencia de balastro
(BEF) de 1.466 (0.88 x 100/60 = 1.466). Otro balastro que utilice la misma potencia con
un BF de 0.82 tendrá un BEF de 1.366. En este caso, el primer balastro es más
eficiente debido a que su BEF es mayor.
BEF = BF x 100 Potencia de entrada (W)
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Factor de potencia.- El factor de potencia de un balastro describe qué tan
eficazmente la potencia suministrada al balastro es convertida en watts
aprovechable por la lámpara.
Factor de = Potencia de entrada potencia Voltaje de x Corriente línea de línea El factor de potencia es una medida relativa de la diferencia de fase entre
la corriente y el voltaje. Cuando la señal del voltaje y la corriente en un sistema
eléctrico no tienen la misma posición en el tiempo, se dice que están fuera de
fase, esto es provocado por los componentes magnéticos de los balastros
electromagnéticos ocasionando pérdida de energía.
Alto factor de potencia 90% ó más
Factor de potencia corregido 80 a 89%
Factor de potencia normal (bajo)
79% ó menos
Debido a que los balastros con alto factor de potencia son más eficientes
que los balastros de bajo factor de potencia, pueden alimentarse de circuitos
con baja capacidad de corriente. Los balastros de bajo factor de potencia
requieren aproximadamente el doble de la corriente que necesitan los balastros
de alto factor de potencia y por lo mismo, alimentación con cables de mayor
calibre ya que representan una mayor carga en el circuito, con el consecuente
gasto en compra de conductores
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(Lámparas fluorescentes T8 de 2 x 32W)
TIPO DE BALASTRO
POTENCIA DE ENTRADA
PÉRDIDAS DEL BALASTRO
Estándar 82 W 20%
A.F.P 72 W 20%
Electrónico 60 W -5%
Factor de cresta.- El valor pico de una onda senoidal dividido entre su valor
RMS es llamado factor de cresta.
El factor de cresta es uno de los criterios que se utilizan para estimar la vida
de las lámparas fluorescentes. Corrientes con factores de cresta muy grandes
pueden acortar la vida de éstas.
GLOSARIO
Altura de montaje al piso: Distancia que existe entre el piso y el centro luminoso
de la luminaria.
Altura de montaje al plano de trabajo: Distancia que existe del plano de
trabajo (lugar donde se desarrolla la tarea visual), al centro luminoso de la
luminaria.
Angulo de resguardo: Angulo formado entre la línea horizontal a través del
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centro luminoso y la línea visual que no permite ver la fuente luminosa.
Balastro: Dispositivo utilizado en las lámparas de descarga eléctrica para
obtener las condiciones de circuito necesarias para el arranque y la operación
de éstas.
Bulbo: Envolvente externo que contiene a la fuente luminosa, construido
generalmente de cristal o cuarzo.
Candela: Unidad de medida de la intensidad luminosa (Sistema internacional), y
equivale a un lumen por estereoradián.
Relación de cavidad: Número adimensional que indica la proporción de la
cavidad calculada a partir de su longitud, ancho y altura.
Cavidad de cuarto: Cavidad formada por el plano de los luminarias, el plano de
trabajo y la superficie de muros contenidos entre los dos planos anteriores.
Cavidad de piso: Cavidad formada por el plano de trabajo, el piso y la superficie
de muros contenidos entre estos dos planos.
Cavidad de techo: Cavidad formada por el plano de las luminarias, el techo y la
superficie de muros contenidos en estos dos planos.
Coeficiente de utilización: Razón de luz útil sobre la superficie iluminada y el total
emitido por la lámpara.
Color: característica de la luz por la cual se presenta la sensación visual.
Curva de distribución de la potencia: Intensidad de la radiación luminosa
expresada en candelas, medida a varios ángulos sobre la fuente de luz y
representada gráficamente.
Eficacia luminosa: Relación entre el flujo luminoso total emitido por una fuente
luminosa y la potencia consumida (de entrada) por dicha fuente.
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Factor de depreciación de la luminaria por polvo (DLP): El multiplicador que se
utiliza en los cálculos de iluminación para relacionar la iluminación inicial (que
produce una luminaria limpia y nueva) con la iluminación disminuida por el polvo
que se acumulará en ella antes de que se realice la limpieza periódica.
Factor de depreciación de lúmenes de la lámpara (DLL): El multiplicador que se
utiliza para relacionar la potencia luminosa inicial de las fuentes de luz con el flujo
de luz final, con base en el programa de reposición de lámparas que se tienen
planeado.
Factor de mantenimiento: Es el producto de multiplicar los dos factores
anteriores (este factor incluye otros factores de depreciación de la luz).
Fotometría: Parte de la iluminación que se ocupa de las mediciones de las
cantidades asociadas con la luz en términos de la respuesta visual humana.
Intensidad de iluminación: Densidad de flujo luminoso incidente sobre una
superficie.
Lumen: Unidad del flujo luminoso, y se define como el flujo luminoso emitido
dentro de un ángulo sólido (de 1 estereoradián) por una fuente puntual que tiene
una intensidad luminosa uniforme de una candela.
Luminancia: Intensidad luminosa radiada por unidad de superficie.
Lux: La unidad de iluminación del Sistema Internacional (SI). Un lux equivale a la
intensidad luminosa de un lumen por metro cuadrado.
Plano de trabajo: Plano en el cual usualmente se realiza el trabajo y donde se
especifican y miden los niveles de iluminación.
Reflectancia: La razón entre la luz reflejada por una superficie y la luz incidente
por ella.
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Reflector: Dispositivo utilizado para redirigir el flujo de una fuente por medio del
proceso de reflexión.
Relación de espaciamiento y altura de montaje: Relación de la distancia entre
centros de luminarias y la altura de montaje sobre el plano de trabajo.
Índice de rendimiento de color: índice que indica el efecto de una fuente
luminosa sobre la apariencia del color de los objetos en comparación con la
apariencia de los mismos colores expuestos a otra fuente luminosa de
referencia.
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BIBLIOGRAFÍA
“The IESNA Lighting Handbook” Mark S. Rea Publications Departament IESNA 2000 “Manual de Luminotecnia” J. A. Tabeada Editorial Dossat, s.a. 1983 “Técnicas y Aplicaciones de la Iluminación” Luis C. Fernandez Salazar. Jaíme De Landa Amezua. Mc. Graw Hill 1993 “Sistemas de Iluminación Industriales” Jhon P. Frier, Mary E. Gazley Frier. Limusa 1986.
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