SEP SNEST DGEST
INSTITUTO TECNOLGICO DE TOLUCA
INGENIERIA ELECTROMECNICA
INSTALACIONES ELECTRICAS
PRACTICA NO. 2
ANALISIS DE NIVEL DE ILUMINACIN
PRESENTA:
Ortega Garca Jos Alfredo Prez Daz Rodrigo Elieth Rentera
Alvarado Diego Pea Pereyra Emmanuel
EQUIPO B3
PROFESOR:
Ing. Castro Zamora Ignacio
Metepec, Mxico a 07 de Octubre de 2015.NDICE
Introduccin
Objetivo
Marco Terico
Desarrollo de la prctica
Conclusiones
Recomendaciones
Fuentes de consulta
INTRODUCCIN
OBJETIVO
El presente trabajo tiene como objetivo general analizar y
conocer el nivel de iluminacin que se tiene en el laboratorio de
electromecnica, utilizando instrumentos de medicin de diferentes
tipos con el fin de poner en prctica los conocimientos ya
conocidos.
MARCO TEORICO
QU ES LA LUZ?
Toda radiacin electromagntica emitida o reflejada por cualquier
cuerpo, cuyas longitudes de onda estn comprendidas entre 380nm y
780 nm (nanmetros).
Imagen 1. Curva media de sensibilidad del ojo humano
ILUMINANCIA
La iluminancia o nivel de iluminacin se define como el flujo
luminoso que incide sobre una superficie. Su unidad de medida es el
Lux. La iluminacin es la accin o efecto de iluminar. En la tcnica
se refiere al conjunto de dispositivos que se instalan para
producir ciertos efectos luminosos, tanto prcticos como
decorativos. Con la iluminacin se pretende, en primer lugar
conseguir un nivel de iluminacin, o iluminancia, adecuado al uso
que se quiere dar al espacio iluminado, nivel que depender de la
tarea que los usuarios hayan de realizar.
LUMINANCIA
Se llama luminancia o brillo fotomtrico a la luz procedente de
los objetos.
ILUMINACIN INDUSTRIAL
Es aquel sistema de iluminacin cuya principal finalidad es
facilitar la visualizacin de las cosas en unas condiciones
aceptables de eficacia, comodidad y seguridad.
EL FLUJO LUMINOSO
El flujo luminoso es la medida de la potencia luminosa
percibida. Difiere del flujo radiante, la medida de la potencia
total emitida, en que est ajustada para reflejar la sensibilidad
del ojo humano a diferentes longitudes de onda.Su unidad de medida
en el Sistema Internacional de Unidades es el lumen (lm) y se
define a partir de la unidad bsica del SI, la candela (cd).El flujo
luminoso se obtiene ponderando la potencia para cada longitud de
onda con la funcin de sensibilidad luminosa, que representa la
sensibilidad del ojo en funcin de la longitud de onda. El flujo
luminoso es, por tanto, la suma ponderada de la potencia en todas
las longitudes de onda del espectro visible. La radiacin fuera del
espectro visible no contribuye al flujo luminoso. As, para
cualquier punto de luz, si representa el flujo luminoso , simboliza
la potencia radiante espectral del punto de luz en cuestin y la
funcin de sensibilidad luminosa, entonces:Bajo condiciones fotpicas
una luz monocromtica de 555 nm (color verde) con un flujo radiante
de 1W, genera un flujo luminoso de 683,002 lm, que corresponde con
la mxima respuesta del ojo humano. Por otro lado, el mismo flujo de
radiacin situado en otra longitud de onda diferente de la del pico,
generara un flujo luminoso ms pequeo, de acuerdo con la curva.
INTENSIDAD LUMINOSA
La intensidad luminosa se define como la cantidad de flujo
luminoso que emite una fuente por unidad de ngulo slido. Su unidad
de medida en el Sistema Internacional de Unidades es la candela
(cd), que es una unidad fundamental del sistema. Matemticamente, su
expresin es la siguiente:Iv=Df/dDnde: Iv es la intensidad luminosa,
medida en candelas. F es el flujo luminoso, en lmenes. D es el
elemento diferencial de ngulo slido, en estereorradianes.La
intensidad luminosa se puede definir a partir de la magnitud
radiomtrica de la intensidad radiante sin ms que ponderar cada
longitud de onda por la curva de sensibilidad del ojo. As, si es la
intensidad luminosa, representa la intensidad radiante espectral y
simboliza la curva de sensibilidad del ojo, entonces:Iv=k
EL SENTIDO DE LA VISIN
El sentido de la visin se basa en la capacidad del ojo para
absorber la luz y transmitirla a travs del nervio ptico al cerebro,
permitiendo:. La adquisicin de informacin visual cualitativa y
cuantitativa.. La apreciacin de las caractersticas de los objetos..
La captacin e interpretacin de movimientos y otros cambios fsicos
en el ambiente que nos rodea.. La identificacin de seales.. La
orientacin y creacin de impresiones espaciales.
EL CONFORT VISUAL
El confort visual es un estado generado por la armona o
equilibrio de una elevada cantidad de variables. Las principales
estn relacionadas con la naturaleza, estabilidad y cantidad de luz,
y todo ello en relacin con las exigencias visuales de las tareas y
en el contexto de los factores personales. Los deslumbramientos son
casos lmite de desequilibrio luminotcnico. Se producen cuando la
cantidad de luz procedente de uno o varios objetos que aparecen en
el campo visual es muy elevada.
CONSEJOS PRCTICOS SOBRE ILUMINACIN
Emplear la luz natural siempre que sea posible. Posee mejores
cualidades que la artificial y constituye un elemento de bienestar.
El acondicionamiento de la iluminacin natural lleva consigo, la
colocacin correcta de los puestos de trabajo respecto a las
ventanas o claraboyas, de manera que los trabajadores no sufran
deslumbramiento y la luz solar no se proyecte directamente sobre la
superficie de trabajo.
Evitar los deslumbramientos directos por luz solar o fuentes de
alta luminancia. stas, en ningn caso se colocarn sin proteccin en
el campo visual del trabajador. Emplear persianas, estores,
cortinas y toldos, destinados a controlar tanto la radiacin solar
directa como el posible deslumbramiento. Evitar los
deslumbramientos indirectos producidos por superficies reflectantes
situadas en la zona de operacin o sus proximidades. Emplear la
iluminacin artificial cuando no sea posible la natural y para
complementar el nivel de iluminacin insuficiente proporcionado por
la diurna. Al utilizar iluminacin artificial, se deben elegir las
lmparas ms adecuadas teniendo en cuenta: Cantidad de luz que emite.
Rendimiento y duracin. Rendimiento en color (sobre objetos). Color
aparente (apariencia de la luz que emite). No utilizar sistemas o
fuentes de luz que perjudiquen la percepcin de los contrastes, de
la profundidad o de la distancia entre objetos en la zona de
trabajo, que produzcan una impresin visual de intermitencia o que
puedan dar lugar a efectos estroboscpicos. Se deber realizar un
mantenimiento peridico de las luminarias: limpieza de las mismas y
sustitucin de lmparas fuera de servicio.
NIVELES MNIMOS DE ILUMINACIN ESTABLECIDOS EN EL R.D.
486/1997
Estos niveles mnimos debern duplicarse cuando concurran las
siguientes circunstancias: a. En las reas o locales de uso general
y en las vas de circulacin, cuando por sus caractersticas, estado u
ocupacin, existan riesgos apreciables de cadas, choques u otros
accidentes. b. En las zonas donde se efecten tareas, cuando un
error de apreciacin visual durante la realizacin de las mismas
pueda suponer un peligro para el trabajador que las ejecuta o para
terceros o cuando el contraste de luminancias o de color entre el
objeto a visualizar y el fondo sobre el que se encuentra sea muy
dbil.
TIPOS DE LUZ
INCANDESCENCIA
Los materiales slidos y lquidos, al calentarse, emiten radiacin
visible a temperaturas superiores a 1.000 K; este fenmeno recibe el
nombre de incandescencia. Las lmparas de filamentos se basan en
este calentamiento para generar luz: una corriente elctrica pasa a
travs de un fino hilo de tungsteno, cuya temperatura se eleva hasta
alcanzar entre 2.500 y 3.200 K, en funcin del tipo de lmpara y su
aplicacin. Existe un lmite para este mtodo, que viene descrito por
la Ley de Planck para el comportamiento de un radiador de cuerpo
negro, de acuerdo con la cual, la distribucin espectral de la
energa radiada aumenta con la temperatura. A unos 3.600 K o ms, se
produce un marcado aumento en la emisin de radiacin visible y la
longitud de onda de la mxima energa se desplaza hacia la banda
visible. Es una temperatura cercana al punto de fusin del
tungsteno, que es el material utilizado como filamento, de modo
que, en la prctica, el lmite de temperatura es de unos 2.700 K, por
encima del cual la evaporacin del filamento resulta excesiva. Una
consecuencia de estos desplazamientos espectrales es que una gran
parte de la radiacin desprendida no se emite en forma de luz, sino
en forma de calor en la regin de infrarrojos. Por consiguiente, las
bombillas de filamentos pueden ser dispositivos de calefaccin
eficaces y se utilizan en lmparas diseadas para secar materiales
impresos, preparar alimentos y criar animales. DESCARGA
ELCTRICA
La descarga elctrica es una tcnica utilizada en las modernas
fuentes de luz para el comercio y la industria, debido a que la
produccin de luz es ms eficaz. Algunos tipos de lmparas combinan la
descarga elctrica con la fotoluminiscencia. Una corriente elctrica
que pasa a travs de un gas excita los tomos y molculas para emitir
radiacin con un espectro caracterstico de los elementos presentes.
Normalmente se utilizan dos metales, sodio y mercurio, porque sus
caractersticas dan lugar a radiaciones tiles en el espectro
visible. Ninguno de estos metales emite un espectro continuo y las
lmparas de descarga tienen espectros selectivos. La reproduccin del
color nunca ser idntica a la obtenida con espectros continuos. Las
lmparas de descarga suelen dividirse en las categoras de baja o
alta presin, aunque estos trminos slo son relativos, y una lmpara
de sodio de alta presin funciona a menos de una atmsfera.
TIPOS DE LUMINISCENCIA
La fotoluminiscencia se produce cuando la radiacin es absorbida
por un slido y reemitida en una longitud de onda diferente. Cuando
la radiacin reemitida est dentro del espectro visible, el proceso
se denomina fluorescencia o fosforescencia. La electroluminiscencia
se produce cuando la luz es generada por una corriente elctrica que
pasa a travs de ciertos slidos, como los materiales fosfricos. Se
utiliza en cuadros de instrumentos y letreros luminosos, pero no ha
demostrado ser una fuente de luz prctica para la iluminacin de
edificios o exteriores.
CRITERIOS DE RENDIMIENTO
Los criterios de rendimiento varan segn la aplicacin. En
general, no existe una jerarqua concreta de importancia de estos
criterios. Rendimiento lumnico: la emisin de lmenes de una lmpara
determinar su idoneidad en relacin con la escala de la instalacin y
la cantidad de iluminacin necesaria. Coloracin y reproduccin del
color: se aplican escalas y valores numricos independientes a la
coloracin y a la reproduccin del color. Es importante recordar que
las cifras slo son orientativas y que algunas slo son
aproximaciones. Siempre que sea posible, debern realizarse
valoraciones de idoneidad con lmparas reales y con los colores o
materiales aplicables a la situacin. Vida til de la lmpara: la
mayora de las lmparas tienen que ser reemplazadas varias veces
durante la pervivencia de la instalacin de alumbrado y los
diseadores deben reducir al mnimo los inconvenientes para los
ocupantes como consecuencia de las averas espordicas y del
mantenimiento. Las lmparas tienen muy diversas aplicaciones. La
previsin de vida til media suele ser un compromiso entre coste y
rendimiento. Por ejemplo, la lmpara de un proyector de diapositivas
durar unos cuantos cientos de horas, porque es importante que
alcance el mximo rendimiento lumnico para conseguir una imagen de
buena calidad. Por el contrario, algunas lmparas de alumbrado de
carreteras pueden durar hasta dos aos, lo que representa unas 8.000
horas de encendido. Adems, la vida til de la lmpara se ve afectada
por las condiciones de trabajo, por lo que no existe una cifra
vlida para todas las situaciones. De igual manera, la duracin
efectiva de la lmpara puede venir determinada por diferentes formas
de deterioro. El fallo fsico, como la rotura del filamento o de la
propia lmpara, puede venir precedido de una reduccin del
rendimiento lumnico o de cambios en la coloracin. La duracin de la
lmpara resulta afectada por condiciones ambientales externas como
la temperatura, la vibracin, la frecuencia de encendido, las
fluctuaciones de la tensin de alimentacin, la orientacin, etctera.
Eficiencia: como norma general, la eficiencia de un tipo
determinado de lmpara ser mejor cuanto mayor sea el rgimen de
potencia, porque la mayora de las lmparas tienen cierta prdida
fija. Ahora bien, comparando diferentes tipos de lmparas se
observan marcadas variaciones de eficiencia. Es conveniente
utilizar las lmparas de mayor eficiencia, siempre que se cumplan al
mismo tiempo los criterios de tamao, color y vida til.
PRINCIPALES TIPOS DE LMPARAS
Lmparas incandescentes: utilizan un filamento de tungsteno
dentro de un globo de vidrio al vaco o lleno de un gas inerte que
evite la evaporacin del tungsteno y reduzca el ennegrecimiento del
globo. Existen lmparas de muy diversas formas, que pueden resultar
muy decorativas. En la Figura 46.1 se muestran los componentes de
una lmpara tpica de iluminacin general (General Lighting Service,
GLS). Las lmparas incandescentes tambin se presentan en una amplia
gama de colores y acabados. En la Tabla 46.4 aparecen algunas
formas tpicas y los cdigos SICL. Se trata de unas lmparas que
siguen teniendo aceptacin en la iluminacin domstica debido a su
bajo coste y pequeo tamao. Una lmpara de 100 W tiene una eficiencia
tpica de 14 lmenes/vatio en comparacin con los 96 lmenes/vatio de
una lmpara fluorescente de 36 W. Las lmparas incandescentes todava
se utilizan cuando la atenuacin de la luz es una caracterstica de
control conveniente, ya que resulta fcil atenuarlas reduciendo la
tensin de alimentacin.
Imagen 2. Partes de una lmpara GLS
El filamento de tungsteno es una fuente de luz de tamao
reducido, que puede enfocarse fcilmente con reflectores o lentes.
Las lmparas incandescentes son tiles en la iluminacin de
expositores, donde se requiere control direccional. Lmparas
halgenas de tungsteno: son parecidas a las lmparas incandescentes y
producen luz de la misma manera, a partir de un filamento de
tungsteno. Ahora bien, el globo contiene gas halgeno (bromo o yodo)
que acta controlando la evaporacin del tungsteno (vase la Figura
46.2). Es fundamental para el ciclo del halgeno que la bombilla se
mantenga a una temperatura mnima de 250 C para que el haluro de
tungsteno permanezca en estado gaseoso y no se condense sobre la
superficie del globo. Tal temperatura da lugar a que las bombillas
se fabriquen con cuarzo en lugar de vidrio. El cuarzo permite
reducir el tamao de la bombilla. La mayora de las lmparas halgenas
de tungsteno duran ms tiempo que sus equivalentes incandescentes y
el filamento alcanza una temperatura ms alta, creando ms luz y un
color ms blanco.
Imagen 3. Ciclo halgeno.
Las lmparas halgenas de tungsteno han encontrado aceptacin en
situaciones cuyos principales requisitos son un tamao reducido y un
alto rendimiento. Como ejemplo tpico cabe citar la iluminacin de
escenarios, incluyendo el cine y la televisin, donde el control
direccional y la atenuacin son requisitos habituales. A continuacin
se muestran los colores y formas comunes a las lmparas
incandescentes, con sus cdigos del SICL.
Lmparas halgenas de tungsteno de baja tensin: fueron diseadas
originalmente para proyectores de diapositivas y pelculas. A 12 V,
un filamento diseado para los mismos vatios que en el caso de una
corriente de 230 V se hace ms pequeo y grueso. Puede enfocarse ms
eficazmente, y la mayor masa del filamento permite una temperatura
de trabajo ms alta, aumentando el rendimiento lumnico. El filamento
grueso es ms robusto. Son caractersticas que se han considerado
ventajosas en el mercado de los expositores comerciales y, aunque
es necesario incorporar un transformador reductor, estas lmparas
dominan actualmente la iluminacin de escaparates (vase la Figura
46.3). Aunque los usuarios de proyectores cinematogrficos desean el
mximo de luz posible, un exceso de calor deteriora el medio
Imagen 4. Lmpara reflectora dicroica de baja tensin.
Lmparas fluorescentes tubulares: son lmparas de mercurio de baja
presin que estn disponibles en versiones de ctodo caliente y ctodo
fro. La primera versin es el tubo fluorescente convencional para
fbricas y oficinas; ctodo caliente se refiere al cebado de la
lmpara por precalentamiento de los electrodos para que la ionizacin
del gas y del vapor de mercurio sea suficiente para realizar la
descarga. Las lmparas de ctodo fro se utilizan principalmente en
letreros y anuncios publicitarios (vase la Figura 46.5). Las
lmparas fluorescentes necesitan equipo de control externo para
efectuar el cebado y para regular la corriente de la lmpara. Adems
de la pequea cantidad de vapor de mercurio, hay un gas de cebado
(argn o criptn). La baja presin del mercurio genera una descarga de
luz de color azul plido. La mayor parte de la radiacin est en la
regin ultravioleta a 254 nm, una frecuencia de radiacin
caracterstica del mercurio.
Imagen 5. Principio de la lmpara fluorescente.
En el interior de la pared del tubo hay un fino revestimiento
fosfrico, que absorbe los rayos ultravioleta e irradia la energa en
forma de luz visible. El color de la luz viene determinado por el
revestimiento fosfrico.
Lmparas fluorescentes de tamao reducido: el tubo fluorescente no
es un sustituto prctico para la lmpara incandescente debido a su
forma alargada. Pueden hacerse tubos cortos y estrechos de
aproximadamente el mismo tamao que la lmpara incandescente, pero
esto impone una carga elctrica muy superior al material fosfrico.
Para que la lmpara tenga una vida til aceptable es esencial
utilizar trifosfricos (vase la Figura 46.6). En todas las lmparas
fluorescentes de tamao reducido se utilizan trifosfricos, de modo
que, si se utilizan junto con las alargadas, tambin debern
utilizarse en estas ltimas, para mantener la coherencia de los
colores. Algunas lmparas de tamao reducido incluyen el equipo de
control necesario para crear dispositivos de conversin para lmparas
incandescentes. La gama va en aumento y permite actualizar
fcilmente las instalaciones de alumbrado ya existentes para
utilizar ms eficazmente la energa. En el caso de que los controles
originales lo permitieran, estas unidades integradas no seran
adecuadas para el efecto de atenuacin.Imagen 6. Fluorescente de
tamao reducido de 4 patas.
Lmparas de induccin: recientemente han aparecido en el mercado
lmparas que utilizan el principio de induccin. Son lmparas de
mercurio de baja presin con revestimientos trifosfricos y cuya
produccin de luz es similar a la de las lmparas fluorescentes. La
energa se transmite a la lmpara por radiacin de alta frecuencia,
aproximadamente a 2,5 MHz, desde una antena situada en el centro de
la lmpara. No existe conexin fsica entre la bombilla y la bobina.
Sin electrodos u otras conexiones almbricas, la construccin del
recipiente de descarga es ms sencilla y duradera. La vida til de la
lmpara se determina principalmente por la fiabilidad de los
componentes electrnicos y la constancia del flujo luminoso del
revestimiento fosfrico. Lmparas de mercurio de alta presin: las
descargas de alta presin son ms compactas y tienen mayores cargas
elctricas; por consiguiente, requieren tubos de descarga de arco
hechos de cuarzo para soportar la presin y la temperatura. El tubo
de descarga de arco va dentro de una envoltura exterior de vidrio
con una atmsfera de nitrgeno o argnnitrgeno para reducir la
oxidacin y el chisporroteo. La bombilla filtra eficazmente la
radiacin ultravioleta del tubo de descarga de arco
Imagen 7. Componentes de una lmpara de mercurio.
Lmparas de sodio de alta presin: son parecidas a las de mercurio
de alta presin, pero ofrecen mejor eficiencia (ms de 100
lmenes/vatio) y una excelente constancia del flujo luminoso. La
naturaleza reactiva del sodio requiere que el tubo de descarga de
arco se fabrique con almina poli cristalina translcida, ya que el
vidrio o el cuarzo son inadecuados.
El globo de vidrio exterior contiene un vaco para evitar el
chisporroteo y la oxidacin. La descarga de sodio no emite radiacin
ultravioleta, por lo que los revestimientos fosfricos no tienen
ninguna utilidad. Algunas bombillas son esmeriladas o revestidas
para difuminar la fuente de luz.
Imagen 7. Componentes de una lmpara de mercurio.
NIVELES DE ILUMINACIN EN FUNCIN DE LAS TAREAS REALIZADASSISTEMAS
DE ILUMINACION
Se muestra un catlogo de la marca VIVIONELECTRIC donde se
muestran diferentes tipos de lmparas que dicha marca oferta en el
mercado, as mismo cada lmpara viene acompaada de sus caractersticas
y especificacionesCATALOGO VIVION
NIVELES TIPICOS RECOMENDADOS DE ILUMINANCIA MANTENIDA PARA
DIFERENTES UBICACIONES O TAREAS VISUALES
A continuacin se muestra un catlogo de iluminacin con sus tablas
de aplicaciones de la marca OSRAMCATALOGO MARCA OSRAM
EFECTOS DE UNA DEFICIENTE ILUMINACINCuando se realiza un trabajo
en malas condiciones de iluminacin puede aparecer una fatiga visual
y del sistema nervioso central, resultante del esfuerzo requerido
para interpretar seales insuficientemente netas o equvocas y
parcialmente una fatiga muscular por mantener una postura incmoda.
La disminucin de la eficacia visual puede aumentar el nmero de
errores y accidentes as como la carga visual y la fatiga durante la
ejecucin de las tareas; tambin se pueden producir accidentes como
consecuencia de una iluminacin deficiente en las vas de circulacin,
escaleras y otros lugares de paso.Para cumplir con los
requerimientos establecidos de iluminacin en las reas de los
centros de trabajo y para que se cuente con la cantidad de
iluminacin requerida para cada actividad visual, a fin de proveer
un ambiente seguro y saludable en la realizacin de las tareas que
desarrollen los trabajadores se muestra la norma NOM 025 STPS
208NOM 025 STPS 2008DESARROLLO DE LA PRCTICA
CONCLUSIONES
La prctica realizada en general nos pareci bastante
significativa ya que pudimos observar y analizar distintas cosas
desde el punto de instalaciones elctricas, desde el uso de
diferentes instrumentos hasta la comprensin de mtodos por los
cuales podemos llevar a cabo un buen anlisis de iluminacin para
diferentes espacios. El objetivo trazado se cumpli gracias a la
buena explicacin del profesor que mediante su experiencia nos hizo
ver el porqu de cada una de las actividades que se realizaron en
esta prctica.
Las prcticas en esta asignatura es la mejor forma de entender
los temas ya que a travs de estas uno como estudiante se adentra a
lo que ms adelante enfrentaremos en la vida profesional.
RECOMENDACIONES
FUENTES DE CONSULTA
CIBERGRAFIA
http://www.stps.gob.mx/bp/secciones/dgsst/normatividad/normas/Nom-025.pdf
http://www.eebc.com.mx/ES/fichas/14%20ILUMINACION/osram.pdf
http://www.vivionelectric.com/FileSystems/esp/descarga-de-informacion-tecnica/CATALOGO_GENERAL_VIVION_iluminacion.pdf
