CURSO BSICO DE ILUMINACINContenido1.0 Introduccin Luz e Iluminacin Qu es la Luz? Factores para Ejercer la Visin Comportamiento de la Luz Los Prismas en la Iluminacin Los reflectores en la iluminacin Lmparas y Luminarios 2.0 Fuentes Luminosas Naturales Artificiales Tipos de Lmparas: Incandescentes Luz Mixta Fluorescentes Descarga de Alta Intensidad: Vapor de Mercurio Convencionales Aditivos Metlicos HQI HCI Vapor de Sodio Alta Presin Baja Presin LEDs (Diodos Emisores de Luz)

2.1 Propiedades de las lmparas: Eficacia Temperatura de Color Rendimiento de Color Emisin de Rayos UV Reflectores Refractores Portalmparas Espaciadores Sellos para Hermeticidad Cableado Interno Herrajes Informacin Fotomtrica Curvas de Distribucin Curvas de Luminarios industriales Curvas de Luminarios de A. Pblico Curvas de Proyectores Curvas Isolux Eficiencia Distribucin de la Luz Componente Superior (Uplight) Componente Inferior (Downlight)

3.0 Balastros Tipos de Balastros Electromagnticos Electrnicos Fluorescentes Descarga de Alta Intensidad Vapor de Mercurio Convencionales Aditivos Metlicos HQI HCI Normales De Pulso Vapor de Sodio Alta Presin Baja Presin Niveles de Tensin (Voltajes) De Entrada De Encendido de Lmpara De Operacin de Lmpara

4.0 Luminarios Tipos de Luminarios Uso Domstico Uso Comercial Uso Industrial Alumbrado Pblico Proyectores Componentes Fundamentales Conjunto Elctrico Conjunto ptico

5.0 Normatividad Que son las NOM NOM001SEDE2005 art. 930 NOM013ENER2004

LUZ E ILUMINACINLa luz y la iluminacin son dos conceptos muy distintos, que frecuentemente se confunden entre s y son mal interpretados.La luz puede definirse como la causa y la iluminacin como el efecto provocado por la luz al incidir sobre los objetos.

LONGITUDES DE ONDA EN ANGSTROMSESPECTRO ELECTROMAGNTICOQue es la luz?La luz es aquella manifestacin de energa en forma de radiaciones electromagnticas capaces de afectar o estimular el proceso de visin en los seres vivos que tenemos esa capacidad. La radiacin visible por el ojo del ser humano, est comprendida aproxima-damente entre las longitudes de onda de 3,800 a 7,800 Angstroms.1 metro = 10 Angstroms10

Qu factores intervienen para poder ejercer el sentido de la visin?TAMAO: Cuanto mas grande sea un objeto, en trminos de ngulo visual (ngulo subtendido desde el objeto hasta el ojo), mas rpidamente podr ser ste percibido.

TIEMPO: La visin no es un proceso instantneo sino que requiere de tiempo. Al incrementarse el nivel de iluminacin, aumenta la capacidad visual y al mismo tiempo se reduce el tiempo de percepcin y adaptacin.BRILLANTEZ: La brillantez de un objeto depende de la intensidad de luz que incide sobre l as como de la proporcin con la cual esta luz es reflejada hacia el rgano visual del observador. Al aumentar el nivel de iluminacin sobre una superficie oscura es posible incrementar su brillantez.CONTRASTE: Esta es la relacin existente entre las luminancias de un objeto y su entorno. Los niveles altos de iluminacin compensan en parte los bajos contrastes en brillantez y son de gran asistencia donde no se pueden lograr condiciones de alto contraste.

Adicionalmente, la forma en que opera el ojo humano interviene en el proceso de visin por medio de:

ACOMODACIN: Proceso por el cual el ojo cambia su enfoque al variar la distancia al objeto observado. La retina se desplaza hacia el fondo del ojo.RetinaRetinaL1L2

ADAPTACIN: Proceso mediante el cual el sistema visual se acostumbra a una mayor o menor cantidad de luz, o a una luz de color distinto. Ello resulta en un cambio de la sensibilidad del ojo al estmulo de la luz. La pupila abre o cierra dependiendo de la cantidad de luz que la estimula.

COMO SE COMPORTA LA LUZ ANTE OBSTCULOS?REFLEXIN: Fenmeno fsico mediante el cual el flujo luminoso generado por una fuente efecta un cambio de direccin al chocar con una superficie opaca y ser reflejado en un ngulo opuesto al de incidencia.La reflexin puede ser especular o difusa, o una combinacin de ambos, dependiendo del acabado de la superficie en la cual incide el flujo luminoso.

REFRACCIN:Fenmeno fsico mediante el cual el flujo luminoso generado por una fuente efecta un cambio de direccin al cruzar en forma oblicua de un medio a otro en el cual su velocidad es distinta.ABSORCIN:Fenmeno fsico mediante el cual el flujo luminoso generado por una fuente se disipa convirtindose en energa trmica.Particularidad que tienen los materiales de transformar parcial o totalmente en otra forma de energa la energa luminosa que incide sobre ellos.

LOS PRISMAS, EN LA ILUMINACIN,TIENEN DOS USOS FUNDAMENTALES:COMO REFLECTORESCOMO REFRACTORESY

LMPARAS Y LUMINARIOSAs como dijimos que la luz y la iluminacin son dos conceptos muy distintos, que frecuentemente se confunden entre s y son mal interpretados; los trminos lmpara y luminario tambin lo son.Las lmparas son dispositivos que convierten la energa elctrica en energa lumnica.Los luminarios son los aparatos elctricos que sirven para controlar y dirigir la luz generada por las lmparas.

TerminologaTERMINOLOGA EMPLEADA EN ILUMINACIN:

BRILLANTEZ:Relacin que existe entre la intensidad luminosa en cierta direccin y la superficie iluminada cuando es vista por un observador situado en la misma direccin.

CANDELA:Unidad de intensidad luminosa igual a un lmen por steradin. Se define como la intensidad luminosa, de una fuente luminosa en una direccin dada que emite radiacin monocromtica (555 nm (color Verde) y de la cual la intensidad radiante en esa direccin es de 1/683 Watts / steradin. Hasta 1984 se le llam buja.

COEFICIENTE DE UTILIZACIN:Relacin existente entre los lmenes, emitidos por un luminario, incidiendo sobre el plano de trabajo y el flujo luminoso generado por las lmparas desnudas.

DEPRECIACIN DE LMENES DE LMPARA (LLD):Conocido como LLD por sus siglas en Ingls (Lamp Lumen Depreciation) representa numricamente la degradacin de las lmparas en funcin al envejecimiento provocado por su operacin.

DEPRECIACIN POR SUCIEDAD EN LUMINARIO (LDD):Conocido como LDD por sus siglas en Ingls (Luminaire Dirt Depreciation) representa numricamente el grado de acumulacin de suciedad (polvo, grasas, fibras, etc.) sobre las superficies de un luminario y est en funcin de la geometra de su forma.

FLUJO LUMINOSO [lmenes]:La energa radiante en forma de luz emitida por una fuente luminosa en la unidad de tiempo (segundo).

ILUMINANCIA E = / m2 [lmenes / m2 Luxes]:Densidad del flujo luminoso emitido por una fuente incidente sobre una superficie.

LUMINANCIA E = I / m2 [NIT]:Cantidad de luz generada por una fuente luminosa al ser reflejada por una superficie, medida en candelas / m2. Es el efecto que la iluminancia provoca sobre una superficie al ser captada por el ojo del observador.

REFRACCIN:Proceso mediante el cual un rayo de luz cambia de direccin al pasar a traves de un medio a otro (aire a agua, aire a vidrio)

TRANSMITANCIA:Relacin entre el flujo luminoso incidente sobre una superficie y el flujo luminoso transmitido.

ConvencionalAditivos MetlicosHQIHCI

EFICACIA LUMINOSA:Relacin existente entre el flujo luminoso total emitido por una lmpara dividido entre la potencia elctrica consumida por la misma, expresada en lmenes/Watt.

TEMPERATURA DE COLOR:Correlacin existente entre el color que adquiere una fuente luminosa totalmente radiante (cuerpo negro) al ser calentada, y el color radiado por una lmpara encendida.

RENDIMIENTO DE COLOR:Valor por medio del cual se representa la variacin entre el color reflejado por un objeto al influjo de una fuente luminosa artificial y el color reflejado por ese mismo objeto al ser expuesto a la luz del Sol.PROPIEDADES DE LAS LMPARAS:

LMPARAS INCANDESCENTESLas partes fundamentales de una lmpara incandescente son:

LMPARAS FLUORESCENTESLas partes fundamentales de una lmpara fluorescente son:Tubo de cristal

LMPARAS DE DESCARGA DE ALTA INTENSIDAD (HID)Las partes fundamentales de una lmpara de descarga de alta intensidad (HID) de Vapor de Mercurio son:

LMPARAS DE DESCARGA DE ALTA INTENSIDAD (HID)Las partes fundamentales de una lmpara de descarga de alta intensidad (HID) de Vapor de Sodio Alta Presin son:

BASES Y PORTALMPARAS PARA LMPARAS INCANDESCENTESLas bases y portalmparas empleados en las lmparas incandescentes son:

BASES Y PORTALMPARAS PARA LMPARAS FLUORESCENTESLas bases y portalmparas empleados en las lmparas fluorescentes son:

BASES Y PORTALMPARAS PARA LMPARAS DE DESCARGA DE ALTA INTENSIDAD (HID)Las bases y portalmparas empleados en las lmparas de descarga de alta intensidad (HID) son:

BALASTRO: Dispositivo electromagntico o electrnico empleado para operar lmparas elctricas de descarga. Sirve para proporcionar a stas las condiciones de operacin necesarias como son la tensin, corriente y forma de onda.DESCARGA DE ALTA INTENSIDADFLUORESCENTES

BalastrosFluorescentesArranque RpidoArranque InstantneoHO Alta EmisinVHO Muy Alta EmisinDescarga de Alta Intensidad - HIDVapor de MercurioVapor de Sodio Alta PresinAditivos MetlicosHQIHCIDescarga de Alta Intensidad - HIDVapor de MercurioVapor de SodioAlta PresinBaja PresinConvencionalAditivos MetlicosHQIHCIFluorescentesArranque RpidoArranque InstantneoHO Alta EmisinVHO Muy Alta EmisinElectromagnticosElectrnicosArranque NormalArranque por Pulso

VOLTAJE DE ENTRADA:Los voltajes de alimentacin a los balastros estarn en funcin del voltaje disponible del sistema.Los ms comunes son:(para sistemas trifsicos)220 Volts(para sistemas monofsicos)127 Volts

BALASTRO ELECTROMAGNTICO PARA DOS LMPARAS FLUORESCENTES DE ARRANQUE RPIDO, ALTO FACTOR DE POTENCIA

BALASTRO ELECTROMAGNTICO PARA DOS LMPARAS FLUORESCENTES, ARRANQUE INSTANTNEO, ALTO FACTOR DE POTENCIA.

BALASTRO ELECTROMAGNTICO PARA UNA LMPARA DE VAPOR DE SODIO ALTA PRESIN TIPO AUTOTRANSFORMADOR, AUTORREGULADO, DE ALTO FACTOR DE POTENCIA

VOLTAJE DE ENCENDIDO DE LMPARA:

Dependiendo del tipo de lmpara y de su potencia nominal, los niveles de tensin varan entre 600 y 7,000 Volts, y solo se obtienen del balastro al instante del encendido con objeto de establecer el arco requerido.

VOLTAJE DE OPERACIN DE LMPARAS:

Al igual que los voltajes de encendido, los niveles de tensin de operacin de lmparas varan dependiendo del tipo y potencia de cada lmpara.

COMPONENTES FUNDAMENTALES DE UN LUMINARIO:

CONJUNTO ELCTRICO:Grupo de dispositivos y aparatos elctricos que distribuyen y regulan la energa elctrica para la correcta operacin de una fuente luminosa artificial en un luminario.CONJUNTO PTICO:Grupo de dispositivos y artilugios que provocan la correcta distribucin del flujo luminoso generado por la(s) lmpara(s) de un luminario.REFLECTORES:Artilugios pticos que redirigen, por reflexin, los rayos de luz generados por la(s) lmpara(s) en determinadas direcciones hacia el exterior del luminario. Pueden ser fabricados con metales, vidrio o materiales plsticos. Su acabado puede ser mate o brillante, difuso, o especular. Sus formas pueden ser parablicas, elpticas, circulares, planas o una combinacin de todas, dependiendo de la curva de distribucin deseada.REFRACTORES: Artilugios pticos que redirigen, por refraccin a travs de prismas o lentillas semiesfricas, los rayos de luz generados por la(s) lmpara(s) en determinadas direcciones, hacia el exterior del luminario. Pueden ser fabricados con vidrio o materiales plsticos.PORTALMPARAS: Dispositivos elctricos que sujetan mecnicamente una lmpara a la vez que sirven para transmitir la energa elctrica proporcionada por el conjunto elctrico hacia ella.

ESPACIADORES:Dispositivos que permiten situar el centro focal de la lmpara en la posicin deseada dentro de un luminario para conseguir una determinada curva de distribucin. Generalmente son metlicos y tienen la forma de una herradura cuadrada.

SELLOS PARA HERMETICIDAD:Artilugios que evitan la penetracin de lquidos al interior de los luminarios, encerrndolos de forma hermtica. Generalmente son fabricados con materiales elsticos como silicones o hules pero algunos pueden ser de corcho.

CABLEADO INTERNO:Conjunto de conductores elctricos de cobre o aluminio cuya funcin es la de transmitir la energa a los diferentes dispositivos elctricos de un luminario. Su aislamiento deber ser termoplstico, capaz de soportar una temperatura de 105 C. Su seccin transversal (calibre) deber ser la mnima adecuada para conducir la corriente requerida por cada dispositivo elctrico del luminario.

HERRAJES:Elementos metlicos cuya funcin es la de unir y sujetar rgidamente entre s los diferentes componentes internos de un luminario. Estos debern llevar algn tipo de acabado como proteccin contra la corrosin.

INFORMACIN FOTOMTRICA:

CURVA DE DISTRIBUCIN:Representacin grfica del comportamiento de la potencia luminosa emitida por un luminario. Se presenta en coordenadas polares y los valores estn dados en candelas. La porcin izquierda de esta grfica presenta la curva de distribucin (en rojo) corres-pondiente al ngulo en que ocurre la mxima potencia, vista desde el plano vertical.La porcin derecha (en azul) corresponde a la curva de distribucin en el plano horizontal donde ocurre la mxima potencia.La tabla inferior muestra los resultados tomados por el fotogonimetro en los diferentes ngulos en que se realiz la prueba fotomtrica.EGV 150 III DS

CURVAS DE DISTRIBUCIN DE LUMINARIOS INDUSTRIALES:

Estas pueden ser, dependiendo del espaciamiento mximo permisible:CurvaEspaciamiento Mximo Permisible Extensiva entre 1.70 y 3.00 veces la altura de montajeAbiertaentre 1.45 y 1.65 veces la altura de montajeMediaentre 1.25 y 1.35 veces la altura de montajeCerrada o Intensivaentre 1.00 y 1.20 veces la altura de montajeConcentradamenor a 1.00 veces la altura de montaje

La seleccin de la forma de la curva estar en funcin del espaciamiento requerido, la altura de montaje del luminario y la iluminancia deseada.

CURVAS DE DISTRIBUCIN DE LUMINARIOS PARA ALUMBRADO PBLICO:Regidas por N. E. M. A. (National Electric Manufacturers Association), la seleccin de las curvas de distribucin dependen del ancho de las vialidades, las alturas de montaje de los luminarios y el espaciamiento interpostal disponible o requerido.Se clasifican de acuerdo a la siguientes grficas:

DISTRIBUCIN CORTA:La curva de distribucin de un luminario de alumbrado pblico se considera como Corta cuando la mxima potencia en candelas cae dentro de 1.00 y 2.25 veces la altura de montaje del luminario, en el sentido longitudinal de la calle.

DISTRIBUCIN MEDIA:La curva de distribucin de un luminario de alumbrado pblico se considera como Media cuando la mxima potencia en candelas cae dentro de 2.25 y 3.75 veces la altura de montaje del luminario, en el sentido longitudinal de la calle.

DISTRIBUCIN LARGA:La curva de distribucin de un luminario de alumbrado pblico se considera como Media cuando la mxima potencia en candelas cae dentro de 3.75 y 6.00 veces la altura de montaje del luminario, en el sentido longitudinal de la calle.CURVAS DE DISTRIBUCIN DE LUMINARIOS PARA ALUMBRADO PBLICO:

CUTOFF:Se le llama Cutoff a un luminario cuando su curva de distribucin es tal que por cada 1000 lmenes emitidos por la lmpara no se excede numricamente el 2.5% del total en el ngulo horizontal de 90 sobre el nadir y 10% en el ngulo vertical de 80 sobre el nadir. Esto es aplicable a cualquier ngulo lateral al derredor del luminario.

SEMICUTOFF:Se le llama Cutoff a un luminario cuando su curva de distribucin es tal que por cada 1000 lmenes emitidos por la lmpara no se excede numricamente el 5% del total en el ngulo horizontal de 90 sobre el nadir y 20% en el ngulo vertical de 80 sobre el nadir. Esto es aplicable a cualquier ngulo lateral al derredor del luminario.

NONCUTOFF:Se le llama Noncutoff cuando no existe limitacin alguna de la potencia en candelas en ningn ngulo.

CURVAS DE DISTRIBUCIN DE LUMINARIOS PARA ALUMBRADO PBLICO:

CURVAS DE DISTRIBUCIN DE LUMINARIOS TIPO PROYECTOR:

Curva NEMA Abertura 1desde 10 hasta 18 2desde 18 hasta 29 3desde 29 hasta 46 4desde 46 hasta 70 5desde 70 hasta 100 6desde 100 hasta 130 7 130 o mas

CURVAS ISOLUX O ISOCANDELAS:Conjunto de curvas que unen puntos de igual nivel de iluminacin (en luxes o pi-candelas) sobre un plano de trabajo. Cada divisin de la cuadrcula de la grfica representa una vez la altura de montaje. En este caso la altura de la prueba fotomtrica fue de 6.10 metros (20), identificable por el factor de multiplicacin 1.000 en la tabla que acompaa la fotometra.Si variamos, en nuestro clculo, la altura de montaje, deberemos aplicar el factor adecuado a los niveles encontrados. Recordemos que el nivel luminoso (Iluminancia) en un punto sobre una superficie se encuentra en funcin del cuadrado de la distancia entre la fuente y la superficie misma.Donde:E = Iluminancia [luxes] o [FC]I = Potencia lumnica [Cd]D = Distancia [M.] o [Pies] = ngulo de incidencia

EGV 150 III DSEFFICIENCY (Total):81.2%EFFICIENCY (Downlightl):66.7%EFFICIENCY (Uplight):14.6%LUMENS/LAMP16000NO. OF LAMPS1LUMINOUS OPENING VERTICAL CYLINDERINPUT WATTS150EFICIENCIA DE UN LUMINARIO:Relacin existente entre el flujo luminoso emitido por un luminario y el flujo de la(s) lmpara(s) desnudas que opera.Generalmente en laboratorios fotomtricos se determinan tres eficiencias:

DOWNLIGHT:La de la porcin del flujo luminoso dirigido hacia abajo (ngulos menores a 90) del luminario.

UPLIGHT:La de la porcin del flujo luminoso dirigido hacia arriba (ngulos mayores a 90) del luminario.

TOTAL:La del total del flujo que abandona el luminario.

En el caso del luminario al que corresponde la fotometra antes vista, las eficiencias son:

NORMATIVIDADLas NOM o Normas Oficiales Mexicanas son disposiciones oficiales de cumplimiento obligatorioLas NOM nos indican que un dispositivo debe cumplir con estndares de calidad, seguridad y eficiencia mnimas.

La NOM001SEDE2005 relativa a instalaciones elctricas (utilizacin) artculo 930 nos indica que el objetivo de este, es establecer las disposiciones para proporcionar una visin rpida, precisa y confortable durante las horas de la noche en vialidades y zonas pblicas. Estas cualidades de visin pueden salvaguardar la seguridad de las personas y sus bienes, facilitando y fomentando el trfico vehicular y peatonal.

Factores principales indicados en el art. 930 de la NOM001SEDE2005:Tipos de vialidad.Tipos de pavimento.Velocidad de transito en vialidad.Distancia de frenado.Tipos de lmparas y luminarios. Valores mnimos mantenidos de luminancia e iluminancia.

La NOM013ENER2004 de eficiencia energtica para sistemas de alumbrado en vialidades y reas exteriores pblicas, tiene por objeto establecer niveles de eficiencia energtica en trminos de valores mximos permisibles de densidad de potencia elctrica para alumbrado (DPEA)

Las aplicaciones de esta norma incluyen:

VialidadesEstacionamientos pblicos abiertos cerrados o techados.reas exteriores pblicas

La norma excluye del cumplimiento de la misma a:Aeropuertos.Predios particulares.Alumbrado ornamental o de temporada.Ferias y juegos mecnicos.reas de vigilancia especial.Sealizacin, semforos, anuncios.Tneles y pasos a desnivel.

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