Luminotecnia

LUMINOTECNIA

La luminotecnia es la ciencia que estudia las distintas formas de producción de la luz, así como su control y aplicación.

Sus principales magnitudes son:

- FLUJO LUMINOSO: Es la magnitud que mide la potencia o caudal de energía de la radiación luminosa y se define como la potencia emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible, se mide en Lumen (Lm). El flujo luminoso Փ es un índice representativo de la potencia luminosa de una fuente de luz.

Փ = lumen (lm).

- EFICACIA LUMINOSA: La eficacia luminosa describe el rendimiento de una lámpara. Se expresa mediante la relación del flujo luminoso entregado, en lumen, y la potencia consumida, en vatios. El valor teórico máximo alcanzable con una conversión total de la energía a 555 nm sería 683 lm/W. Las eficacias luminosas realmente alcanzables varían en función del manantial de luz, pero quedan siempre por debajo de este valor ideal.

- INTENSIDAD LUMINOSA: La intensidad luminosa de una fuente de luz en una dirección dada, es la relación que existe entre el flujo luminoso contenido en un ángulo sólido cualquiera, cuyo eje coincida con la dirección considerada, y el valor de dicho ángulo sólido expresado en estereorradianes. Su unidad es la Candela (cd).

- ILUMINANCIA: La iluminancia es un índice representativo de la densidad del flujo luminoso sobre una superficie. Se define como la relación entre el flujo luminoso que incide sobre una superficie y el tamaño de esta superficie. A su vez la iluminancia no se encuentra vinculada a una superficie real, puede ser determinada en cualquier lugar del espacio. La iluminancia se puede deducir de la intensidad luminosa. Al mismo tiempo disminuye la iluminancia con el cuadrado de la distancia de la fuente de luz (ley de la inversa del cuadrado de la distancia). Su unidad es el Lux.

- LUMINANCIA: Mientras que la iluminancia nos describe la potencia luminosa que incide en una superficie, vemos que la luminancia nos describe la luz que procede de esa misma superficie. A su vez dicha luz puede ser procedente de la superficie misma (p.ej. en el caso de la luminancia de lámparas y luminarias). También vemos que la luminancia se encuentra definida como la relación entre la intensidad luminosa y la superficie proyectada sobre el plano perpendicularmente a la dirección de irradiación. Pero es posible que la luz sea reflejada o transmitida por la superficie. En el caso de materiales que reflejan en forma dispersa (mateados) y que transmiten en forma dispersa (turbios), es posible averiguar la luminancia a base de la iluminancia y el grado de reflexión (reflectancia) o transmisión (transmitancia). La luminosidad está en relación con la luminancia; no obstante, la impresión verdadera de luminosidad está bajo la influencia del estado de adaptación del ojo, del contraste circundante y del contenido de información de la superficie a la vista. La luminancia L de una superficie luminiscente resulta de la relación entre la intensidad luminosa I y su superficie proyectada Ap.

L = I / Ap [L] = cd / qm

- CURVAS FOTOMÉTRICAS: La distribución de las intensidades luminosas emitidas por una lámpara tipo standard, la mostraríamos de una forma general, para un flujo luminoso de 1000 lúmenes. El volumen determinado por los vectores que representan las intensidades luminosas en todas las direcciones, resulta ser simétrico con respecto al eje Y-Y’; es como una figura de revolución engendrada por la curva fotométrica que gira alrededor del eje Y-Y’.

- LEY INVERSA DE LOS CUADRADOS: Se ha comprobado que las iluminancias producidas por las fuentes luminosas disminuyen inversamente con el cuadrado de la distancia desde el plano a iluminar a la fuente.

- Esta ley se cumple cuando se trata de una fuente puntual de superficies perpendiculares a la dirección del flujo luminoso y cuando la distancia de la luminaria es cinco veces mayor a la dimensión de la luminaria.

- LEY DEL COSENO: Cuando la superficie no es perpendicular a la dirección de los rayos luminosos, la ecuación del nivel de iluminación hay que multiplicarla por el coseno del ángulo o que forman con la normal a la superficie con la dirección de los rayos luminosos.

LÁMPARA DE VAPOR DE SODIO

La lámpara de vapor de sodio es un tipo de lámpara de descarga de gas que usa vapor de sodio para producir luz. Son una de las fuentes de iluminación más eficientes, ya que proporcionan gran cantidad de lúmenes por vatio. El color de la luz que producen es amarilla brillante.

Tipos

Se divide en dos tipos:

• Vapor de sodio a baja presión (SBP): la lámpara de vapor de sodio a baja presión es la más eficiente, ya que genera más de 140 lum/W. Por contra la reproducción cromática 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 proporciona una reproducción de los colores considerablemente mejor que la anterior, aunque no tanto como para iluminar algo que requiera excelente reproducción cromática. Por el contrario, su rendimiento, es algo menor que la de SBP, por encima de los 100 lum/W

Características

Una lámpara SBP de 35W encendida

LUMINARIA

Según la Norma UNE-EN 60598-1, se define luminaria como aparato de alumbrado que reparte, filtra o transforma la luz emitida por una o varias lámparas y que comprende todos los dispositivos necesarios para el soporte, la fijación y la protección de lámparas, (excluyendo las propias lámparas) y, en caso necesario, los circuitos auxiliares en combinación con los medios de conexión con la redde alimentación. De manera general consta de los siguientes elementos

1. Armadura o carcasa: Es el elemento físico mínimo que sirve de soporte y delimita el volumen de la luminaria conteniendo todos sus

elementos.

2. Equipo eléctrico: Sería el adecuado a los distintos tipos de fuentes de luz artificial y en función de la siguiente clasificación:

- Incandescentes normales sin elementos auxiliares.

- Halógenas de alto voltaje a la tensión normal de la red, o de bajo voltaje con transformador o fuente electrónica.

- Fluorescentes. Con reactancias o balastos, condensadores e ignitores, o conjuntos electrónicos de encendido y control.

- De descarga. Con reactancias o balastos, condensadores e ignitores, o conjuntos electrónicos de encendido y control.

3. Reflectores: Son determinadas superficies en el interior de la luminaria que modelan la forma y dirección del flujo de la lámpara. En

función de cómo se emita la radiación luminosa pueden ser:

- Simétrico (con uno o dos ejes) o asimétrico.

- Concentrador (haz estrecho menor de 20º) o difusor (haz ancho entre 20 y 40º; haz muy ancho mayor de 40º).

- Especular (con escasa dispersión luminosa) o no especular (con dispersión de flujo).

- Frío (con reflector dicroico) o normal.

4. Difusores: Elemento de cierre o recubrimiento de la luminaria en la dirección de la radiación luminosa. Los tipos más usuales son:

- Opal liso (blanca) o prismática (metacrilato traslúcido).

- Lamas o reticular (con influencia directa sobre el ángulo de apantallamiento).

- Especular o no especular (con propiedades similares a los reflectores).

5. Filtros: En posible combinación con los difusores sirven para potenciar o mitigar determinadas características de la radiación luminosa.

LUMINARIA CLASIFICACIÓN GRADO DE PROTECCIÓN ELÉCTRICA

Las luminarias deben asegurar la protección de las personas contra los contactos eléctricos. Según el grado de aislamiento eléctrico, las luminarias pueden clasificarse como:

LUMINARIA CLASIFICACIÓN POR EMISIÓN DE FLUJO

De acuerdo con el porcentaje de flujo luminoso total distribuido por encima y por debajo del plano horizontal, se clasifican en:

CLASES DE LÁMPARAS

Incandescencia convencionales

u

Incandescencia convencionales halógenas

Lamparas y tubos fluorescentes

Vapor de mercurio a alta presión

Luz mezcla

Halogenuros metálicos

Sodio a baja presión

Sodio a alta presión

Inducción

VALORES TIPICOS

Tipo de fuente Potencia

W Flujo Luminoso

Lm Eficacia luminosa

Lm/W

Vela de cera 10

Lámpara incandescente 40 430 10,75

100 1.300 13,80

300 5.000 16,67

Lámpara Fluorescente compacta 7 400 57,10

9 600 66,70

Lámpara Fluorescente tubular 20 1.030 51,50

40 2.600 65,00

65 4.100 63,00

Lámpara vapor de Mercurio 250 13.500 54,00

400 23.000 57,50

700 42.000 60,00

Lámpara Mercurio Halogenado 250 18.000 72,00

400 24.000 67,00

100 80.000 80,00

Lámpara vapor de Sodio alta presión 250 25.000 100,00

400 47.000 118,00

1.000 120.000 120,00

Lámpara vapor de Sodio baja presión 55 8.000 145,00

135 22.500 167,00

180 33.000 180,00

APLICACIONES

COMPARATIVA INCANDESCENTE FLUORESCENTE COMPACTO

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

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