Kitabı oku: «Eficiencia energética en las instalaciones de iluminación interior y alumbrado exterior. ENAC0108», sayfa 3
3.5. Equipos de encendido
Los equipos de encendido son equipos auxiliares que sirven para encender y estabilizar las lámparas eléctricas. Los principales componentes o accesorios típicos de los equipos de encendido son los balastos, los arrancadores y los cebadores.
Balastos
Son elementos empleados para el correcto arranque de algunos tipos de lámparas. Se constituyen por inductancias, únicas o combinadas con otros componentes, que limitan la corriente que circula por las lámparas a los valores adecuados de funcionamiento.
En los sistemas de iluminación interior, los balastos suelen estar incorporados a la luminaria.
Balasto empleado en tubos fluorescentes
Arrancadores
Son elementos de encendido que se emplean las lámparas de sodio de alta presión, en las lámparas de halogenuros metálicos y en las lámparas de vapor de mercurio de baja presión.
La función del arrancador es resolver la necesidad que tienen estas lámparas de una tensión superior de la red para iniciar el arco al comienzo de su encendido.
Su misión puede ejecutarla por sí solo o combinándose con el balasto.
Arrancador empleado en lámparas
Cebadores
Los cebadores son dispositivos que emplean las lámparas fluorescentes para llevar a cabo su encendido. De manera previa a la descarga los electrodos que hay en los extremos de las lámparas se precalientan mediante los cebadores, que al abrirse generan unos valores altos de tensión que son capaces encender la lámpara.
Estos dispositivos se componen de una lámina bimetálica encerrada en una cápsula de cristal de gas Neón (Ne). La lámina tiene la propiedad de curvarse cuando recibe el calor del gas, y cierra un contacto que permite el paso de la corriente eléctrica mediante el circuito de derivación donde está conectado el cebador.
Cebador
3.6. Elementos de protección
El conjunto lámpara–luminaria, que forma el elemento básico de producción de luz, deberá contar en su instalación con una serie de elementos básicos de protección, para que el funcionamiento eléctrico sea seguro y eficiente.
Son fundamentales las puestas a tierra de los elementos, el aislamiento eficaz de las partes que llevan tensión, las protecciones contra la humedad de las luminarias.
Puesta a tierra
La puesta a tierra de los puntos de luz es un elemento fundamental para impedir contactos con los elementos metálicos de los puntos de luz.
El cableado de puesta a tierra se caracteriza por ser de color amarillo y verde.
Aislamiento
El aislamiento en los puntos de luz hay que tenerlo muy en cuenta en los enchufes, casquillos y cables de las lámparas. Si estos elementos no se encuentran correctamente aislados pueden dar lugar a riesgos eléctricos elevados.
Casquillo de lámpara completamente aislado para impedir contactos
Protecciones contra la humedad
Las protecciones de los puntos de luz se consiguen en las luminarias. En las instalaciones de iluminación interior, a veces, se pueden reducir, pues no tenemos el riesgo de lluvia, pero en lugares húmedos habrá que tenerlas en cuenta. En el caso de alumbrado exterior estas protecciones son más complejas.
Luminaria estanca para alojamiento de tubos fluorescentes
4. Análisis funcional
En la iluminación de interiores se utilizan casi todo el tipo de lámparas: incandescentes, halógenas, fluorescentes, etc. Para la elección de las mismas deberemos tener en cuenta las características fotométricas, cromáticas, consumo energético, economía de instalación y mantenimiento de la lámpara. Por otro lado también se deberá tener en cuenta que se deberá escoger la lámpara que mejor se adapte a las necesidades y características de cada instalación (nivel de iluminación, dimensiones del local, ámbito de uso, potencia de la instalación eléctrica...).
4.1. Análisis funcional de las lámparas en función de su uso
Dependiendo del uso y localización de los puntos de luz en las instalaciones de iluminación interior, se deberán usar diferentes tipos de lámparas. En la siguiente tabla se observa los tipos de lámparas más utilizados para cada localización.
| Ámbito de uso | Tipos de lámparas más utilizados |
| Doméstico | Incandescente (*) Fluorescente Halógenas de Baja Potencia Fluorescentes Compactas |
| Oficinas | Alumbrado General: Fluorescentes Alumbrado Localizado: Incandescentes(*) y halógenas de baja tensión |
| Comercial (depende de las dimensiones y características del comercio) | Incandescentes(*) Halógenas Fluorescentes Grandes superficies con techos altos: Lámparas de vapor de mercurio a alta presión y halogenuros metálicos |
| Industrial | Todos los tipos Luminarias situadas a baja altura (≤ 6 m): Fluorescentes Luminarias situadas a gran altura (≥ 6 m): Lámpara de descarga a alta presión montadas en proyectores Alumbrado localizado: Incandescentes |
| Deportivo | Luminarias situadas a baja altura: Fluorescentes Luminarias situadas a gran altura: Lámparas de vapor de mercurio a alta presión, halogenuros metálicos y vapor de sodio a alta presión |
| (*) Las lámparas incandescentes se dejaron de fabricar en 2012 y se recomienda su progresiva sustitución por su ineficiencia energética. | |
4.2. Criterio de elección de las lámparas en función de sus características
Además de la localización de los puntos de luz, para su elección se deberán tener en cuenta algunas características de las mismas y ver la lámpara más adecuada dependiendo de la propiedad que deseemos obtener.
1 Preferencia de lámpara según sus características fotométricas: Según este criterio, el orden de preferencia sería:Lámparas de sodio de baja presión.Lámparas de sodio de alta presión.Lámparas tubulares de fluorescencia de alta frecuencia.
2 Preferencia de lámpara según sus características cromáticas: Según este criterio, el orden de preferencia sería:Lámparas incandescentes de halógenos.Lámparas incandescentes estándar (*).Lámparas fluorescentes.Lámparas de mercurio con halogenuros metálicos.
3 Preferencia de lámpara según su vida útil (horas):Lámparas de inducción.Lámparas de vapor de mercurio de alta presión.Lámparas de sodio de alta presión.Lámparas fluorescentes.Lámparas incandescentes (*).
(*) Las lámparas incandescentes se dejaron de fabricar en 2012 y se recomienda su progresiva sustitución por su ineficiencia energética.
Aunque la prioridad de elección es la indicada anteriormente, cada caso habrá que estudiarlo de forma individual y tomar una decisión intermedia para que el punto de luz cumpla su función con las mejores características posibles.
4.3. Aplicación práctica
Nuestra empresa “LUMENLUX” dedicada a la distribución de lámparas ha sido adjudicataria de los puntos de luz de un colegio–comedor. Las zonas fundamentales a iluminar son:
1 Aulas.
2 Pasillos y distribuidores.
3 Almacenes.
4 Comedor.
5 Salón de actos.
Suponiendo que nuestra empresa cuenta con un surtido de lámparas que ampara casi todos los tipos de lámparas, ¿qué tipos o tipo de lámparas sería la más adecuada?
Solución
Aulas
Las aulas se podrían iluminar con un alumbrado similar al aconsejado para alumbrado doméstico. Por tanto, podrían usarse las lámparas aconsejadas para ese uso. Pero dentro de este grupo serían más aconsejables las fluorescentes, debido a sus mejores características fotométricas y sobre todo a su mayor vida útil. Si hubiera algún aula en la que se precisara características cromáticas especiales podríamos declinarlos por la opción de lámparas incandescentes de halógenos o incandescentes estándar.
Pasillos y distribuidores
Los pasillos y distribuidores tiene el alumbrado similar a un alumbrado general de una oficina, y por tanto un alumbrado mediante fluorescentes sería bastante aconsejable en los mismos.
Almacenes
Los almacenes en un colegio no son lugares que estén con puntos de luz funcionando todo el día. Por tanto, en este caso cualquier lámpara de uso doméstico podría usarse: incandescente, fluorescente, halógenas de baja potencia o fluorescentes compactas. Dentro de ellas sería aconsejable elegir la de menor potencia, pues así su consumo eléctrico sería menor. Aunque sea una de las opciones nunca nos decantaremos por las incandescentes por su poca eficiencia energética.
Comedor
En el comedor al igual que en las aulas serían más recomendables las lámparas fluorescentes, ya que en dicho lugar primarían las características fotométricas a las cromáticas.
Salón de actos
En el salón de actos, por ser un lugar donde primarán las características cromáticas se deberán usar lámparas incandescentes de halógenos.
Actividades
6. Realice una lista de las lámparas instaladas en su domicilio y defina de qué tipo son. ¿Cree que son adecuadas para la función que realizan en cada habitación?
5. Temperatura de color
El color es una interpretación subjetiva, psicofisiológica del espectro electromagnético visible.
El celebro recibe e interpreta las sensaciones luminosas que se producen en la retina, y esto da lugar a las sensaciones monocromáticas o color de la luz.
Por tanto, es importante indicar que los objetos se distinguen por un color que se le asigna por sus propiedades ópticas, pero en ellos ni se produce ni tiene color. Pero, los objetos sí tienen propiedades ópticas de reflejar, refractar y absorber los colores de la luz que reciben.
Así el conjunto de sensaciones monocromáticas aditivas que el cerebro interpretará como el color del objeto dependerá de las características de la luz con la que se ilumina el objeto y de las propiedades que el objeto tenga para reflejar, refractar o absorber la radiación.
5.1. Definición de temperatura de color
La temperatura de color indica el color de una fuente de luz en comparación con el color del cuerpo negro.
El cuerpo negro es aquel que emite luz exclusivamente como consecuencia de la temperatura a la que se encuentra.
Así, el cuerpo negro, al sufrir incandescencia cambia de tono cuando aumenta su temperatura. Pasa de un color rojo no brillante, a un rojo claro, naranja, amarillo y finalmente el blanco, el blanco azulado y el azul. La llama de una vela, tiene un color bastante parecido al de un cuerpo negro a una temperatura de 1800 K (° Kelvin), y así se dice que llama de la vela tiene una “temperatura de color” de 1800 K.
Las lámparas incandescentes por ejemplo, tienen una temperatura de color que está entre 2700 y 3200 K.
Por tanto, la temperatura de color no mide la temperatura, sino que da una idea del color y se aplican a aquellas fuentes de luz que tengan gran semejanza de color con el cuerpo negro.
En la práctica para ver la equivalencia entre color y temperatura de color se usa la siguiente tabla:
| Grupo de apariencia de color | Apariencia del color | Temperatura del color |
| 1 | Cálida | ≤ 3300 K |
| 2 | Intermedio | 3300 – 5300 K |
| 3 | Frío | ≥ 5300 K |
En las especificaciones del fabricante de la lámpara, es imprescindible obtener el dato de la temperatura de color, e intentar igualar todas las fuentes de luz en función de este parámetro.
Dos o más lámparas adyacentes deberán tener además de la misma potencia y característica de funcionamiento, idéntica temperatura de color, pues si hubiera diferencia entre las mismas, se darían diferencias de tonos que dan lugar a aspectos no deseables.
Actividades
7. Busque cuatro especificaciones técnicas de lámparas e identifique su temperatura del color. ¿Cómo es su apariencia de color?
6. Deslumbramiento
El deslumbramiento es una sensación molesta que se produce cuando en el campo visual del observador existe un objeto o punto cuya luminancia es muyo mayor a la media de la zona de visión del observador. Es lo que ocurre cuando miramos directamente una bombilla o al sol.
Existen dos formas de deslumbramiento, el perturbador y el molesto. El primero nos provoca una visión borrosa y con poco contraste, pero desaparece al cesar la causa. Dicho deslumbramiento es aquel que nos ocurre en el ojo cuando al ir conduciendo por la carretera otro coche nos proyecta las luces largas. El segundo consiste en una sensación molesta provocada porque la luz que percibe el ojo tiene una intensidad alta y da lugar a fatiga visual. Este deslumbramiento es el habitual en el alumbrado de interiores.
Por otro lado, destacar que el deslumbramiento puede darse de forma directa, cuando proviene directamente de fuentes luminosas (lámparas, luminarias o ventanas), que están dentro del campo visual, o reflejado por objetos de gran reflectancia.
Definición
Reflectancia
Es la capacidad que tienen los objetos para reflejar la luz que se emiten sobre ellos. Dicho fenómeno se produce porque las ondas electromagnéticas, en este caso la luz, rebotan en el objeto. El metal pulido, y los espejos son objetos con gran reflectancia.
El deslumbramiento producido por las fuentes luminosas sube a medida que sube la iluminación producida por la fuente sobre la pupila del ojo. También, dicho efecto, es proporcional a un factor que depende del ángulo formado por la línea recta que une el ojo con el foco de luz y el plano horizontal.
En la siguiente figura se indican los deslumbramientos en función de este ángulo, obteniendo como valor admisible un valor de ángulo mínimo de 30°.
1 R: Recta que une el ojo con el foco de luz
2 F: Foco de luz
3 H: Plano Horizontal
4 φ: Ángulo formado por R y F
Destacar que las superficies con algo de brillo y que no sean mates por completo, dan lugar a una reflexión de la luz.
Así, en las instalaciones de iluminación interior no se recomiendan objetos ni superficies pulidas si no son necesarias, y en las oficinas, se debe orientar de manera óptima los puestos de trabajo respecto a las luminarias para evitar deslumbramientos molestos.
Actividades
8. Si dos personas se encuentran en una misma posición dentro de una habitación con una luminaria en el techo, ¿quién será más sensible a sufrir deslumbramiento, la más alta o la más baja? ¿Por qué?
7. Sistemas y métodos de alumbrado
Con el objetivo de conseguir la mayor eficiencia en las instalaciones de iluminación interior, siempre es preciso conocer los sistemas y métodos de alumbrado.
7.1. Sistemas de alumbrado
Al encender una lámpara, el flujo lumínico, puede llegar a los objetos de la sala directamente o indirectamente por reflexión en las paredes y techo. La cantidad de luz llegada directa o indirectamente, nos determina los diferentes sistemas de iluminación así como sus ventajas y sus inconvenientes.
1 Iluminación directa. En ella el flujo de las lámparas se dirige hacia el suelo. Su gran ventaja es que se trata de sistema muy económico y con alto rendimiento luminoso. Pero, sin embargo, tiene los inconvenientes, de producir riesgo de deslumbramiento y sombras desagradables para la vista. Para usar dicha iluminación se emplean luminarias directas.
2 Iluminación semidirecta. En este sistema la mayoría del flujo luminoso se dirige hacia el suelo. Tan solo una pequeña parte es reflejada en el techo y en las paredes. Con esto se consigue disminuir el deslumbramiento y suavizar las sombras producidas. Dicho sistema de iluminación se aconseja para techos no muy altos y sin claraboyas, ya que por ellos perderíamos la luz dirigida hacia el techo. Definición: Claraboya es una ventana que se sitúa en el techo o parte superior de la habitación. Su objetivo es proporcionar luz natural a la misma. A dicha ventana también se le conoce con el nombre de tragaluz.
3 Iluminación difusa. En el sistema de iluminación difusa, el flujo se reparte a partes iguales entre directo e indirecto. El riesgo de deslumbramiento es bajo y las sombras desaparecen. Los lugares iluminados con este sistema, tienen aspecto monótono y no da relieve a los objetos iluminados. Dichos lugares se deberán pintar con colores claros o blancos, para reducir las pérdidas por absorción de la luz en el techo y paredes.
4 Iluminación semiindirecta. El sistema semiindirecto se produce cuando la mayor parte del flujo procede del techo y las paredes. Debido a esto, se producen altas pérdidas por absorción y los consumos energéticos suben, por lo que se hace imprescindible colores claros o blancos en paredes y techos. El aspecto es una luz de buena calidad, con pocos deslumbramientos y sombras suaves que dan relieve a los objetos.
5 Iluminación indirecta. En este sistema casi todo el flujo va dirigido hacia el techo. Es el sistema más parecido a la luz natural, pero resulta una solución muy cara ya que la absorción es muy elevada, y se hace fundamental pintar el techo con colores que tengan elevada reflectancia, como los colores blancos.
Actividades
9. Escriba dos ejemplos de lugares iluminados con los distintos tipos de iluminación vistos anteriormente.
7.2. Métodos de alumbrado
Los métodos de alumbrado nos indican cómo se realiza el reparto de las zonas iluminadas. Según el grado de uniformidad distinguiremos los siguientes tipos de alumbrado:
1 Alumbrado general.
2 Alumbrado localizado.
3 Alumbrado general y localizado.
4 Alumbrado modularizado.
Alumbrado general
El alumbrado general se caracteriza por una disposición uniforme de puntos de luz. Debido a esta disposición, la iluminación que provee también es uniforme en todo el espacio. Esto conduce a un consumo de energía por alumbrado mayor.
Este método es muy extendido, siendo habitualmente usado en oficinas, centros de enseñanza, fábricas, comercios, etc.
Alumbrado localizado
El alumbrado localizado se caracteriza por una distribución irregular de las luminarias. Este hecho provoca niveles elevados de Iluminancia solo en áreas de interés. Este alumbrado puede provocar importantes proyecciones de sombras.
Alumbrado general y localizado
La iluminancia elevada se encuentra solo en algunas zonas. La iluminancia general es reducida respecto a dichas zonas. Por tanto, la uniformidad en general es baja, y pude causar proyección de sombras.
Alumbrado modularizado
La distribución de puntos de luz en el alumbrado modularizado da lugar a una iluminancia media alta y a una uniformidad excelente. Por otro lado, se reducen los contrastes y la proyección de sombras.
8. Niveles de iluminación
Los niveles de iluminación que se recomiendan para un local dependerán de las actividades que vayamos a realizar en él. De forma general se distinguen entre tareas con requerimientos luminosos mínimos, normales o exigentes. Dicho nivel de iluminación se mide con una de las magnitudes vistas anteriormente: la iluminancia.
1 Zonas de requerimientos luminosos mínimos:Son: pasillos, vestíbulos, locales poco utilizados, almacenes, cuartos de máquinas, etc.Rango de Iluminancia: 50–200 luxes.
2 Zonas de requerimientos luminosos medios:Son: zonas de trabajo y locales de uso frecuente.Rango de Iluminancia: 200–1000 luxes.
3 Zonas de requerimientos luminosos elevados:Son: lugares donde se realizan tareas visuales con elevado grado de detalle.Rango de Iluminancia: mayor a 1000 luxes.
Para mayor claridad en cuanto a los niveles de iluminación en dependencia al uso del local, se presenta el siguiente cuadro con las tareas y usos del local y las iluminancias mínima, recomendada y óptima.
| Tareas y clases del local | Niveles de Iluminancia media en servicio (lux) | ||
| Mínimo | Recomendado | Óptimo | |
| Zonas generales de edificios | |||
| Zonas de circulación, pasillos | 50 | 100 | 150 |
| Escaleras, escaleras móviles, roperos, lavabos, almacenes y archivos | 100 | 150 | 200 |
| Centros Docentes | |||
| Aulas, laboratorios | 300 | 400 | 500 |
| Bibliotecas, salas de estudio | 300 | 500 | 750 |
| Oficinas | |||
| Oficinas normales, mecanografiado, salas de proceso de datos, salas de conferencias | 450 | 500 | 750 |
| Grandes oficinas, salas de delineación, CAD/CAM/CAE | 500 | 750 | 1000 |
| Comercios | |||
| Comercio tradicional | 300 | 500 | 750 |
| Grandes superficies, supermercados, salones de muestras | 500 | 750 | 1000 |
| Industrias (en general) | |||
| Trabajos con requerimientos visuales limitados | 200 | 300 | 500 |
| Trabajos con requerimientos visuales normales | 500 | 750 | 1000 |
| Trabajos con requerimientos visuales especiales | 1000 | 1500 | 2000 |
| Viviendas | |||
| Dormitorios | 100 | 150 | 200 |
| Cuartos de aseo | 100 | 150 | 200 |
| Cuartos de estar | 200 | 300 | 500 |
| Cocinas | 100 | 150 | 200 |
| Cuartos de trabajo o estudio | 300 | 500 | 750 |
Aplicación práctica
A nuestra empresa “RECLILU”, dedicada a la medida y realización de recomendaciones en cuanto a iluminación interior se le ha encargado la realización de un estudio de iluminancias en un taller de estructuras metálicas. Los datos obtenidos de dicho estudio son los siguientes:
Alumbrado general del taller:
a. Iluminancia: 150 lux.
Alumbrado de oficinas de delineación:
b. Iluminancia: 600 lux.
Alumbrado de pasillos y distribuidores:
c. Iluminancia: 300 lux.
Alumbrado de zona de mecanizado dentro de taller:
d. Iluminancia: 1500 lux.
¿Qué conclusiones saca de los datos? ¿Qué método de alumbrado sería recomendable usar en cada caso?
SOLUCIÓN
1 El alumbrado general del taller al ser industrial está bastante bajo. Dado que el taller es zona de trabajo y los requerimientos visuales son normales sería recomendable tener un mínimo de 500 lux, siendo un valor recomendable 750 lux. El método de alumbrado recomendable sería el alumbrado general.
2 El alumbrado de oficinas de delineación tiene una iluminancia algo baja pero aceptable. En cuanto al método de alumbrado recomendable, sería una combinación de alumbrado general de la oficina con un alumbrado localizado de cada puesto de la oficina, pero siempre teniendo cuidado con las sombras y deslumbramientos que se pudieran producir.
3 El alumbrado de pasillos es demasiado elevado pues con 150 lux, el pasillo está alumbrado con iluminancia óptima. En dichos lugares se deberá optar por un alumbrado general.
4 La zona de mecanizado tiene iluminancia apta. En cuanto a la zona se deberá alumbrar mediante un método de alumbrado modular, o combinar el alumbrado localizado con el general, siempre y cuando no se produzcan deslumbramientos ni sombras.
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