Francisco javier garcia ovalle luminotécnia

ILUMINACIÓN EXTERIOR E INTERIOR

FRANCISCO JAVIER GARCIA OVALLEFICHA: 1092664

TECNICO EN INSTALACIONES ELECTRICAS RESIDENCIALES

ILUMINACIÓN EXTERIOR E INTERIOR

ALUMBRADO PÚBLICO

ALUMBRADO PÚBLICO

El alumbrado público es el servicio público consistente en la iluminación de las vías públicas, parques públicos, y demás espacios de libre circulación que no se encuentren a cargo de ninguna persona natural o jurídica de derecho privado o público, diferente del municipio, con el objeto de proporcionar la visibilidad adecuada para el normal desarrollo de las actividades.

Tras el control del fuego por parte de los humanos uno de sus usos fue la iluminación. Como este sistema era engorroso y poco duradero fueron apareciendo luminarias con diferentes aceites y mechas que permitían iluminar durante más tiempo y de forma más cómoda. Las primeras ordenanzas sobre alumbrado público que se conocen datan del siglo XVI.

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PANORAMICA HISTORICO

Hasta 1558 no se colocaron faroles en las esquinas de las calles. En 1667, el teniente de policía Le Reynie reformó y fijó el alumbrado público. Uno de sus sucesores, Sartines, introdujo el empleo de reflectores o reverberos y en 1818 fue adoptado el gas, extendidose después a todas las ciudades importantes del mundo.Las primera farolas por gas para la iluminación pública fue en 1807, cuando Frederick Albert Winsor iluminó uno de los lados de la calle Pall Mall de Londres, tras mejorar el sistema que años antes había investigado el francés Philippe Lebon.


Las primeras farolas de gas requerían que un farolero recorriese las calles al atardecer para ir encendiéndolas, pero años después se empezaron a emplear dispositivos de encendido automático que prendían la llama al activarse el paso de gas. Las primeras farolas fueron fabricadas en el Imperio Árabe.


La lámpara fluorescente se usó brevemente después de la lámpara incandescente en alumbrado público, principalmente debido a que no es una fuente puntual de luz, aún cuando son más eficientes que las lámparas incandescentes.

Luego, se desarrolló la lámpara de vapor de mercurio de alta presión, que es una lámpara de arco eléctrico cuya descarga ocurre dentro de un gas bajo alta presión, por lo que se llamó HID, por sus siglas en inglés High Intensity Discharge, también se conocen como DAI, Descarga en Alta Intensidad, en éstas lámparas debido a la degradación de los componentes internos, se pierde intensidad luminosa rápidamente, pero es una fuente puntual de luz.



Posterior a la lámpara de vapor de mercurio, se desarrolló la lámpara de vapor de sodio de baja presión, que emite una luz monocromática, después se desarrolló la lámpara de vapor de sodio de alta presión, cuya luz es ambar, pero tiene un índice de rendimiento de color un poco mayor, es una fuente de luz mas puntual y de un tamaño menor que la lámpara de vapor de sodio de baja presión, lo que facilita su manejo y permite un mejor diseño de los luminarias, esta lámpara entra dentro de la categoría HID o DAI.

Una luminaria es un artefacto diseñado para difundir y dirigir los rayos originadosen una fuente de luz hacia un punto que se quiera resaltar o hacia una superficiede trabajo, de tal manera que su uso sea técnicamente eficiente y económico, asícomo agradable y seguro para la vista de los usuarios.

LUMINARIAS

LUMINARIAS

Dependiendo del tipo, tamaño, aplicación y potencia de la luminaria, ésta puedeincluir los siguientes elementos:Pantalla reflectora. Es la que dirige la luz hacia la superficie deseada, directa o indirectamente. Existen muchos tipos de pantallas, pero por efectos prácticos puede dividirse en dos grupos: las que dirigen la luz en forma dispersa y las que la dirigen en forma concéntrica

LUMINARIAS

La luminancia se define como la densidad angular y superficial de flujo luminoso que incide, atraviesa o emerge de una superficie siguiendo una dirección determinada. Alternativamente, también se puede definir como la densidad superficial de intensidad luminosa en una dirección dada.

La iluminancia indica la cantidad de luz que llega a una superficie y se define como el flujo luminoso recibido por unidad de superficie

LUMINARIAS

TIPOS DE LÁMPARAS

LÁMPARAS INCANDESCENTES

Lámpara incandescente normal:La lámpara incandescente produce luz por medio del calentamiento eléctrico de un alambre (el filamento) a una temperatura alta que la radiación se emite en el campo visible del espectro. Son las más antiguas fuentes de luz conocidas con las que se obtiene la mejor reproducción de los colores, con una luz muy cercana a la luz natural del sol.

TIPOS DE LÁMPARAS

LÁMPARAS INCANDESCENTES

Su desventaja es la corta vida de funcionamiento, baja eficacia luminosa (ya que el 90% de la energía se pierde en forma de calor) y depreciación luminosa con respecto al tiempo. La ventaja es que tienen un coste de adquisición bajo y su instalación resulta simple, al no necesitar de equipos auxiliares.

Apariencia de color: blanco cálidoTemperatura de color: 2600 ºKReproducción de color: Ra 100Vida util: 1000 h

Lámpara incandescente halógena de Tungsteno:Las lámparas incandescentes halógenas de tungsteno, tienen un funcionamiento similar al de las lámparas incandescentes normales, con la salvedad de que el halógeno incorporado en la ampolla ayuda a conservar el filamento.

TIPOS DE LÁMPARAS

Aumenta así la vida útil de la lámpara, mejora su eficiencia luminosa, reduce tamaño, mayor temperatura de color y poca o ninguna depreciación luminosa en el tiempo, manteniendo una reproducción del color excelente.

Apariencia de color: blancoTemperatura de color: 29000 ºkReproducción de color: ra 100Vida util: 2000 - 5000 h

TIPOS DE LÁMPARAS

TIPOS DE LÁMPARAS

Lámpara de sodio de Baja Presión:Existe una gran similitud entre el trabajo de una lámpara de sodio de baja presión y una lámpara de mercurio de baja presión. Sin embargo, mientras que en la última, la luz se produce al convertir la radiación ultravioleta de la descarga del mercurio en radiación visible, utilizando un polvo fluorescente en la superficie interna; la radiación visible de la lámpara de sodio de baja presión se produce por la descarga de sodio.

TIPOS DE LÁMPARAS

. La lámpara producirá un luz de color amarillo, ya que en casi la totalidad de su espectro predominan las frecuencias cerca del amarillo. La reproducción de color será la menos valorada de todos los tipos de luminaria, Pero sin embargo es la lámpara de mayor eficiencia luminosa y larga vida.

apariencia de color: amarillotemperatura de color: 1800 ºKreproducción de color: no aplicablevida util: 14000 h

TIPOS DE LÁMPARAS

Lámpara de sodio de Alta Presión:La diferencia de presiones del sodio en el tubo de descarga es la principal y más sustancial variación con respecto a las lámparas anteriores. El exceso de sodio en el tubo de descarga, para dar condiciones de vapor saturado además de un exceso de mercurio y Xenón

TIPOS DE LÁMPARAS

hacen que tanto la temperatura de color como la reproducción del mismo mejoren notablemente con las anteriores, aunque se mantienen ventajas de las lámparas de sodio baja presión como son la eficacia energética elevada y su larga vida.

apariencia de color: blanco amarillotemperatura de color: 2000 - 2500 ºKreproducción de color: Ra 25 - Ra 80vida util: 16000 h

TIPOS DE LÁMPARAS

Lámpara de mercurio de Baja Presión: Recordemos que estas lámparas son de descarga de mercurio de baja presión, en la cual la luz se produce predominantemente mediante polvos fluorescentes activados por la energía ultravioleta de la descarga. Tienen mayor eficacia luminosa que las lámparas incandescentes normales y muy bajo consumo energético

TIPOS DE LÁMPARAS

Son lámparas más costosas de adquisición y de instalación, pero se compensa por su larga vida de funcionamiento. La reproducción del color es su punto débil, aunque en los últimos años se están consiguiendo niveles aceptables. Caracterizadas también por una tonalidad fría en el color de la luz emitida.

apariencia de color: diferentes blancostemperatura de color: 2600 - 6500 ºKreproducción de color: Ra 50 - Ra 95vida util: 10000 h

TIPOS DE LÁMPARAS

Lámparas de mercurio de Alta presión: En estas lámparas la descarga se produce en un tubo de descarga que contiene una pequeña cantidad de mercurio y un relleno de gas inerte para asistir al encendido. Una parte de la radiación de la descarga ocurre en la región visible del espectro como luz, pero una parte también se emite en la región ultravioleta.

TIPOS DE LÁMPARASCubriendo la superficie interior de la ampolla exterior, con un polvo fluorescente que convierte esta radiación ultravioleta en radiación visible, la lámpara ofrecerá mayor iluminación que una versión similar sin dicha capa. Aumentará así la eficacia lumínica y mejorara la calidad de color de la fuente, como la reproducción del color.

apariencia de color: blancotemperatura de color: 4000 ºKreproducción de color: Ra 45vida util: 16000 h

TIPOS DE LÁMPARAS

Lámpara de Halogenuros Metálicos: Las lámparas de mercurio halogenado son de construcción similar a las de mercurio de alta presión. La diferencia principal entre estos dos tipos, es que el tubo de descarga de la primera, contiene una cantidad de haluros metálicos además del mercurio. Estos haluros son en parte vaporizados cuando la lámpara alcanza su temperatura normal operativa, El vapor de haluros se disocia luego dentro de la zona central caliente del arco en halógeno y en metal, con el metal vaporizado irradia su espectro apropiado.

TIPOS DE LÁMPARAS

. Hasta hace poco estas lámparas han tenido una mala reputación, al tener un color inestable, precios elevados y poca vida. Hoy han mejorado aumentando su eficacia lumínica y mejorando el índice de reproducción del color, punto débil en el resto de lámparas de descarga.

apariencia de color: blanco friotemperatura de color: 4800 - 6500 ºKreproducción de color: Ra 65 - Ra 95vida util: 9000 h

TIPOS DE LÁMPARAS

La lámpara de inducción Electromagnética, introduce un concepto nuevo en la generación de la luz. Basada en el principio de descarga de gas a baja presión, la principal característica del sistema de la lámpara nuevo, es que prescinde de la necesidad de los electrodos de originar la ionización. En cambio utiliza una antena interna, cuya potencia proviene de un generador externo de alta frecuencia para crear un campo electromagnético dentro del recipiente de descarga, y esto es lo que induce la corriente eléctrica en el gas a originar su ionización.

TIPOS DE LÁMPARAS

. La ventaja principal que ofrece este avance es el enorme aumento en la vida útil de la lámpara.

apariencia de color: diferentes blancostemperatura de color: 2700 - 4000 ºKreproducción de color: Ra 80vida util: 60000 h

TIPOS DE LÁMPARAS

También pertenece a la familia de las lámparas de descarga. A diferencia de la de mercurio, no tiene electrodo de arranque, y en su defecto necesita para el encendido (adicionalmente al balasto) de un arrancador o ignitor, el cual produce un pulso de voltaje al funcionar con el balasto, que es aplicado entre los electrodos, lo que inicia la descarga eléctrica. Al cabo de 3 a 4 minutos ésta se estabiliza totalmente, es decir, alcanza la intensidad luminosa a la que funcionará durante todo el tiempo que esté encendida.

TIPOS DE LÁMPARAS

Después de iniciada la descarga, el arrancador deja de funcionar hasta que la lámpara se apague y se desee volver a encender. La lámpara (bombilla) de sodio esta formada por dos bulbos, uno interior donde se presenta la descarga y que contiene los electrodos, sodio, mercurio y una pequeña cantidad de Zenón. El otro bulbo es exterior, de vidrio borosilicato, resistente a la intemperie. Entre los dos bulbos existe el vacío con el fin de reducir las pérdidas de calor del bulbo interior. Su eficiencia se sitúa entre 90 y 130 lm/W.

Excelente rendimiento, necesita balasto o reactancia y arrancador, larga vida, no muy buena reproducción de los colores, excelente mantenimiento de flujo luminoso y menor tiempo de re encendido. Aplicaciones: fachadas, vías públicas. naves industriales, escenarios deportivos.

COMPONENTES DE UNA LÁMPARA DE SODIO

Vapor de sodio a baja presión (SBP): la lámpara de vapor de sodio a baja presión es la que genera más lúmenes por vatio del mercado, y por esto es la más utilizada en las lámparas solares. La desventaja de ésta es que la reproducción de los colores es muy pobre. Vapor de sodio a alta presión (SAP): la lámpara de vapor de sodio a alta presión es una de las más utilizadas en el alumbrado público ya que tiene un alto rendimiento y la reproducción de los colores se mejora considerablemente aunque no al nivel que pueda iluminar anuncios espectaculares o algo que requiera excelente reproducción cromática.

Características El foco de vapor de sodio está compuesto de un tubo de descarga de cerámica translúcida, esto con el fin de soportar la alta corrosión del sodio y la altas temperaturas que se generan; a los extremos tiene dos electrodos que suministran la tensión eléctrica necesaria para que el vapor de sodio encienda. Para operar estas lámparas se requiere de un balasto y uno o dos condensadores para el arranque. Para su encendido requiere alrededor de 9-10 minutos y para el reencendido de 4-5 minutos. El tiempo de vida de estas lámparas es muy largo ya que ronda las 24000 horas.

TIPOS DE LÁMPARAS

Alta presion

"35" watts "50" watts "70" watts "100" watts "150 watts "200" watts "250" watts "310" watts "400" watts "430" watts "600" watts "750" watts "1000" watts

POTENCIAS DE LAS LÁMPARAS.

Baja presion

"18" watts "35" watts "55" watts "90" watts "135" watts "180" watts

Las lámparas SBP se utilizan en aplicaciones muy específicas, en las cuales se privilegia el rendimiento de la conversión de energía eléctrica en lumínica y no resulta tan importante la reproducción cromática obtenida.

Por ello constituyen una solución eficaz y económica en alumbrado público de puentes, cruces ferroviarios, grandes áreas portuarias y similares. También son muy apropiadas para zonas peligrosas en las que se necesita resaltar cuerpos en movimiento, ya que su luz monocromática amarilla (long. onda= 590 nm) coincide con el color al que se tiene la máxima sensibilidad del ojo humano y favorece el contraste, lo que permite la visibilidad aún en presencia de niebla. Asimismo, en algunos casos pueden utilizarse para la iluminación ornamental de parques y jardines. En virtud de su elevado rendimiento, estas lámparas se fabrican en un rango de potencias relativamente bajas, comprendidas entre 18 y 180 W.

LÁMPARAS DE SODIO A BAJA PRESIÓN (SBP)

ESQUEMA DE CONEXIÓN

Las lámparas de metal halide o de metal arc, son más sensibles a las fluctuaciones de voltaje que las de sodio y las de mercurio. Su tiempo de encendido es de 5 minutos aproximadamente, mientras que su tiempo de reencendido puede llegar casi al doble. El principio de funcionamiento de una lámpara de metal halide es muy similar a la de una de sodio.

Características principales. Presenta el mejor índice de reproducción delcolor entre los sistemas de HID, su eficiencia oscila entre 55 a 90 lm/W, aplicableen interiores y exteriores, tiene la menor vida útil entre los sistemas de HID, es lamejor opción para la transmisión de eventos televisados.

LÁMPARA DE DOBLE CONTACTO

•Difusor. Además de servir en unos casos como elemento protector, también cumple como elemento decorativo de la luminaria. Puede ser de vidrio, acrílico o policarbonato y según sus características constructivas, puede generar o no, algún grado de desviación a los rayos de luz que incidan sobre su superficie.•Chasis. Es el elemento estructural o de soporte de la luminaria, en el cual se aloja generalmente el conjunto eléctrico.•Cofre. En algunas ocasiones se requiere que los elementos eléctricos que componen la luminaria (balasto, arrancador y condensador), estén separados de la pantalla. En esos casos debe recurrirse a un cofre que además de alojar los elementos eléctricos, les permita un espacio adecuado que prevenga los cortos circuitos y que facilite las operaciones de instalación y mantenimiento. Es recomendable que el cofre posea facilidades para un cómodo mantenimiento, como el cofre de la luminaria ANI para uso industrial.• kit eléctrico. No es mas que el grupo de elementos eléctricosnecesarios para el correcto funcionamiento de la luminaria como son el balasto, el arrancador y el condensador, dependiendo del sistema de iluminación de laluminaria.

LÁMPARA DE DOBLE CONTACTO

También conocidos como luminarias direccionales. Son destinados a la iluminación de grandes áreas o espacios exteriores o para iluminar desde largas distancias, como sucede con las canchas deportivas, los parqueaderos descubiertos o los intercambios viales. Eventualmente pueden utilizarse para incrementar la iluminación de determinadas superficies verticales, como es el caso de las fachadas o de las vallas publicitarias. Los proyectores pueden ser de tipo parabólico (aro externo circular) o rectangular con dos planos de simetría (longitudinal y transversal) o asimétricos y los vidrios de cierre puedenser planos o curvos. En proyectores rectangulares potencias entre 70W y 400W, tanto para luz de sodio como de metal halide.

PROYECTORES.

Las lámparas de haluro metálico, también conocidas como lámparas de aditivos metálicos, lámparas de halogenuros metálicos, lámparas de mercurio halogenado o METALARC, son lámparas de descarga de alta presión, del grupo de las lámparas llamadas HID (Hight Intensity Discharge). Son generalmente de alta potencia y con una buena reproducción de colores, además de la luz ultravioleta. Originalmente fueron creadas en los años 1960 para el uso industrial de estas pero hoy se suelen aplicar en la industria tanto como el hogar.

LÁMPARA DE HALURO METÁLICO


Usos Son de uso industrial tanto como de uso doméstico. Generalmente se le suele usar en estaciones de combustible, plazas y alumbrado público. También se le suele usar en la iluminación de acuarios. Por su amplio espectro de colores, se le suele usar en lugares donde se requiere una buena reproducción de colores, como estaciones de televisión y campos deportivos.


Funcionamiento Como otras lámparas de descarga de gas eléctrica, por ejemplo las lámparas de vapor de mercurio (muy similares a la de haluro metálico), la luz se genera pasando un arco eléctrico a través de una mezcla de gases. En una lámpara de haluro metálico, el tubo compacto donde se forma el arco contiene una mezcla de argón, mercurio y una variedad de haluros metálicos. Las mezclas de haluros metálicos afecta la naturaleza de la luz producida, variando correlacionadamente la temperatura del color y su intensidad (por ejemplo, que la luz producida sea azulada o rojiza).


El gas argón se ioniza fácilmente, facultando el paso del arco voltáico pulsante a través de dos electrodos, cuando se le aplica un cierto voltaje a la lámpara. El calor generado por el arco eléctrico vaporiza el mercurio y los haluros metálicos, produciendo luz a medida que la temperatura y la presión aumentan. Como las otras lámparas de descarga eléctrica, las lámparas de haluro metálico requieren un equipo auxiliar para proporcionar el voltaje apropiado para comenzar el encendido y regular el flujo de electricidad para mantener la lámpara encendida.


Componentes Los principales componentes de la lámpara de halúro metálico son los siguientes. Tienen una base metálica (a veces una en cada extremo), que permita la conexión eléctrica. La lámpara es recubierta con un cristal protector externo (llamado bulbo) que protege los componentes internos de la lámpara (a veces también es dotado de un filtro de radiación ultravioleta, provocada por el vapor de mercurio. Dentro de la cubierta de cristal, se encuentran una serie de soportes y alambres de plomo que sostienen el tubo de cuarzo fundido (donde se forma el arco voltaico y la luz), y a su vez este se encaja en los electrodos de tungsteno. Dentro del tubo de cuarzo fundido, además del mercurio, contiene yoduros, bromuros de diferentes metales y un gas noble. La composición de los metales usados define el color y la temperatura de la luz producida por la lámpara.

BALASTROS

Las lámparas de haluro metálico requieren balastros para regular el flujo continuo del arco y proporcionar el voltaje apropiado a la lámpara. Algunas lámparas grandes contienen un electrodo especial de encendido para generar el arco cuando la lámpara es encendida, generando un parpadeo leve al momento del encendido. Las lámparas más pequeñas no requieren un electrodo de encendido, y en lugar de este utilizan un circuito especial de encendido, que se encuentra dentro del balasto, generando un pulso de alto voltaje entre los electrodos de funcionamiento.

BALASTROS

En el caso de los balastros electrónicos, algunos están disponibles para las lámparas de haluro metálico. La ventaja de estos balastros es un control más preciso y exacto de la potencia, proporcionando un color más consistente y una vida más larga de la lámpara. En algunos casos se dice que los balastros electrónicos incrementan la eficiencia de la lámpara, reduciendo el consumo eléctrico, pero hay excepciones, por ejemplo las lámparas de alta frecuencia (High Output) o muy alta frecuencia (Very High Output) donde el rendimiento no aumenta con el uso de balastos electrónicos.El tiempo de vida de estas lámparas va desde las 20.000 a 22.000 h

LÁMPARAS FLUORESCENTES

Se conoce por luminaria fluorescente, al conjunto que forman una lámpara, denominada tubo fluorescente, y una armadura, que contiene los accesorios necesarios para el funcionamiento. En ciertos lugares se conoce como luminaria solamente a la lámpara. La lámpara es de descarga de vapor de mercurio a baja presión y se utiliza normalmente para la iluminación doméstica o industrial. Su ventaja frente a otro tipo de lámparas, como las incandescentes, es su eficiencia energética.

LÁMPARAS FLUORESCENTES

La lámpara consiste en un tubo de vidrio fino revestido interiormente con diversas sustancias químicas compuestas llamadas fósforos, aunque generalmente no contienen el elemento químico fósforo y no deben confundirse con él. Esos compuestos químicos emiten luz visible al recibir una radiación ultravioleta. El tubo contiene además una pequeña cantidad de vapor de mercurio y un gas inerte, habitualmente argón o neón, a una presión más baja que la presión atmosférica. En cada extremo del tubo se encuentra un filamento hecho de tungsteno, que al calentarse al rojo contribuye a la ionización de los gases.

FUNCIONAMIENTO DE LAS LÁMPARAS FLUORESCENTES

1. Cuando activamos el interruptor de una lámpara de luz fluorescente que se encuentra conectada a la red doméstica de corriente alterna, los electrones comienzan a fluir por todo el circuito eléctrico, incluyendo el circuito en derivación donde se encuentra conectado el cebador (estárter).

2. El flujo de electrones de la corriente eléctrica al llegar al cebador produce un arco o chispa entre los dos electrodos situados en su interior, lo que provoca que el gas neón (Ne) contenido también dentro de la cápsula de cristal se encienda. El calor que produce el gas neón encendido hace que la plaquita bimetálica que forma parte de uno de los dos electrodos del cebador se curve y cierre un contacto eléctrico dispuesto entre ambos electrodos.

3. Cuando el contacto del cebador está cerrado se establece el flujo de corriente eléctrica necesario para que los filamentos se enciendan, a la vez que se apaga el gas neón.

4. Los filamentos de tungsteno encendidos provocan la emisión de electrones por caldeo o calentamiento y la ionización del gas argón (Ar) contenido dentro del tubo. Esto crea las condiciones previas para que, posteriormente, se establezca un puente de plasma conductor de la corriente eléctrica por el interior del tubo, entre un filamento y otro.


5. La plaquita bimetálica del cebador, al dejar de recibir el calor que le proporcionaba el gas neón encendido, se enfría y abre el contacto dispuesto entre los dos electrodos. De esa forma el flujo de corriente a través del circuito en derivación se interrumpe, provocando dos acciones simultáneas:

a. Los filamentos de la lámpara se apagan cuando deja de pasar la corriente eléctrica por el circuito en derivación.

b. El campo electromagnético que crea en el enrollado del balasto la corriente eléctrica que también fluye por el circuito donde éste se encuentra conectado, se interrumpe bruscamente. Esto provoca que en el propio enrollado se genere una fuerza contraelectromotriz, cuya energía se descarga dentro del tubo de la lámpara, en forma de arco eléctrico. Este arco salta desde un extremo a otro del tubo valiéndose de los filamentos, que una vez apagados se convierten en electrodos de la lámpara.


6. Bajo estas nuevas condiciones, la corriente de electrones, que en un inicio fluía a través del circuito en derivación de la lámpara donde se encuentra conectado el cebador, comienza hacerlo ahora atravesando interiormente el tubo de un extremo a otro, valiéndose de los dos electrodos.

7. La fuerte corriente que fluye por dentro del tubo provoca que los electrones comiencen a chocar con los átomos del gas argón, aumentando la cantidad de iones y de electrones libres. Como resultado se crea un puente de plasma, es decir, un gas compuesto por una gran cantidad de iones y de electrones libres, que permite que estos se muevan de un extremo a otro del tubo.

8. Esos electrones libres comienzan a chocar con una parte de los átomos de mercurio (Hg) contenidos también dentro del tubo, que han pasado del estado líquido al gaseoso debido a la energía que liberan dichos electrones dentro del tubo. Los choques de los electrones libres contra los átomos de mercurio excitan a sus electrones haciendo que liberen fotones de luz ultravioleta.



9. Los fotones de luz ultravioleta, invisibles para el ojo humano, impactan a continuación contra la capa de fósforo (P) que recubre la pared interior del tubo fluorescente. El impacto excita los electrones de los átomos fósforo (P), los que emiten, a su vez, fotones de luz visible, que hacen que el tubo se ilumine con una luz fluorescente blanca.


9. El impacto de los electrones que se mueven por el puente de plasma contra los dos electrodos situados dentro del tubo, hace que estos se mantengan calientes (a pesar de que los filamentos se encuentran ya apagados). Mantener caliente esos dos electrodos se hace necesario para que la emisión de electrones continúe y el puente de plasma no se extinga. De esa forma, tanto el ciclo de excitación de los átomos de vapor de mercurio como el de los átomos de fósforo dentro del tubo continúa, hasta tanto activemos de nuevo el interruptor que apaga la lámpara y deje de circular la corriente eléctrica por el circuito.

VENTAJAS

VIDA UTÍL


•Entre las ventajas de las lámparas fluorescentes se encuentran las siguientes: •Aportan más luminosidad con menos watt de consumo. •Tienen bajo consumo de corriente eléctrica. •Poseen una vida útil prolongada (entre 5 mil y 7 mil horas). •Tienen poca pérdida de energía en forma de calor.

•Desgaste de la sustancia emisora que recubre el filamento de tungsteno compuesta de calcio (Ca) y magnesio (Mg). •Pérdida de la eficacia de los polvos fluorescentes que recubren el interior del tubo. •Ennegrecimiento del tubo en sus extremos. •Excesivo número de veces que se enciende y apaga de forma habitual la lámpara en períodos cortos de tiempo.

LÁMPARA LED

LED (DIODO EMISOR DE LUZ).

Los LED son básicamente pequeños diodos que producen luz cuando una corriente eléctrica pasa a través del material semiconductor del que se componen. Es un elemento sólido de gran duración y resistencia que, a diferencia de una bombilla eléctrica convencional, no tiene una resistencia ni cristales que puedan romperse o quemarse.Un diodo es el dispositivo semiconductor más simple que hay.

LÁMPARA LED

Es básicamente un material semiconductor compuesto por un material de conducción pobre al que le han agregado “impurezas”. Este proceso se conoce como “dopaje”, y las impurezas agregadas no son más que átomos de otro elemento, que modifica las propiedades de conducción del material. En el caso de los LEDs este material es típicamente Arseniuro de galio-Aluminio. En el Arseniuro de galio-Aluminio puro, todos los átomos se enlazan perfectamente entre sí, lo cual no deja electrones libres para producir una corriente eléctrica. Cuando se dopa el material, se modifica el balance agregando electrones libres (cargas negativas) o “agujeros” (cargas positivas). Dependiendo del material que se agregue lo cual modifica sus propiedades de conductividad y define el tipo de semiconductor que se crea.

HISTORIA

A principios del siglo XX Henry Round fue el primero en notar que una unión de semiconductores podía producir luz.El ruso Oleg Vladimirovich Losev independientemente creó el primer LED a mediados de los años 20, su investigación a pesar de ser distribuida en Europa fue mayormente ignorada.Investigadores en los laboratorios de Texas Instruments encontraron en 1961 que una aleación de Arseniuro de galio producía radiación infrarroja, por lo cual les fue entregada una patente para el LED de luz infrarroja.

HISTORIA

En General Electric, Nick Holonyak Jr. desarrolló el primer LED práctico de luz visible en 1962, el cual es considerado como el padre de los LEDs. Holonyack predijo en 1963, en la edición de febrero de Reader’s Digest que sus LEDs gradualmente reemplazarían la bombilla incandescente de Edison, actualmente esta tecnología desempeña un papel cada vez más grande en nuestro mundo moderno.

VENTAJAS DE LAS LAMPARAS LED

•Durabilidad y alto flujo luminosoA diferencia de las fuentes convencionales de luz, los LEDs no fallan ni se funden. En su lugar, el rendimiento de los LEDs se degrada poco a poco a lo largo de su vida y como media llegan a perder paulatinamente el 30% de su intensidad después de 60.000 hrs. de funcionamiento. En caso de estar 12 hrs. al día encendidos, este periodo se traduciría en un periodo de 11 años.


•MantenimientoUna bombilla incandescente tiene 1.000 hrs. de vida y una fluorescente cuenta aproximadamente con 9.000. Las 60.000 hrs. del LED reduce los gastos periódicos de mantenimiento y sustitución de lámparas. Igualmente su estado sólido les permite ser expuestos a temperaturas extremas y entornos vibratorios.


•Eficiencia Energética

Los LEDS utilizados por GRUPO OCEANIS son más eficientes que las bombillas incandescentes y halógenas. Emiten más de 90 lumens por vatio consumido y emiten luz direccional, lo que las convierte en más eficientes que otras fuentes de luz incluidas las fluorescentes. El dato es muy superior si lo comparamos con las bombillas halógenas, que emiten 20 lumens por vatio. Además, la emisión de haces de luz concentrados garantiza el aprovechamiento de la energía frente al desperdicio que supone la emisión de luz dispersa, junto con la utilización de colores vivossin necesidad de filtros ni geles.

•Pequeño tamañoLos LEDs son mucho más pequeños que las fuentes convencionales de luz, lo que ha permitido un cambio radical en el diseño de luminarias. Ahora, la fuente de luz se puede ocultar completamente y crear un efecto mágico cuando la luminaria se enciende. La flexibilidad del LED nos ofrece un mundo de posibilidades e innovadoras soluciones, nunca antes concebibles.

•Más colorLos LEDs no requieren filtros para crear color, lo que hace que los colores estén saturados y sin desperdicio de luz. Los colores rojo, verde y azul intenso pueden ser producidos directamente monocromáticamente desde el mismo LED. Cuando se utilizan filtros, se bloquean los elementos no deseados de la luz blanca y se desperdicia energía. Un ejemplo es el caso de los semáforos, en los que un LED de 12W de color rojo sustituye una bombilla de 150W. Los LEDs de colores primarios también pueden utilizarse para crear sistemas RGB formando una amplia gama de colores


•Pequeño tamañoLos LEDs son mucho más pequeños que las fuentes convencionales de luz, lo que ha permitido un cambio radical en el diseño de luminarias. Ahora, la fuente de luz se puede ocultar completamente y crear un efecto mágico cuando la luminaria se enciende. La flexibilidad del LED nos ofrece un mundo de posibilidades e innovadoras soluciones, nunca antes concebibles.


•Intensidad regulable sin alteración del colorLos LEDs son totalmente regulables sin alterar ni sacrificar sus propiedades. Por lo tanto, la modificación de la intensidad luminosa no hace que varíe la temperatura del color del LED.

•Fuente fría de luzLas fuentes de luz convencionales contienen radiación ultravioleta. La radiación puede dañar algunos materiales, causar alteraciones de color o degradarlos. Para la iluminación de objetos delicados, como es el caso de los museos, los LEDs son la solución ideal. La baja temperatura de los LEDs, también los hace susceptibles de ser instalados en áreas sensibles al calor. Se ha sustituido fuentes halógenas por LEDs en espacios en los que éstas creaban problemas de seguridad debido al exceso de calor.


¿CÓMO SE CREAN LOS COLORES DE LOS LEDS?

Los colores son creados por el LED en sí mismo sin utilizar geles ni filtros. La composición química de los materiales semiconductores dentro de los LED definen el color de la luz producida y la luz emitida es monocromática (una sola longitud de onda). Existen LEDs de todos los colores: rojo, verde, azul, amarillo, blanco cálido y blanco frío. Un LED blanco es en realidad un LED azul con un revestimiento especial de fósforo dentro de la estructura de LED azul que convierte la luz en luz blanca. Esta es la razón por la que muchos LEDs emiten un color muy frío de la luz, por lo general en la región de los 6.500ºK. Un LED blanco cálido utiliza una nueva e innovadora tecnología de recubrimiento de fósforo rojo y la incorporación de fósforos que emiten en blanco que dan la apariencia de un color blanco cálido típicamente en la región 3.200º.

¿CÓMO SE CONECTAN LAS INSTALACIONES LED?

La instalación de luminarias LED es similar a la instalación de iluminación convencional. Al tratarse de luminarias de baja potencia, las luminarias deben ser conectadas a transformadores o fuentes de alimentación. Tradicionalmente, los LEDs de baja potencia son alimentados a tensión constante con una resistencia que regula la corriente de cada LED. En el caso de los LEDs de alta potencia, la alimentación es algo más sofisticada. Un LED típico de 1,2W se regula a una corriente constante de 350mA. Si existe una cadena de LEDs, estos deben ser conectados en serie. Los 350mA son proporcionados por fuentes de alimentación denominadas drivers. GRUPO OCEANIS suministra junto a cada luminaria las fuentes de alimentación o drivers requeridos y siempre que es adecuado, se instalan en el interior de la carcasa de la luminaria. Ilustración: esquema de conexiones.

ESPERANZA MEDIA DE VIDA

La esperanza de vida es de 60.000 hrs.. Sin embargo la vida media es mayor, pero alcanzado este periodo la luminosidad del LED se reduce paulatinamente en un 30% de su valor original. Es probable que el LED siga funcionando mucho más tiempo, pero a diferencia de la bombilla convencional, no dejará de funcionar repentinamente.

APLICACIONESLos ledes en la actualidad se pueden acondicionar o incorporarse en un porcentaje mayor al 90 % a todas las tecnologías de iluminación actuales, casas, oficinas, industrias, edificios, restaurantes, arenas, teatros, plazas comerciales, gasolineras, calles y avenidas, estadios (en algunos casos por las dimensiones del estadio no es posible porque quedarían espacios oscuros), conciertos, discotecas, casinos, hoteles, carreteras, luces de tráfico o de semáforos, señalizaciones viales, universidades, colegios, escuelas, estacionamientos, aeropuertos, sistemas híbridos, celulares, pantallas de casa o domésticas, monitores, cámaras de vigilancia, supermercados, en transportes (bicicletas, motocicletas, automóviles, camiones tráiler, etc.), en linternas de mano, para crear pantallas electrónicas de led (tanto informativas como publicitarias) y para cuestiones arquitectónicas especiales o de arte culturales. Todas estas aplicaciones se dan gracias a su diseño compacto.

También se utilizan en la emisión de señales de luz que se trasmiten a través de fibra óptica. Sin embargo esta aplicación está en desuso ya que actualmente se opta por tecnología láser que focaliza más las señales de luz y permite un mayor alcance de la misma utilizando el mismo cable. Sin embargo en los inicios de la fibra óptica eran usados por su escaso coste, ya que suponían una gran ventaja frente al coaxial (aún sin focalizar la emisión de luz).Pantalla de ledes: pantalla muy brillante formada por filas de ledes verdes, azules y rojos ordenados según la arquitectura RGB, controlados individualmente para formar imágenes vivas muy brillantes, con un altísimo nivel de contraste. Entre sus principales ventajas, frente a otras pantallas, se encuentran: buen soporte de color, brillo extremadamente alto (lo que le da la capacidad de ser completamente visible bajo la luz del sol), altísima resistencia a impactos.

APLICACIONES

TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN

En corriente continua (CC), todos los diodos emiten cierta cantidad de radiación cuando los pares electrón-hueco se recombinan; es decir, cuando los electrones caen desde la banda de conducción (de mayor energía) a la banda de valencia (de menor energía) emitiendo fotones en el proceso. Indudablemente, por ende, su color dependerá de la altura de la banda prohibida (diferencias de energía entre las bandas de conducción y valencia), es decir, de los materiales empleados. Los diodos convencionales, de silicio o germanio, emiten radiación infrarroja muy alejada del espectro visible. Sin embargo, con materiales especiales pueden conseguirse longitudes de onda visibles. Los ledes e IRED (diodos infrarrojos), además, tienen geometrías especiales para evitar que la radiación emitida sea reabsorbida por el material circundante del propio diodo, lo que sucede en los convencionales.

LÁMPARA LED

FUNCIONAMIENTO•Funcionan esencialmente bajo el principio que enunció en su día Albert Einstein según el cuál algunos materiales al ser sometidos a corriente, generan luz. La base de la tecnología LED está basada en el diodo, este es un componente electrónico de dos puntas que permite la circulación de energía a través de él en un solo sentido.•Los diodos emisores de luz (LED) son semiconductores. Cuando los electrones pasan a través de este tipo de semiconductor, se convierte en luz. Si se compara con las bombillas incandescentes, las luces LED son más eficientes en convertir la energía en luz. Y es por ello por lo que, si las tocamos irradian menos calor que el resto de bombillas.

FUNCIONAMIENTO•Los LED tienen una estructura en la que podemos destacar cuatro componentes básicos. Por un lado tendríamos el material emisor semiconductor, que montado sobre un chip-reflector determina el color de la luz. Después tenemos los postes conductores, el cátodo y el ánodo, y el cable conductor que a través del que se juntan los dos polos. El cuarto elemento es una lente que protege al material emisor del LED.•Al pasar la electricidad a través de uno de esos diodos, los átomos se excitan a un gran nivel. En ese momento almacenan una gran cantidad de energía y necesitan expulsarla. Al hacerlo, los electrones llegan hasta el chip-reflector, momento en el que se produce la luz.

ALUMBRADO DE TÚNELES

Para garantizar una iluminación eficiente en el interior de un túnel vehicular deben considerarse cada una de las cinco zonas que lo integran:•Acceso es el área de la vialidad situada inmediatamente anterior a la entrada del túnel vehicular que cubre la distancia a la que un conductor que se aproxima debe ser capaz de ver hacia el interior.•Adaptación es la zona que se ubica en la primera parte del túnel vehicular ubicada directamente después de la zona de acceso desde donde el conductor puede distinguir el interior.


•Transición es el espacio en donde se efectúa un cambio de altos a bajos niveles de luminancia en el interior del túnel vehicular.•Interior es la superficie que abarca la mayor parte de la longitud del túnel vehicular, en donde se establece un bajo nivel de luminancia.•Salida es el área en la que las condiciones de luminancia son menos críticas durante el día, debido a que la visión del conductor se adapta rápidamente a la luminancia exterior, lo cual le permite distinguir con mayor facilidad la salida del túnel vehicular.


ILUMINACIÓN DIURNACuando nos aproximamos a un túnel de día, la primera dificultad que encontramos es el llamado efecto del agujero negro. En él, la entrada se nos presenta como una mancha oscura en cuyo interior no podemos distinguir nada. Este problema, que se presenta cuando estamos a una distancia considerable del túnel, se debe a que la luminancia ambiental en el exterior es mucho mayor que la de la entrada. Es el fenómeno de la inducción.

ILUMINACIÓN NOCTURNA

En ausencia de luz diurna, iluminar un túnel resulta mucho más sencillo. Basta con reducir el nivel de luminancia en el interior del túnel hasta el valor de la iluminación de la carretera donde se encuentra o si esta no está iluminada que la relación entre las luminancias interior y exterior no pase de 3 a 1 para evitar problemas de adaptación

Las lámparas utilizadas en los túneles se caracterizan por una elevada eficiencia luminosa y larga vida útil. Por ello se utilizan lámpara fluorescentes o de vapor de sodio a baja presión dispuestas en filas continuas en paredes o techos. En la entrada, donde los requerimientos luminosos son mayores se instalan lámparas de halogenuros metálicos o de vapor de sodio a alta presión.

En el caso de las luminarias, estas deben ser robustas, herméticas, resistentes a las agresiones de los gases de escape y los productos de limpieza. Además de ser de fácil instalación, acceso y mantenimiento.

ILUMINACIÓN NOCTURNA

ILUMINACIÓN DE EDIFICIOS Y MONUMENTOS

Aunque los edificios han sido diseñados para verse de día con la luz solar, se pueden conseguir de noche y con una iluminación adecuada interesantes efectos que atraigan la atención de los transeúntes sobre los mismos. Es cuestión de aplicar imaginación, creatividad, estética y técnica a cada caso particular.


A la hora de iluminar edificios hay que distinguir dos casos. En primer lugar los edificios funcionales, con fachadas simples sin elementos decorativos destacables, como los típicos edificios de fachadas de cristal, donde se aplica una iluminación uniforme, de aspecto plano y sin relieve. Tienen la ventaja de que se necesitan pocos puntos de luz aunque la situación de los proyectores, lejos del edificio, puede ser un inconveniente.


En segundo lugar tenemos los edificios con elementos arquitectónicos destacables como cornisas, frisos, relieves, etc... que necesitan un tratamiento especial, una iluminación no uniforme, que realce estos elementos y cree una impresión de relieve mediante juegos de luces y sombras, contrastes de color y/o brillo, etc. Para ello, se usan proyectores colocados estratégicamente en la fachada procurando minimizar los daños en la misma.


Las lámparas a utilizar son muy variadas y dependen de los efectos que queramos conseguir. Lo más normal es emplear lámparas de mercurio a alta presión, halogenuros metálicos (cuando se requiera una buena reproducción del color) o vapor de sodio (materiales pétreos de tonos cálidos).

DESLUMBRAMIENTO

El deslumbramiento producido por las farolas o los reflejos en la calzada, es un problema considerable por sus posibles repercusiones. En sí mismo, no es más que una sensación molesta que dificulta la visión pudiendo, en casos extremos, llegar a provocar ceguera transitoria. Se hace necesario, por tanto, cuantificar este fenómeno y establecer unos criterios de calidad que eviten estas situaciones peligrosas para los usuarios.

DESLUMBRAMIENTO

Se llama deslumbramiento molesto a aquella sensación desagradable que sufrimos cuando la luz que llega a nuestros ojos es demasiado intensa. Este fenómeno se evalúa de acuerdo a una escala numérica, obtenida de estudios estadísticos, que va del deslumbramiento insoportable al inapreciable.

G Deslumbramiento

Evaluación del alumbrado

1 Insoportable Malo3 Molesto Inadecuado5 Admisible Regular7 Satisfactorio Bueno9 Inapreciable Excelente

DISPOSICIÓN DE LAS LUMINARIAS EN LA VÍA

Para conseguir una buena iluminación, no basta con realizar los cálculos, debe proporcionarse información extra que oriente y advierta al conductor con suficiente antelación de las características y trazado de la vía. Así en curvas es recomendable situar las farolas en la exterior de la misma, en autopistas de varias calzadas ponerlas en la mediana o cambiar el color de las lámparas en las salidas.

En los tramos rectos de vías con una única calzada existen tres disposiciones básicas: unilateral, bilateral tresbolillo y bilateral pareada. También es posible suspender la luminaria de un cable transversal pero sólo se usa en calles muy estrechas.

DISPOSICIÓN DE LAS LUMINARIAS EN LA VÍA

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Francisco javier garcia ovalle luminotécnia

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