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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL CÓRDOBA CARRERA: INGENIERÍA INDUSTRIAL CÁTEDRA: INSTALACIONES INDUCTRIALES DOCENTES: Ing. Maccione, José Angel Ing. Salomone, Javier Eduardo Ing. Quinteros, Carlos Eduardo Ing. Herrera Carlos Héctor CALCULO DE ILUMINACION FECHA DE PRESENTACIÓN: 10 DE OCTUBRE DE 2007 CURSO: 4D2 INTEGRANTES: Osuna, Martín 46922

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL CÓRDOBA

CARRERA: INGENIERÍA INDUSTRIAL

CÁTEDRA: INSTALACIONES INDUCTRIALES

DOCENTES: Ing. Maccione, José Angel Ing. Salomone, Javier Eduardo Ing. Quinteros, Carlos Eduardo

Ing. Herrera Carlos Héctor

CALCULO DE ILUMINACION

FECHA DE PRESENTACIÓN: 10 DE OCTUBRE DE 2007

CURSO: 4D2

INTEGRANTES:▪ Osuna, Martín 46922▪ Piñero Zeballos, Carlos José 46566▪ Malvado, Federico 46818

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Cátedra: Planificación y Control de la Producción

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Introducción

A continuación se llevara a cabo el calculo de iluminación de varias secciones de la planta Vulcano S.A., situada en Bv. Rivadavia 2875, barrio Los Boulevares.

El calculo se llevara a cabo con el metodo de Lumen, con el cual se analizaran todos los factores que afectan a la iluminación.

Las secciones elegidas para el caulculo son:

Administración Deposito Administrativo Comedor / Cocina Sala de Reunión Oficina Armado Electromecánica

Se eligieron estas secciones dado que abarcan las cualidades de las demas.

Calculo de iluminación interior con el método Lumen

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Este es el método aceptado en la actualidad para calcular los niveles de iluminancia promedio para áreas interiores a menos que la distribución de luz sea radicalmente asimétrica.

El fundamento del método de es que el cuarto se compone de tres espacios o cavidades. El espacio entre el techo y las luminarias, si están suspendidos, se define como la cavidad del techo, el espacio entre el plano de trabajo y el piso, la cavidad del piso, y el espacio entre las luminarias y el plano de trabajo, la cavidad del cuarto.

Una vez que han sido identificadas estas cavidades, es posible calcular las relaciones numéricas, que pueden ser usados para determinar la reflectancia efectiva del techo y el piso y después encontrar el coeficiente de utilización.

A los efectos se analizará solamente la cavidad local, ya que las dos restantes cavidades, en general no influyen de manera tan significativa.

Para calcular el nivel medio de iluminación que se registra en un determinado local de la fábrica en cuestión aplicaremos la siguiente fórmula:

Em= t x Cu x f m S

Donde:

Em = Nivel medio de iluminación sobre el plano de trabajo ( en Lux )

t = Flujo luminoso total instalado en el local ( en Lúmenes )

Cu = Coeficiente de utilización de la instalación

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fm = Factor de mantenimiento ó depreciación de la instalación

S = Superficie total de local ( m² )

Hay cuatro pasos básicos en cualquier cálculo de nivel de iluminancia:

1- Determinar el rango de cavidad (indice del local K)2- Determinar las reflectancias de cavidad efectivas3- Seleccionar el coeficiente de Utilización4- Computar el nivel de iluminancia promedio necesario

Previo a estos pasos, se tienen que calcular y determinar ciertos valores:

Nivel de iluminación requerido:

Los niveles de iluminación recomendados para un local dependen de las actividades que se vayan a realizar en él. En general podemos distinguir entre tareas con requerimientos luminosos mínimos, normales o exigentes.

Estos valores se obtuvieron de la siguiente tabla, la cual sirve como guía para determinar los valores necesarios, en función de la tarea realizada.

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Seccion Nivel de Iluminacion RequeridosAdministracion 500 LuxDeposito Administrativo 300 LuxComedor/Cocina 150 LuxSala de Reuinion 500 LuxOficina 500 LuxExposicion 750 LuxArmado 750 LuxElectromecanica 750 Lux

Mínimo Recomendado Óptimo

Zonas de circulación, pasillos 50 100 150

Escaleras, escaleras móviles, roperos, lavabos, almacenes y

archivos100 150 200

Aulas, laboratorios 300 400 500

Bibliotecas, salas de estudio 300 500 750

Oficinas normales, mecanografiado, salas de proceso

de datos,

salas de conferencias

Grandes oficinas, salas de delineación, CAD/CAM/CAE

500 750 1000

Comercio tradicional 300 500 750

Archivos, copiadoras,áreas de circulación

250 300 400

Grandes superficies, supermercados, salones de

muestras500 750 1000

Trabajos con requerimientos visuales limitados

200 300 500

Trabajos con requerimientos visuales normales

500 750 1000

Trabajos con requerimientos visuales especiales

1000 1500 2000

Dormitorios 100 150 200

Cuartos de aseo 100 150 200

Cuartos de estar 200 300 500

Cocinas 100 150 200

Cuartos de trabajo o estudio 300 500 750

Comercios

Industria (en general)

Viviendas

Oficinas

450 500 750

LocalIluminancia (Lux)

Zonas generales de edificios

Centros docentes

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Determinación del tipo de luminaria en función de su Distribución Fotométrica

Las luminarias se clasifican en función de su distribución fotométrica, es decir en función de la forma en que distribuye la luz.

La clasificación es la siguiente:

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Tanto para las zonas de producción, como para las administrativas se eligió una distribución fotométrica Directa.

Determinación de las medidas de las cavidades:

Se adjunta plano de Planta

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CLASIFICACION ARRIBA ABAJO

DIRECTA 0-10% 90-100%

SEMIDIRECTA 10-40% 60-90%

DIRECTA INDIRECTA 40-60% 40-60%

GENERAL DIFUSA 40-90% 10-40%

SEMI-INDIRECTA 60-90% 10-40%

INDIRECTA 90-100% 0-10%

DISTRIBUCION DE POTENCIA LUMINICA

% DE LA LUZ RESPECTO A LA HORIZONTAL

Seccion SistemaAdministracion DirectoDeposito Administrativo DirectoComedor/Cocina DirectoSala de Reuinion DirectoOficina DirectoExposicion DirectoArmado DirectoElectromecanica Directo

Seccion Alto (h´) Largo (b) Ancho (a) Superficie d e h h Minimo h OptimoAdministracion 3,5 m 6,2 m 7,9 m 49,0 m2 0,3 m 0,74 m 2,46 m 1,84 m 2,21 mDeposito Administrativo 3,5 m 2,9 m 4,4 m 12,8 m2 0,3 m 1,50 m 1,70 m 1,33 m 1,60 mComedor 3,5 m 4,5 m 4,0 m 18,0 m2 0,3 m 0,70 m 2,50 m 1,87 m 2,24 mSala de Reuinion 3,5 m 5,0 m 3,5 m 17,5 m2 0,3 m 0,77 m 2,43 m 1,82 m 2,18 mOficina 3,5 m 4,3 m 3,7 m 15,9 m2 0,3 m 0,74 m 2,46 m 1,84 m 2,21 mExposicion 3,5 m 5,4 m 7,9 m 42,7 m2 0,3 m 0,55 m 2,65 m 1,97 m 2,36 mArmado 9,4 m 49,0 m 20,0 m 980,0 m2 2,5 m 1,00 m 5,90 m 5,60 m 6,72 mElectromecanica 9,0 m 20,0 m 49,0 m 980,0 m2 0,8 m 1,00 m 7,20 m 5,33 m 6,40 m

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Con las siguientes formulas se calcularon las alturas mínimas y optimas para las luminarias. Si se compara con los valores a los cuales se encuentran las luminarias actualmente, se ve que la diferencia no es considerable.

Determinar el Factor de depreciación:

El paso del tiempo hace que disminuya la eficiencia energética de la iluminación debido a la depreciación del flujo luminoso de las lámparas a lo largo de su vida útil y la suciedad acumulada en las luminarias. Un mantenimiento de la iluminación permite alcanzar ahorros de hasta el 50 %.

El mantenimiento incluye:

o Limpieza de las luminariaso Sustitución de lámparas. Debe hacerse al final de la

vida útil indicada por el fabricante, ya que, aunque no hayan fallado, su eficacia habrá disminuido. En grandes instalaciones es aconsejable sustituir las lámparas por grupos en lugar de individualmente para mantener los niveles de iluminación adecuados.

o Revisión periódica del estado de los distintos componentes de la instalación

Las grandes instalaciones han de tener una gestión del alumbrado, prestando atención a:

o Seguimiento de los planes de mantenimiento (limpiezas, reposiciones de lámparas por grupos, etc.).

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Altura de las luminarias

Locales de altura normal

Lo más altas posibles

Mínimo: 

Óptimo: 

Locales con iluminación

directa, semidirecta y

difusa

Locales con iluminación

indirecta

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o Control de horarios de funcionamiento.o Control de consumos y costes.o Seguimiento de la tarifa.

Para esta industria se fijaron los siguientes valores en función de lo comentado:

Una vez calculados estos valores proseguimos con los 4 pasos mencionados anteriormente.

1- Determinar el rango de cavidad (Indice del local)

El mismo se calcula en función de las medidas del local, de su geometría en fin. El cálculo se efectúa mediante la siguiente relación:

K= 2 x b + 8 x a 10 x h´

Donde:

b = Largo

a = Ancho

h´= Altura de la cavidad del cuarto

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SeccionFactor de

MantenimientoAdministracion 1,25Deposito Administrativo 1,25Comedor/Cocina 1,25Sala de Reuinion 1,25Oficina 1,25Exposicion 1,25Armado 1,10Electromecanica 1,10

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Arrojando los siguientes valores:

2- Determinar las reflectancias de cavidad efectivas

Para la sección Administración, Depósito Administrativo, Comedor/Cocina, Sala de Reunión. Oficina y Exposición, las reflectancias son las siguientes:

Para la sección Armado y Electromecánica, las reflectancias son las siguientes:

3- Seleccionar el coeficiente de Utilización (Cu)

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Seccion KAdministracion 2,16Deposito Administrativo 1,17Comedor/Cocina 1,17Sala de Reuinion 1,09Oficina 1,09Exposicion 2,11Armado 2,74Electromecanica 4,80

Color Factor de RefleccionClaro 0,3Oscuro 0,1Blanco o muy blanco 0,7Claro 0,5Medio 0,3Claro 0,5Medio 0,3Oscuro 0,1

Suelo

Paredes

Techo

Color Factor de RefleccionClaro 0,3Oscuro 0,1Blanco o muy blanco 0,7Claro 0,5Medio 0,3Claro 0,5Medio 0,3Oscuro 0,1

Suelo

Paredes

Techo

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En función de las reflectancias de cavidad efectivas y del índice del local K, a través de tablas tabuladas se determina el Factor de utilización. Al ser estas tablas lineales, se pueden interpolar los valores para obtener los que no están presentes en las tablas.

Los valores calculados para cada sección son los siguientes:

Como podrá observarse en las siguientes tablas, estos valores se obtuvieron interpolando con la siguiente formula.

Administración y Exposición

Comedor y Cocina

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Seccion Factor de utilizacion CuAdministracion 0,3964Deposito Administrativo 0,3568Comedor/Cocina 0,3568Sala de Reuinion 0,3272Oficina 0,3272Exposicion 0,3944Armado 0,9196Electromecanica 0,9660

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Sala de Reunión y Oficina

Armado

Electromecánica

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4- Computar el nivel de iluminancia promedio necesario

Se computa de la siguiente manera a través de la siguiente formula:

n= En x S x f n Cu

Donde:

Em = Nivel medio de iluminación sobre el plano de trabajo ( en Lux )

n = Flujo luminoso necesario en el local ( en Lúmenes )

Cu = Coeficiente de utilización de la instalación

fm = Factor de mantenimiento ó depreciación de la instalación

S = Superficie total de local ( m² )

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SeccionFlujo Luminoso

Necesario

Administracion 77226 LmDeposito Administrativo 13411 LmComedor/Cocina 9459 LmSala de Reuinion 33428 LmOficina 30390 LmExposicion 101404 LmArmado 879187 LmElectromecanica 836957 Lm

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Una vez que se termino con el cálculo de los 4 pasos anteriores, podemos calcular la distribución de los artefactos y el número de lámparas y de luminarias (artefactos).

Distancia entre artefactos

Para determinar la distancia se parte de la siguiente igualdad:

d/h<=1,2quedando :

d=1,2 x h

Calculo del número de lámparas y luminarias

Nº de lámparas= n

Lamp.

Nº de luminarias= n

n xLamp.

El flujo luminoso de la lámpara depende de la lámpara elegida.

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SeccionDistancia entre

ArtefactosAdministracion 3,0 mDeposito Administrativo 2,0 mComedor/Cocina 3,0 mSala de Reuinion 2,9 mOficina 3,0 mExposicion 3,2 mArmado 7,1 mElectromecanica 8,6 m

SeccionFlujo Luminoso

NecesarioFlujo Luminoso de la Lampara

Numero de Lamparas

Numero de Artefactos

Administracion 77226 Lm 3000 Lm 26 Un. 13 Un.Deposito Administrativo 13411 Lm 3000 Lm 4 Un. 2 Un.Comedor/Cocina 9459 Lm 3000 Lm 3 Un. 2 Un.Sala de Reuinion 33428 Lm 3000 Lm 11 Un. 4 Un.Oficina 30390 Lm 3000 Lm 10 Un. 5 Un.Exposicion 101404 Lm 3000 Lm 34 Un. 8 Un.Armado 879187 Lm 22000 Lm 40 Un. 40 Un.Electromecanica 836957 Lm 22000 Lm 38 Un. 19 Un.

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Para la sección Administración, Deposito Administrativo, Comedor / Cocina, Sala de Reunión, Oficina y Exposición se tuvieron en cuenta tubos fluorecentes T8 de 36w. y 3000 lm. Mientras que para la sección Armado y Electromecánica, se tuvieron en cuenta lámparas de mercurio de alta presión de 400w. y 22000 lm.

Ahora se esta en condiciones de comprobar los resultados:

Em= t x Cu x f m > Etablas S

Los resultados arrojados en el último cálculo son mayores que los de las tablas, por lo tanto la iluminación es adecuada para cada sección. La diferencia entre unos y otros no se considera acorde, ya que las luminarias pierden la capacidad de iluminación por los motivos descriptos en el factor de depreciación.

Distribución de luminarias

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Seccion EmAdministracion 781 LuxDeposito Administrativo 469 LuxComedor/Cocina 234 LuxSala de Reuinion 781 LuxOficina 781 LuxExposicion 1172 LuxArmado 908 LuxElectromecanica 908 Lux

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Conclusión

Por medio del presente trabajo hemos podido aplicar los conocimientos teóricos que la cátedra nos impartió en las respectivas clases.

Comprendimos la importancia del calculo de la iluminación necesaria, ya sea para poder realizar las tareas sin complicaciones como asi tambien para producir un ahorro de la energia consumida, en caso de reducir la cantidad de luminarias, calculando y colocando las luminarias necesarias.

Con este trabajo pudimos sacarnos muchas de las dudas que se presentaron nuevamente a la hora de confeccionar el trabajo práctico, y supimos resolverlas a partir de políticas comúnmente usadas en la industria.

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