Informe costo beneficio bombillas iluminarias

Informe de Laboratorio costo beneficio bombillas

Claudia Rodríguez, Germain Pérez, , Sebastián López

Facultad de Ingeniería

Fundación Universitaria Católica Lumen Gentium, Cali, Colombia

Resumen˗˗ En esta práctica se realizaron las gráficas para comparar la pérdida de calor, valoración de energía y eficiencia energética de tres focos (De filamento, ahorrador y LED), la información para generar las gráficas se obtuvo realizando las observaciones de los datos arrojados por el multímetro digital, el multímetro digital de pinza, el luxómetro y el termómetro digital. Con el fin de que este informe permitiera obtener los siguientes datos: Voltios consumidos, Lúmenes generados y Celsius emitidos por cada foco.

Abstract - In this practice the graphs were made to compare the heat loss, energy valuation and energy efficiency of three sources (filament, saver and LED), the information to generate the graphs was obtained by making observations of the data thrown by the digital multimeter, the digital clamp multimeter, the luxometer and the digital thermometer. In order to obtain the following data in this report: Volts consumed, Generated lumens and Celsius emitted by each bulb.

I. INTRODUCCIÓN

"No es más rico quien más tiene, sino el que menos necesita". Los refranes siempre han acumulado una gran sabiduría en pequeñas frases que hacen referencia a conceptos que, contados de cierta forma, resultarían lejanos a lo que realmente vivimos día a día. Detrás de este refrán, aparece nítidamente la noción de la eficiencia como fuente de riqueza, algo más que nunca necesario en momentos de crisis. Desde un punto de vista estrictamente económico, las mejoras de eficiencia reducen los requerimientos necesarios para producir un bien o un servicio. Esto minimiza los costes de las empresas y particulares, y tiene una incidencia positiva sobre la productividad y, por lo tanto, sobre el crecimiento económico.

Basándonos en el refrán podemos decir que la eficiencia energética es importante en el campo de la producción, esta es fundamental para nosotros como futuros ingenieros industriales ya que siempre estamos en búsqueda de la relación costo beneficio entre los bienes y servicios que vamos a producir y el consumo energético que estos nos conllevara.

La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C•s-1 unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán. El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir. Un material conductor posee gran cantidad de electrones libres, por lo que es posible el paso de la electricidad a través del mismo.

Los electrones libres, aunque existen en el material, no se puede decir que pertenezcan a algún átomo determinado. Cuando se aplica una fuente de tensión externa (como, por ejemplo, una batería) a los extremos de un material conductor, se está aplicando un campo eléctrico sobre los electrones libres. Este campo provoca el movimiento de los mismos en dirección al terminal positivó del material (los electrones son atraídos [tomados] por el terminal positivo y rechazados [inyectados] por el negativo). Es decir, los electrones libres son los portadores de la corriente eléctrica en los materiales conductores. Si la intensidad es constante en el tiempo, se dice que la corriente es continua; en caso contrario, se llama variable. Si no se produce almacenamiento ni disminución de carga en ningún punto del conductor, la corriente es estacionaria. Según la ley de Ohm, la intensidad de la corriente es igual al voltaje dividido por la resistencia que oponen los cuerpos

Fig. 1 – Formula para hallar intensidad de la corriente.

II. OBJETIVOS

A. Objetivo General.

Realizar las pruebas pertinentes para lograr datos reales en la comparación costo beneficio entre los focos de: Filamento, Ahorrador y LED.

B. Objetivos Específicos.

● Realizar la medición para determinar los factores reales potenciales ofrecidos por los diferentes focos.

● Determinar la variación de potencial eléctrico teórico vs potencial eléctrico real.

● Determinar la eficiencia energética en su periodo de duración en cada uno de los focos evaluados.

● Determinar la relación costo beneficio de la vida útil de cada foco analizado.

III. MARCO TEORICO

Eficiencia energética: Se define como el uso eficiente de la energía. Un aparato, proceso o instalación es energéticamente eficiente cuando consume una cantidad inferior a la media de energía para realizar una actividad. Una persona, servicio o producto eficiente comprometido con el medio ambiente, además de necesitar menos energía para realizar el mismo trabajo, también busca abastecerse, si no por completo, con la mayor cantidad posible de energías renovables (también llamadas energías alternativas). [2]

¿Qué es la luz?: La luz es una forma de energía electromagnética que viaja por el espacio como una onda. Al igual que las microondas y los rayos X, estas ondas tienen una longitud de onda y una frecuencia. La diferencia es que los seres humanos poseen receptores capaces de sentir la energía con longitudes de onda entre 400 nm y 700 nm y convertirlo en imágenes.

Las longitudes de onda individuales corresponden a colores distintos. La luz con una longitud de onda alrededor de 420 nm es percibida como azul, 525 nm es verde y 635 nm es de color rojo, longitudes de onda mayores se denominan infrarrojos (que son detectadas en forma de calor) y las ondas más cortas son ultravioleta y después los rayos X.

Las fuentes de luz basadas en calor ("incandescentes") irradian energía electromagnética en todas las longitudes de onda, por lo que aparecen en blanco. La distribución real de longitudes de onda dentro de la luz depende de la temperatura de la fuente. Las luces fluorescentes parecen blancas como resultado de la fluorescencia a partir de un recubrimiento sobre el vidrio o tubo y LED emiten luz sólo en una longitud de onda específica. [3]

¿Cómo se mide la luz?: Las fuentes de luz, como los filamentos de un foco, emiten luz en todas direcciones. Efectivamente, estos filamentos están en el centro de una esfera que irradia luz (es por esto que las unidades de medida de la luz hacen referencia al Estereorradián). El flujo luminoso es la medida de la potencia luminosa percibida.

La unidad fundamental de la luz es la candela, nominalmente la luz emitida por una vela, o precisamente, "una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 10 12 Hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es de 1/683 watt por estereorradián".

Una candela por estereorradián se denomina un lumen, que es la medida de intensidad de luz con la que la gente está más familiarizada, sin embargo, lo que más importa en términos de medición de intensidad de la luz es el número de lúmenes que caen sobre una superficie, que se expresa como lux, así que un lux es un lumen por metro cuadrado, relacionando el brillo a la distancia desde la fuente. (En los EE.UU. es común expresar la intensidad de la luz en la unidad de Foot-Candles o Pie-velas, que equivale a un lumen por pie cuadrado).

En resumen, mientras que la luz se expresa en lúmenes, la intensidad de la luz se mide en lúmenes por metro cuadrado o lux. [4]

Durante esta práctica que fue realizada en el laboratorio se usaron distintos equipos de medición los cuales facilitaban la obtención de los datos que se necesitaban, entre ellos estaban (Ver imágenes en anexos):

● Multímetro digital Fig.2: [5]

● Multímetro digital de pinza Fig.3: [6]

● Luxómetro Fig.4: [7]

● Termómetro digital Fig.5: [8]

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

A. Inicialmente se escogió un extremo del cable dúplex, para unirlo a una clavija, la cual se conectó a una extensión de corriente alterna. El otro extremo del cable se conectó a un plafón, en el cual se encajó cada foco independientemente, con el fin de realizar los procedimientos de recolección de datos.

Posteriormente se utilizó el multímetro digital en medición de amperaje en el extremo donde se conectó la clavija al tomacorriente; se midió la corriente real empleada para el experimento. Ver Fig. 6, Fig. 6.1, Fig. 6.2 dónde se muestran los materiales y el montaje que se usaron para realizar el procedimiento experimental.

B. Luego se procedió con la medición del amperaje empleado por cada foco con el multímetro digital de pinza. Ver Fig.7

Se obtuvieron tres datos relacionados con el consumo de energía que realizo en su momento cada uno de los focos utilizados en la práctica. Ver Tabla 1.

Multímetro digital de pinza Fig.7

TIPO DE FOCO AMP MEDIDOS

LED 0,022

AHORRADOR 0,064

FILAMENTE 0,535

Tabla 1 - Mediciones multímetro digital de pinza.

C. Luego se procedió con la medición de la luminosidad emitida por cada foco con el luxómetro. Ver Fig.8

El objetivo de este proceso era medir cuantos lúmenes emitía cada uno de los

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