4 luminotecnia
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LUMINOTECNIAING. VANESSA PLATERO AVENDAÑO
UNIVERSIDAD
ALAS PERUANAS
ESCUELA PROFESIONAL DE
INGENIERÍA CIVIL
INSTALACIONES
ELÉCTRICAS
LUMINOTECNIA
Es la ciencia que estudia las principales formas de producciónde la luz, así como su control y aplicaciones. Utilizando comoenergía primaria la luz.
LUMINOTECNIA
1.LA LUZ
Es una de las múltiples formasde manifestarse la energía yla podemos definir como laenergía producida por unagama de radiacioneselectromagnéticas que lahacen perceptible al ojohumano.
1.1CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA LUZ
La luz aparece como un fenómeno complejo por lo que será
necesario conocer algunos conceptos fundamentales:
Longitud de onda:
Se define como la distancia recorrida por la onda en un
periodo. Por similitud con la corriente alterna diremos que un
periodo es la distancia comprendida entre dos máximos
consecutivos, como indica la sgte. Figura.
Se representa por la letra λ (lambda) y
se mide en metros (m), esta unidad
resulta muy grande, por lo que se
emplea un submúltiplo llamado
nanómetro, que equivale a la
millonésima parte de un milímetro o
sea 10^-9 metros.
Se define por la siguiente formula:
λ= (v).(T)Donde:
λ= Longitud de onda en metros(m).
v = Velocidad en metros por segundo (m/s).
T= Tiempo en realizar un ciclo o periodo en segundos (s).
Frecuencia:
La frecuencia de una onda electromagnética es el numero deperiodos que se producen en la unidad de tiempo (t), o sea enun segundo.
La frecuencia se representa con la letra con la letra f y suunidad es el ciclo/ segundo o herzio.
f = 1/ T y λ = v / f
Donde:
f = Frecuencia en ciclos por segundo o herzios (Hz).
T= Tiempo en realizar un ciclo o periodo o periodo en segundos (s).
λ = Longitud de onda en metros (m).
v = Velocidad en metros por segundo (m/s).
1.2 NATURALEZA, PRODUCCIÓN Y TRANSMISIÓNNaturaleza de la Luz
A simple vista, parece que la luz que recibimos durante el díaes blanca y que esta compuesta por una única radiaciónelectromagnética. Nada mas erróneo y lejos de la realidad,pues un rayo de luz blanca esta formado por un conjunto deradiaciones de frecuencias diferentes, que abarcan toda lafranja de colores del arco iris, desde el rojo al violeta.
Producción
Desde tiempos remotos el ser humano ha buscadoelementos que produjeran luz artificial, con la idea de
poder realizar actividades tras la puesta del sol. Fruto de
esta búsqueda, se han encontrado diversas fuentes de luz,
que van desde el descubrimiento del fuego hasta las
actuales lámparas eléctricas.
La luz se puede producir de formas diferentes, las mas
usuales son por piroluminiscencia, incandescencia,
luminiscencia y por tecnología LED.
a)Piroluminiscencia: Recibe esta denominación la
producción de luz mediante la combustión de
determinadas sustancias. Son ejemplos depiroluminiscencia las antorchas, cerillas, velas, mecheros,
lámparas de gas, etc.
b)Incandescencia; El termino incandescencia se aplica a los
tipos de radiación asociados con la temperatura. La luz se
produce por calentamiento de cuerpos solidos al alcanzar
su incandescencia. Estos cuerpos tienen la propiedad deemitir energía en forma de radiaciones electromagnéticas
al elevarse su temperatura.
A simple vista se puede
valorarse la radiación y porlo tanto la temperatura de
un cuerpo por el color que
este adquiere a medida
que se va calentando, esto
se indica en la tabla
adjunta.
c)Luminiscencia;
La luz se produce a causa de la descarga eléctrica entre
dos placas o electrodos situados en el seno de un gas o
vapor metálico.
Entre ellas tenemos las lámparas de descarga, siendo las
mas usuales los tubos fluorescentes, las de vapor de
mercurio, las de vapor de sodio y las de inducción.
d)Tecnologia LED (Diodo emisor de Luz);
Se basa en la luz emitida por un diodo semiconductor al ser
recorrido por una corriente eléctrica , en lugar de un gas,
como ocurre con las lámparas de descarga. Actualmente
están en pleno desarrollo tecnológico y ampliando sus
aplicaciones en el sector de la iluminación.
TransmisiónSe entiende por transmisión, el paso de un haz luminoso a travésde un medio, sin que cambie la frecuencia de las radiacionesmonocromáticas que la componen. Este fenómeno escaracterístico de ciertos tipos de vidrios, cristales, plásticos, aire,agua y otros líquidos.
Existen 3 tipos de transmisión según la naturaleza del medio: regular, difusa y mixta.
2. MAGNITUDES LUMINOSAS FUNDAMENTALES
2.1. Flujo luminoso o potencia luminosaEs la magnitud que mide la potencia o caudal de energía de la
radiación luminosa. Se define como la cantidad de luz
perceptible por el ojo humano, emitida por una fuente luminosa
en todas direcciones, durante un segundo.
El flujo luminoso se simboliza con la letra fi ( Ø), y su unidad es el
Lumen (lm).
Ø = Ǫ / t
Donde:
Ø = Flujo luminoso en lúmenes (lm).
Ǫ= Energía luminosa o cantidad de luz emitida en lúmenes por segundo(lm*s)
t = Tiempo en segundos(s).
A continuación el valor de flujo luminoso de algunas de las fuentes de luz mas utilizadas:
Fuente de luz Flujo (lm)
Incandescencia 1.380
Fluorescencia 3.200
Mercurio de Alta Presion 23.000
Halogenas 28.000
Sodio de baja presion 31.500
Sodio de alta presion 48.000
Magnesio 450.000
Valores de Flujo Luminoso (Ø)
2.2. Eficacia o rendimiento luminoso
Se define como la relación entre el flujo luminoso emitido por una
fuente de luz y la potencia eléctrica necesaria para producirlo
(absorvida).
El rendimiento luminoso se representa por la letra griega eta (ƞ),
no tiene una unidad especifica, se expresa en lúmenes/ vatio
(lm/W) y su valor se obtiene por la expresión:
ƞ = Ø / P
Donde:
ƞ = Rendimiento en lúmenes/ vatio (lm/W).
Ø = Flujo luminoso en lúmenes (lm).
P = Potencia eléctrica en vatios (W).
Ejemplo 1
¿Cuál será el rendimiento luminoso de una lámpara de 100 W de
potencia si emite un flujo luminoso de 8.500 lúmenes?
ƞ = Ø / P = (8,500 lm) / (100 W) = 85 lm/W
2.3. Energía luminosa o cantidad de luz
La cantidad de luz se define como la cantidad de flujo luminoso
emitido por una fuente de luz, en un determinado espacio de
tiempo.
Se representa por la letra Q y su unidad es el lumen * segundo.
Ǫ = Ø * t
Donde:
Ǫ= Energía luminosa o cantidad de luz emitida en lúmenes por segundo
(lm*s)
Ø = Flujo luminoso en lúmenes (lm).
t = Tiempo en segundos(s).
Ejemplo 2
¿Qué cantidad de luz emitirá una lámpara cuyo flujo luminoso es de
1,380 lúmenes si funciona durante 10 días a razón de 5 horas diarias?
t = 10 días * 5 h / día * 3,600 s/ h = 180,000 s
Ǫ = Ø * t = 1,380 lm * 180,000 s = 2,484 * 10^5 lm*s
2.4. Intensidad luminosa
La intensidad luminosa de una
fuente de luz, se define como
la cantidad de flujo luminoso
emitido en una dirección por
unidad de Angulo solido en
esa dirección concreta. Da
una idea de concentración
de luz en una determinada
dirección.
La intensidad luminosa se simboliza con la letra I y su unidad es lacandela (cd).
Ejemplo 3
¿Cuánto vale la intensidad luminosa de un foco si emite un flujo
luminoso según la tabla de 31,500 lúmenes en un Angulo de 6
estereorradianes?
= 31,500 lm = 5,250 cd
6sr
2.5. Iluminancia o nivel de iluminación
De esta experiencia podemos deducir que la iluminancia, o nivel de
iluminación de una superficie, es la relación que existe entre el flujo
luminoso que recibe y su superficie.
Se deduce que cuanto mayor sea el flujo luminoso que incide sobre
una superficie, mayor será la iluminancia; y que para un mismo flujo
luminoso, la iluminancia aumentara en la medida en que disminuya
la superficie.
Ejemplo 4
Si el foco del ejemplo 3 ilumina una superficie de 5 m2, ¿Cuánto valela iluminancia?
= 31,500 lm = 6,300 lux
5m2
La iluminancia esta regida por dos leyes fundamentales que son: Ley
de la inversa del cuadrado de la distancia y la ley del coseno.
Ley de la inversa del cuadrado de la distancia
El nivel de iluminación de la superficie es menor según se aleja del
foco luminoso, de forma que el nivel de iluminación en dicha
superficie es directamente proporcional al cuadrado de la
distancia que lo separa de este.
Ejemplo 5
¿Qué iluminancia o nivel de iluminación produce una fuente, cuya
intensidad luminosa uniforme es de 54 candelas, sobre una superficie
perpendicular a la dirección de la radiación, si la situamos a unas
distancias de 1,2 y 3 metros respectivamente? La fuente emite luz en
un Angulo solido ω siempre constante.
En la superficie S1 para d1= 1m → E1= I / (d1^2) = 54cd/ (1m)^2=54 lx
En la superficie S2 para d2= 2m → E2= I / (d2^2) = 54cd/ (2m)^2=13.5
lx
En la superficie S3 para d3= 3m → E3= I / (d3^2) = 54cd/ (3m)^2= 6 lx
Ley del cosenoCuando la superficie a iluminar no es perpendicular a las
radiaciones luminosas, la expresión anterior hay que multiplicarla
por el coseno del Angulo ∞, que forma el plano iluminado con la
dirección de las radiaciones luminosas. Por lo tanto, queda como
sigue:
A la componente horizontal de la iluminancia Eh se le conoce
como Ley del coseno.
Donde:
d : distancia del foco a la superficie horizontal.
∞ :Angulo que forma el plano iluminado con la dirección de las
radiaciones luminosas.
Si no se conoce la distancia d , desde el foco de luz al punto
considerado, sino su altura h, la formula para su calculo se
transforma en:
𝐸ℎ =𝐼
𝑑2∗ 𝑐𝑜𝑠∞
𝐸ℎ =𝐼
ℎ2∗ 𝑐𝑜𝑠3∞
Ejemplo 6Tenemos dos manantiales luminosos F y F’ con igual intensidadluminosa y a la misma distancia d del punto P, como se muestra en lafigura. Calcular la iluminancia en el punto P para cada uno de losmanantiales luminosos F y F’. Analiza los resultados obtenidos.
El foco F con un Angulo de incidencia ∞ igual a cero grados, cuyocoseno es igual a uno ( ), producirá una iluminación en elpunto P de valor:
cos 00 = 1
𝐸𝑝 =𝐼
𝑑2*cos 00 =
𝐼
𝑑2* 1 = Ep
El foco F’ con un Angulo de incidencia ∞ igual a 60 grados, cuyocoseno vale 0.5( ), producirá en el punto P unailuminancia de valor:
cos 600 = 0.5
𝐸′𝑝 =𝐼
𝑑2*cos 600 =
𝐼
𝑑2* 0.5 = 0.5*Ep
Es decir , que para obtener la misma iluminancia en el punto P, la
intensidad luminosa del foco F’ debe ser doble de la del manantial
F.
Ejemplo 7Deseamos iluminar un objeto mediante una fuente de luz situada a5 metros de altura y formando un Angulo de 15° con la vertical. Si laintensidad luminosa de la fuente es de 150 cd, ¿Cuál será el nivel deiluminación en dicho objeto?
𝐸ℎ =𝐼
ℎ2∗ 𝑐𝑜𝑠3∞ =
150 𝑐𝑑
5𝑚 2* 𝑐𝑜𝑠3 150 =5.4 𝑙𝑥
2.6. LuminanciaTodas las magnitudes estudiadas se refieren a las fuentes luminosas, o la luz que llega a una superficie. Ahora trataremos de la luz que llega al ojo y que por lo tanto vemos, sin importar su procedencia. La magnitud que nos indica este parámetro es la luminancia.
Luminancia: efecto de luminosidad que produce una superficieen la retina del ojo, tanto si procede de una fuente primaria queproduce luz como si procede de una fuente secundaria osuperficie que refleja luz.
La luminancia se simboliza con la letra L y su unidad es la
candela/metro cuadrado( ). La figura nos ayuda a deducir
la formula.
𝑐𝑑 𝑚2
cos ∝=𝑆𝐴
𝑆𝐿→ SA = SL * cos ∝ ; L =
𝐼
𝑆𝐿∗ cos ∝
Donde:
I = Intensidad luminosa en candelas (cd).
SA= Superficie vista o aparente en
SL = Superficie luminosa o real en
= Angulo de la radiación luminosa en grados (°).
𝑚2
∝
𝑚2
Ejemplo 8El foco del ejemplo 3 que tiene una intensidad luminosa de 5,250
candelas esta orientado hacia una pared de 20 con un ángulo
de 60° ¿Cuánto vale la luminancia?
𝑚2
L=𝐼
𝑆𝐿 ∗ cos∝=
5,250 𝑐𝑑
20𝑚2 ∗ cos 60°=
5,250𝑐𝑑
20𝑚2∗0.5= 525
𝑐𝑑
𝑚2
2.7. Otras Características de las fuentes de luzAdemás de las diferentes magnitudes, existen otras
características tales como: la duración o vida de las lámparas,
la depreciación de su flujo luminoso, la temperatura de color, el
índice de reproducción cromática y la clasificación energética
de las lámparas que será necesario tener en cuenta a la hora
de elegir la fuente de luz mas adecuada.
Duración o vida de una lámpara. Se pueden utilizar dos
criterios:
Vida promedio: Es el tiempo transcurrido hasta que falla
el 50% de las lámparas de un lote.
Vida útil: Es el mas utilizado. Se trata del numero de horas
estimado luego del cual resulta mas rentable proceder a
la sustitución de una lámpara que mantenerla
funcionando.
Tipo de lampara Vida util (h)
Incandescencia 1,000
Fluorescente 12,500
Mercurio 25,000
Halogenuros 11,000
Sodio a alta presion 23,000
Sodio a baja presion 23,000
Duracion de los diferentes tipos de lamparas
Depreciación del flujo: Se refiere a la disminución del flujo
luminoso con el tiempo emitido por una lámpara.
Temperatura de color (Tc). Se utiliza para indicar el color de la luz
que emite una fuente luminosa (medida en grados kelvin).
Cuanto mas baja es la temperatura del filamento mas cálida o
dorada nos parece la luz, mientras que al aumentar la
temperatura, la luz nos resulta mas fría o azulada.
Índice de reproducción cromática (IRC) Indica la capacidad de reproducción de los colores de los objetosiluminados con una fuente luminosa. El IRC indica la capacidadde la fuente luminosa para reproducir colores normalizados, encomparación con la reproducción proporcionada por una luzpatrón de referencia (luz natural). El valor máximo es de 100,significa que reproduce todos los colores perfectamente. Amedida que disminuye, la reproducción de los colores es de peorcalidad.
Apariencia de color Temperatura de color (K)Blanco calido 3,300 > TcBlanco neutro 3,300 ≤ Tc ≤ 5,300
Blanco frio 5,300 < Tc
Temperatura de color (Tc)
Ra Calidad IRC90 ≤ Ra Excelente
80 ≤ Ra < 90 Muy bueno60 ≤ Ra < 80 Bueno
Ra < 60 Pobre
Indice de reproduccion cromatica (IRC)
Clasificación energética de las lámparas:Se realiza en función de la potencia consumida y el flujo luminoso
emitido. Se clasifican en siete categorías (A,B,C,D,E,F y G), siendo A
la mas eficiente y G la menos. Es obligatorio incorporar esta
información en los embalajes de las lámparas de incandescencia y
fluorescencia destinadas al uso domestico.
3. FUENTES DE LUZ INCANDESCENTELas fuentes de luz incandescente son aquellas que producen luz a
partir de la incandescencia de cuerpos solidos, al ser atravesados
por una corriente eléctrica.
Entre las principales tenemos: las lámparas de incandescencia y las
lámparas halógenas.
3.1. Lámparas de incandescencia
Del conjunto de lámparas existentes en la actualidad, la de
incandescencia fue la primera forma de generar luz
partiendo de la energía eléctrica
Principio de funcionamiento: Esta basado en la emisión de
radiaciones visibles al ojo humano, debido al aumento de
temperatura que experimenta un hilo conductor muy fino y de
resistencia elevada, cuando es atravesado por una corriente
eléctrica.
Componentes de la lámpara de incandescencia:
Ampolla o bulbo: Es una
cubierta de vidrio que da
forma a la lámpara y
protege el filamento de
la atmosfera exterior
evitando su destrucción y
permitiendo la
evacuación del calor
emitido.
Filamento: Lo constituye un conductor de pequeño diámetro de
wolframio o tungsteno que posee un valor alto de resistividad
eléctrica y muy alta temperatura de fusión, superior a 3,000 C°.
Sujeción del filamento: El filamento se fija en el interior de la lámpara
mediante un vástago de vidrio hueco, dos hilos conductores y una
varilla de soporte.
Vástago de vidrio: Constituye un excelente aislante eléctrico para
los conductores que alimentan el filamento. Cavidad interior se
utiliza para hacer el vacío de la ampolla y para llenarla de gas en
algunos casos.
Los hilos conductores: transportan la electricidad desde el
casquillo hasta los soportes del filamento.
Las varillas de soporte: del filamento son de molibdeno, material
que soporta bien las altas temperaturas y no reacciona
químicamente con el material del filamento.
Gas de relleno: Actualmente la ampolla se rellena con un gas inerte,
especialmente el argón y el nitrógeno, pues con ello se consigue
reducir la evaporación del material del filamento y así prolongar la
vida de la lámpara y mejorar su flujo luminoso.
Casquillo: Cumple básicamente dos funciones: la sujeción de la
lámpara y la conexión del filamento a la corriente eléctrica. Por este
motivo están fabricados con materiales conductores como el latón,
el aluminio o el níquel.Características de las lámparas incandescentes La energía consumida por una lámpara de
incandescencia se transforma en su mayorparte en calor, por lo que su rendimientoluminoso es muy bajo. De hecho es la mas bajade todas las lámparas y es de orden de 8 a 10lm/W para lámparas de pequeña potencia yde unos 20 lm/W para las de gran potencia. Suduración también es reducida, alrededor delas 1,000 horas.
Sin embargo hay que destacar laextraordinaria calidad de la luz que emite, yaque su espectro de emisiones es continuo.También es destacable su facilidad deinstalación y reposición, así como suversatilidad, pues no necesita ningún equipoauxiliar para su funcionamiento. Estascaracterísticas la convierten en la lámpara conmayor tipo de aplicaciones, especialmente enel alumbrado del hogar.
Tipos de lámparas incandescentes que no utilizan gases halógenos:
3.1. Lámparas halógenas
Son lámparas incandescentes con filamento, generalmente de
wolframio, que en su interior contienen una atmosfera gaseosa
formada, además de gas inerte, por un halógeno o un halogenuro
metálico como el yodo, el cloro o el bromo. De esta manera se
consigue:
Alcanzar temperaturas mas elevadas con dimensiones mas
pequeñas.
Aumentar la eficacia luminosa.
Prolongar la vida media de la lámpara.
concepto Lámpara de vacio Lámpara con gas Lampara halógenaTemperatura del fi lamento 2,100°C 2,500°C > 2,500°CEficacia luminosa 7,5÷ 11 lm/W 10÷ 20 lm /W ≥ 22 lm/WVida media 1,000 h 1,000 h 2,000 hPerdida del calor Radiacion Radiacion /Convencion Radiacion/convencion
valores comparativos entre lamparas de incandescencia
Las lámparas halógenas tipo dicroicas, se fabrican para una tensión
de 12V y se necesita un transformador reductor de 230/12 V para su
conexión a la red.
Tipos de lámparas halógenas:
Podemos distinguir entre dos tipos: Las lámparas de casquillos
cerámicos y las de doble envoltura.
Lámparas halógenas de casquillos cerámicos; están formadas
por una ampolla cilíndrica de cuarzo en cuyo interior se
encuentra el filamento de tungsteno envuelto en una mezcla
inerte y un halógeno.
En las lámparas de doble envoltura, el tubo de cuarzo esta
situado en el interior de un segundo tubo de vidrio normal, que
tiene la función de protegerle y proporcionarle el equilibrio
térmico que necesita.
Otra característica de este tipo de lámpara, respecto a las
incandescentes convencionales, es que al ser tan pequeñas se
pueden utilizar con luminarias mas pequeñas y que permiten una
luz mas blanca y brillante. Todo ello las convierte en idóneas para
interiores de viviendas, comercios, decoración, etc.
4. FUENTES DE LUZ LUMINISCENTES. (LAS LÁMPARAS DE DESCARGA)
Las fuentes de luz luminiscentes son aquellas en que la luzproducida se obtiene por excitación de un gas sometido adescargas eléctricas entre dos electrodos.
4.1 Principio de funcionamiento
La luz mediante luminiscencia, se consigue al establecer unacorriente eléctrica entre dos electrodos, situados ene le interiorde un tubo lleno de gas o vapor ionizado, como se muestraen la figura. La diferencia de potencial entre los doselectrodos provoca un flujo de electrones en el interior deltubo, que al chocar con los átomos del gas que contiene eltubo o la ampolla desplazan de sus orbitas a los electrones delgas ionizado absorbiendo energía. Pasados unos instantes, loselectrones desplazados vuelven a su posición inicial , liberandola energía tomada con anterioridad en forma de radiaciones,principalmente ultravioleta.
4.2 Componentes de una lámpara de descarga
La ampolla exterior: Esta presente entodas las lámparas excepto en lasfluorescentes básicamente se trata deun elemento de protección rellenocon gas inerte o al vacío.
El tubo de descarga: se trata de uncilindro hueco, donde se producen lasdescargas eléctricas entre loselectrodos. Esta relleno de gas.
Los electrodos: Son aquelloselementos situados en el interior deltubo entre los cuales se producen lasdescargas eléctricas.
El gas; el tubo de descarga se llenacon una mezcla de vapor de sodio omercurio y gas inerte.
El casquillo: tiene las mismas funcionesque en otros tipos de lámparas.
Además necesitan dos elementosauxiliares: el cebador y el balasto.
4.3 Clasificación de las lámparas de descarga
Según el gas utilizado y la presión de la ampolla, se tienen:
Lámparas de vapor de mercurio:
Baja presión:
Lámparas fluorescentes.
Alta presión:
Lámparas de vapor de mercurio.
Lámparas de luz mezcla.
Lámparas con halogenuros metálicos.
Lámparas de vapor de sodio:
Lámparas de vapor de sodio a baja presión.
Lámparas de vapor de sodio a alta presión.
Lámparas fluorescentes
Estas lámparas no disponen de ampolla exterior y se presentan como
un tubo cilíndrico de vidrio, de diámetro normalizado y longitud
variable según la potencia. El tubo esta relleno de gas inerte, para
facilitar el encendido y el control de la descarga de electrones, y de
vapor de mercurio a baja presión.
Componentes de una lámpara fluorescente:
Características de lámparas fluorescentes
Eficacia luminosa elevada y una gran duración y están especialmenteindicadas para aquellos lugares donde se necesite una iluminación decalidad como son oficinas, salas, escuelas, talleres, comercios,industrias, etc.
Los colores de luz que emiten las lámparas fluorescentes son el blancode luz diurna, el blanco cálido, el blanco frio y el blanco universal.
Actualmente los modelos mas utilizados tienen potencias de 18 W, 36Wy 58W, con una longitud variable con la potencia y un diámetro de 26mm.
La eficacia de estas lámparas depende de muchas variables, las masimportantes son las siguientes:
La potencia de la lámpara.
El tipo y presión del gas de relleno.
Las propiedades de la sustancia fluorescente que recubre el tubo.
La temperatura, debido a la enorme influencia que esta tiene sobre laproducción de rayos ultravioleta.
La humedad que puede variar la carga electrostática de la superficiedel tubo.
Lámparas fluorescentes compactas
Este tipo de lámparas tienen similarescaracterísticas y el mismo principio defuncionamiento que las lámparas fluorescentesconvencionales, pero su tamaño es mas pequeñoy el cebador va incorporado a la lámpara.
Se fabrican en cuatro potencias: 5W, 7W, 9W y11W, y comparten las mismas propiedades quesus hermanas mayores, especialmente unaelevada eficacia luminosa, del orden de 45 a 79lm/W y su vida media es de aproximadamente6,000 horas.
Con estas características, estas lámparas semuestran como eficaces sustitutas de laslámparas incandescencia en aquellos lugares deelevada utilización, como hoteles, restaurantes,locales de venta, etc. Aunque tienen de que elnivel de iluminación nominal no se alcanza hastadespués de transcurridos unos tres minutos.
Lámparas de vapor de
mercurio a alta presión
En estas lámparas la descarga
se produce en un tubo de
descarga que contiene una
pequeña cantidad de mercurio
y un relleno de gas inerte para
asistir al encendido.
Es necesario añadir sustancias
fluorescentes que mejoran las
características cromáticas de las
lámparas. Sin embargo, su uso
se reserva para lugares donde la
exigencia cromática no sea
primordial, como naves
industriales, calles, etc.
Lámparas de luz mezcla
Se trata de un tipo de lámparade descarga de vapor demercurio a alta presión conalgunas características de unalámpara de incandescencia.
Como resultado de lacombinación entre la lámparade mercurio y la lámpara deincandescencia, la lámpara deluz mezcla tiene una eficacialuminosa entre 20 y 60 lm/W y unbuen rendimiento en lareproducción del color.
Su duración promedio es de6,000 horas.
Sus características la conviertenen idóneas para espaciosdonde se necesite un mayorflujo luminoso, como plazas,garajes, etc.
Lámparas con halogenuros metálicos
Se puede considerar como untipo de lámpara de descargade mercurio a alta presión,pero en este caso, el tubo dedescarga contiene, ademásdel mercurio, una cantidadde halogenuros metálicoscomo el sodio, litio, etc.
Adecuadas para lailuminación de instalacionesdeportivas, retransmisiones deTV, estudios de cine,proyectores, etc.
Requiere de un periodo deencendido de diez minutos,tiempo que tarda enestabilizarse la descarga.
Lámparas de vapor de sodio a baja presión
Al ser una lámpara de descarga de baja presión, la luz se produceespecialmente a través de los polvos fluorescentes activados por laenergía ultravioleta de la descarga, en este caso de sodio. A igual quelas anteriores transcurren diez minutos hasta que empieza a emitir luz.
La radiación que produce tiene un color amarillo, siendo estacaracterística monocromática su principal inconveniente; así pues,desde la perspectiva de la reproducción del color, este tipo delámparas será el menos valorado.
Sin embargo, la gran ventaja de estas lámparas es su eficacia luminosaelevada, del orden de los 160 a 180 lm/W y su duración (su vida mediaes de 15000 horas). Estas características convierten a estas lámparas enapropiadas para su uso en alumbrados públicos y decorativos.
Lámparas de vapor de sodio a alta presión
Con este tipo de lámparas se consigue un excelente equilibrioentre calidad en la reproducción del color y la eficacia luminosa.
Por lo que respecta al espectro emiten, debido al exceso desodio en el tubo de descarga, proporcionan una luz mucho masagradable que la producida por las lámparas de baja presión.
A pesar de ello se mantienen las ventajas que estas aportan: laeficacia luminosa de 100 a 130 lm/W y su duración alrededor delas 20,000 de vida media.
Estas características las convierten útiles para la iluminación tantode los interiores como de los exteriores y también en decoración.
La tensión de encendido de estas lámparas es muy elevada, yaque necesita un impulso entre 1,5 y 5 Kv.
4.4 Características de las lámparas de descargaA continuación se muestra las características mas importantes de
los diferentes tipos de lámparas de descarga: Flujo luminoso,
eficacia luminosa, y vida promedio(no confundir con vida útil).
Tipo de lamparasFlujo luminoso
(lm)
Eficacia luminosa
(lm/W)
Vida promedio
(h)Fluorescentes 3,200 40 ÷ 90 12,500Luz mezcla 23,000 20 ÷ 60 9,000Mercurio alta presion 28,000 40 ÷ 60 25,000Halogenuros metalicos 31,500 80 ÷ 100 11,000sodio a baja presion 48,000 160 ÷ 180 23,000Sodio a alta presion 450,000 100 ÷ 130 20,000
Caracteristicas de las lamparas de descarga
5. FUENTES DE LUZ LEDSon las ultimas fuentes de luz en aparecer en el mercado. Se basan
en la luz emitida por un objeto solido, en lugar de un gas, como
ocurre con las lámparas de descarga. Las siglas LED vienen del Ingles
Lighting Emiting Diode (Diodo Emisor De Luz). El LED es un diodo
semiconductor que al ser atravesado por una corriente eléctrica
emite una luz monocromática. La longitud de onda de la luz emitida
y por lo tanto el color depende básicamente de la composición
química del material semiconductor utilizado.
Cuando la corriente atraviesa el diodo se libera energía en forma
de fotón y la luz emitida puede ser visible, infrarroja o casi
ultravioleta. El color que se desea, se obtiene añadiendo al diodo
diferentes tipos de fósforos, como el utilizado en el recubrimiento
interior de los tubos fluorescentes.
Las principales ventajas de esta tecnología que esta en pleno
desarrollo son su larga vida útil de 50,000 horas, la reducción de
los costes de mantenimiento, que no contienen mercurio y mayor
eficacia luminosa que las lámparas de incandescencia y
halógenas.
Ventajas de la iluminación LED.
Desventajas de la tecnología LED
La luz LED no está libre de deficiencias negativas. El gran costea la hora de cambiar a luz LED es una desventaja.
Además destaca una desventaja Las bombillas normales dansu luz en un radio de 360 grados. En cambio la luz emitida porlas LED se centran en un radio pequeño y limitado, Esto esfavorable en los focos LED porque emiten la luz de maneraenfocada.
Un gran beneficio de Ia técnica LED es la larga vida que tiene,pero esto requiere algunas condiciones. Especificacionescomo 50.000 horas de Iuz dependen siempre de la manera deuso. Temperaturas elevadas disminuyen Ia vida LEDnotablemente. Siempre deberíamos pensar donde se empleaIa Iuz LED.
Por eso los LED modernos, Llamados power LED siempre vienenconstruidas con rejillas de enfriamiento u otros métodos decalefacción para reducir al máximo el "calor propio" de lasbombillas.
