La Luminotecnia

La Luminotecnia es la ciencia que estudia las distintas formas de producción de luz, así como su control y aplicación. Sus magnitudes principales son:

Curvas Fotométricas de algunas Luminarias

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 POR EL 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:

LUMINARIAS. CLASIFICACIÓN POR LA EMISIÓN DEL FLUJO

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

LÁMPARAS: CLASES

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 TÍPICOS

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 COMPACTA

También es importante tener en cuenta el Factor de Uniformidad:

Factor de uniformidad Alumbrado General Alumbrado Localizado

E mínima / E media ≥ ≥

Para el cálculo utilizaremos el "Método del Flujo Total", un método sencillo que, aunque no muy exacto, nos permite obtener unos valores útiles como primera aproximación, o para alumbrados en los que no son necesarios resultados precisos:

Tablas Útiles

Tipo Iluminación media Em (Lux)

Autopistas, autovías y carreteras con intenso tráfico 20-35

Vías urbanas y plazas importantes 10-20

Vías y paseos residenciales 5-15

Polideportivos 100-500

Flujo de la lámpara (Lm) Altura (m)

3.000 ≤ L< 10.000 6 ≤ H < 8

10.000 ≤ L < 20.000 8 ≤ H < 10

20.000 ≤ L < 40.000 10 ≤ H < 12

L ≥ 40.000 ≥ 12

Disposición Relación anchura/altura

Unilateral ≤ 1

Tresbolillo 1 < A/H ≤1.5

Pareada > 1.5

Iluminación media Em (lux) Separación / altura

2 ≤ Em < 7 5 ≤ d/h < 4

7≤ Em < 15 4 ≤ d/h < 3.5

15 ≤ Em ≤ 30 3.5 ≤ d/h < 2

Factor de mantenimiento fm

vía Luminaria abierta Luminaria cerrada

Limpia 0.75 0.80

Media 0.68 0.70

Sucia 0.65 0.68

Cálculo del Factor de Utilización

El cálculo de los niveles de iluminación de una instalación de alumbrado de interiores es bastante sencillo. A menudo nos bastará con obtener el valor medio del alumbrado general usando el método de los lúmenes. Para los casos en que requiramos una mayor precisión o necesitemos conocer los valores de las iluminancias en algunos puntos concretos como pasa en el alumbrado general localizado o el alumbrado localizado recurriremos al método del punto por punto.

Método de los lúmenes

La finalidad de este método es calcular el valor medio en servicio de la iluminancia en un local iluminado con alumbrado general. Es muy práctico y fácil de usar, y por ello se utiliza mucho en la iluminación de interiores cuando la precisión necesaria no es muy alta como ocurre en la mayoría de los casos.

El proceso a seguir se puede explicar mediante el siguiente diagrama de bloques:

Datos de entrada

• Dimensiones del local y la altura del plano de trabajo (la altura del suelo a la superficie de la mesa de trabajo), normalmente de 0.85 m.

• Determinar el nivel de iluminancia media (Em). Este valor depende del tipo de actividad a realizar en el local y podemos encontrarlos tabulados en las normas y recomendaciones que aparecen en la bibliografía.

• Escoger el tipo de lámpara (incandescente, fluorescente...) más adecuada de acuerdo con el tipo de actividad a realizar.

• Escoger el sistema de alumbrado que mejor se adapte a nuestras necesidades y las luminarias correspondientes.

• Determinar la altura de suspensión de las luminarias según el sistema de iluminación escogido.

h: altura entre el plano de trabajo y las luminarias

h': altura del local

d: altura del plano de trabajo al techo

d': altura entre el plano de las luminarias y el techo

Altura de las luminarias

Locales de altura normal (oficinas, viviendas, aulas...) Lo más altas posibles

Locales con iluminación directa, semidirecta y difusa Mínimo:

Óptimo:

Locales con iluminación indirecta

• Calcular el índice del local (k) a partir de la geometría de este. En el caso del método europeo se calcula como:

Sistema de iluminación Índice del local

Iluminación directa, semidirecta,

directa-indirecta y general difusa

Iluminación indirecta y semiindirecta

Donde k es un número comprendido entre 1 y 10. A pesar de que se pueden obtener valores mayores de 10 con la fórmula, no se consideran pues la diferencia entre usar diez o un número mayor en los cálculos es despreciable.

• Determinar los coeficientes de reflexión de techo, paredes y suelo. Estos valores se encuentran normalmente tabulados para los diferentes tipos de materiales, superficies y acabado. Si no disponemos de ellos, podemos tomarlos de la siguiente tabla.

Color Factor de reflexión ( )

Techo Blanco o muy claro 0.7

claro 0.5

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