07. Luminarias

67LUMINOTECNIA 2002

Captulo 7.

LUMINARIAS

7.1. Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

7.2. Clasificacin de luminarias por el grado de proteccin elctrica . . . . . 70

7.3. Clasificacin de luminarias por condiciones operativas . . . . . . . . . . . . 70

7.4. Grado de inflamabilidad de la superficie de montaje . . . . . . . . . . . . . 71

7.5. Clasificacin de las luminarias por sus condiciones de servicio . . . . . 72

7.6. Datos bsicos fotomtricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

7.7. Eficiencia de las luminarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

68 LUMINOTECNIA 2002

7.1. Generalidades

Debido a la muy alta luminancia de las lmparas, es preciso aumentar la superficie aparente de emisin para evitar molestias visuales

(deslumbramientos). Por otro lado, es necesario apantallar las lmparas para protegerlas de los agentes exteriores y para que dirijan el

flujo en la forma ms adecuada a la tarea visual.

De esta forma, los distintos estudios e investigaciones contemporneos le dan una importancia capital al conjunto formado por la

lmpara y la luminaria.

Segn 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 lmparas y que comprende todos los dispositivos necesarios para el soporte, la fijacin y la proteccin de lmparas,

(excluyendo las propias lmparas) y, en caso necesario, los circuitos auxiliares en combinacin con los medios de conexin con la red

de alimentacin.

Elementos generales

Con independencia de otras definiciones que puedan ser ms o menos descriptivas, podramos definir la luminaria como un objeto

formado por un conjunto de elementos destinados a proporcionar una adecuada radiacin luminosa de origen elctrico. La

materializacin de esos elementos pasa en cada caso por la conjuncin entre un buen diseo formal y una razonable economa de

medios.

Al primero corresponde resolver el control luminoso segn las necesidades, que es el fin primordial; un control trmico que haga estable

su funcionamiento; y un control elctrico que ofrezca las debidas garantas al usuario. Al segundo corresponde prever un producto de

fabricacin slida y eficaz; una relativa sencillez en su instalacin; y un mnimo mantenimiento durante su uso.

En cuanto a los elementos genricos ms caractersticos, cabe mencionar la carcasa o armadura, el equipo elctrico, el reflector, la

celosa o difusor y el filtro. Todos ellos definen, al mismo tiempo, otras tantas clasificaciones que veremos posteriormente.

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

elementos. Por este concepto pueden distinguirse varios tipos:

- Para interiores o exteriores.

- De superficie o empotradas.

- Suspendidas o de carril.

- De pared, para brazo o sobre columna.

- Abierta, cerrada o estanca.

- Para ambientes normales o de riesgo (de corrosin o explosin).

2. Equipo elctrico: Sera el adecuado a los distintos tipos de fuentes de luz artificial y en funcin de la siguiente clasificacin:

- Incandescentes normales sin elementos auxiliares.

- Halgenas de alto voltaje a la tensin normal de la red, o de bajo voltaje con transformador o fuente electrnica.

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

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

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

funcin de cmo se emita la radiacin luminosa pueden ser:

- Simtrico (con uno o dos ejes) o asimtrico.

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

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

- Fro (con reflector dicroico) o normal.

4. Difusores: Elemento de cierre o recubrimiento de la luminaria en la direccin de la radiacin luminosa. Los tipos ms usuales son:

- Opal liso (blanca) o prismtica (metacrilato traslcido).

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

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

5. Filtros: En posible combinacin con los difusores sirven para potenciar o mitigar determinadas caractersticas de la radiacin luminosa.

* La Norma UNE-EN 60598-1 adopta la Norma Internacional CIE 598-1.

69LUMINOTECNIA 2002

Captulo 7. LUMINARIAS


7.2. Clasificacin de luminarias por el grado de proteccin elctrica

Las luminarias deben asegurar la proteccin de las personas contra los contactos elctricos. Segn el grado de aislamiento elctrico, las

luminarias pueden clasificarse como:

Clase 0: Luminaria con aislamiento funcional, pero sin aislamiento doble ni reforzado en su totalidad y sin conexin a tierra.

Clase I: Luminaria con al menos aislamiento funcional en su totalidad y con el terminal o contacto de conexin a tierra.

Clase II: Luminaria con aislamiento doble y/o aislamiento reforzado en su totalidad y sin provisin para descarga a tierra.

Clase III: Luminaria diseada para ser conectada a circuitos de voltaje extra-bajo, y que no tiene circuitos, ni internos ni externos, que

operen a un voltaje que no sea el extra-bajo de seguridad.

7.3. Clasificacin de luminarias por condiciones operativas

El sistema IP (International Protection Proteccin Internacional) fijado por la UNE-EN 60598 clasifica las luminarias de acuerdo con el

grado de proteccin que poseen contra el ingreso de cuerpos extraos, polvo y humedad. El trmino cuerpos extraos incluye aquellos

elementos herramientas y dedos que entran en contacto con las partes que llevan energa.

La designacin para indicar los grados de proteccin consiste en las letras caractersticas de IP seguidas por dos nmeros (tres nmeros

en Francia) que indican el cumplimiento de las condiciones establecidas en las tablas 1., 2. y 3. El primero de estos nmeros es una

indicacin de la proteccin contra el ingreso de cuerpos extraos y polvo, el segundo nmero indica el grado de sellado para evitar el

ingreso de agua, mientras que el tercer nmero en el sistema francs indica el grado de resistencia a los impactos.

Tabla 1. Clasificacin EN-60598 por grado de proteccin contra polvo (1 cifra).

Tabla 2. Clasificacin EN-60598 por grado de proteccin contra el agua (2 cifra).

Segundo nmero caracterstico Breve descripcin Smbolo

0 No protegida. No tiene

1 Protegida contra gotas de agua en cada vertical.

2 Protegida contra cada de agua verticales con una

inclinacin mxima de 15 de la envolvente. No tiene

3 Protegida contra el agua en forma de lluvia fina formando

60 con la vertical como mximo.

4 Protegida contra proyecciones de agua en todas

las direcciones.

5 Protegida contra chorros de agua en todas las direcciones.

.

6 Protegida contra fuertes chorros de agua en todas

las direcciones. No tiene

7 Protegida contra efectos de inmersin temporal en agua.

8 Protegida contra la inmersin continua en agua. -m

Primer nmero caracterstico Breve descripcin Smbolo

0 No protegida. No tiene

1 Protegida contra objetos slidos mayores de 50 mm. No tiene




5 Protegida contra polvo.

6 Hermtica al polvo.


Tercera cifra del cdigo

Esta cifra hace referencia a ensayos mecnicos a choque. En la siguiente tabla se indican las cifras caractersticas con una breve descripcin.

Tabla 3. Clasificacin EN-60598 contra impactos mecnicos.

En lugar de esta tercera cifra, tambin es de aplicacin la Norma EN-50102 sobre Grados de Proteccin proporcionados por las

envolventes de materiales elctricos contra impactos mecnicos externos (cdigo IK).

En dicha Norma, el grado de proteccin proporcionado por una envolvente contra los impactos se indica mediante el cdigo IK de la

siguiente forma:

- Letras del cdigo (proteccin mecnica internacional): IK

- Grupo de cifras caractersticas: De 00 a 10

Cada grupo de cifras caractersticas representa un valor de la energa de impacto, cuya correspondencia se presenta en la Tabla 4.

Tabla 4. Correspondencia entre cdigo IK y la energa de impacto.

Generalmente, el grado de proteccin se aplica a la envolvente en su totalidad. Si algunas partes de esta envolvente tienen grados de

proteccin diferentes, stos deben indicarse por separado.

7.4. Grado de inflamabilidad de la superficie de montaje

Las luminarias no pueden ser montadas sobre cualquier superficie conveniente. La inflamabilidad de esa superficie y la temperatura del

cuerpo de la luminaria imponen ciertas restricciones al respecto. Naturalmente, si la superficie es no-combustible, no existe ningn

problema.

A los fines de la clasificacin, la EN-60598 define a las superficies inflamables como normalmente inflamables o fcilmente inflamables.

La clasificacin normalmente inflamable hace referencia a aquellos materiales cuya temperatura de ignicin es de al menos 200 C y

que no se debilitan ni deforman a esa temperatura.

La clasificacin fcilmente inflamable hace referencia a aquellos materiales que no pueden ser clasificados como normalmente

inflamables o no-combustibles. Los materiales de esta categora no pueden ser utilizados como superficie de montaje para luminarias.

El montaje suspendido es la nica alternativa en estos casos.

En la Tabla 5 se puede observar la clasificacin de montaje que se ha hecho sobre la base de estos requerimientos.

Tabla 5. Clasificacin de la EN-60598 para montaje de luminarias.

Clasificacin Smbolo

Luminarias adecuadas para montaje directo slo sobre Sin smbolo, slo se requiere una nota de advertencia.

superficies no combustibles.

Luminarias adecuadas para montaje directo sobre Sobre la placa de tipo.

superficies normalmente inflamables.F

Cdigo IK IK00 Ik01 IK02 IK03 IK04 IK05 IK06 IK07 IK08 IK09 IK10

Energa de impactos en Julios. * 0,15 0,2 0,35 0,5 0,7 1 2 5 10 20

Tercer nmero caracterstico Breve descripcin Smbolo

0 Ninguna proteccin No tiene

1 Proteccin contra un impacto de 0225 J. de energa No tiene





71LUMINOTECNIA 2002



7.5. Clasificacin de las luminarias por sus condiciones de servicio

Por sus condiciones de servicio, las luminarias se pueden clasificar en los siguientes tipos:

7.5.1. Luminarias para instalaciones de iluminacin interiorEntendemos que dentro de este grupo estn las luminarias destinadas a la iluminacin de locales y naves dedicadas a centros

comerciales, industrias, oficinas, edificios docentes, instalaciones deportivas cubiertas, etc. Por lo tanto, este tipo de alumbrado

trata de dotar de la iluminacin adecuada a aquellos lugares donde se desarrolla una actividad laboral o docente.

Las luminarias para la iluminacin general de interiores se encuentran clasificadas por la C.I.E. de acuerdo con el porcentaje de

flujo luminoso total distribuido por encima y por debajo del plano horizontal.

Tabla 6. Clasificacin C.I.E. para luminarias de iluminacin general de interiores.

Figura 1. Clasificacin de luminarias segn la radiacin del flujo luminoso.

A su vez, con respecto a la simetra del flujo emitido, se puede hacer una clasificacin en dos grupos:

1) Luminarias de distribucin simtrica: Aquellas en las que el flujo luminoso se reparte de forma simtrica respecto al eje

de simetra y la distribucin espacial de las intensidades luminosas se puede representar en una sola curva fotomtrica.

2) Luminarias de distribucin asimtrica: Son aquellas en las que el flujo luminoso se distribuye de forma no simtrica

respecto al eje de simetra y la distribucin espacial de las intensidades luminosas se expresa mediante un slido

fotomtrico o, parcialmente, con una curva plana de dicho slido segn diversos planos caractersticos.

Informacin fotomtrica que acompaa a las luminarias para iluminacin interior

Curvas de distribucin polar

Estas curvas generalmente se suelen representar para el sistema de coordenadas C-. Como existen infinitos planos, se dan en

general tres planos C representados, que son:

Directa-indirecta

40~60%

40~60%

Semi-indirecta

60~90%

10~40%

Indirecta

90~100%

0~10%

General-difusa

40~60%

40~60%

Semi-directa

10~40%

60~90%

Directa

0~10%

90~100%

Clase de luminaria % distribucin del flujo hacia arriba % distribucin del flujo hacia abajo

Directa 00 - 010 90 - 100

Semi-directa 10 - 040 60 - 090

Directa-indirecta 40 - 060 40 - 060

General difusa 40 - 060 40 - 060

Semi-indirecta 60 - 090 10 - 040

Indirecta 90 - 100 00 - 010


- El plano C = 0.

- El plano C = 45.

- El plano C = 90.

Las curvas de distribucin polar estn en las unidades de cd por 1.000 lmenes de flujo emitido por lmpara y se representa

por cd/1.000 lm o cd/Klm. (Fig. 2).

Figura 2. Diagrama polar en el sistema C-.

Diagrama de flujo zonal

Estos diagramas nos indican el flujo recibido por la superficie a iluminar directamente desde la luminaria en funcin del ngulo

. La obtencin de este diagrama se basa en la creacin de conos cuyos ejes coinciden con el vertical de la luminaria y losngulos de generatriz con este eje son los ngulos . El tanto por ciento de luz recogido por cada uno de estos conos es lo quese representa en el diagrama (Fig. 3).

Figura 3. Diagrama de Flujo Zonal.

Para luminarias concentradoras, a partir de ngulos pequeos se obtendr un alto porcentaje de flujo, por lo que el diagrama

inicialmente mostrar una curva de gran pendiente en los primeros ngulos y a partir de un cierto ngulo se mantiene

prcticamente paralela al eje de abcisas. Esto es debido a que casi la totalidad del flujo se distribuye en ngulos pequeos, es

decir, se concentra en un pequeo rango de ngulos.

20

20%

40%

60%

80%

100%

40 8060 100 120 140 160 180GM=0

0 100

C=90

GM=0

C=45 C=0

50

10 20 30 40

60

70

80

200 300 400 Cd/Klm

73LUMINOTECNIA 2002



Para luminarias dispersoras el diagrama mostrar una curva de pendiente ms atenuada, ya que el flujo vara poco a poco a

medida que aumentamos el ngulo.

Diagrama de deslumbramiento

Estos diagramas se basan en el Sistema de proteccin del deslumbramiento de la C.I.E. Las curvas que representan estos

diagramas son de limitacin de la luminancia. Dichas curvas abarcan una escala de ndices de deslumbramiento (clases de

calidad desde A a la E marcadas por la C.I.E.) y diferentes valores de iluminancia de servicio standard.

Se deben utilizar dos diagramas que dependen del tipo de luminaria y de la orientacin segn la visin.

La limitacin de luminancia requerida depende del tipo de orientacin de la luminaria, del ngulo de apantallamiento, del grado

de aceptacin o clase de calidad, y del valor de la iluminancia en servicio.

En la Fig. 4a y 4b se muestran los diagramas de las curvas de luminancia para la evaluacin del deslumbramiento directo. El

diagrama 1 es para aquellas direcciones de la visin paralelas al eje longitudinal de cualquier luminaria elongada y para

luminarias que no poseen paneles luminosos laterales observadas desde cualquier direccin. El diagrama 2 es para aquellas

direcciones de visin en ngulos rectos al eje longitudinal de cualquier luminaria con paneles luminosos laterales.

Se define:

- Laterales luminosos: Una luminaria posee laterales luminosos si tiene un panel lateral luminoso con una altura de ms

de 30 mm.

- Elongada: Una luminaria es elongada cuando la relacin entre la longitud y el ancho del rea luminosa es superior a 2:1.

Figura 4a. Diagramas de deslumbramiento.

C=270

C=90

C=0

C=180

C=90

C=270

85

GMa b c d e f g h

75

65

55

459 2 3

1

2

3

4

68

4 5 6 7 8 9 10 Cd/m2 2 3103

1.151.501.852.202.55

ABCDE

2000 10002000

50010002000

=

Figura 4b. Diagramas de deslumbramiento.

Al utilizar los diagramas de la Fig. 4a y 4b se debe considerar la distribucin de la luminancia de la luminaria en dos planos

verticales: el plano C0 C180 paralelo al eje del interior, la distribucin de la luminancia de la luminaria en dicho plano se utiliza

para controlar la limitacin del deslumbramiento en la direccin longitudinal de la habitacin, y la distribucin de la luminaria

en el plano C90 C270 se utiliza para verificar la limitacin del deslumbramiento en la direccin transversal al lugar a iluminar.

Cuando las luminarias se montan con el plano C90 C270 paralelo al eje longitudinal del interior, dicho plano se debe utilizar

para verificar la limitacin del deslumbramiento en la direccin longitudinal del lugar, y la distribucin de la luminancia en el

plano C0 C180 para evitar la limitacin del deslumbramiento en el sentido transversal del lugar.

Para luminarias elongadas el plano C90 C270 se elige coincidente con (o paralelo a) el eje longitudinal de la/s lmpara/s.

Cuando dicho plano es paralelo a la direccin de la visin percibida se dice que la misma es longitudinal, en cambio cuando

el plano C90 C270 est en ngulos rectos a la direccin de la visin, se considera que la visin es transversal.

Estos diagramas se usan generalmente para luminarias de iluminacin interior.

7.5.2. Luminarias para instalaciones de iluminacin pblicaDentro de este tipo grupo tenemos luminarias de parques y jardines as como las de iluminacin pblica viaria. Para las

primeras, son instalaciones tpicas, como su nombre indica, parques, jardines, zonas residenciales, etc. En el segundo tipo

tenemos vas urbanas, autopistas, tneles, etc.

La C.I.E. ha introducido un nuevo sistema para la clasificacin de las luminarias para iluminacin de viales y as sustituir al

sistema que introdujo en el ao 1965, en el que se haca la clasificacin cut-off, semi-cut-off y non-cut-off. No obstante, el

antiguo sistema sigue siendo utilizado en ciertas recomendaciones nacionales para la iluminacin de viales. En la Tabla 7

mostramos el sistema antiguo.

C=0

C=180

a b c d e f g h85

GM

75

65

55

459 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cd/m2 2 3103

1

2

3

4

68

a/h

1.151.501.852.202.55

ABCDE

2000 10002000

50010002000

=


Tabla 7. Clasificacin de la C.I.E. de 1965.

Figura 5. Ejemplos de curvas fotomtricas con su clasificacin.

La nueva clasificacin de luminarias de la C.I.E. que reemplaza a la anterior se basa en tres propiedades bsicas de las

luminarias:

1. La extensin a la cual la luz de la luminaria se distribuye a lo largo de un camino: El alcance de la luminaria.

2. La cantidad de diseminacin lateral de la luz, a lo ancho de un camino: La apertura.

3. El alcance de la instalacin para controlar el deslumbramiento producido por la luminaria: El control de la luminaria.

El alcance est definido por el ngulo max que forma el eje del haz con la vertical que va hacia abajo. El eje del haz est definidopor la direccin de la bisectriz del ngulo formado por las dos direcciones de 90% max en el plano vertical de intensidad mxima.

Figura 6. Curva polar de intensidad en el plano que contiene la intensidad luminosa mxima,

que indica el ngulo utilizado para la determinacin del alcance.

Se definen tres grados de alcance de la manera siguiente:

max < 60 : alcance corto.70 max 60 : alcance medio.max > 70 : alcance largo.

* Hasta un valor mximo absoluto de 1.000 cd.

0

195

cd

130

cd

65 cd

195

cd

130

cd

65 cd

max

90% Imax

Eje del haz

I max

Cut-off

Cut-off Semi cut-off Non cut-off

0

195

cd

130

cd

65 cd

195

cd

130

cd

65 cd

0

195

cd

130

cd

65 cd

195

cd

130

cd

65 cd

0

195

cd

130

cd

65 cd

195

cd

130

cd

65 cd

Direccin de laTipo de Valor mximo permitido de intensidad Valor mximo permitido de intensidad

intensidad mximaluminaria emitida a un ngulo de elevacin de 80 emitida a un angulo de elevacin de 90

menor de

Cut off 30 cd / 1.000 lm 10 cd / 1.000 lm* 65

Semi cut off 100 cd / 1.000 lm 50 cd / 1.000 lm* 76

Non cut off Cualquiera -


La apertura o dispersin est definida por la posicin de la lnea, que corre paralela al eje del camino y que apenas toca el

lado ms alejado del 90% Imax en el camino. La posicin de esta lnea est definida por el ngulo 90.Los tres grados de apertura se definen de la siguiente manera:

90 < 45 : apertura estrecha.55 90 45 : apertura media.90 > 55 : apertura ancha.

Figura 7. Apertura o dispersin.

Tanto el alcance como la apertura de una luminaria pueden ser mejor determinados a partir de un diagrama de isocandela en

la proyeccin azimutal (Fig. 8).

Figura 8. Diagrama de isocandela relativo en proyeccin azimutal (sinusoidal), que indica

los ngulos max e 90 utilizados para la determinacin de la apertura y alcance.

En la Fig. 9 se indica sobre un plano del camino, la cobertura dada por los tres grados de alcance y apertura en trminos de la

altura de montaje de la luminaria (h).

90% Imax

max

90

C

h

1h

2h

3h

4h

90

90% Imax

77LUMINOTECNIA 2002



El control est definido por el ndice especfico de la luminaria, SLI de la luminaria. Este es parte de la frmula G de control del

deslumbramiento molesto que est determinado slo por las propiedades de la luminaria.

donde:

I80 = Intensidad luminosa a un ngulo de elevacin de 80, en un plano paralelo al eje de la calzada (cd).

= Relacin entre intensidades luminosas para 80 y 88.

F = rea emisora de luz de las luminarias (m2) proyectadas en la direccin de elevacin a 76.

C = Factor de color, variable de acuerdo al tipo de lmpara (+04 para sodio baja presin y 0 para las otras).

Figura 9. En esta figura se muestra los tres grados de alcance y apertura definidos

por la C.I.E., donde h es la altura de montaje de la luminaria.

En el caso del control, tambin se recomiendan tres grados, que son los siguientes:

SLI < 2 : control limitado.

4 SLI 2 : control moderado.

SLI > 4 : control estricto.

En la siguiente tabla ofrecemos resumidas las definiciones anteriores de la C.I.E.

Tabla 8. Sistema de clasificacin de la C.I.E. de propiedades fotomtricas de luminarias.

Alcance Apertura Control

Corto max < 60 Estrecha 90 < 45 Limitado SLI < 2Medio 70 max 60 Media 55 90 45 Moderado 4 SLI 2Largo max > 70 Ancha 90 > 55 Estricto SLI > 4

(90% Imax)

h

1h2,7h

1,7h

1,4 h

Corto

Medio

Largo

max

Apertura

EstrechaAncha

Media

70

60 4555

I80I88

( I80 )0,5I88SLI = 13,84 - 3,31 . log(I80) + 1,3 . log - 0,08 . log (I80 )I88 + 1,29 . log(F) + C


Informacin fotomtrica que acompaa a las luminarias de iluminacin viaria

Diagramas de curvas de distribucin polar

Estas curvas generalmente se suelen representar para el sistema de coordenadas C-. Como existen infinitos planos, se dan engeneral tres planos C representados, que son:

- El plano transversal (C = 90 y 270). Este plano sera, en una luminaria para iluminacin viaria, perpendicular al eje de

la carretera.

- El plano longitudinal (C = 0 y 180). Este plano sera, en una luminaria para iluminacin viaria, paralelo al eje de la

carretera.

- El plano en el que se encuentra la intensidad mxima. Este plano generalmente es denominado plano vertical principal.

Las curvas de distribucin polar estn definidas en cd por 1.000 lmenes de flujo emitido por lmpara y se representa por

cd/1.000 lm o cd/Klm.

Figura 10. Diagrama polar en el sistema C-.

Diagramas isocandela

Consiste en imaginar que la luminaria est en el centro de una esfera en cuya superficie exterior se unen los puntos de igual

intensidad por una lnea. Las superficies iguales en este diagrama representan ngulos slidos. Por esta razn el diagrama

puede ser utilizado para calcular el flujo luminoso para una zona dada, multiplicando el rea por la intensidad luminosa

(teniendo en cuenta la escala a la que est representada el diagrama).

Si la luminaria est instalada con un ngulo de inclinacin , los trazos tiene que ser girados alrededor del centro en un ngulo para deducir las nuevas coordenadas C-.Las lneas rectas desde el centro representan lneas paralelas al eje de la calzada.

Figura 11. Diagrama isocandela en proyeccin acimutal.

GM=0 Imax=100%10-10

-20

-30

-40

-50

-60

-70

-80

-90C=0350 10 20 30 40 50 60 70 80340330320310300290280

20

30

40

50

60

70

80

90

15

10

20

30

9080

60 40

60

GM=0-10 10

0 10080160240320 200 300 400 0 100 200 300 400

-20 20-30-40 40

50

60

70

80

90

-50

-60

-70

-80

-90

30 GM=0 10 20 40

50

60

70

80

90

30

PLANO TRANSVERSAL (C=90-270) PLANO LONGITUDINAL (C=0-180) PLANO VERTICAL PRINCIPAL

C=20.0

79LUMINOTECNIA 2002



Diagrama de curvas de isoluminancia

Estos diagramas se suelen utilizar para alumbrado pblico. Esto es debido a que las recomendaciones para alumbrado pblico

no se limitan solamente a la luminancia media requerida en la superficie de la calzada, sino que tambin se dan lneas-gua

para su uniformidad (relacin entre Lmax y Lmin). Tales clculos son posibles con la ayuda del diagrama isoluminancia (Fig 12).

Figura 12. Diagrama de isoluminancias.

En el diagrama aparecen las letras A, B y C que indican tres posiciones del observador que se utilizan en los diagramas de

rendimientos de luminancias.

Diagrama de curvas isolux o isoiluminancia

En la prctica, en los proyectos de alumbrado se desea, en muchos casos, conocer las iluminancias sobre la superficie de la

carretera y la distribucin total de estas iluminancias.

Con el fin de facilitar la determinacin de estos datos en una instalacin, las hojas fotomtricas nos dan las curvas relativas isolux

para cada luminaria sobre un plano iluminado.

Figura 13. Diagrama isolux sobre la superficie a iluminar.

Los valores de cada lnea isolux se dan en porcentajes de Emx; la ms alta alcanza el 100%. La cuadrcula sobre la cual estn

dibujadas las lneas isolux est dimensionada en trminos de la altura de montaje h de la luminaria.

h

6h 5h 4h

11

5

5

10

20

3040

506070

80

3h 2h h 0 h 2h 3h

0

h

2h

3h

Emax=100%fl=0.154

LADO ACERA

LADO CALZADA

h6h 5h 4h

1 5 2030

4050

6070

80

5

10

50

1

5

3h 2h h 0 h 2h 3h

0

h

2h

3h

A

OBSERVADORES: A, B Y C

B

C

LADO ACERA

LADO CALZADACalzada R2Qo = 0.07

Lmax=100%fl=0.152


Debajo del diagrama se indica un factor para la luminaria en uso ().

La iluminancia mxima se calcula mediante la siguiente expresin:

donde:

= factor de la luminaria en uso. = flujo luminoso de la lmpara.h = interdistancia entre luminarias.

Rendimiento en luminancias

Estos diagramas se usan para el clculo de la luminancia media en la superficie de la calzada de una instalacin de alumbrado

pblico. Si la clase de reflexin del pavimento se conoce se usar el diagrama correspondiente.

Los diagramas de rendimiento de luminancia se dibujan en unidades de altura de montaje de la luminaria y por esta razn son

tiles para usos grficos directos.

Figura 14. Rendimiento en luminancias respecto a tres observadores.

Su manejo es igual que las curvas del factor de utilizacin, excepto que la posicin del observador es importante. Por esto las

curvas se dan para tres posiciones del observador: A, B y C.

- A: Observador ubicado sobre el lado de la acera a una distancia h de la fila de luminarias.

- B: Observador ubicado en lnea con la fila de luminarias.

- C: Observador ubicado sobre el lado del camino a una distancia h de la fila de luminarias.

h0.0

270

C=

90

180

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

C

B

A

h 2h 3h

max = .

h2

81LUMINOTECNIA 2002



Para otras posiciones es necesario interpolar.

La luminancia media se calcula por la siguiente frmula:

donde:

L = factor de rendimiento de la luminancia. = flujo luminoso de la lmpara.QO = coeficiente de luminancia media.

w = ancho del camino.

s = interdistancia entre la luminarias.

Factores de utilizacin

En el alumbrado de caminos se define el factor de utilizacin (h) como la fraccin del flujo luminoso proveniente de una

luminaria que efectivamente alcanza el camino. Las curvas del factor de utilizacin que se dan en las hojas de informacin

fotomtrica, nos ofrecen un mtodo simple para calcular la iluminacin media, la cual puede ser determinada para una cierta

seccin transversal de la carretera.

Las curvas del factor de utilizacin para una luminaria se dan como una funcin de las distancias transversales, medidas en

trminos de h (altura de montaje) sobre la superficie del camino, desde el centro de la luminaria hasta cada una de las dos

curvas (Fig. 15).

Figura 15. Factor de utilizacin como funcin de h.

La forma ms fcil y rpida de calcular la iluminancia media de un camino recto de longitud infinita es utilizando las curvas del

factor de utilizacin:

donde:

= factor de utilizacin. = flujo luminoso de la lmpara.n = nmero de lmparas por luminaria.

w = ancho del camino.

s = interdistancia entre la luminarias.

med = . . n

w . s

h0.0

270

C=

90

180

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Lado acera Lado calzada

h 2h 3h

= utilizadolmpara

Lmax =L . . Qo

w . s


Los diagramas polares se suelen usar para luminarias de:

- Alumbrado pblico.

- Alumbrado de parques y jardines.

7.5.3. Luminarias para instalaciones de iluminacin por proyeccinDentro de este tipo podemos encuadrar las destinadas a instalaciones deportivas cubiertas y al aire libre, fachadas, reas de

trabajo, reas de vigilancia, etc.

Un proyector es una luminaria que concentra la luz en un ngulo slido determinado por un sistema ptico (espejos o lentes),

para conseguir una intensidad luminosa elevada.

Las lmparas utilizadas para la iluminacin con proyectores van desde lmparas con reflectores de vidrio prensado y lmparas

halgenas hasta lmparas de mercurio de alta presin, lmparas de halogenuros metlicos y lmparas de sodio de alta y baja

presin. Todas vienen en varios voltajes y cada una proporciona un tipo y cantidad especial de luz, efectos de color y eficiencia.

El montaje, cambio de lmparas y limpieza generalmente deben ser realizados a una altura considerable sobre el nivel del suelo,

por lo tanto es necesario un diseo ergonmico de la luminaria para que estas operaciones resulten lo ms fciles posibles.

Desde el punto de vista de la distribucin de luz, los proyectores se agrupan en tres grupos bsicos: con simetra, de rotacin

simtricos y asimtricos.

Los proyectores tambin se clasifican de acuerdo con la apertura de su haz, como se observa el la Tabla 9. La apertura del haz

de un proyector (o ngulo de haz) se define como el ngulo, en un plano que contiene al eje del haz, sobre el cual la intensidad

luminosa disminuye hasta un porcentaje determinado (generalmente 50% o 10%) de su valor pico (Fig. 16).

Tabla 9. Clasificacin de la apertura del haz.

Figura 16

Para un proyector con distribucin de la intensidad de la luz rotacionalmente simtrica (es decir, una distribucin que

permanece sin cambios independientemente del plano que contiene al eje del haz que se considere) se puede establecer una

cifra para la apertura del haz, por ejemplo 28 a ambos lados del eje del haz.

En los casos de distribucin asimtrica, como la proporcionada por los proyectores rectangulares, se dan dos cifras: por ejemplo

6/24, ya que el haz se disemina en los dos planos mutuamente perpendiculares de simetra (vertical y horizontal

respectivamente). En ocasiones, la distribucin en el plano vertical de dichos proyectores es asimtrica con relacin al eje del

haz. En ese caso, se dan dos cifras para la apertura del haz en este plano: por ejemplo 5 - 8/24, esto es 5 por encima y

Imax

Apertura del haz

50% I max

50% I max

Descripcin Apertura del haz (al 50% max)Haz estrecho < 20

Haz medio 20 a 40

Haz ancho > 40

83LUMINOTECNIA 2002



8 por debajo del eje del haz y en el plano horizontal 12 a la izquierda y 12 a la derecha del haz.

Informacin fotomtrica que acompaa a los proyectores

Diagrama cartesiano

Estos diagramas son los obtenidos en las fotometras realizadas sobre proyectores, ya que nos facilitan la informacin para

poder clasificar a los mismos por su apertura de haz. Se representan generalmente bajo el sistema de coordenadas B-.

Aparecen representadas tres lneas que representan al plano vertical, al plano horizontal y al 50% de la intensidad mxima (lnea

paralela al eje de abscisas).

Figura 17. Diagrama cartesiano.

Diagrama isocandela

Con el fin de evitar coordenadas curvas, como sucede en el sistema de ngulos slidos, y para facilitar la lectura de las

coordenadas, se trazan stas en un sistema rectangular.

Los ngulos de los planos C y B se dan sobre el eje horizontal, los ngulos y en el vertical.El diagrama puede compararse con el de proyeccin acimutal, pero hay que tener en cuenta que:

- No hay relacin lineal entre los rectngulos del diagrama y los ngulos slidos.

- Que la lnea = 0 = 0 representa en realidad un punto.

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

200

300

400

500

600

700

800

Plano horizontalPlano vertical

Imax/2


Figura 18. Diagrama isocandela para el sistema B-.

7.6. Datos bsicos fotomtricos

Hemos visto que en las hojas de informacin de luminarias aparecen una serie de diagramas que nos indican las peculiaridades

fotomtricas de la misma. En este apartado vamos a ver dos trminos asociados a la obtencin de dichas curvas.

7.6.1. Centro fotomtricoLa mayora de los clculos que se realizan se hacen bajo la suposicin de que las luminarias son fuentes de luz puntuales, por

eso hay que buscar un punto del espacio limitado por la luminaria que nos site la fuente luminosa puntual imaginaria

equivalente.

Para ngulos prximos al nadir, prcticamente no existen diferencias entre datos fotomtricos de una misma luminaria dados

por distintos laboratorios de medida. Donde s pueden existir diferencias es para ngulos grandes, por ejemplo 80 y 88, si no

se establece de un modo inequvoco dnde est situado el centro fotomtrico de la luminaria.

El centro fotomtrico es un punto de una luminaria o de una lmpara a partir del cual se cumple mejor la ley de la inversa del

cuadrado de la distancia en la direccin de la intensidad mxima. O lo que es lo mismo, es el punto donde se sita, con el

nico fin de simplificar los clculos fotomtricos, la fuente luminosa puntual imaginaria, que tiene la misma distribucin espacial

de intensidades luminosas que la luminaria.

La C.I.E. ha establecido en sus publicaciones las reglas para localizar dicho centro fotomtrico para diferentes tipos de luminarias.

7.6.2. Sistemas de coordenadas fotomtricasCada una de las direcciones del espacio por la cual se radia una intensidad luminosa, queda determinada por dos coordenadas.

En las hojas de informacin fotomtrica para luminarias de interior, alumbrado pblico y proyectores, se utilizan principalmente

las representaciones obtenidas mediante tres sistemas de coordenadas, que son los ms usados normalmente. Dichos sistemas

son los A-, B- y C-.El sistema de coordenadas C- est definido en las publicaciones de la C.I.E. Sin embargo, no hay un acuerdo internacionalsobre la definicin de los sistemas A- y B- y los ensayos, para la obtencin de estos dos ltimos, son distintos en funcin

-80-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

70

2015

105

3

30

50% de Imax

EJE X

Angulos Beta

Plan

os B

85LUMINOTECNIA 2002



del pas que los haga.

Cuando se aplica a la fotometra de estos tipos de luminarias el eje de referencia es siempre vertical y dirigido hacia el punto

ms bajo (nadir).

Todos los sistemas constan de un haz de planos con un eje de interseccin, a veces llamado eje de rotacin.

En cada caso una direccin en el espacio est caracterizada por un ngulo medido entre dos planos y un ngulo medido en

uno de los planos.

Los sistemas difieren entre s con respecto a la orientacin del eje de interseccin en el espacio en relacin con el eje de la

luminaria.

Para ensayar proyectores, se usan sistemas adaptados al eje horizontal, pero su denominacin vara en los diferentes pases.

7.7. Eficiencia de las luminarias

La eficiencia de una luminaria se encuentra expresada en trminos de su ndice de Salida de Luz (Light Output Radio I.o.r.)*. A este

ndice se lo define como la porcin de salida de luz de la luminaria con respecto a la suma de las salidas individuales de luz de las

lmparas cuando stas son usadas fuera de la luminaria.

El ndice de salida de luz definido de este modo es el I.o.r. total de la luminaria y es igual a la suma de los I.o.r. hacia arriba y hacia

abajo.

* El trmino utilizado en U.S.A. es eficiencia de la luminaria.


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07. Luminarias