Aprende de Iluminación

El Proceso de la Visión

En el proceso de la visión se encuentran presentes cuatro elementos fundamentales: la luz, un objeto, un receptor (el ojo) y un decodificador (el cerebro). Los rayos de luz, reflejados o transmitidos por el objeto, estimulan a los receptores del ojo, los cuales transmiten señales al cerebro, donde estos producen la sensación de visión. El cerebro y el ojo colaboran entre sí en transformar la energía radiante en sensación de visión.

Rendimiento de Color

Cuanto más continua y pareja es la emisión de la radiación electromagnética en función de las distintas longitudes de onda, mejor será su capacidad de reproducir los colores con naturalidad. El índice de reproducción cromática (IRC) es una medida de la capacidad que una fuente luminosa tiene para reproducir fielmente los colores de varios objetos en comparación con una fuente de luz natural o ideal, se representa con la sigla Ra, siendo su valor máximo 100.

En esta tabla pueden encontrar algunos ejemplos de IRC según el tipo de lámpara:

Temperatura de Color

La temperatura de color de una fuente de luz se define comparando su color dentro del espectro luminoso con el de la luz que emitiría un cuerpo negro calentado a una temperatura determinada. Por este motivo esta temperatura de color se expresa en kelvin.

Decimos que una lámpara tiene una temperatura de color de 6500 K si su "apariencia de color" es similar al del sol. Una lámpara incandescente común tiene una temperatura de color de 2700 K. Como el filamento de la lámpara es (como el sol) un cuerpo negro, ésta es la temperatura del filamento.En una lámpara fluorescente, cuya fuente de luz no es un cuerpo negro, la temperatura de color es sólo la apariencia de color que tendría un cuerpo negro a esa temperatura.

Ejemplo:

Eficiencia Luminosa

Se usa para saber que parte de la energía utilizada se transforma en luz visible.

Luminotecnia

Flujo Luminoso: El flujo luminoso es la cantidad de luz emitida por una fuente en todas las direcciones, su unidad de medida es el lumen (lm). El flujo luminoso es la suma ponderada de la potencia en todas las longitudes de onda de espectro visible.

Iluminación o iluminancia: Es el flujo luminoso por unidad de superficie (densidad de luz sobre unidad de superficie). Su unidad de medida es el lux.

Intensidad luminosa: Parte emitida por una fuente luminosa en una dirección dada por el ángulo sólido que lo mantiene. Su unidad de medida es la candela (cd)

Luminancia: Intensidad luminosa emitida por una superficie luminosa o iluminada en una dirección dada. Su unidad de medida es candela por metro cuadrado (cd/m2).

Ley de la inversa de los cuadrados: La iluminación es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia existente entre la fuente de luz y la superficie iluminada.

Ley del coseno del ángulo: La iluminación es proporcional al coseno del ángulo de incidencia. Este ángulo es el formado por la dirección del rayo incidente y la normal de la superficie en el punto de incidencia P.

Fuentes luminosas

Luminiscencia: Proceso en el cual la energía es absorbida por la materia y luego remitida en forma de fotones.

Clasificación Fuentes luminosas

Incandescentes
Filamento de tungsteno (wolframio).
Relleno de gas interte (gas noble), el cual impide la combustión del filamento.
Casquillo metálico donde van conexiones eléctricas.
La luz se produce al calentarse su filamento al pasar la corriente a través de este.
IRC = 100.
Eficacia: La más baja â†’ 10 a 15 lm/W.
Vida útil: 1000 horas.
Aproximadamente un 15% se transforma en luz visible, el resto en calor.
Color de luz: Luz cálida.
Sensibles a la variación de voltaje.

Incandescentes
Variante de la lámpara incandescente.
Ampolla de cuarzo para resistir altas temperaturas.
Ciclo del halógeno: El tungsteno se evapora poco a poco, al añadir halógenos (Fl, Cr, Br, I), se logra que el tungsteno evaporado forme una molécula al combinarse con los halógenos, al calentarse, el tungsteno vuelve a depositarse sobre el filamento.
IRC = 100.
Eficacia: 10 a 30 lm/W.
Vida útil: 2000 a 4000 horas.
Color de luz: Luz más blanca.
No deben ser tocadas con las manos.

Lámparas de descarga
La luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos.
La mayoría necesita de un balasto y un partidor (ignitor, arrancador, cebador).
Clasificación: Mercurio de baja y alta presión, sodio de alta y baja presión, luz de mezcla y haluro metal.

Fluorescencia
Vapor de mercurio de baja presión.
Tubo de vidrio revestido por polvos fosfóricos, llamados tierras raras: Europium, Terbium e Yttrium, los cuales emiten luz visible al recibir radiación ultra violeta.
Tubo contiene vapor de mercurio y un gas inerte (Ar, Ne).
En cada extremo hay un filamento de tungsteno, el cual al calentarse al rojo contribuye a la ionización de los gases.
Necesitan de un partidor y un balasto.
Al estar ionizados los gases, se forma un plasma que conduce la electricidad, excitando átomos de Hg, Ne y Ar, los que al des excitarse emiten luz visible y radiación ultravioleta.
Recubrimiento interior filtra y convierte radiáción ultravioleta en luz visible.

Tubo Fluorescente
Balasto y partidor van fuera del tubo.
Vida útil: 5000 a 15000 horas.
Temperatura de color: 2700K a 6500K
IRC: 70 a 93.
Eficiencia: 80 a 100 lm/W.
Tecnología: Se llama según diámetro del tubo: T10, T8, T5. Mientras más pequeño el diámetro, es más eficiente.
No dan luz continua (constante parpadeo imperceptible en la mayoría de los casos). Efecto estreboscópico.
Reducen vida útil al encender y apagar constantemente.
No enciende inmediatamente al 100%.

Compactas Fluorescente (CFLs)
Balasto y partidor pueden ir dentro o fuera (PLs)de la lámpara.
Vida útil: 5000 a 15000 horas.
Temperatura de color: 2700K a 6500K
IRC: 70 a 93.
Eficiencia: 50 a 60 lm/W.
Tecnología: Se llama según diámetro del tubo: T4, T3, T2.
Hay de distintas formas: tubulares, espirales.
Reducen vida útil al encender y apagar constantemente.
No enciende inmediatamente al 100%.
El balasto electrónico incorporado evita efecto estroboscópico.

Inducción Magnética
Funcionamiento similar fluorescencia.
Cambia la forma en que los gases se unen: Fluorescencia usa electrodos, inducción utiliza campo magnético.
Necesitan de un generador de alta potencia, el cual induce campo electromagnético.
Bobina descarga energía a una ampolla de cristal a través de una antena (ionización).
Encendido inmediato.
Vida útil: 100000 horas.
CRI: 80
No emiten ruidos (zumbidos).
Rendimiento: 85 lm/W.

LED
LED: Diodo emisor de luz (light emiting diode).
Cuando un LED se encuentra en polarización directa, se libera energía en forma de fotones.
Estos fotones pueden emitir radiación o luz visible dependiendo del material del semiconductor.
Tecnología en constante evolución.
Se han logrado miniaturizar los componentes pudiendo tener múltiples mini LEDs en una sola tableta.

Balastros

También conocido como balastro.
Equipo que sirve para mantener un flujo corriente estable en lámparas (fluorescentes, haluro metal, sodio, mercurio), evitando que se dañe.
Suministra un nivel de voltaje adecuado durante un período muy corto de tiempo entre los extremos de la lámpara con el fin de encenderla.
Absorbe las variaciones de voltaje de la red.
Es conocido también como reactancia, ya que provee reactancia inductiva, la que absorbe la diferencia entre la tensión de alimentación y la tensión de la lámpara.
Existen balastos magnéticos y balastos electrónicos.

Balastos magnéticos

Consta de un núcleo, compuesto por varias capas delgadas de acero al silicio, sobre el que se bobina el devanado de cobre para formar una bobina.
Carcasa: Envoltura protectora del balasto, de él salen 2 o 3 cables que se conectan al circuito externo.
Sellador: Aislante que va entre la carcasa y núcleo.
Necesitan de un partidor.
Produce parpadeos y su encendido no es instantáneo.
Un equipo magnético completo incluye un balasto magnético, un condensador y un partidor.

Balastos electrónicos

Circuito electrónico y una pequeña bobina con núcleo de ferrite.
Se conecta a la lámpara sin partidor.
Logra arranques instantáneos, sin parpadeos.
Lámparas tienen rendimiento lumínico superior y vida media más larga.
Es más liviano que el magnético.
No necesitan de un condensador, FP>95

Comparación

Luminaria

¿Qué es una luminaria?

Una luminaria representa en sí un completo sistema de iluminación.

Una luminaria consiste de un cuerpo o caja, porta lámparas, lámparas (en ocasiones un balasto o un transformador) y el sistema óptico: compuesto por el reflector, y según el caso espejos, louvers o difusores para controlar el deslumbramiento.

Componentes:

Pantalla reflectora: Dirige la luz hacia la superficie deseada, directa o indirectamente.
Difusor: Protector
Chasis: Soporte donde generalmente se aloja el conjunto eléctrico.
Cofre: Cuando el conjunto eléctrico debe estar alejado de la pantalla, se usa un cofre.
Kit eléctrico: Grupo de elementos eléctricos necesarios para el funcionamiento (balasto, partidor, condensador)

Clasificación de Luminarias

Alumbrado público
Proyectores
Decorativos para exteriores
Decorativos para interiores
Luminarias fluorescentes
Luminarias industriales
Luminarias de emergencia
Luminarias para áreas clasificadas

Luminarias públicas
Debe cumplir con una serie de requisitos:
Eficiencia,
Hermeticidad,
Durabilidad,
Facilidad para el mantenimiento.

Proyectores
También conocidos como luminarias direccionales.
Iluminación de grandes áreas o espacios exteriores.
Iluminación desde largas distancias.
Ejemplos de uso: Canchas deportivas, estacionamientos al aire libre.

Decorativos para Exteriores
Uso: zonas verdes, alrededor de piscinas, plazas, patios, estacionamientos al aire libre.
Deben garantizar resistencia a la intemperie y vandalismo.

Decorativos para interiores
Se pueden usar en muro, techo, cielo falso, baños, cocinas, etc.
Pueden generar iluminación puntual o generalizada.

Luminarias fluorescentes
Se pueden encontrar con rejilla difusora, herméticas, abiertas, cerradas con acrílico, bañadora de pared, etc.
Pueden ser sobrepuestas, incrustadas, colgantes.

Luminarias industriales
Para usar en grandes naves industriales.
Necesario disipadores de calor.
Excelente fotometría: cuando se requiera iluminar homogéneamente y con eficiencia.
Comunes: Haluro Metal o Sodio de 250W o 400W.

Luminarias de emergencia
Necesarias en lugares de alto tráfico de gente, que puedan orientar a las personas en un apagón de cualquier tipo.
Se encienden automáticamente ante la falta de fluido eléctrico.

Luminarias áreas clasificadas
Para ambientes húmedos, corrosivos, inflamables o explosivos.

Formas de Ampolletas

Ampolletas Tipo A
Forma tradicional ampolletas incandescentes.
A60 y A55 son las más comunes, el número representa el diámetro.
Generalmente vienen con rosca E27.
Su luz no es direccional.

Ampolletas Decorativas
Uso decorativo.
Formas más comunes: Velas y Bolas.
Luz no direccional.
Se pueden encontrar generalmente con base E14 o E27.

Ampolletas Reflectoras
Luz direccional.
Se pueden encontrar en varias bases: GU10, G9, E27, etc.
Se pueden encontrar en 12V y 220V.
Se pueden clasificar en distintas familias: Dicroicas, AR, PAR, R.

Ampolletas Dicroicas
Luz direccional.
Se pueden encontrar en varias bases: GU10, G9, E27, etc.
Se pueden encontrar en 12V y 220V.
Producen un haz secundario.

Ampolletas AR
Luz direccional puntual.
Se pueden encontrar en varias bases: GU10, G9, E27, etc.
Se pueden encontrar en 12V y 220V.
No producen un haz secundario.

Otras

Ampolletas Par
Luz direccional.
Se pueden encontrar generalmente en base E27 o E14.
Se pueden encontrar en 12V y 220V.
Se usan cuando se quiere dar un gran efecto de brillo y resplandor desde lejos.
Las más conocidas: PAR16, PAR20, PAR30, PAR38.