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Practica #2 : Fotometría, lámparas, luminarias y equipo auxiliar Curvas fotométricas: son gráficas que marcan la distribución espacial de la luz referida en un plano cartesiano cuyas variables son la distancia y la intensidad luminosa. También se le llama distribución luminosa.

Curva de candelas(polar) son gráficos donde la intensidad luminosa se representa mediante un sistema de tres coordenadas (I, C, y). La primera de ellas I representa el valor numérico de la intensidad luminosa en candelas e indica la longitud del vector mientras las otras señalan la dirección. El ángulo C nos dice en qué plano vertical estamos y mide la inclinación respecto al eje vertical de la luminaria. En este último, 0º señala la vertical hacia abajo, 90º la horizontal y 180º la vertical hacia arriba. Los valores de C utilizados en las gráficas

Los radios representan el ángulo y las circunferencias concéntricas el valor de la intensidad en candelas. De todos los planos verticales posibles identificados por el ángulo C, solo se suelen

representar los planos verticales correspondientes a los planos de simetría y los transversales a estos (C = 0º y C = 90º) y aquel en que la lámpara tiene su máximo de intensidad. Para evitar tener que hacer un gráfico para cada lámpara cuando solo varía la potencia de esta, los gráficos se normalizan para una lámpara de referencia de 1000 lm. Para conocer los valores reales de las intensidades bastará con multiplicar el flujo luminoso real de la lámpara por la lectura en el gráfico y dividirlo por 1000 lm.

Matriz de intensidades Los valores de la intensidad luminosa pueden encontrarse tabulados de forma matricial para distintas direcciones del espacio. Cada fabricante debe proporcionar la matriz calculada previamente. En la Imagen 1 se muestra un ejemplo de matriz de intensidades del tipo C-γ correspondiente a una luminaria de alumbrado público. Los ejes de referencia C-γ corresponden al plano vertical (C) y la inclinación respecto al eje vertical (γ). Para cada pareja de valores de C y γ se obtiene un valor de la intensidad normalizado para una lámpara de flujo 1000lm.

Curva Isolux Las curvas isolux representan los puntos de la superficie que tienen la misma iluminancia Normalmente las curvas isolux se estudian para un flujo de 1000 lúmenes y a una altura de la luminaria de 1 metro. Para calcular las iluminancias a una altura de montaje diferente se deber tener en cuenta los factores de corrección para hacer los cálculos, aunque existen curvas Isolux calculadas a la altura de montaje ya requerida, en ese caso no es necesario hacer correcciones. La curva Isolux de la Imagen 1 se expresa en valores relativos a la iluminancia máxima, que es del 100%, a una altura de montaje h. Para conocer el valor real de la iluminancia en un punto concreto se calcula como:

Donde φ es el factor de la luminaria en uso; proporcionado en el mismo diagrama Φ es el flujo luminoso de la lámpara en cd/m2 h es la interdistancia de las luminarias en m

Diagrama de Deslumbramiento Condición visual que produce molestia, interferencia en la eficiencia visual y/o fatiga visual, debido a la gran luminosidad de una porción del campo de visión (lámparas, luminarias, ventanas u otras superficies que son mucho más luminosas que el resto del campo visual).

El deslumbramiento directo depende de luminancias altas en el campo de visión. El deslumbramiento indirecto depende de reflexiones de luminancias altas. Los contraste pronunciados en el campo de visión también pueden causar deslumbramiento (por ejemplo.reflexiones en una pantalla o pizarra).

El diagrama indica también la curva de luminancia de la luminaria: si ésta está completamente a la izquierda de la curva límite la luminaria corresponde al tipo de deslumbramiento solicitado; la luminaria es, en cambio, deslumbrante si se intersecan o si está completamente a la derecha. El diagrama indica las curvas de las luminancias en sentido longitudinal y transversal; los valores de luminancia en función de los ángulos de observación se indican en la tabla debajo del diagrama. Los Tipos de Calidad de Deslumbramiento A > Muy dificil B > Con resultados visivos altos C > Con resultados visivos normales D > Con resultados visivos limitados E > A considerarse para zonas de trabajo en las cuales se efectúan trabajos con escasos resultados visivos.

Tipos de lámparas A) Incandescentes Convencionales: Se denomina lámpara incandescente, bombilla, lamparita o bombita de luz al dispositivo que produce luz mediante el calentamiento por Efecto Joule de un filamento metálico, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica. Las lámparas incandescentes fueron la primera forma de generar luz a partir de la energía eléctrica. Desde que fueran inventadas, la tecnología ha cambiado mucho produciéndose sustanciosos avances en la cantidad de luz producida, el consumo y la duración de las lámparas. Su principio de funcionamiento es simple, se pasa una corriente eléctrica por un filamento hasta que este alcanza una temperatura tan alta que emite radiaciones visibles por el ojo humano.

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. 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 cálido

temperatura de color: 2600 ºK reproducción de color: Ra 100 vida útil: 1000 h Halogenadas: En términos de luz emitida, la lámpara halógena de tungsteno es básicamente una lámpara incandescente convencional. Sin embargo, variadas características de diseño y rendimiento hacen superior a la lámpara halógena de la convencional. Tanto una como otra presentan tres partes básicas:

un filamento de alambre de tungsteno asentado en una montura adecuada; una envoltura transparente y sellada (de vidrio en la incandescente y de cuarzo en la tungsteno halógena) que contiene un gas inerte o un vacio para proteger el filamento de la oxidación; y una base apropiada para servir como soporte mecánico y facilitar la conexión eléctrica. Cuando una lámpara de este tipo se conecta a un circuito, una corriente eléctrica pasa a través del filamento de alambre y supera su resistencia. El consumo calienta el filamento hasta la incandescencia. y este, en consecuencia, irradia luz.

Ahora bien, ¿dónde está en este proceso la superioridad de la lámpara halógena? Primero, la lámpara halógena mantiene su luz inicial a lo largo de toda la vida, sin ennegrecerse como ocurre con las lámparas incandescentes convencionales. Esto se debe al ciclo halógeno que más adelante se explicará. Segundo, la lámpara halógena de tungsteno tiene el doble de vida de una lámpara convencional con el mismo consumo, a igual rendimiento lumínico. Tercero, ante un idéntico consumo, la 1ámpara halógena es mucho más compacta que la lámpara incandescente convencional.

La lámpara halógena del presente, originalmente fue denominada como de cuarzo—yodo porque el yodo era el fundamento del compuesto gaseoso y el cuarzo el material con que se fabricaba la envoltura transparente. El yodo es un elemento de la familia de los compuestos halógenos que incluyen al bromo, cloro, fluor, etc. Dado que el bromo ha reemplazado al yodo en la mayoría de

las lámparas, el término halógeno parece ser el más apropiado para la designación genérica de estos implementos.

Lámpara Halógena PAR 20 Las lámparas halógenas PAR son una gama de sustitución directa para las lámparas reflectoras incandescentes estándar. Funcionan con tensión de red, por lo que ya no necesita transformadores o cableado extra para disfrutar de la impecable luz blanca del halógeno.

Características Generales 50W 230V Spot

50W 230V Flood

Potencia [W]

50

50

Volts [V]

230 | 240

230 | 240

Base

E27

E27

Candela [cd]

3000 | 1000 | 2200

2200 | 1000

Ángulo del Haz [°]

10

25

CCT [K]

2800 | 2650 | 2600

2800 | 2650 | 2600

Vida [h]

2000 | 2100

2000 | 2100

Diámetro [mm]

64.5 | 65

64.5 | 65

Longitud [mm]

91 | 85

91 | 85

B) Fluorescentes Lineales: Los compuestos de este tipo de luminarias incluyen tubo con una carcasa semicircular posterior fabricada de aluminio extruido con un refractor superior de policarbonato con acabado opalino, claro liso o claro ranurado; disipador ranurado fabricado de aluminio extruido dentro del tubo para controlar la temperatura de operación del arreglo o arreglos de tiras de led tipo SMD 3528.

También cuenta con controlador electrónico integrado dentro del diseño de construcción de la lámpara tubular lineal T8, con led tipo SMD 3528; arreglo lineal de una o más tiras continuas internas de led tipo SMD 3528, con ángulo de apertura del flujo luminoso de 120°, ensamblados sobre una placa de circuito impreso (PCB), diámetro del tubo lineal T8 (1 pulgada o 2.54 cm.) Además, tienen base tipo G-13 de dos pines para usarse con portalámparas no prepuenteada (base para operar con balastro magnético), dimensiones disponibles tubo lineal T8 led más comerciales de 60-61 cm y 120-122 cm (dependiendo del fabricante), y cuentan con una vida útil de 30 mil-50 mil horas promedio. Consideraciones técnicas para las propuestas de sustitución de lámparas fluorescentes Las lámparas tubulares T8 con led tipo SMD 3528 con base G-13 deben utilizarse en luminarios con base del tipo G-13 media no prepuenteada; se debe tener en cuenta la altura (peralte) del luminario, sobre todo en los que operan lámparas fluorescentes lineales T5. También, en algunos tipos de luminarios se deben hacer ajustes respecto de la colocación de los portalámparas dentro del luminario, de acuerdo con su longitud. Los flujos luminosos de las lámparas tubulares con led tipo SMD 3528 respecto de las lámparas fluorescentes lineales T8 son de hasta 40 por ciento menores en promedio. En luminarios con reflectores especulares, su utilización no tiene ninguna función cuando se utilizan lámparas tubulares con led tipo SMD, debido a que éstos cuentan con un ángulo de apertura del flujo luminoso de 120° como máximo. Los flujos luminosos iniciales y promedio entre lámparas tubulares fluorescentes lineales T8 y lámparas tubulares lineales con led tipo SMD 3528 deben considerar su respectiva depreciación de flujo luminoso; éste es direccional y concentrado de alta luminancia (naturaleza propia de cualquier led). Los coeficientes de utilización, relaciones de espaciamiento y eficiencias son los luminarios que utilicen lámparas fluorescentes tubulares lineales T8 y lámparas tubulares lineales T8 con led tipo SMD 3528; flujos luminosos iniciales y promedio entre lámparas tubulares fluorescentes lineales T8 y lámparas tubulares lineales con led tipo SMD 3528 Otra de las consideraciones técnicas que se deben tener en cuenta es la vida útil, temperaturas de color e índice de rendimiento de color de las lámparas entre lámparas tubulares fluorescentes lineales T8 y lámparas tubulares lineales con led tipo SMD 3528. También, los niveles de iluminación requeridos en función de las alturas de montaje, reflectancias y la colocación actual o por proyectar de los luminarios. Otro aspecto son los costos de inversión inicial y mantenimiento, así como la recuperación de la inversión efectuada al sustituir las lámparas tubulares fluorescentes lineales T8 por las lámparas tubulares lineales con led tipo SMD 3528. Algunas de las aplicaciones para este tipo de luminarias son oficinas públicas y privadas; escuelas públicas y privadas; hospitales públicos y privados; bancos e instituciones financieras; almacenes y bodegas; tiendas de autoservicio; tiendas departamentales.

También pueden instalarse en maquiladoras y centros de manufactura; estacionamientos cubiertos; talleres; centros de almacenamiento; laboratorios; gimnasios; centros recreativos. Lámparas fluorescentes lineales tubulares T8 y lámparas tubulares lineales T8 con led tipo SMD 3528 Característica de la operación

Lámpara flourescente T8 de 17 W

Lámpara tubular T8 con Lámpara fluorescente led SMD 10 W T8 de 32 W

Lámpara tubu led SMD 19 W

Potencia de la lámpara

17 W

10 W

32 W

19 W

Flujo luminoso inicial

1 mil 500 lúmenes

825 lúmenes

2 mil 850 lúmenes

1 mil 650 lúm

Vida útil promedio

24 mil a 30 mil horas

40 mil horas

24 mil a 30 mil horas

40 mil horas

Temperatura de color

3 mil, 3 mil 500 y 4 mil 100 K

3 mil 500 y 4 mil K

3 mil, 3 mil 500 y 4 mil 100 K

3 mil 500 y 4

Índice de rendimiento de color

85

85

85

85

Potencia total

19 W

11 W

35 W

21 W

Ahorro de energía

0%

42.10%

0

0.4

Características Diámetro: T8 Base: G-13 Potencias disponibles: 10 W (61 cm) y 19 W (122 cm) Temperatura de color: 3 mil 500 y 4 mil K Índice de rendimiento de color: 85 Flujo luminoso: 825 lúmenes (10 W) y 1 mil 650 lúmenes ( 19 W) Vida útil promedio: 40 mil horas Voltaje de alimentación del controlador integrado: 100-277 V Una tira continua de led tipo SMD 3528

CFL: El funcionamiento de una lámpara fluorescente ahorradora de energía CFL es el mismo que el de un tubo fluorescente común, excepto que es mucho más pequeña y manuable.

Cuando enroscamos la lámpara CFL en un portalámpara (igual al que utilizan la mayoría de las lámparas incandescentes) y accionamos el interruptor de encendido, la corriente eléctrica alterna fluye hacia el balasto electrónico, donde un rectificador diodo de onda completa se encarga de convertirla en corriente directa y mejorar, a su vez, el factor de potencia de la lámpara. A continuación un circuito oscilador, compuesto fundamentalmente por un circuito transistorizado en función de amplificador de corriente, un enrollado o transformador (reactancia inductiva) y un capacitor o condensador (reactancia capacitiva), se encarga de originar una corriente alterna con una frecuencia, que llega a alcanzar entre 20 mil y 60 mil ciclos o hertz por segundo.

La función de esa frecuencia tan elevada es disminuir el parpadeo que provoca el arco eléctrico que se crea dentro de las lámparas fluorescentes cuando se encuentran encendidas. De esa forma se anula el efecto estroboscópico que normalmente se crea en las antiguas lámparas fluorescentes de tubo recto que funcionan con balastos electromagnéticos (no electrónicos). En las lámparas fluorescentes antiguas el arco que se origina posee una frecuencia de sólo 50 ó 60 hertz, la misma que le proporciona la red eléctrica doméstica a la que están conectadas.

Para el alumbrado general el efecto estroboscópico es prácticamente imperceptible, pero en una industria donde existe maquinaria funcionando, impulsadas por motores eléctricos, puede resultar peligroso debido a que la frecuencia del parpadeo de la lámpara fluorescente se puede sincronizar con la velocidad de giro de las partes móviles de las máquinas, creando la ilusión óptica de que no están funcionando, cuando en realidad se están moviendo.

En las lámparas CFL no se manifiesta ese fenómeno, pues al ser mucho más alta la frecuencia del parpadeo del arco eléctrico en comparación con la velocidad de giro de los motores, nunca llegan a sincronizarse ni a crear efecto estroboscópico.

Desde el mismo momento en que los filamentos de una lámpara CFL se encienden, el calor que producen ioniza el gas inerte que contiene el tubo en su interior, creando un puente de plasma entre los dos filamentos. A través de ese puente se origina un flujo de electrones, que proporcionan las condiciones necesarias para que el balasto electrónico genere una chispa y se encienda un arco eléctrico entre los dos filamentos. En este punto del proceso los filamentos se apagan y se convierten en dos electrodos, cuya misión será la de mantener el arco eléctrico durante todo el tiempo que permanezca encendida la lámpara. El arco eléctrico no es precisamente el que produce directamente la luz en estas lámparas, pero su existencia es fundamental para que se produzca ese fenómeno.

A partir de que los filamentos de la lámpara se apagan, la única misión del arco eléctrico será continuar y mantener el proceso de ionización del gas inerte. De esa forma los iones desprendidos del gas inerte al chocar contra los átomos del vapor de mercurio contenido también dentro de tubo, provocan que los electrones del mercurio se exciten y comiencen a emitir fotones de luz ultravioleta. Dichos fotones, cuya luz no es visible para el ojo humano, al salir despedidos chocan contra las paredes de cristal del tubo recubierto con la capa fluorescente. Este choque de fotones ultravioletas contra la capa fluorescente provoca que los átomos de fluor se exciten también y emitan fotones de luz blanca, que sí son visibles para el ojo humano, haciendo que la lámpara se encienda.

Especificaciones técnicas Características del foco Forma Espiral Tapa/Adaptador E26 Con atenuador NO Voltaje De 110 a 127 V Tipo E26 Duración Vida útil de la lámpara 12000 hora(s) Vida promedio (a 2.7 horas por día) 12 año(s) Cantidad de ciclos del interruptor 5000 Factor de mantenimiento de lumen 0,7 Dimensiones del foco Alto 104,5 mm Ancho 50 mm Valores nominales Potencia asignada 13 W

Flujo luminoso nominal 900 lm Vida útil nominal 12000 hora(s) Consumo de energía Potencia 13 W Potencia equivalente 70 W Consumo energético por 1.000 h 13 kW·h Características de la luz Aplicación Luz suave Salida luminosa 900 lumen Efecto de luz/acabado Blanco cálido Índice de producción de color (CRI) 81 Hora de inicio 85) en comparación con el rendimiento del haluro metálico (78) lo que hace que los colores se vean más vivos y mejor en cuestiones de seguridad industrial. No utiliza gases a presión ni tóxicos como el haluro metálico. Protección contra variaciones de voltaje que evita cualquier daño a luminarias. A diferencia del haluro metálico que por esta causa puede dañarse fácilmente. Mejor intensidad de la luz o mejor nivel de luxes que el haluro metálico (dependiendo la aplicación puede ser mucho mayor o igual). El peso por luminaria de inducción es de 7 kgs. Aprox. Contra el peso de las luminarias de aditivos de 20 kgs. La depreciación de la luz es mucho menor en comparación con la tasa de depreciación en un haluro metálico.

Lámparas de la inducción potencia:

100 w

lumen:

8000lm

eficacia:

75-80lm/w

temperatura de color:

3000-5000 K

CRI:

curso de la vida:

100000

lampshape:

forma redonda

aprobación:

marca:

sowell

3. Clasificación de luminarias

A) Grado de protección eléctrica Las luminarias se clasifican en función de su tipo de protección contra los choques eléctricos, en Clase I, Clase II y Clase III. Luminaria de Clase I: Luminaria en la que la protección contra los choques eléctricos no recae exclusivamente sobre el aislamiento principal, sino que comprende una medida de seguridad suple...