Apuntes de Iluminación

Mdulo II

Iluminacin de Alta Eficiencia

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Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia.

INTRODUCCIN Durante la mayor parte de su historia, desde la creacin de la especie humana hasta el siglo XVIII, la humanidad slo ha dispuesto de dos fuentes de luz. La ms antigua de estas fuentes es la diurna (natural), el verdadero medio de nuestra percepcin visual, a cuyas propiedades se ha adaptado el ojo humano durante los millones de aos que ha durado la evolucin. Bastante aos antes, durante la edad de piedra, con el desarrollo de tcnicas culturales y herramientas, nos encontramos con la segunda fuente de luz, que es artificial: la llama (fuego). A partir de aqu las condiciones de alumbrado no varan durante mucho tiempo; las pinturas rupestres de Altamira se pintan y se observan bajo la misma luz que las del renacimiento y el barroco. Pero precisamente debido a que la iluminacin se debe limitar a la luz diurna y a la llama, el trato con estas fuentes de luz, que se han manejado durante decenas de miles de aos, se ha ido perfeccionando una y otra vez.Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 2

Figura N 1: Lmpara de Aceite Griega (Fuente: ERCO Edicin, Espaa)

Al principio se encuentra la separacin entre la llama brillante del fuego que da calor y el aprovechamiento por separado de ramas ardientes fuera del hogar. En este caso resulta muy natural elegir piezas de madera fcilmente inflamables y una buena intensidad luminosa, o sea, sustituir la rama por la madera especialmente resinosa. En el siguiente paso ya no slo se aprovecha una propiedad natural de la madera; con la antorcha se produce artificialmente la intensidad luminosa mediante la aplicacin de materiales inflamables. Con el desarrollo de la lmpara de aceite y la candela, finalmente, se dispone de unas fuentes de luz relativamente seguras; de un modo econmico se aprovechan escogidos combustibles, con lo que la antorcha queda reducida a la mecha como el medio de transporte para el aceite o la cera.

Pero como esta intensidad luminosa, en comparacin con las actuales fuentes de luz, es muy reducida, queda la iluminacin artificial como recurso en caso de urgencia. Al contrario de lo que ocurre con la luz diurna, que permite una iluminacin diferenciada y soberana de todo el espacio, la claridad de la llama se limita siempre slo a su inmediato alrededor. O sea, las personas se renen cerca de la fuente de luz o colocan sta directamente al lado del objeto a iluminar. La noche se aclara slo escasamente con este mtodo; una iluminacin abundante requiere innumerables y costosas luminarias y slo es imaginable para suntuosas fiestas cortesanas. La iluminacin arquitectnica en el sentido actual es casi exclusivamente un tema de la luz diurna hasta muy avanzado el siglo XVIII. Con la aparicin de la electricidad, las iluminancias similares a la luz diurna se convirtieron en una cuestin de esfuerzo tcnico. Heinrich Gobel, Joseph Wilson Swan, fueron algunos de los que experimentaron por primera vez con lmparas incandescentes. Pero quien finalmente logr el xito fue Edison, quien a partir de las construcciones experimentales de sus antecesores consigui desarrollar, en 1879, un producto industrial en serie que en muchos - hasta llegar a la construccin del casquillo roscado - corresponda a las actuales lmparas incandescentes.Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 3

Fotografa N 2: Thomas Alva Edison (Fuente: ERCO Edicin, Espaa)

Se puede decir que unos cien aos despus del comienzo del estudio cientfico acerca de las fuentes de luz ya existen al menos en su forma primitiva todas las lmparas usuales en la actualidad. Si en toda la historia anterior slo se dispona de la suficiente luz durante el da, la luz artificial, hasta entonces considerada una ayuda de emergencia, se convierte en una iluminacin de igual condicin. Iluminancias similares a las de la luz diurna, sea en espacios interiores, por ejemplo en una vivienda o un puesto de trabajo, sea en la iluminacin exterior, por ejemplo en calles y plazas, o en el alumbrado de edificios, son ya slo una

cuestin de esfuerzo tcnico. Sobre todo en el alumbrado de calles se tiene la tentacin de convertir la noche en da y con ello prcticamente eliminarla. En Estados Unidos se desarrollan proyectos que iluminan ciudades enteras mediante una trama de torres luminosas. Pero este alumbrado por proyectores aporta ms desventajas que ventajas, debido al deslumbramiento y a los sombreados, de modo que pronto vuelve a desaparecer este estilo en el alumbrado de exteriores.

Figura N3: Torre de luz estadounidense (San Jos 1885 (Fuente: ERCO Edicin, Espaa)

Tanto el intento de conseguir una iluminacin que alcance toda la ciudad como su fracaso pueden considerarse sntomas para una nueva fase en el trato con la luz artificial. Si antes las insuficientes fuentes de luz resultaban ser el problema principal, ahora se sita en primer trmino el trato conveniente con un exceso de luz; se debe determinar cunta luz y qu formas de iluminacin son necesarias en determinadas situaciones de alumbrado. Sobre todo en el campo de la iluminacin de puestos de trabajo se estudia intensivamente la influencia del tipo de iluminacin e iluminancia sobre el aumento de la produccin. Basndose en estudios fisiolgicos de la percepcin, se formalizan de este modo las

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Tras la Segunda Guerra Mundial, surgi en los Estados Unidos una nueva filosofa de iluminacin, la cual ya no tena en cuenta exclusivamente aspectos cuantitativos. Al incorporar la psicologa de la percepcin a la fisiologa del aparato visual, se consideraron todos los factores de la interaccin entre la persona perceptora, el objeto observado y la luz como elemento mediador.

Fotografa N4: Proyectos de Iluminacin orientados a la percepcin.

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recomendaciones, que, por un lado, exigen las iluminancias mnimas para determinadas tareas visuales y, por otro lado, indican las calidades mnimas para la reproduccin cromtica y la limitacin de deslumbramiento. En principio estas recomendaciones estn pensadas para la iluminacin de puestos de trabajo y sirven de orientacin para otras aplicaciones. No obstante, adolecen de una clara orientacin hacia el control de la cantidad de luz y se limitan a explorar y fundamentarse en la fisiologa del ojo humano. Que el objeto percibido en la mayora de los casos es algo ms que un simple cometido visual sin sentido, que el hombre que ve posee, aparte de la fisiologa del ojo, una psicologa de la percepcin, no se tiene aqu en cuenta. As, la planificacin de la cantidad de luz se conforma con proporcionar una iluminacin general uniforme, que haga justicia al ms difcil cometido visual, mantenindose adems dentro de los lmites de las normas en lo que se refiere al deslumbramiento y a la reproduccin del color. Con esta luz el hombre percibe una arquitectura, pero las sensaciones que se transmiten con esta percepcin, as como la aprehensin esttica, quedan fuera del alcance de los principios aplicados en la iluminacin.

FUNDAMENTOS Espectro Electromagntico La luz, que llega a nuestros ojos y nos permite ver, es un pequeo conjunto de radiaciones electromagnticas de longitudes de onda comprendidas entre los 380 nm. y los 770 nm (nanmetros).

Figura N5: Espectro electromagntico

El ojo humano slo es sensible a las radiaciones pertenecientes a un pequeo intervalo del espectro electromagntico, el espectro visible (ver figura 4). Son los colores que mezclados forman la luz blanca. Su distribucin espectral aproximada es:

Tabla N1: Valores de longitud de onda del espectro visible.

Cuando la luz blanca choca con un objeto una parte de los colores que la componen son absorbidos por la superficie y el resto son reflejados. Las componentes reflejadas son las que determinan el color que percibimos. Si las refleja todas es blanco y si las absorbe todas es negro.

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Un objeto es rojo porque refleja la luz roja y absorbe las dems componentes de la luz blanca. Si iluminamos el mismo objeto con luz azul lo veremos negro porque el cuerpo absorbe esta componente y no refleja ninguna. La visin El propsito del alumbrado es hacer posible la visin, cualquier estudio del mismo debe empezar con unas consideraciones sobre el ojo y el proceso visual. Slo cuando el ingeniero entiende el mecanismo del ojo y la forma en que este opera, puede llevar a cabo satisfactoriamente su funcin principal, cual es la de proporcionar luz para la realizacin de las tareas visuales con un mximo de velocidad, exactitud, facilidad y comodidad y con un mnimo de esfuerzo y fatiga. El ojo humano es un rgano sensitivo muy complejo que recibe la luz procedente de los objetos, la enfoca sobre la retina formando una imagen y la transforma en informacin comprensible para el cerebro. La existencia de dos ojos nos permite una visin panormica y binocular del mundo circundante y la capacidad del cerebro para combinar ambas imgenes produce una visin tridimensional o estereoscpica. Un principio extendido para la interpretacin del procedimiento de percepcin es la comparacin del ojo con una cmara: en el caso de la cmara se proyecta a travs de un sistema ajustable de lentes la imagen invertida de un objeto sobre una pelcula sensible a la luz; un diafragma se ocupa de la regulacin de la cantidad de luz. Despus del revelado y la reversin al efectuar la ampliacin se obtiene finalmente una imagen visible, bidimensional, del objeto. Del mismo modo, en el ojo se proyecta sobre el fondo ocular a travs de una lente deformable una imagen invertida, el iris toma la funcin del diafragma y la retina sensible a la luz la del papel de la pelcula. Por la retina se transporta la imagen, a travs del nervio ptico, al cerebro, para que all finalmente pueda recuperar su posicin inicial y hacerse consciente en una determinada zona, la corteza visual.

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Figura N6: Mecanismo de la visin humana.

Partes del Ojo y sus Funciones

Figura N7: Partes de un ojo.

Las siguientes son las principales partes que conforman el ojo y sus funciones:

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Ms interesante que este sistema ptico, que ya se ha descrito, es la superficie sobre la cual se desarrolla la imagen: la retina. En esta capa se produce la conversin de las imgenes en estmulos nerviosos; la retina, por tanto, debe poseer receptores sensibles a la luz para posibilitar la elevada resolucin de la imagen visual. Observando con ms atencin se muestra que estos receptores no estn dispuestos simtricamente; la retina tiene una estructura complicada. En primer lugar, hay que nombrar la existencia de dos tipos de receptores diferentes, los conos y los bastoncillos. Tampoco la distribucin espacial es uniforme. Slo en un punto, el llamado punto ciego, no hay receptores, debido a que all desemboca el nervio ptico a la retina. Por otro lado, existe tambin una zona con una densidad receptora muy elevada, un rea denominada fvea, que se encuentra en el foco de la lente. En esta zona central se encuentra una cantidad extremadamente elevada de conos, mientras que la densidad de conos hacia la periferia disminuye considerablemente. All, en cambio, se encuentran los bastoncillos, inexistentes en la fvea. La razn para esta disposicin de diferentes tipos de receptores se encuentra en la existencia de dos sistemas visuales en el ojo. El histrico evolutivamente ms antiguo de estos sistemas est formado por los bastoncillos. Sus propiedades especiales consisten en una sensibilidad luminosa muy elevada y una gran capacidad perceptiva para

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a) Prpado. Pliegue de piel que protege el ojo y que, en condiciones de luz muy brillante, ayuda a regular la cantidad de luz que llega a l. b) Cornea. Porcin transparente de la membrana exterior que rodea al ojo; sirve como parte del sistema refractor. c) Iris. Parte coloreada del ojo que funciona como un diafragma, controlando la cantidad de luz que ingresa a l. d) Pupila. Abertura en el centro del iris, por la que entra la luz en el ojo. El tamao de la abertura se controla por la accin de msculos involuntarios. e) Cristalino. Cpsula transparente situada detrs del iris, cuya forma puede cambiar para enfocar objetos a distintas distancias. f) Msculo ciliar. Msculo en forma de anillo que ajusta la tensin aplicada al cristalino, cambiando as su curvatura y enfocando objetos cercanos o lejanos. g) Retina. Superficie sensible a la luz, situada en la parte posterior del globo ocular. Contiene una delicada pelcula de fibras nerviosas que parten del nervio ptico y que terminan en unas pequesimas estructuras en forma de conos y bastoncillos. h) Conos. Receptores de la retina que hacen posible la discriminacin de los detalles finos y la percepcin del color. Son insensibles a los niveles bajos de iluminacin; se encuentran principalmente cerca del centro de la retina, con mayor concentracin en la Fvea, zona de 0,3 mm. De dimetro aproximadamente, que solo est compuesta de conos. Es en la Fvea donde el ojo enfoca, involuntariamente, la imagen de un objeto que deba ser examinado minuciosamente.

los movimientos por todo el campo visual. Por otro lado, mediante los bastoncillos no es posible ver en color; la precisin de la vista es baja, y no se pueden fijar objetos, es decir, observarlos en el centro del campo visual ms detenidamente. Debido a la gran sensibilidad a la luz, el sistema de bastoncillos se activa para ver de noche por debajo de aproximadamente 1 lux (luz de luna); las singularidades de ver de noche sobre todo la desaparicin de colores, la baja precisin visual y la mejor visibilidad de objetos poco luminosos en la periferia del campo visual se explican por las propiedades del sistema de bastoncillos. El segundo tipo de receptor, los conos, forma un sistema con diferentes propiedades que determina la visin con mayores intensidades luminosas, es decir, durante el da o con iluminacin artificial. El sistema de conos dispone de una sensibilidad luminosa baja y est sobre todo concentrado en el rea central alrededor de la fvea. Pero posibilita ver colores, teniendo tambin una gran precisin visual al observar objetos, que son fijados, es decir, su imagen cae en la fvea. Contrariamente a como se ve con bastoncillos, no se percibe todo el campo visual de modo uniforme; el punto esencial de la percepcin se encuentra en su centro. No obstante, la periferia del campo visual no est totalmente exenta de influencia; si all se perciben fenmenos interesantes, la mirada se dirige automticamente hacia ese punto, que luego se retrata y percibe con ms exactitud en la fvea. Un motivo esencial para este desplazamiento de la direccin visual es, adems de movimientos que se presentan y colores o motivos llamativos, la existencia de elevadas luminancias, es decir, la mirada y la atencin del hombre se dejan dirigir por la luz.

Figura N8: Esquema Distribucin de conos y bastones.

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Figura N9: Adaptacin en tiempo de los conos y bastones

Por otro lado, el ojo no es igualmente sensible a la energa de todas las longitudes de onda o colores. Experimentos en un gran nmero de personas sometidas a la observacin han establecido una curva de sensibilidad del ojo que da la respuesta del ojo normal a iguales cantidades de energa con distintas longitudes de onda. La mxima sensibilidad esta en el amarillo verdoso, con una longitud de onda de aproximada de 5550 Angstroms, mientras que comparativamente la sensibilidad

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Una de las facultades ms notables del ojo es su capacidad de adaptarse a diferentes situaciones de iluminacin; percibimos nuestro entorno tanto bajo la luz de la luna como bajo la del sol, con diferencias de iluminancia del orden de 105 veces. Esta facultad del ojo se extiende incluso sobre un campo an mayor: una estrella en el cielo nocturno, muy poco luminosa se puede percibir, aunque en el ojo slo alcanza una iluminancia de 1012 lux. Esta capacidad de adaptacin se origina slo por una parte muy pequea mediante la pupila, que regula la incidencia de la luz aproximadamente a una escala de 1:16; la mayor parte de la capacidad de adaptacin la aporta la retina. Aqu se cubren por el sistema de bastoncillos y conos campos de distinta intensidad luminosa; el sistema de bastoncillos es efectivo en el campo de la visin nocturna (visin escotpica), los conos posibilitan la visin diurna (visin fotpica), mientras que en el perodo de transicin de la visin crepuscular (visin mespica) ambos sistemas receptores estn activados. Aunque la visin es posible sobre un campo muy grande de luminancias, existen, para la percepcin de contrastes en cada una de las distintas situaciones de iluminacin, claramente limitaciones ms estrechas. La razn estriba en que el ojo no puede cubrir de una vez todo el campo de luminancias visibles, sino que en cada caso se tiene que adaptar a una determinada parte parcial ms estrecha, donde entonces se hace posible una percepcin.

en los extremos azul y rojo del espectro es muy baja. Esto quiere decir, que se necesitan unas 9 unidades de energa roja de una longitud de onda de 6500 Angstroms para producir el mismo efecto visual que una unidad de amarillo verdoso. Es obvio que la curva de sensibilidad se debe tener siempre en cuenta para evaluar la energa visual en funcin de la sensacin.

Figura N10: Curva de sensibilidad del ojo.

La curva normal (Fotpica) de sensibilidad del ojo esta basada en la visin de conos, esto es, en los niveles ordinarios durante el da, en los que la sensacin de la visin incumbe principalmente a los conos. En niveles de iluminacin muy bajos, donde el brillo es del orden de 0.00000107 lamberts o menos, los conos no pueden operar y los bastones se cargan de todo el proceso visual. La visin mediante los bastones, denominada, visin Escotpica, se verifica de acuerdo con una nueva curva de la misma forma que la Fotpica, pero desplazada 480 Angstroms hacia el extremo azul de espectro. Esta traslacin, que es conocida como efecto Purkinje, desplaza la sensibilidad mxima del ojo de los 5.550 a los 5.070 Angstroms. Ver figura 10.

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Figura N11: Efecto Purkinje.

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CONCEPTOS Y UNIDADES

Flujo Luminoso Para hacernos una primera idea consideraremos dos lmparas incandescentes, una de 25 W y otra de 60 W, ver figura 11. Est claro que la de 60 W dar una luz ms intensa. Pues bien, esta es la idea: cul luce ms? dicho de otra forma cunto luce cada lmpara incandescente?Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 14

Figura N12: Lmparas incandescentes.

Cuando hablamos de 25 W o 60 W nos referimos slo a la potencia consumida por la lmpara incandescente de la cual solo una parte se convierte en luz visible, es el llamado flujo luminoso. El flujo luminoso describe toda la potencia de luz dada de una fuente luminosa. Fundamentalmente, se podra registrar esta potencia de radiacin como energa dada en la unidad vatio o watt (W). No obstante, el efecto ptico de una fuente luminosa no se describe acertadamente de este modo, ya que la radiacin se registra sin distincin por todo el margen de frecuencias y por ello no se tiene en cuenta la diferente sensibilidad espectral del ojo. Mediante la inclusin de la sensibilidad espectral ocular resulta la medida lumen (lm). Su smbolo es .

Figura N13: Flujo luminoso (lumen)

Vida til y Promedio Es definida como el tiempo en horas en el cual se ha depreciado (disminuido) cerca del 25% del flujo luminoso de las lmparas probadas. Por su parte, la vida promedio de las lmparas es definida como el tiempo en horas, en el cual se ha fundido el 50% de las lmparas de un grupo representativo operando en condiciones normales. Eficacia luminosa Anteriormente mencionamos que al hablar del flujo luminoso, no toda la energa elctrica consumida por una lmpara (incandescente, fluorescente, etc.) se transformaba en luz visible. Parte se pierde por calor, parte en forma de radiacin no visible (infrarrojo o ultravioleta), etc.

Figura N14: Distribucin de la energa en una fuente luminosa.

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La eficacia luminosa describe el grado de accin de un iluminante. Se expresa mediante la relacin del flujo luminoso entregado en lumen y la potencia consumida empleada en vatios. El mximo valor tericamente alcanzable con total conversin de la energa en luz visible sera 683 lm/W. Las eficacias luminosas reales varan segn el medio de luz, pero siempre quedan muy por debajo de este valor ideal.Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 16

En otras palabras, es el cuociente entre el flujo luminoso producido y la potencia elctrica consumida. Por ejemplo, una lmpara incandescente comn: Flujo Luminoso: 864 lmenes Potencia: 60 Watts Eficacia Luminosa: 14,4 lm/w

Otro ejemplo, una lmpara Fluorescente compacta: Flujo Luminoso: 800 lmenes Potencia: 15 Watts Eficacia Luminosa: 54 lm/w

Intensidad luminosa Una fuente luminosa puntual e ideal radia su flujo luminoso de manera uniforme en todas las direcciones del espacio, su intensidad luminosa es en todas direcciones la misma. Se conoce como intensidad luminosa de una fuente al flujo luminoso emitido por unidad de ngulo slido que contiene la direccin dada.

Figura N15: Intensidad Luminosa.

En la prctica, no obstante, siempre se da una distribucin espacial irregular del flujo luminoso, que en parte es condicionada por la disposicin de los medios de luz y en parte originada por la conduccin consciente de la luz. Por lo tanto, es conveniente indicar una medida para la distribucin espacial del flujo luminoso, es decir, la intensidad luminosa de la luz. La candela como unidad de la intensidad luminosa es la nica unidad base de la luminotecnia, de la cual se derivan todas las dems medidas luminotcnicas. La candela se defina originalmente por la intensidad luminosa de una vela normalizada, ms tarde sirvi como norma el polvo de torio, que con la temperatura solidificaba el platino; desde 1979 se define la candela por una fuente radiante, que radia con una frecuencia de 540. 1012 Hz 1/683 W por estereorradin. La intensidad luminosa es una propiedad caracterstica de una fuente de luz, y de la informacin relativa al flujo luminoso en su origen.

La distribucin espacial de la intensidad luminosa de una fuente de luz da una superficie de distribucin de intensidad luminosa tridimensional como grfica. La seccin por este cuerpo de distribucin de intensidad luminosa produce la curva de distribucin de intensidad luminosa, que describe la distribucin de intensidad luminosa en un nivel. La intensidad luminosa se anota con ello normalmente en un sistema de coordenadas polares como funcin del ngulo de

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irradiacin. Para poder comparar directamente la distribucin de la intensidad luminosa de diferentes fuentes de luz, las indicaciones se refieren cada vez a 1000 lm del flujo luminoso. En caso de las luminarias simtricas de rotacin, es suficiente con una sola curva de distribucin de intensidad luminosa para describir la luminaria; las luminarias simtricas de eje necesitan dos curvas, que normalmente se representan en un solo diagrama. Para luminarias de haz intensivo, por ejemplo proyectores para la escena, no es suficiente la exactitud del diagrama de coordenadas polares, de modo que aqu es ms usual una presentacin en el sistema de coordenadas cartesianas.

Figura N16: Grfica tridimensional de la Intensidad Luminosa

Iluminancia La iluminancia es una medida para la densidad del flujo luminoso. Se ha definido como la relacin del flujo luminoso que cae sobre una superficie y el rea de la misma. La iluminancia no est sujeta a una superficie real, se puede determinar en cualquier lugar del espacio, y puede derivar de la intensidad luminosa. La iluminancia, adems, disminuye con el cuadrado de la distancia desde la fuente de luz (ley fotomtrica de distancia).

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Figura N17: Iluminancia E. Flujo Luminoso sobre una superficie A.

Entonces, se define iluminancia como el flujo luminoso recibido por una superficie.

Figura N18: Niveles tpicos de iluminancia en un da soleado.

La iluminancia horizontal media Em se calcula por el flujo luminoso , que cae sobre la superficie observada A.

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Figura N19: Iluminancia media.

La iluminancia en un punto Ep se calcula por la intensidad luminosa I y la distancia d entre la fuente de luz y el punto observado.

Ep =

I d2

Figura N20: Iluminancia en un punto.

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Figura N21: Niveles de Iluminacin versus distancia.

Luminancia Mientras la iluminancia registra la potencia de luz que cae sobre una superficie, la luminancia describe la luz que procede de esta superficie. Esta luz, sin embargo, puede partir por s misma de esta extensin (por ejemplo, con una luminancia de lmparas y luminarias). Aqu la luminancia se define como la relacin de la intensidad luminosa y la superficie proyectada verticalmente a la direccin de irradiacin. No obstante, la luz tambin puede ser reflejada o transmitida por la superficie. Para materiales de reflexin difusa (mates) y para los de transmisin difusa (opacos), se puede calcular la luminancia desde la iluminancia y la reflectancia o transmitancia, respectivamente. Con ello, la luminancia constituye la base de la claridad percibida; la sensacin real de claridad, no obstante, an queda bajo la influencia del estado de adaptacin del ojo, de las proporciones de contraste del entorno y del contenido de informacin de la superficie vista. En definitiva, se llama luminancia a la relacin entre la intensidad luminosa y la superficie aparente vista por el ojo en una direccin determinada. Su smbolo es L y su unidad es la cd/m2.

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Figura N22: Luminancia de una superficie.

Apariencia o Temperatura de Color Cuando hablamos de apariencia o temperatura de color, nos estamos refiriendo a la tonalidad de color emitida por la fuente de luz. De manera que, cuando hablamos de luz suave o clara (clida/amarillo o fra/blanca), no nos estamos refiriendo al calor fsico de la lmpara, sino a la tonalidad de color que ella reproduce en el espacio. En las lmparas esta temperatura de color es medida en Kelvin (K).

Figura N23: Escala de equivalencia de la temperatura del color

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ndice de Reproduccin del color (IRC) Las lmparas tienen un ndice que cuantifica la fidelidad con que los colores son reproducidos bajo una determinada fuente de luz, es lo que llamamos ndice de Reproduccin de Color (IRC o Ra). Por ejemplo cuando compramos ropa o fruta que estn expuestos a una determinada iluminacin y colocamos esta misma fruta o ropa en otro tipo de iluminacin, tenemos la sensacin de que los colores han cambiado.Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 23

Figura N24: Visualizacin de colores con distintas fuentes de iluminacin.

Cuanto ms cerca de 100 es el IRC, mejor es la visualizacin de los colores.

FUENTES DE LUZ (LAMPARAS) La luz, base de todo lo visible, es para el hombre una aparicin natural. Claridad, oscuridad y el espectro de colores visibles nos resultan tan familiares que otra percepcin en una zona de frecuencia distinta y con sensaciones cromticas diferentes nos resulta casi inconcebible. Pero en realidad la luz visible slo es una pequea parte del espectro bastante ms ancho de las ondas electromagnticas, que alcanzan desde los rayos csmicos hasta las ondas radioelctricas. Como vimos anteriormente, que sea precisamente el rea desde 380 hasta 780 nm, la luz visible, la que conforme la base de la visin humana, desde luego no es casualidad. Justo esta rea se encuentra relativamente regular como radiacin solar a disposicin en la Tierra y de este modo puede servir como base fiable de la percepcin. Es decir, el ojo humano aprovecha una de las partes disponibles del espectro de las ondas electromagnticas para informarse sobre su entorno. Percibe la cantidad y la distribucin de la luz, que es irradiada o reflejada por cuerpos, para informarse sobre su existencia o su cualidad, y el color de la luz irradiada para obtener una informacin adicional sobre estos cuerpos. El ojo humano se ha adaptado a la nica fuente de luz de la que ha dispuesto durante millones de aos: el sol. As, el ojo es lo ms sensible en esta rea, donde tambin se encuentra el mximo de la radiacin solar, y as tambin la percepcin cromtica est sintonizada al espectro continuado de la luz solar.Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 24

Figura N25: Distribucin espectral de la luz natural

Figura N26: Clasificacin de lmparas segn tipo de produccin de luz.

Lmparas incandescentes La lmpara incandescente es un radiador trmico: un filamento de metal empieza a estar incandescente cuando es calentado suficientemente por corriente elctrica. Con el aumento de temperatura el espectro de la luz irradiada se desplaza al rea de longitudes de onda ms cortas: la incandescencia roja del filamento se transforma en la luz color blanco clido de la lmpara incandescente. Como todos los cuerpos slidos calentados o el gas altamente comprimido del sol , la lmpara incandescente irradia un espectro continuado; la curva de estmulos de la distribucin de irradiacin espectral, por tanto, est cerrada y no se compone de lneas nicas.

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.Figura N27: Distribucin espectral de las lmparas incandescentes.

El calentamiento de los filamentos incandescentes se consigue mediante su elevada resistencia elctrica; la energa elctrica se convierte en energa de radiacin, una parte de la cual es visible como luz. Pero frente a este sencillo principio an existen considerables problemas prcticos en la construccin de una lmpara incandescente. As, son pocos los materiales conductores que disponen de un punto de fusin suficientemente elevado y al mismo tiempo por debajo del punto de fusin de una velocidad de evaporacin tan mnimaque se pueden utilizar para filamentos incandescentes.

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Figura N28: Lmpara incandescente corriente y sus partes principales

En la prctica, hoy da, para la fabricacin de filamentos incandescentes se utiliza casi exclusivamente tungsteno, porque slo se funde a 3653 K y dispone de una mnima velocidad de evaporacin. El tungsteno se transforma en finos alambres, conformndolos en filamentos dobles o sencillos.

Figura N29: Vista del filamento de tungsteno

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Lo que resulta caracterstico para las lmparas incandescentes es su baja temperatura de color: se siente ms clida que la luz diurna. El espectro continuado de la lmpara incandescente produce una excelente reproduccin cromtica. La temperatura de color 2700 (K) El ndice de rendimiento en color (IRC), 100 Como fuente de luz puntual con elevada luminancia, la luz de las lmparas incandescentes produce brillo sobre materiales resplandecientes y se puede conducir bien con medios pticos, de modo que se puede dar tanto el enfoque estrecho de luz acentuada como una iluminacin de radiacin amplia. El filamento toma por efecto Joule una temperatura aproximada de 500C, por lo que la radiacin emitida contiene una gran proporcin de rayos infrarrojos (energa calorfica), en consecuencia el rendimiento luminoso es muy bajo oscilando entre 10 y 20 (lm/W).

Figura N30: Eficacia de la luz incandescente.

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El filamento se encuentra en el interior de una ampolla de vidrio blando, relativamente grande, para poder mantener bajas las prdidas de luz por residuos, que se originan debido a la evaporacin del tungsteno (ennegrecimiento). Para evitar la oxidacin del filamento, con menor potencia de luz la ampolla est evacuada, mientras que con mayor potencia est rellena de nitrgeno o de una mezcla de nitrgeno y gas noble. El relleno de gas, adems, aumenta por su aislamiento trmico la temperatura del filamento, pero al mismo tiempo reduce la evaporacin del tungsteno y posibilita mayores potencias de luz o una duracin de vida ms prolongada, respectivamente. Como gases nobles sirven sobre todo el argn y el criptn, aunque este ltimo, que sin duda permite una temperatura de servicio ms elevada y con ello la potencia de luz, slo se utiliza en lmparas de aplicaciones especiales dado su elevado precio.

La duracin de las lmparas incandescentes est normalizada; siendo de unas 1.000 horas para las normales, para las halgenas es de 2.000 horas para aplicaciones generales y de 4.000 horas para las especiales. Las lmparas incandescentes pueden regularse sin problemas con dimmer. No necesitan aparatos adicionales para su servicio y pueden funcionar en cualquier situacin de encendido. Sin embargo, su eficacia luminosa es ms baja y su duracin de vida relativamente corta, por lo que sta depende principalmente de la tensin de servicio. No obstante, en la actualidad se desarrollan lmparas incandescentes que, por un procedimiento de vapor dicroico de la ampolla de la lmpara, devuelven la parte infrarroja de luz sobre el filamento, consiguiendo as una temperatura de filamento ms elevada y una eficacia luminosa un 40 % ms alta. Las lmparas incandescentes A (de uso corriente) se pueden adquirir en muchas formas, sus ampollas pueden ser claras, mates u palos. Para la aplicacin bajo condiciones especiales (en espacios con peligro de explosin, fuertes cargas mecnicas, etc.) y para el campo decorativo se pueden obtener formas especiales. Una segunda forma bsica la constituyen las lmparas R (reflectoras). Tambin estn sopladas con vidrio blando, pero por su forma y una metalizacin parcial en su interior, orientan la luz, mientras que en el caso de las lmparas-A sta es irradiada en todas direcciones. Una tercera forma son las lmparas PAR (reflector parablico). Estn fabricadas en vidrio prensado, para poder alcanzar una gran termoestabilidad y una elevada exactitud de formas; mediante un reflector parablico se puede lograr un definido ngulo de irradiacin. En un subgrupo de las lmparas PAR, las lmparas de haz fro, se utiliza un selectivo azogamiento dicroico, es decir, reflectante. Reflectores dicroicos reflejan la luz visible, pero dejan pasar una gran parte de la radiacin infrarroja, que abandona la lmpara en sentido contrario a la radiacin de luz. As, la carga calorfica sobre objetos iluminados puede reducirse aproximadamente a la mitad.

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Figura N31: Tipos de lmparas reflectoras

mbito de aplicacin Las lmparas incandescentes tienen bajo rendimiento luminoso, por lo tanto su empleo no es adecuado en iluminacin general, sobre todo si se trata de superficies grandes, pero si en iluminacin localizada para actividades que no requieran ambos tipos de iluminacin artificial. Estas lmparas son adecuadas en todas las aplicaciones que requieran una buena reproduccin de colores como domicilios, restaurantes, estudios, teatros, etc.

Figura N32: Aplicacin de iluminacin incandescente

Lmparas halgenas incandescentes Lo que menos se opone a la construccin de potentes lmparas incandescentes es el punto de fusin del tungsteno (que con 3563 K se encuentra an relativamente lejos de las aprox. 2800 K de la temperatura de servicio de las

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lmparas incandescentes), y lo que ms, la creciente velocidad de evaporacin de los filamentos por el aumento de temperatura. El ennegrecimiento de la ampolla de vidrio lleva primero a una menor potencia luminosa y finalmente a que el filamento se funda. Un aumento de la potencia luminosa, por tanto, significa una duracin de vida ms corta de la lmpara. Una posibilidad tcnica para evitar la prdida de material del filamento es la adicin de halgenos para el llenado de gas de la lmpara. Agregando una pequea cantidad de un compuesto gaseoso con halgenos (cloro, bromo o yodo), normalmente se usa el CH2Br2, al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneracin del halgeno que evita el ennegrecimiento. El tungsteno evaporado se une con el halgeno en un halogenuro metlico, que con la temperatura en la zona exterior de la lmpara es gaseiforme y de este modo no puede depositarse sobre la ampolla de vidrio (ver figura 32). En el filamento bastante ms caliente el halogenuro metlico se vuelve a separar en tungsteno y halgeno y el tungsteno es conducido nuevamente al filamento.

Figura N33: Ciclo del Halgeno

Esto se consigue mediante una ampolla compacta de vidrio de cuarzo, que envuelve ajustadamente el filamento. Debido a la forma compacta de la lmpara, se posibilita, junto al aumento de la temperatura, un aumento de la presin del gas, que as reduce la velocidad de evaporacin del tungsteno.

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Figura N 34: Lmpara Halgena convencional de Automvil.

Frente a la lmpara incandescente tradicional, la lmpara halgena incandescente da una luz ms blanca, consecuencia de la temperatura de empleo de 3000 a 3300 K, pero su color de luz sigue situado dentro de la tonalidad blanco clido. La reproduccin cromtica es excelente por el espectro continuado. Por su forma compacta, representa una fuente puntual ideal, que permite una orientacin particularmente buena de la luz, posibilitando efectos de luz especialmente brillantes. El rendimiento luminoso de estas lmparas sobre todo en el campo del bajo voltaje es superior al de las lmparas incandescentes tradicionales. Tambin en las lmparas halgenas incandescentes se estn desarrollando actualmente formas de ampollas con vapor dicroico, que tienen unos rendimientos de luz considerablemente superiores. La duracin de vida de estas lmparas es superior a la de las tradicionales incandescentes. Las halgenas incandescentes permiten la regulacin del flujo luminoso y, al igual que las incandescentes tradicionales, no necesitan equipos adicionales de estabilizacin; no obstante, las de bajo voltaje slo funcionan conectadas a un transformador. En las lmparas con casquillo doble, de proyeccin y especiales para el rea de estudios la disposicin de enfoque se encuentra frecuentemente limitada. Algunas lmparas halgenas incandescentes funcionan con un vidrio protector. Como casi todas las lmparas incandescentes convencionales, se pueden adquirir para el servicio con tensin de red. Normalmente estn provistas de casquillos especiales, pero algunas tambin tienen casquillo de rosca E27 y adicionalmente una envuelta de vidrio exterior, pudindose utilizar como las lmparas incandescentes convencionales. Adems de las anteriores, tambin las halgenas de bajo voltaje ganan cada vez ms en importancia. Las ventajas de esta fuente de luz sobre todo la elevada potencia de luz con medidas ms reducidas, que hasta la fecha se

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aprovechaban sobre todo en los faros de los automviles, han encontrado paralelamente una amplia aplicacin en el campo de la iluminacin arquitectnica. Las reducidas medidas de la lmpara de bajo voltaje posibilitan, por tanto, construcciones de luminarias compactas y un enfoque muy exacto de la luz. Las lmparas halgenas de bajo voltaje se pueden adquirir para distintas tensiones (6 / 12 / 24 V) y en diferentes formas. Tambin se fabrican lmparas de radiacin libre y combinaciones de lmpara y reflector o reflector de haz fro, respectivamente.Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 33

Figura N35: Lmpara dicroica o de haz frio.

La siguiente tabla muestra comparativamente algunos aspectos de las lmparas incandescentes comunes (al vacio) y las lmparas halgenas (con gas). Cuadro N1: comparacin lmparas.

Las aplicaciones ms comunes de este tipo de luminarias son para alumbrado intensivo, para tareas especficas y downlighters en: Tiendas Museos / exposiciones Hoteles / restaurantes

Figura N36: Aplicacin de lmparas halgenas

Lmparas de descarga A diferencia de lo que ocurre en las lmparas incandescentes, en las lmparas de descarga, la luz no se produce por un filamento calentado, sino por la excitacin de gases o vapores metlicos. Para ello se produce una tensin entre dos electrodos en un tubo de descarga llenado con vapores metlicos, que originan una corriente de electrones entre los electrodos. Durante su trayecto por el recipiente de descarga los electrones chocan con tomos de gas, los cuales, con la suficiente velocidad de los electrones, son estimulados para la emisin de radiacin. Para cada tipo de gas es caracterstica una determinada combinacin de longitudes de onda emitidas; cada vez es emitida una radiacin de uno o varios mrgenes estrechos de frecuencias. Si la velocidad de los electrones aumenta ms, al chocar los tomos de gas ya no son estimulados, sino ionizados; el tomo de gas es descompuesto en un electrn libre y un ion de carga positiva. La cantidad de las partculas cargadas elctricamente y efectivas en el tubo de descarga aumenta progresivamente y produce el correspondiente incremento de radiacin.

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Figura N37: Esquema de funcionamiento de las lmparas de descargas.

Las lmparas de descarga tienen otras cualidades que las incandescentes. En primer lugar, por el tipo de luz irradiada. Mientras que en las lmparas incandescentes se emite un espectro continuado, cuyo curso depende casi exclusivamente de la temperatura del filamento, las lmparas de descarga irradian un espectro con distintas rayas caractersticas para los gases o vapores metlicos utilizados. Adems, las lneas espectrales irradiadas pueden encontrarse en todas las reas del espectro, desde la radiacin infrarroja y la zona visible hasta la radiacin ultravioleta. Por cantidad y dispersin de las lneas espectrales se obtiene luz con el ms variado efecto cromtico; mediante diferentes llenados de lmpara se pueden producir de modo dirigido colores de luz y luz blanca de las ms diversas temperaturas. Sobre todo es posible sobrepasar el lmite indicado de 3650 K en los radiadores trmicos y producir una luz similar a la diurna con elevadas temperaturas de color. Otro camino para una produccin dirigida de colores de luz resulta de la utilizacin de sustancias luminosas en las paredes interiores del tubo de descarga.

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Figura N38: Distribucin de espectro de luz de una lmpara descarga.

Sobre todo la radiacin ultravioleta, que aparece en algunas descargas de gas, es convertida en luz visible por estas sustancias luminosas fluorescentes, donde nuevamente mediante la eleccin y la mezcla adecuada de materias fluorescentes se pueden producir definidos colores de luz. Incluso por la variacin de la presin en el tubo de descarga se pueden modificar las propiedades de una lmpara de descarga: con una presin ms alta se amplan las lneas espectrales emitidas, de modo que el espectro se rellena y se acerca a un reparto continuado; por eso se mejora la reproduccin cromtica y por regla general tambin la eficacia luminosa de la lmpara. Adems de las diferencias en el tipo de luz producida, existen tambin diferencias en las condiciones de servicio entre las lmparas incandescentes y las de descarga. Las primeras pueden funcionar sin instalaciones adicionales en la red: inmediatamente despus de ser conectadas emiten luz. En cambio, para las lmparas de descarga deben darse condiciones especiales de encendido y servicio.

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Figura N39: Partes de una lmpara de descarga de gas

Para encender una lmpara de descarga es imprescindible que dentro del tubo de descarga fluya la suficiente corriente de electrones. Como quiera que el gas a estimular no est ionizado antes del encendido, es necesario que los electrones estn preparados por unas disposiciones de encendido especiales. Despus del encendido de la lmpara de descarga se produce, por la enorme ionizacin del gas estimulado, un aumento continuado de corriente en la lmpara, que destruira la misma en muy poco tiempo Para evitarlo, hay que limitar esta corriente mediante una reactancia. Es decir, tanto para el encendido como para el servicio de lmparas de descarga son necesarios elementos adicionales. En algunos casos stos ya se encuentran integrados en la lmpara, pero por regla general se instalan en la luminaria aparte de la lmpara. Comportamiento de encendido y potencia dependen de la temperatura de servicio; esto en parte lleva a construcciones con ampollas de vidrio adicionales. Con frecuencia la lmpara necesita enfriarse algunos minutos despus de una interrupcin de corriente antes de un nuevo encendido; un reencendido inmediato slo es posible con una tensin de encendido muy elevada. En algunas lmparas existen normativas para la disposicin de encendido. Segn la presin de servicio, las lmparas de descarga pueden subdividirse en dos grupos principales con distintas propiedades. Un grupo est formado por lmparas de descarga de baja presin. Para el llenado de las lmparas se utilizan en este caso gases nobles o mezclas de gas noble y vapor metlico con una presin muy por debajo de 1 bar.

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Debido a la baja presin en el tubo de descarga, prcticamente no se producen interacciones entre las molculas del gas, se radia un puro espectro de rayas. La potencia de luz de estas lmparas depende sobre todo del volumen de lmparas, que por unidad de volumen es relativamente baja. Para conseguir una suficiente potencia de luz, las lmparas deben tener grandes tubos de descarga. Las lmparas de descarga de alta presin, en cambio, se activan con una presin claramente por encima de 1 bar. Debido a la alta presin y las altas temperaturas que se originan, se producen interacciones en el gas de descarga. La luz ya no slo se emite en las estrechas lneas espectrales de las lmparas de descarga de baja presin, sino en mrgenes de frecuencia ms anchos. Generalmente, se desplaza la radiacin emitida con la presin en aumento hacia el rea del espectro de ondas ms largas. La potencia de luz por unidad de volumen es bastante mayor que en las descargas de baja presin; los tubos de descarga son pequeos. Las lmparas de descarga de alta presin, por tanto, representan como ocurre con las incandescentes fuentes de luz puntuales con una elevada luminancia de las lmparas. Por regla general, los propios tubos de descarga se encuentran rodeados por un doble envolvente adicional, que estabiliza la temperatura de servicio de la lmpara, al tiempo que sirve como filtro UV y se puede utilizar como portador de una capa fluorescente. Eficacia Al establecer la eficacia de este tipo de lmparas hay que diferenciar entre la eficacia de la fuente de luz y la de los elementos auxiliares necesarios para su funcionamiento que depende del fabricante. En las lmparas, las prdidas se centran en dos aspectos: las prdidas por calor y las prdidas por radiaciones no visibles (ultravioleta e infrarrojo). El porcentaje de cada tipo depender de la clase de lmpara con que trabajemos.

Figura N40: Eficacia de luz de una lmpara descarga

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Cuadro N2: Eficiencia de distintos tipos de lmpara de descarga.

Cuadro N3: Duraciones de diferentes tipos de lmparas de descarga.

Lmparas fluorescentes La lmpara fluorescente es una lmpara de descarga que trabaja con vapor de mercurio. Dispone de un recipiente de descarga en forma de tubo con un electrodo en cada extremo. El llenado de gas se compone de un gas noble, que facilita el encendido controlando la descarga, y de una pequea cantidad de mercurio, cuyo vapor durante la impulsin emite radiacin ultravioleta. El interior del tubo de descarga est recubierto con una capa de sustancias emisoras, que, debido a la fluorescencia, transforman la radiacin ultravioleta de la lmpara en luz visible. Para facilitar el encendido de la lmpara fluorescente, los electrodos casi siempre estn acabados como filamento incandescente, llevando adicionalmente una capa de xido metlico (emisor), que favorece la salida de electrones. Los electrodos se precalientan en la salida, un impulso de tensin causa entonces el encendido de la lmpara.

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Figura N41: Partes de una lmpara fluorescente

Mediante la combinacin de adecuadas sustancias luminosas se pueden conseguir diferentes colores de luz. Se combinan frecuentemente tres sustancias luminosas, cuya mezcla produce un color de luz blanco, que se encuentra en la tonalidad del blanco clido, blanco neutro o blanco luz diurna, segn la proporcin de las distintas materias fluorescentes. Contrariamente a parecidas fuentes de luz puntiformes, como por ejemplo la lmpara incandescente, la luz de las lmparas fluorescentes es irradiada desde una gran superficie. Por ello se produce principalmente luz difusa, que resulta menos adecuada para una iluminacin acentuada dirigida y ms para una iluminacin uniforme y de grandes superficies. Por la difusa luz de la lmpara fluorescente se forman suaves sombras. Sobre superficies brillantes se produce slo poco brillo. Formas espaciales y cualidades de material por tanto no se acentan. Por su espectro discontinuo las lmparas fluorescentes disponen de propiedades de reproduccin cromtica que divergen de las incandescentes. Pese a que ya por la sola combinacin de menos sustancias luminosas se deja producir luz blanca de cualquier temperatura de color, esta luz tiene una peor reproduccin cromtica que la luz con un espectro continuado por la falta de partes espectrales. Para poder fabricar lmparas fluorescentes con una muy buena reproduccin cromtica se deben combinar numerosas sustancias luminosas de tal forma que se produzca una distribucin comparable al correspondiente espectro continuado. Las lmparas fluorescentes disponen de un elevado rendimiento luminoso. Su duracin de vida es igualmente elevada, aunque con repetidas conexiones de frecuencia se acorta. Para su funcionamiento se necesitan tanto cebador como reactancias; disponen de encendido inmediato y alcanzan al poco tiempo su total potencia luminosa. Despus de cortes en el fluido elctrico, es posible el reencendido inmediato. Tambin es posible regular su flujo luminoso. No existe ninguna limitacin en cuanto a la disposicin de encendido.

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Las lmparas fluorescentes tienen casi siempre forma de tubo, cuya longitud depende de la potencia de luz; como formas especiales se pueden adquirir en forma de U o circular. El dimetro de las lmparas es de 26 mm (ahora tambin 16 mm). Las ms antiguas con un dimetro de 38 mm ya no tienen tanta importancia. Las lmparas fluorescentes se pueden adquirir en numerosos colores de luz, donde sobre todo jueguen un papel los colores de luz blanco clido, blanco neutro y blanco luz diurna, pero tambin se pueden conseguir lmparas de colores y para fines especiales las lmparas-UV (por ejemplo en la iluminacin de alimentos). La reproduccin cromtica puede mejorarse a costa de la eficacia luminosa; elevadas eficacias luminosas, en cambio, condicionan un empeoramiento de la reproduccin cromtica. Estas lmparas con electrodos precalentados se encienden normalmente mediante un cebador externo, pero tambin existen ejecuciones que, por ayudas integradas de encendido, pueden prescindir del cebador. stas se aplican sobre todo en luminarias blindadas para las reas con peligro de explosin. Eficacia, Duracin y otras cualidades. La eficacia de estas lmparas depende de muchos factores: potencia de la lmpara, tipo y presin del gas de relleno, propiedades de la sustancia fluorescente que recubre el tubo, temperatura ambiente. Esta ltima es muy importante porque determina la presin del gas y en ltimo trmino el flujo de la lmpara. La eficacia oscila entre los 38 y 91 lm/W dependiendo de las caractersticas de cada lmpara.Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 41

Figura N42: Eficacia de una lmpara fluorescente

La duracin de estas lmparas se sita entre 5.000 y 7.000 horas. Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia emisora que recubre los electrodos,

hecho que se incrementa con el nmero de encendidos, impide el encendido al necesitarse una tensin de ruptura superior a la suministrada por la red. Adems de esto, hemos de considerar la depreciacin del flujo provocada por la prdida de eficacia de los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora. Su vida til se establece en 7.500 horas con un flujo luminoso, al cabo de este tiempo, del orden del 80% del flujo inicial. Esta vida til supone un rgimen de funcionamiento de la lmpara igual al indicado anteriormente.Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 42

El ndice de rendimiento en color de estas lmparas vara de moderado a excelente segn las sustancias fluorescentes empleadas. Para las lmparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisin su valor est entre 80 y 90. De igual forma la apariencia y la temperatura de color vara segn las caractersticas concretas de cada lmpara. Lmparas fluorescentes compactas Las lmparas fluorescentes compactas no se diferencian en su modo de funcionar de las lmparas fluorescentes convencionales. No obstante, disponen de una forma ms compacta, que se consigue por un tubo de descarga curvo o por la combinacin de varios cortos. En algunas el tubo de descarga lleva un envolvente de vidrio, que cambia el aspecto y las propiedades luminotcnicas de la lmpara.

Figura N43: Tipos de lmpara fluorescente

Las lmparas fluorescentes compactas tienen en principio las mismas propiedades que las fluorescentes convencionales, es decir, una elevada eficacia luminosa y una larga duracin de vida. Su potencia luminosa, no obstante, es limitada debido al volumen relativamente bajo del tubo de descarga. Pero al mismo tiempo y debido a su forma compacta tienen otras cualidades y campos de aplicacin. As,

surge la posibilidad de aplicar las lmparas fluorescentes no slo en luminarias de retcula, sino tambin en luminarias reflectoras (por ejemplo, Downlights). De este modo se puede conseguir un buen enfoque de la luz, que mediante la proyeccin de sombras acenta las propiedades de los objetos iluminados. En las lmparas fluorescentes compactas no se puede regular el flujo luminoso cuando llevan cebador integrado, pero se pueden adquirir otros tipos con cebador externo y casquillo tetrapolar que posibilitan el funcionamiento con reactancias electrnicas y regulador de intensidad lumnica.Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 43

Las lmparas fluorescentes compactas se suministran sobre todo en forma de tubo, en el que por lmpara siempre se combinan dos o cuatro tubos de descarga. Para el funcionamiento son necesarios cebador y reactancia; en las lmparas bipolares, sin embargo, el cebador ya se encuentra integrado en el casquillo. Adems de estas formas estndar, que estn equipadas con casquillos clavija y previstas para el servicio a reactancias, existen tambin lmparas fluorescentes compactas con cebador y reactancia integrados; estn provistas con casquillo de rosca y se pueden utilizar como las lmparas incandescentes. Algunas de estas lmparas llevan adicionalmente envolventes de vidrio en formas cilndricas o esfricas para conseguir un mayor parecido a las lmparas incandescentes. En cambio, al aplicar estas lmparas en luminarias para lmparas incandescentes hay que tener en cuenta que las propiedades de la luminaria pueden empeorar debido al mayor volumen de la lmpara. Temperatura de color Normalmente 2.700 K (apariencia clida, similar a la de las lmparas incandescentes), aunque existen versiones de 3.000 y 4.000 K. Rendimiento de color (IRC) 85 Duracin La vida media usual es de 5.000 6.000 horas. En algunos modelos de lmparas miniaturizadas (los que no incorporan cebador ni balasto) se alcanzan duraciones relativamente prximas a las de los tubos fluorescentes. Las lmparas electrnicas tienen una vida media de 8.000

Lmparas de vapor de sodio de baja presin Las lmparas de vapor de sodio de baja presin son comparables a las fluorescentes en cuanto a su construccin y funcin. En lugar de utilizar vapor de mercurio se estimula aqu vapor de sodio. De ello resultan algunas diferencias esenciales frente a las lmparas fluorescentes. En primer lugar el encendido de las lmparas de vapor de sodio resulta ms difcil que en el caso de las de vapor de mercurio, debido a que el sodio compacto contrario al mercurio fluido no produce ningn vapor metlico a temperatura ambiente. En las lmparas de vapor de sodio, por tanto, se debe realizar el encendido con ayuda del llenado adicional de gas noble; slo el calor del llenado de gas noble permite la evaporacin del sodio, de modo que se llega a la verdadera descarga de vapor metlico. Por ello, las lmparas de sodio de baja presin necesitan una alta tensin de encendido y una duracin relativamente larga para el calentamiento hasta alcanzar la mxima potencia. Para poder garantizar una suficiente temperatura de servicio de la lmpara, el tubo de descarga lleva, adems, a menudo en el rea infrarroja, un envolvente de vidrio reflectante. Otra diferencia estriba en el tipo de radiacin producida. Mientras que el vapor estimulado de mercurio a baja presin emite sobre todo una luz ultravioleta, que con ayuda de materias fluorescentes se transforma en luz visible, el vapor de sodio ya emite luz visible. Por lo tanto, las lmparas de vapor de sodio no necesitan materias fluorescentes.

Figura N44: Partes de una lmpara de descarga de vapor de sodio

Por otra parte, el rendimiento luminoso de estas lmparas resulta tan elevado que el volumen de lmpara necesario es considerablemente ms pequeo que en las lmparas fluorescentes. La cualidad ms destacable de las lmparas de vapor de sodio de baja presin es su extraordinaria eficacia luminosa. Como estas lmparas adems tienen una larga duracin de vida, resultan ser la fuente de luz ms econmica disponible.

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Figura N45: Eficiencia de una lmpara de descarga de vapor de sodio

El vapor de sodio de baja presin da luz exclusivamente en dos lneas espectrales muy contiguas; la luz irradiada es monocromticamente amarilla. Debido a su carcter monocromtico no produce ninguna aberracin cromtica en el ojo y por lo tanto proporciona una gran precisin visual. Frente a estas ventajas, en cambio, tenemos como clara desventaja la extraordinariamente mala calidad de la reproduccin cromtica. En sentido estricto, ni se puede hablar de reproduccin cromtica, slo se percibe un amarillo distintamente saturado desde el puro color hasta el negro. sta es la razn por la cual este tipo de lmpara es ampliamente suplantado en su propia zona de aplicacin la iluminacin de exteriores por la misma lmpara, pero de alta presin.

Figura N46: Distribucin espectral de la lmpara de descarga de sodio

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Cuadro N4: Ejemplo de eficacias de la lmpara de descarga de sodio.

Para el funcionamiento de algunas lmparas cilndricas es necesaria una combinacin de cebador-reactancia, pero casi siempre se utiliza un transformador de campo de dispersin como elemento cebador-reactancia. Las lmparas de vapor de sodio de baja presin necesitan para el arranque un tiempo de calentamiento de algunos minutos, as como un breve enfriamiento antes de volver a encenderla nuevamente despus de un corte en el fluido elctrico. Si se utilizan equipos especiales de estabilizacin es posible el reencendido inmediato. La disposicin de encendido es limitado. Las lmparas de vapor de sodio de baja presin tienen generalmente un tubo de descarga en forma de U, y ocasionalmente en forma cilndrica, que lleva adicionalmente una ampolla de vidrio.

Figura N47: Lmpara de descarga de sodio en alumbrado pblico

Lmparas de vapor de mercurio de alta presin Las lmparas de vapor de mercurio de alta presin disponen de un tubo de descarga corto de vidrio de cuarzo, que contiene una mezcla de gas noble y mercurio. En ambos extremos del tubo estn dispuestos los electrodos, muy cerca de uno de los cuales se encuentra un electrodo auxiliar adicional para el encendido de la lmpara.

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El tubo de descarga lleva un doble envolvente adicional, que estabiliza la temperatura de la lmpara, protegiendo el tubo de descarga de corrosiones externas. El doble envolvente puede llevar adicionalmente una capa fluorescente para variar el color de luz de la lmpara. Al encender la lmpara se origina en primer lugar una descarga de efluvios en el electrodo auxiliar, que progresivamente se extiende hasta el segundo electrodo principal. Si el gas de la lmpara se ioniza de este modo, se origina un arco elctrico entre los electrodos principales, que en este instante corresponden a una descarga de baja presin. Slo cuando todo el mercurio se ha evaporado debido a la descarga de arco y se ha producido la suficiente sobrepresin debido al calor que se ha formado, se llega a la propia descarga de alta presin, con lo cual se da toda la potencia de luz. Las lmparas de vapor de mercurio de alta presin disponen de una eficacia luminosa media; su duracin de vida es muy larga. Forman una fuente luminosa relativamente compacta, de modo que se puede orientar su luz con medios pticos.

Figura N48: Eficacia de la Lmpara de descarga de mercurio

La luz de estas lmparas tiene un color blanco azulado debido a la ausencia de la parte de rojo del espectro emitido. La reproduccin cromtica es regular, pero se mantiene constante durante toda la duracin de vida de la lmpara. A menudo se consigue un color blanco neutro o blanco clido y una reproduccin cromtica mejorada mediante sustancias luminosas adicionales.

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Figura N49: Distribucin espectral de la lmpara de descarga de mercurio

Estas lmparas no necesitan cebador por el electrodo auxiliar integrado, pero para su funcionamiento es necesaria una reactancia. Tambin necesitan un tiempo de calentamiento de algunos minutos y una fase de enfriamiento ms larga antes del reencendido despus de posibles cortes en el fluido elctrico. La disposicin de enfoque no est limitada. Las lmparas de vapor de mercurio de alta presin se pueden adquirir en diferentes formas, sus envolventes exteriores pueden ser esfricas, elpticas o fungiformes, esta ltima versin est conformada como lmpara reflectora. Lmparas de luz mezcla Las lmparas de luz mezcla corresponden en su construccin a las de vapor de mercurio de alta presin, pero disponen de un filamento incandescente adicional en el envolvente de vidrio exterior que est conectado en serie con el tubo de descarga. El filamento incandescente adopta aqu el papel de un limitador de corriente, de modo que una reactancia exterior sera innecesaria. Adems, se completa la ausencia de la parte de rojo del espectro del mercurio mediante la luz de color blanco clido del filamento incandescente, por lo que se mejora la reproduccin cromtica. Las lmparas de luz mezcla disponen a menudo de sustancias luminosas adicionales para la mejora del color de luz y la eficacia luminosa.

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Figura N50: Distribucin espectral de la lmpara de luz de mezcla

Las lmparas de luz mezcla tienen propiedades similares a las de vapor de mercurio de alta presin. No obstante, la eficacia luminosa (20 a 60 lm/W) y la duracin de vida son claramente inferiores (6000 horas), de modo que no tienen mayor importancia en la iluminacin arquitectnica. Como no necesitan ni cebador ni reactancia y disponen de un casquillo E27, pueden utilizarse como las lmparas incandescentes. Las lmparas de luz mezcla emiten luz inmediatamente despus del encendido por el filamento incandescente. Despus de algunos minutos disminuye la parte de lmpara incandescente y la descarga de vapor de mercurio alcanza toda su potencia. Antes del reencendido despus de un corte en el fluido elctrico necesitan una fase de enfriamiento. Estas lmparas no permiten la regulacin del flujo luminoso y la disposicin de enfoque est limitada en algunos tipos de lmparas. Se pueden adquirir en forma elptica o como lmpara reflectora fungiforme. Lmparas de halogenuros metlicos Las lmparas de halogenuros metlicos son de desarrollo ulterior a las de vapor de mercurio de alta presin, por lo que son comparables en construccin y funcin, pero contienen adems del mercurio una mezcla de halogenuros metlicos. Frente a los metales puros las combinaciones halogenadas disponen en este caso de la ventaja de tener un punto de fusin bastante ms bajo, de modo que tambin se pueden utilizar metales, que con las temperaturas de servicio de la lmpara no forman vapores metlicos. Debido al aadido de halogenuros metlicos se consigue un aumento de la eficacia luminosa y sobre todo una reproduccin cromtica considerablemente mejorada. Mediante las adecuadas combinaciones de metal se deja producir un espectro de varias lneas, parecido a como es en las lmparas fluorescentes; con combinaciones especiales se puede alcanzar un

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espectro casi continuado de numerosas lneas. Por lo tanto, no es necesario aadir una materia fluorescente para mejorar la reproduccin cromtica. La parte de mercurio de la lmpara sirve sobre todo como ayuda de encendido y para la estabilizacin de la descarga; como los halogenuros metlicos se han evaporado por la inicial descarga de vapor de mercurio, estos vapores metlicos sirven esencialmente para la produccin de luz.

Figura N51: Distribucin espectral de la lmpara de halogenuros metlicos

No obstante, debido a la existencia de halgenos dentro de la lmpara, no se consideran los electrodos auxiliares como dispositivo de encendido. Por eso estas lmparas necesitan cebadores externos.

Figura N52: Ejemplo de lmpara de halogenuros metlicos

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Las lmparas de halogenuros metlicos disponen de una eficacia luminosa extraordinaria (60 y 96 lm/W) y al mismo tiempo de una buena reproduccin cromtica; su duracin de vida nominal es elevada (10000 horas). Representan fuentes luminosas compactas, de modo que su luz puede orientarse bien pticamente. Pero la reproduccin cromtica no es constante; vara entre las diferentes lmparas de una serie y cambia en funcin de la duracin de vida y de las condiciones del entorno (esto es especialmente llamativo en los tipos de lmparas color blanco clido). Estas lmparas necesitan para su funcionamiento tanto cebadores como reactancias. Necesitan algunos minutos de calentamiento y un poco de tiempo para el enfriamiento antes del reencendido despus de cortes en el fluido elctrico. En algunos tipos con doble casquillo se consigue mediante cebadores especiales o reactancias electrnicas un reencendido inmediato. Normalmente no se regula el flujo luminoso de las lmparas de halogenuros metlicos. La disposicin de enfoque casi siempre est limitada. Las lmparas de halogenuros metlicos se pueden adquirir en formas tubulares con uno o dos casquillos, como lmpara elptica y como lmpara reflectora, y estn disponibles en los colores de luz blanco clido, blanco neutro y blanco luz diurna. Lmparas de vapor de sodio de alta presin Al igual que ocurre con el vapor de mercurio, tambin en las descargas de vapor de sodio se puede ampliar el espectro de la luz emitida mediante el aumento de la presin del vapor. Con la presin suficientemente alta se obtiene un espectro casi continuado con unas propiedades mejoradas de la reproduccin cromtica; en vez de la luz monocromticamente amarilla de la lmpara de vapor de sodio de baja presin se produce una luz de color amarillento hasta blanco clido con una reproduccin cromtica de moderada a buena.

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Figura N53: Distribucin espectral de lmparas de vapor de sodio en alta presin

La mejora de la reproduccin cromtica, no obstante, se consigue a cambio de una reduccin de la eficacia luminosa o mejor dicho un aumento poco importante.

Figura N54: Eficacia Luminosa de lmparas de vapor de sodio en alta presin

Las lmparas de vapor de sodio de alta presin son comparables en construccin y funcin a las de vapor de mercurio de alta presin, tambin disponen de un pequeo tubo de descarga que a su vez lleva otra ampolla de vidrio. Mientras que en las lmparas de vapor de mercurio de alta presin el tubo de descarga se fabrica en vidrio de cuarzo, el de las lmparas de vapor de sodio de alta presin se fabrica en xido de aluminio, dado que los agresivos vapores de sodio que se originan por la alta presin atacaran el vidrio. Las lmparas disponen de un llenado a base de gases nobles y una amalgama de mercurio-sodio, en el que el gas noble y la parte de mercurio sirven para el encendido y la estabilizacin de la descarga.

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Una parte de estas lmparas disponen de un recubrimiento en la ampolla exterior que sirve nicamente para la reduccin de la intensidad luminosa y una irradiacin ms difusa, no tiene fluorescencias. Las lmparas de vapor de sodio de alta presin disponen de una eficacia luminosa ms baja que las de baja presin, pero aun as su rendimiento luminoso est por encima de otras lmparas de descarga. Su duracin de vida nominal es elevada (8000 y 12000 horas). La reproduccin cromtica es de moderada a buena, pero en cualquier caso mejor que la de la luz monocromticamente amarilla de la lmpara de vapor de sodio de baja presin. Estas lmparas de alta presin funcionan con reactancia y cebador. Necesitan algunos minutos para el encendido y un tiempo de enfriamiento antes del reencendido despus de cualquier corte elctrico. En algunos modelos de dos casquillos uno en cada lado es posible obtener un reencendido inmediato mediante un cebador especial o una reactancia electrnica. La disposicin de enfoque por regla general no est limitada. Las lmparas de vapor de sodio de alta presin se pueden adquirir como lmparas claras en forma tubular y como lmparas con capa de recubrimiento y forma elptica. Adems, existen lmparas compactas en forma de barra con doble casquillo, que permiten un reencendido inmediato, representando una fuente de luz especialmente compacta. LED (Light Emitting Diode)

Figura N55: LED

La tecnologa bsica detrs del desarrollo del LED data desde los aos sesenta, cuando los cientficos trabajaban con un chip de material semiconductor. Dicho material fue impregnado con impurezas, creando una unin positivo-negativo, conocida como unin p-n.

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Un diodo es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente elctrica en una nica direccin con caractersticas similares a un interruptor.

Figura N56: Tipo de Diodos.

Similar a un diodo convencional la corriente fluir desde el lado positive hacia el lado negativo, pero nunca en direccin inversa. Por lo tanto es comn decir que el LED es un hijo del diodo convencional. En este fluir de la corriente, cuando un electrn cruza la barrera y ocupa un espacio vaco, este libera energa en forma de fotn. El fotn es un paquete de radiacin electromagntica que contiene todas las longitudes de onda del espectro visible. Luego la longitud de onda de la luz generada, depender del material usado para construir el diodo. La siguiente tabla muestra el color generado por el LED, segn el material semiconductor utilizado.

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Tabla: Color generado por los LED segn material.

En general los LED requieren para operar de un voltaje de 1,5 a 3 V y de un flujo de corriente entre 10 y 30 mA. Hoy en da, se estn desarrollando y empezando a comercializar LED con eficiencia muy superior a las de hace unos aos y con un futuro prometedor en diversos campos, incluso en aplicaciones generales de iluminacin. Como ejemplo, se puede destacar que Nichia Corporation ha desarrollado LEDs de luz blanca con una eficiencia luminosa de 150lm/W, utilizando para ello una corriente de polarizacin directa de 20 miliamperios (mA). Esta eficiencia, comparada con otras fuentes de luz en trminos de rendimiento slo, es aproximadamente 1,7 veces superior a la de la lmpara fluorescente con rendimiento de color altas (90 lm/W) y aproximadamente 11,5 veces la de una lmpara incandescente (13 lm/W). Su eficiencia es incluso ms alta que la de la lmpara de vapor de sodio de alta presin (132 lm/W), que est considerada como una de las fuentes de luz ms eficientes. El comienzo del siglo XXI ha visto aparecer los diodos OLED (LED orgnicos), fabricados con materiales polmeros orgnicos semiconductores. Aunque la eficiencia lograda con estos dispositivos est lejos de la de los diodos inorgnicos, su fabricacin promete ser considerablemente ms barata que la de aquellos, siendo adems posible depositar gran cantidad de diodos sobre cualquier superficie empleando tcnicas de pintado para crear pantallas en color.

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OLED (Organic Light-Emitting Diode o diodo orgnico de emisin de luz) es un diodo basado en una capa electroluminiscente que est formada por una pelcula de componentes orgnicos, y que reaccionan a una determinada estimulacin elctrica, generando y emitiendo luz por s mismos. No se puede hablar realmente de una tecnologa OLED, sino ms bien de tecnologas basadas en OLED, ya que son varias las que hay, dependiendo del soporte y finalidad a la que vayan destinados.Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 56

Las ventajas de esta nueva tecnologa son enormes, pero tambin tiene una serie de inconvenientes, aunque la mayora de estos son totalmente circunstanciales, y desaparecern en unos casos conforme se siga investigando en este campo y en otros conforme vaya aumentando su uso y produccin. Una solucin tecnolgica que pretende aprovechar las ventajas de la eficiencia alta de los LEDs tpicos (hechos con materiales inorgnicos principalmente) y los costes menores de los OLEDs (derivados del uso de materiales orgnicos) son los Sistemas de Iluminacin Hbridos (Orgnicos/Inorgnicos) basados en diodos emisores de luz. Dos ejemplos de este tipo de solucin tecnolgica los est intentado comercializar la empresa Cyberlux con los nombres de Hybrid White Light (HWL) (Luz Blanca Hbrida) y Hybrid Multi-color Light (HML) (Luz Multicolor Hbrida), cuyo resultado, puede producir sistemas de iluminacin mucho ms eficientes y con un coste menor que los actuales. Al contrario que las lmparas incandescentes que pueden alimentarse con corriente alterna o continua, el diodo LED funciona de forma continua slo con sta ltima, ya que nicamente conduce la electricidad cuando se polariza en directa al igual que los diodos pn convencionales, de modo que si se alimenta con corriente alterna el diodo parpadear al iluminarse tan slo la mitad del ciclo. Debe escogerse bien la corriente que atraviesa el LED para obtener una buena intensidad luminosa. Algunos de los beneficios de los LED: Bajo Costo de Mantenimiento: Vida til de 50.000 horas, lo que evita disturbios, perjuicios y reemplazos constantes. Mximo Efecto Visual: Posibilidad de saturar superficies con luz, lo que vara el aspecto de fachadas y ambientes en general. Por ser una fuente de luz monocromtica, sin generacin de Ultravioleta e Infrarrojo, alcanza una saturacin de color y brillo mayor que las opciones actuales. Encendido Inmediato: Posibilita la creacin de efecto tipo flashing. Encendido Instantneo (incluso con temperaturas de hasta 20C): Creacin de ambientes diferenciados. La dimerizacin, adems de

Algunas de las desventajas son: Hoy en da el costo de instalacin de los LED es elevado, sin embargo se compensa absolutamente con el costo de operacin y su elevada vida til, comparativamente con las dems lmparas. La tecnologa LED ha ido en franco crecimiento, se estima que en los prximos aos comience un reemplazo de todas las lmparas conocidas por los LED, en mrito a su eficiencia.

Figura N57: Evolucin de las luminarias

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ahorrar energa, al contrario de otras fuentes de luz, favorece el aumento de la vida til de los LEDs. Confiabilidad: Resiste a grandes variaciones, temperatura y vibracin, lo que asegura la continuidad de operacin independientemente de las condiciones del lugar de uso, creando nuevas posibilidades para aplicacin de luz, como por ejemplo, la orientacin del trfico en vas pblicas. Mayor Seguridad: Operan en bajo voltaje (< 33V). Proporcionan seguridad a los usuarios durante su instalacin y operacin. Colores vvidos y sin filtros. Los LEDs no requieren de filtros para crear luz de color; como resultado se generan los colores ms puros y profundos sin desperdicio de luz.

LUMINARIAS La Luminaria es el aparato que sirve para distribuir, filtrar o transformar la luz por una o varias lmparas y que contiene todos los accesorios necesarios para fijarla, protegerlas y conectarlas al circuito de alimentacin.

Figura N58: Tipos de Luminarias

Las luminarias son aparatos que sirven de soporte y conexin a la red elctrica a las lmparas. Como esto no basta para que cumplan eficientemente su funcin, es necesario que cumplan una serie de caractersticas pticas, mecnicas y elctricas entre otras. A nivel de ptica, la luminaria es responsable del control y la distribucin de la luz emitida por la lmpara. Es importante, pues, que en el diseo de su sistema ptico se cuide la forma y distribucin de la luz, el rendimiento del conjunto lmparaluminaria y el deslumbramiento que pueda provocar en los usuarios. Otros requisitos que deben cumplir las luminarias es que sean de fcil instalacin y mantenimiento. Para ello, los materiales empleados en su construccin han de ser los adecuados para resistir el ambiente en que deba trabajar la luminaria y mantener la temperatura de la lmpara dentro de los lmites de funcionamiento. Todo esto sin perder de vista aspectos no menos importantes como la economa o la esttica. Las luminarias pueden clasificarse de muchas maneras aunque lo ms comn es utilizar criterios pticos, mecnicos o elctricos.

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Clasificacin de las luminarias segn las caractersticas pticas a) Clasificacin de las luminarias segn la distribucin de flujo Una primera manera de clasificar las luminarias es segn el porcentaje del flujo luminoso emitido por encima y por debajo del plano horizontal que atraviesa la lmpara. Es decir, dependiendo de la cantidad de luz que ilumine hacia el techo o al suelo. Segn esta clasificacin se distinguen seis clases.Tomo III: Diseo y Modelacin de Construcciones con calidad Ambiental. Mdulo: Iluminacin de alta eficiencia. 59

Figura N59: Clasificacin segn distribucin de flujos.

b) Clasificacin en funcin de la simetra Otra clasificacin es atendiendo al nmero de planos de simetra que tenga el slido fotmetro. As, podemos tener luminarias con simetra de revolucin que tienen infinitos planos de simetra y por tanto nos basta con uno de ellos para conocer lo que pasa en el resto de planos (por ejemplo un proyector o una lmpara tipo globo), con dos planos de simetra (transversal y longitudinal) como los fluorescentes y con un plano de simetra (el longitudinal).

Figura N60: Clasificacin segn Simetra.

Clasificacin segn las caractersticas mecnicas de la luminaria El grado de proteccin elctrica de las luminarias debe ir visible en la placa de caractersticas elctricas de aparato o bien especificarse claramente en la documentacin, esquemas o catlogos del fabricante. Dicho grado de proteccin se denota por las siglas IP seguidas de tres cifras caractersticas o, en su defecto, por un dibujo simblico.

La primera cifra caracterstica indica el grado de proteccin de las personas contra contactos con las partes bajo tensin y el grado de proteccin del material contra penetracin de cuerpos slidos extraos y de polvo. Lgicamente, si la envolvente del material elctrico esta protegida contra la penetracin de cuerpos slidos extraos, implcitamente se recoge tambin el grado de proteccin de las personas. En la siguiente tabla aparece el significado de estas cifras. Tabla: Cifras caractersticas para proteccin mecnicaGRADO DE PROTECCIN PRIMERA CIFRA CARACTERSTICA DEFINICIN DEFINICIN ABREVIADA Ninguna Ninguna proteccin de las personas contra contactos proteccin. accidentales o involuntarios con las partes bajo tensin. 0 Ninguna proteccin del material contra la penetracin de cuerpos slidos extraos. Proteccin Proteccin contra los contactos accidentales o contra los involuntarios de una gran superficie del cuerpo humano, cuerpos por ejemplo la mano, con las paredes bajo tensin, pero 1 slidos, cuya contra la accesibilidad voluntaria a dichas partes o piezas. medida mayor Proteccin contra la penetracin de cuerpos slidos sea superior a extraos de dimensiones medianas. 50 (mm). Proteccin Proteccin contra los contactos de los dedos con las contra los paredes bajo tensin. cuerpos Proteccin contra la penetracin de cuerpos slidos 2 slidos, cuya extraos de dimensiones medianas. medida mayor sea superior a 12 (mm).

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3

4

5

6

Proteccin total contra los contactos en las partes bajo tensin. Proteccin contra los depsitos perjudiciales de polvo. No se impide totalmente la penetracin de polvo, pero sin embargo este no debe poder penetrar en cantidad suficiente como para impedir el buen funcionamiento del material. Proteccin Proteccin total contra los contactos en las partes bajo total contra el tensin. polvo Proteccin total contra la penetracin del polvo.

La segunda cifra caracterstica indica el grado de proteccin contra la penetracin de lquidos segn se muestra en la tabla siguiente. Tabla : Segunda Cifra CaractersticaSEGUNDA CIFRA CARACTERSTICA 0 GRADO DE PROTECCIN DEFINICIN DEFINICIN ABREVIADA Ninguna Ninguna proteccin especial. proteccin. Proteccin Las gotas de agua de condensacin que caigan contra la verticalmente no debern producir efectos perjudiciales. cada vertical de gotas de agua. Proteccin Las gotas de agua que caigan formando con la vertical un contra la ngulo inferior o igual a 15, no debern producir efectos cada de perjudiciales. gotas de agua desviadas hasta 15 respecto de la vertical.

1

2

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Proteccin contra los cuerpos slidos, cuya medida mayor sea superior a 2,5 (mm). Proteccin contra los cuerpos slidos, cuya medida mayor sea superior a 1 (mm). Proteccin contra el polvo

Proteccin contra los contactos de herramientas, hilos u objetos anlogos, de espesor superior a con las partes bajo tensin. Proteccin contra la penetracin de cuerpos slidos extraos de dimensiones pequeas.

Proteccin total contra los contactos de herramientas, hilos u objetos anlogos, de espesor superior a con las partes bajo tensin. Proteccin contra la penetracin de cuerpos slidos extraos de dimensiones pequeas.

3

Proteccin El agua en forma de lluvia que caiga formando con la contra la vertical un ngulo inferior o igual a 60, no deber lluvia. producir efectos perjudiciales. Proteccin contra las proyecciones de agua. Proteccin contra los chorros de agua. Proteccin contra los embates del mar y las proyecciones anlogas. Proteccin total contra los efectos de la inmersin. Material sumergible El agua proyectada desde cualquier direccin, no deber producir efectos perjudiciales.

4

5

El agua lanzada por una boquilla desde cualquier direccin, no deber producir efectos perjudiciales

En mar gruesa, el agua no deber penetrar en cantidad perjudicial.

6

7

Si se sumerge la envolvente en agua bajo presin y durante un tiempo determinados, no deber penetrar agua en su interior en cantidad perjudicial. Si se sumerge la envolvente en agua bajo presin determinada y durante un tiempo indefinido, no deber penetrar agua en su interior.

8

La tercera cifra expresa la resistencia de la envolvente frente a posibles daos mecnicos y toma valores de 0,1,3,5,7 y 9. Para determinar estos valores se golpea la pieza lanzando un martillo normalizado desde alturas crecientes, de tal manera que no deben aparecer deformaciones que perjudiquen el buen funcionamiento ni permitir la entrada de aire o polvo. Tabla Tercera Cifra Caracterstica

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RENDIMIENTO DE LA LUMINARIA Otra caracterstica ptica importante de las luminarias es su capacidad para emitir el flujo luminoso generado por las lmparas. Debido a que el flujo emitido por las lmparas es redistribuido en el interior de la luminaria para generar la distribucin espacial deseada, se produce una prdida de emisin luminosa que es intrnseca a la propia luminaria. As, a la razn entre el flujo luminoso emitido por la lmpara y el flujo realmente disponible en la lumin

Apuntes de Iluminación

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