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4.4 Análisis del Sistema de Iluminación Censo de cargas de alumbrado Mediciones de niveles de iluminación

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4.4 Análisis del Sistema de Iluminación Censo de cargas de alumbrado Mediciones de niveles de iluminación

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Desde los primeros años del siglo XX se han realizado estudios e investigaciones para conocer la iluminación que debe proporcionarse en cada caso para satisfacer las exigencias de la tarea visual que en ella se realiza.

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CONCEPTOS BASICOS

a) Intensidad Luminosa : Un manantial de luz que irradia con determinada claridad , un flujo luminoso al incidir sobre una superficie produce en ésta una cierta iluminación, a la que se conoce como intensidad de iluminación, y se mide en candela (cd)

b) Flujo Luminoso: Es la cantidad de luz emitida por una fuente luminosa. Su unidad es el lumen (lm)

c) La Iluminación o Luminancia (E): Es la medida de la cantidad de luz incidente en un área dada. Su unidad en el Sistema Internacional es el Lumen/m2 = Lux

d) La Iluminancia ( Brillantez Fotométrica): Es la intensidad luminosa de cualquier superficie en una dirección dada por unidad de área proyectada de la superficie vista desde esa dirección. Su unidad en el Sistema SI es cd/m2

e)La Brillantez subjetiva : Es el atributo subjetivo de cualquier sensación luminosa que da lugar a la escala completa de cualidades de ser reluciente, iluminado, brillante, empañado u oscuro.

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f) Absorción, reflexión y transmisión : Son los procesos generales por los cuales un flujo luminoso incidente interacciona con un medio. La Absorción es el proceso por medio del cual el flujo incidente se disipa. La Reflexión es proceso por el cual el flujo incidente deja una superficie o medio por el mismo lado de incidencia.

La Transmisión es el proceso por el cual el flujo incidente abandona una superficie o medio por un lado distinto al incidente. Si el rayo de luz se reduce solo en intensidad, la transmisión se llama regular. Si el rayo emerge en todas direcciones, la transmisión se llama difusa. Ambos modos pueden existir combinados.

g) Medidores de Luz: Son instrumentos de medición que sirven para medir la luminancia en Luxes. h) Fuentes Luminosas: La original y mayor fuente de luz es el Sol. En seguida está el fuego de velas, aceite y lámparas de gas. Con el descubrimiento de la electricidad vinieron los diferentes tipos de lámparas que existen hoy en el mercado, a estas le llamaremos en adelante fuentes de luz artificial.

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Lámparas incandescentes

Una de las tecnologías de iluminación eléctricos más antiguos.

La luz se produce haciendo pasar una corriente a través de un filamento de tungsteno.

Menos eficientes - (4 a 24 lúmenes / vatio).

La vida de la lámpara ~ 1.000 horas. Alto CRI (100) - Warm color (2700K)   Halógena 2900K a 3200K) Barato Excelente control del haz Fácilmente atenuado - sin lastre necesario No hay preocupaciones de temperatura -

se pueden usar al aire libre

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Tugnsten-Halogen Lamps

Un tipo de lámpara incandescente.

Encierra el filamento de tungsteno en una cápsula de cuarzo llena de gas halógeno.

Gas halógeno se combina con el tungsteno vaporizado y redeposits en el filamento.

Más eficiente. Dura más (hasta 6.000 hrs.)

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Lámparas fluorescentes La tecnología más común de iluminación comercial. Alta Eficacia: hasta 100 lúmenes / watts. Las mejoras realizadas en los últimos 15 años. T12: 1,5 pulgada de diámetro. T8: 1 pulgada de diámetro. ~ 30% más eficiente que T12. T5: 5/8 de pulgada de diámetro. ~ 40% más eficiente que T12.

Phosphor crystals Mercury atom Electron Electrode

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fluorescentes compactas

•Excelente color disponible - comparable a incandescentes

•Muchas opciones (tamaños, formas, potencias, de salida, etc.)

•Amplia gama de IRC y color Temperaturas

•Energía Eficiente (3,5 a 4 veces incandescentes)

•Long Life (generalmente 10.000 horas -•  dura 12 veces más que las lámparas incandescentes estándar 750 horas)

•Disponible para su uso al aire libre con la tecnología de amalgama

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Balastos

Componente auxiliar que realiza 3 funciones:

Proporciona mayor voltaje de salida. Proporciona tensión de

funcionamiento. Límites de funcionamiento actual. Balastos tipo viejos eran

electromagnética. Nuevos balastos son electrónicos. Más ligero, menos ruidoso, sin

parpadeo de la lámpara, la capacidad de atenuación).

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Tipos de circuitos Balastos

Instantánea de inicio Balasto - comienza la lámpara al instante con una mayor tensión de arranque. Eficiente pero puede reducir la vida útil de la lámpara.

Rapid Start - retraso de alrededor de 0,5 segundos para empezar; suministros de corriente de arranque para calentar el filamento antes de comenzar y continúa durante el funcionamiento. Utiliza 2 a 4 vatios más que un lastre arranque instantáneo.

Programado Rapid Start - retraso de alrededor de 0,5 segundos para empezar; corriente de arranque calienta el filamento antes de la partida, y luego se corta durante la operación.

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Lámparas de descarga de alta intensidad(HID) produce luz por medio de

un arco eléctrico entre los electrodos de tungsteno alojados en el interior un cuarzo translúcido o transparente fusionado o alúmina fundida (cerámica) tubo de arco lleno de gases especiales.

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(cont’d)

Tubo de arco puede ser llenado por varios tipos de gases y sales metálicas.

Lámparas HID se utilizan en aplicaciones industriales de gran altura, gimnasios, alumbrado del terreno, plataformas de estacionamiento, luces de la calle.

Eficiente (hasta 150 lúmenes / vatio). Larga vida (hasta 25.000 horas). Drawback - tomar hasta 15 minutos para llegar a plena luz

después de un corte de energía.

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High Intensity Discharge Lamps (cont’d)

Types of HIDs Vapor de Mercurio (obsoleto)

vapor de SodioAlta presiónBaja presión

halogenuros metálicos Tubo de arco contiene haluros de

argón, mercurio, y metal. Da una mejor temperatura de

color y la IRC.

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Diodos emisores de luz (LED)

La última tecnología de iluminación. Inventado en 1962. En el pasado, se utiliza como luces indicadoras, luces de

automoción, y las luces de tráfico; ahora están introduciendo para la iluminación interior y exterior.

LED es una tecnología de semiconductores. Electroluminiscencia. Los electrones se recombinan con los

agujeros en el semiconductor, liberando fotones.

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(cont’d)

Menor consumo de energía.

Mayor vida útil (50.000 a 100.000 horas).

Un tamaño más pequeño. Conmutación más rápida. Mayor durabilidad y

fiabilidad. Ciclismo. Regulación.

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Comparativa de LED con una lámpara fluorescente

  EverLED-TRPopular T8 Marca

Fluorescente

Watt Rating 22W 34W

Lumens, initial Equivalente 2850

CRI 85 85

Color Temperatura 5000K 5000K

Expectativa de vida 12 horas al inicio / 3 hrs por apertura

  10 anos 10 anos

  20000 horas 16000 horas

Salida de luz a 0° C 20% aumento 50% disminucion

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LED Applicaciones

Utilizado con éxito hoy en día para muchos mercados  Señales de tráfico señales (lo más común)  Muestra (cambiar colores de atención)  Señales de salida (el más común)  Indicadores y Linternas  Bajo Contador y Coves  acentuar  Garaje y aire libre  Focos  Congeladores Alimentos

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Luces de Induccion Fuente de luz en el que la potencia requerida para generar luz se

transfiere desde el exterior de la envoltura de la lámpara por medio de campos electromagnéticos.

Tipo de lámpara fluorescente - utiliza ondas de radio en lugar de arco para excitar recubrimiento de fósforo en la lámpara a brillar

Larga vida útil debido a la falta de electrodos - entre 65.000 y 100.000 horas dependiendo del modelo de la lámpara;

Alta eficiencia de conversión de energía de entre 62 y 90 lúmenes / vatio [lámparas de mayor potencia son más eficientes energéticamente];

Alto factor de potencia debido a la baja pérdida de los balastos electrónicos de alta frecuencia que son típicamente entre 95% y 98% de eficiencia;

Mínimo depreciación Lumen (salida de luz decreciente con la edad) en comparación con otros tipos de lámparas como la evaporación del filamento y el agotamiento está ausente;

"Instant-on" y caliente re-huelga, a diferencia de la mayoría de las lámparas convencionales utilizados en aplicaciones de iluminación comercial / industrial (como la lámpara de vapor de mercurio, sodio lámpara de vapor y de la lámpara de halogenuros metálicos);

El medio ambiente como las lámparas de inducción utilizan menos energía, y utilizan menos mercurio por hora de funcionamiento de la iluminación convencional debido a su larga vida útil.

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Aplicaciones de inducción

•Aplicaciones donde el mantenimiento es caro y / o difíciles

•24 horas un día día.7 unas aplicaciones semana

•Puentes

•Bahía Industrial Baja

•Seleccione Aplicaciones de iluminación al aire libre

•Aplicaciones de iluminación hora larga

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TIPOS DE ILUMINACIÓN.

Se pueden clasificar de acuerdo a la distribución del flujo luminoso:

Iluminación directa: el flujo luminosos es directo hacia abajo.

Iluminación semi directa: el flujo luminoso es directo en gran parte hacia abajo ( 60-90%) y hacia arriba ( 10-40%).

Mixta ( directa-indirecta): el flujo luminoso esta distribuido uniformemente hacia abajo (40-60%) y hacia arriba (40-60%).

General difusa: el flujo luminoso esta distribuido hacia abajo (40-60%) y hacia arriba (40-60%).

Semi indirecta: el flujo luminoso es prevalente hacia la parte superior (60-90%).

Indirecta : El rendimiento es bajo y la visión poco nítida por la falta del efecto de sombra. Hacia arriba (90-100%).

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Método de los lúmenesLa 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:

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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.

h: altura entre el plano de trabajo y las luminariash': altura del locald: altura del plano de trabajo al techod': altura entre el plano de trabajo y las luminarias

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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.

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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.

factor de utilización- a partir del índice del local y los factores de reflexión. Estos valores se encuentran tabulados y los suministran los fabricantes. En las tablas encontramos para cada tipo de luminaria los factores de iluminación en función de los coeficientes de reflexión y el índice del local.

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CALCULOS

Flujo Luminosodonde:o es el flujo luminoso totalo E es la iluminancia media deseadao S es la superficie del plano de trabajoo es el factor de utilizacióno fm es el factor de mantenimiento

Numero de luminariasdonde:• N es el número de luminarias• es el flujo luminoso total• es el flujo luminoso de una lámpara• n es el número de lámparas por luminaria