ILUMINARIA

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permite ampliar los procesos de instalaciones y ubicaciones de la iluminaria

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ILUMINARIA

  1. 1. iluminación Interna i UIVIINACIHN INTERNA ooo [SEN 8lwZ>ó7'Ü3ó2'3 Il UH ll lll 788426 703620 9 "marcumhn BOIXAREU EDITORES
  2. 2. 552m 7T BIBLIOTECA SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER © MARCOMBO, s. A., 1959 Reservados todos los derechos de publicación. reproducción, préstamo, a| qLIiIer o cualqutcr otra forma de cesxón del uso de este eiemplar de la presente ndnción en casteliano por MARCOMBO, S. A. Gram Vm de las Corts Catalanes, 594 08007 [Barcelona Nu m: ¡Inllmlu In rnprtïducción tota! o parcial de este libro, ni el almacena- mlnnvlruuu un nmhnnn (h: ¡nkmnálicani transmisión en cualquier forma o por uunluulnl nunulm‘ vulucluónxhzo. mecániccxfotocopia, registro u otros métodos ¡In ul [IHHHIIH ¡ynnvlo y ¡mr emcrito de los tiiulares dei Copyright luulu unuuml ¡la In uhnr lllummllluluo lnlnmu th! Villarta Hu líclllnvlnln Dulitnra-Mnnno IIIN: ll-I TKOMW! Dupenln L 2M H ¡‘MDI-MANU Impma ¡n ¡unn PrInmI ln ¡mln nm u s NIIIIIIO. m = Dnmulnvtn "rr-La v: C 563 Rara vez el instalador tiene que ocuparse de problemas de lu- minotecnia relativos a loca/ es destinados a vivienda. De he- cho, la insta/ ación eléctrica suele terminar en la conexión a la "lámpara del techo"; el aparato de iluminación o, mejor di- cho, "la araña”, la elige el titular del piso, casi siempre mo- vido por consideraciones de tipo estético. Ello no significa que no existan reg/ as a seguir en las viviendas para obtener una iluminación racional, pero —repetimos— éstas pasan a segundo término con relación a los gustos persona/ es. Sin embargo, el conocimiento de las características de las distintas fuentes de luz, de los aparatos de iluminación, de los métodos de cálculo, de las comprobaciones que se deben realizar al término de la instalación además de otras nocio- nes, resultan indispensables cuando el electricista debe en- frentarse a una instalación en oficinas, escuelas o industrias, sean grandes a pequeñas. De no existir unas particulares condiciones de ambiente para satisfacer, a las cuales se im- pone una estrecha colaboración con el arquitecto 0 con el es- pecialista en acondicionamiento, el cliente deseara’ que la instalación eléctrica esté completa con todos sus componen- tes, incluida la iluminación. Este librito ha sido proyectado con la intención de suminis- trar al instalador los conocimientos básicos para realizar ins- talaciones de iluminación que respondan a las reglas de la buena técnica. Dicho de otro modo; no nos hemos propuesto ofrecer al lector un tratado de luminotecnia, sino un manual de carácter práctico y de fácil consulta, que suministre las nociones estrictamente necesarias para desenvolverse en un campo tan complejo como es el de la luminotecnia. Ello no excluye que el instalador consulte con los fabricantes de lám- paras y cle luminarias antes de proceder a una eleccion defi- nitiva, especia/ mente cuando se trata de instalaciones com- prometidas. De todos modos, verdad es que cuanto mayor sea el conocimiento de la materia tanto más fácil resulta pa- nerse de acuerdo. Por lo menos, ambas partes hablan un len- guaje común, empleando la misma terminología, con lo que se excluye, de entrada, la posibilidad de que sur/ an equivocas debidos a interpretaciones erróneas. Presentación
  3. 3. LA LUZ Campos de las radiaciones electromagnéticas Rendimiento de color de las fuentes luminosas Colores y sistemas de medida Temperatura de color MAGNITUDES FOTOMETRICAS Flujo luminoso Intensidad luminosa Eficiencia luminosa Iluminación Luminancia FUENTES LUMINOSAS Clasificación y caracteristicas LAMPARAS DE INCANDESCENCIA Principio de funcionamiento Principales tipos de ampollas y casquillos Lámparas de incandescencia con halógenos Portalámparas y conductores de alimentación Aparatos de mando Anomalias LAMPARAS DE DESCARGA EN ATMOSFERA GASEOSA Principio de funcionamiento Estabilización de la corriente Tipos de alimentadores Corrección del factor de potencia Efecto estroboscópico LAMPARAS FLUORESCENTES TUBULARES De cátodo caliente, con precalentamiento Tonalidad de la luz y temperatura de color Lámparas fluorescentes de tipos especiales Lámparas fluorescentes de encendido rápido 10 12 14 15 16 17 18 19 20 22-23 24 26 27 28 29 31 32 33 34 36 42 44 45 Lámparas fluorescentes sin precalentamiento de cátodo 47 Anomalias Lámparas para rótulos luminosos 49 50 LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO Principales tipos y características Anomalias LAMPARAS DE VAPOR DE SODIO De baja yalta presión Anomalias LUMINARIAS Según la forma de distribuir el flujo Según la protección contra los contactos indirectos Según la protección contra contactos directos y la penetración de liquidos y polvo Rendimiento y curvas fotométricas Tipos de iluminación REQUISITOS PARA UNA BUENA ILUMINACION Nivel de iluminación Distribución espacial de la luz Deslumbramiento y relaciones de luminancia Iluminación "estructural" Techos luminosos Iluminación y acondicionamiento ' Defectos en las instalaciones de iluminación METODO DE CALCULO Factores a tomar en consideración EJEMPLOS DE CALCULO Pequeño taller artesano Sala de dibujo Aula escolar Nave industrial MANTENIMIENTO Aleatorio o programado COMPROBACIONES Medida de la iluminación Iluminación media Factor de reflexión de las paredes 53 56 57 61 64 68 70 71-72 74 76 79 82-83 84 86 88 92 94 99 101 104 ‘lO7 110 112 115 117 t:
  4. 4. LA LUZ Aproximadamente el 80% de las impresiones sensoriales humanas son de naturaleza óptica; esto evidencia la impor- tancia de la luz, natural y artificial, como vehiculo de informa- ción para el desarrollo de cualquier actividad. La luz es la sensación producida en el ojo humano por las ondas electromagnéticas. Se trata de campos electromag- néticos alternativos que transportan energia a través del es- pacio y se propagan bajo la forma de oscilaciones o vibracio- nes. Al igual que todos los movimientos ondulatorios, las on- das electromagnéticas se caracterizan por una longitud de onda (A, Iéase / ambda) y por una frecuencia {f} (número de periodos por segundo). Estas dos magnitudes se relacionan con la velocidad de propagación (v, Iéase nu) mediante la ecuación: v z A-f. l l l k—-——- i- numero de periodos por segunaoí-fi La velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas es de unos 300000 kilómetros por segundo. La longitud de onda de las ondas electromagnéticas visibles sucíe medirse en nanometros (1 nm = una milmillo- nésima de metro). El campo (espectro) de las ondas electromagnéticas visi- bles por el hombre se extiende desde 380 a 780 nm. Las on- das rnás largas corresponden al extremo visible rojo (colin- dante con el campo de las radiaciones infrarrojas, las cuales no son ya visibles y tienen propiedades caloríficas); las ondas más cortas corresponden al extremo visible vio/ eta (colin- dante con el campo de las radiaciones ultravioleta, que no son visibles pero que favorecen las reacciones fotoqulmicas). Ondas electromagnéticas visibles de distinta longitud de onda dan una percepción (visibilidad) distinta de los objetos y (le su color. En realidad el color es una sensación óptica que (l depende del conjunto de las longitudes de onda que un cuerpo no absorbe, o sea, que refleja (‘l La sensibilidad del ojo humano es máxima para el color ver- de-amarillo (550 nm) y cae rápidamente tanto del lado del ultravioleta como del infrarrojo. verde-amarillo l violeta v l rojo l .6 «o si un lidad relativa 0| o l l m u- .1‘ > o 35D 400 7450 500 550 500 650 (700 750 longitud de onda (nm) Se dice de una luz que es monocromática si está constituida por ondas electromagnéticas de igual longitud de onda, que revelan un solo color (por ejemplo, las lámparas de vapor de sodio, de baja presión). La luz solar ola de una lámpara de incandescencia, en cam- bio, es de espectro continua (luz blanca) porque comprende toda la gama de las longitudes de onda visibles. Un rayo de luz blanca, al atravesar un prisma de cristal, se descompone en los colores fundamentales. La sucesión de los colores del espectro visible es la misma que la del arco iris. rojo naranja amarillo verde azul violeta radiaciones luminosas l") Por ejemplo, un cuerpo blanco refleja todas las ondas electromagnéticas en tanto que un cuerpo negro las absorbe.
  5. 5. Campos de las radiaciones electromagnéticas HemmSABCDEFGHI frecuencia f (H1) Prefijos para las unidades de medida (múltiplos y submúltiplos) T -— tera HO") billones G — giga (109) mil millones M — mega (105) millones l< — kilo (103) miles unidad d — deci (to-U décimas c — centi (10%) centésimas m — mili H0”) milésimas H — micro H0”) millonésimas n — nano H0”) milésimas de millone- sima p — pico (10"‘) billonésimas - Angstrom (10"°) unidad de medida empleada en espectrografía para las longitudes de onda. L M 10"’ metros ll, - m ru = e ‘ É l, o . e l II! il e , n: ¡ 1: l, 8 l, É Lmo i t” - naranja ‘a l - C l _________ _. - o ‘ _ e l, - a v ¡ s50: —lD a i É ¡ _ ‘ e ) ‘ - l‘ - 700- - _¡0s ll _ role l l, : _ | . 10' i 75°‘ , _ ¡("ml _ l L. .- ’ ' ' — - " ' ‘ " Campos de utilización de las radiacional electromagnéticas A -— rayos cósmicos B -emisiones radiactivas C — rayos róntgen D - fototerapia E fdiatermia F — gama del ultravioleta al infrarrojo, en la que se hallan situadas las radia- ciones visibles G — calefacción por medio de infrarrojos H —calefacclón por capacidad l — calefacción por inducción L —— radio M — telecomunicación alámbrica Rendimiento de color de las fuentes luminosas Vemos una pared verde o roja porque refleja las radiaciones luminosas verdes o rojas y absorbe todos los demás colores del espectro. Esto es cierto si la fuente luminosa produce una cantidad suficiente de radiaciones en la zona verde o roja del espectro visible. Por lo tanto, una buena restitución de los co- lores por parte de una fuente de luz artificial está condicio- nada al hecho de que ésta emita todos los colores del espec- tro. Si faltara uno cualquiera de ellos, éste no podria ser refle- jado, Las propiedades de una lámpara a los efectos de la reproduc- ción de los colores se valoran mediante el índice de rendi- miento cromático i/ RC). Este factor se determina comparando la luz emitida por la lámpara objeto de examen con la luz de una fuente patrón (por ejemplo, la luz diurna o luz emitida por una lámpara de incandescencia) que tenga la misma temperatura de color (*). Para este propósito se utilizan ocho colores, de caracteristi- cas bien definidas. Observando (o midiendo sus radiacio- nes) primero la fuente patrón y después aquella que se está probando, se determina el grado de desviación del color. Asi pues, el indice de rendimiento cromático es un valor nu- mérico que relaciona el rendimiento cromático de una lám- para con el de la luz tomada como patrón, de índice 100. En base a este criterio se clasifican las fuentes artificiales de luz. Se dirá que una lámpara fluorescente tiene url rendimiento cromático óptimo si el IRC está comprendido entre 85 y 100, o bueno si el lFiC se encuentra entre 70 y 85. Si el iiiC se si- túa entre 50 y 70 se considera discreto el rendimiento cro- mático. Todo esto presupone la existencia de unos métodos para "definir y medir" los colores, según se expone detalladamen- te en las páginas siguientes. (") Respecto al significado de este término, véase lo ex uesto en la pag 12, P
  6. 6. Colores y sistemas de medida La valoración individual de un color depende de numerosos factores fisiológicos y psicológicos. Asi por ejemplo, el haz de luz que procedente del objeto observado llega al ojo (y deter- mina la visión del color), depende tanto de la composición espectral de la radiación como de la capacidad del ojo para percibir unas determinadas radiaciones más que otras. Es bien sabido que el órgano receptor de la vista es la retina, que se compone de dos sistemas distintos: el sistema de los conos (unos siete millones de células concentradas en la zona central del ojo) del que depende la visión con fuerte ilu- minación asi como la de los colores; el sistema de los baston- ciI/ os (unos 130 millones de células dispuestas particular- mente en la periferia de la retina) del que depende la visión con iluminación escasa, acromática. Debido a que la visión de los colores es subjetiva, resulta in- dispensable definir un sistema de valoración que no dé lugar a equivocos. La medición instrumental del color es necesaria tanto en la fase de producción como en la de comercializa- ción ya que el color es considerado como una característica importante de las materias primas y del producto industrial acabado. Partiendo del hecho de que es posible obtener cualquier gra- dacíón de color sumando entre si, en las proporciones debi- das, los tres colores fundamentales (rojo, verde, azul) la CIE (Comisión Internacional de la Iluminación) ha establecido un método con el que es posible calcular las características es- pectrales de fuentes primarias normalizadas, capaces de re- Proyectando sobre una pantalla blanca la luz procedente de tres fuentes luminosas coloreadas con los colores fundamentales (rojo, verde, azul), se obtienen, por super- posición, tres colores binarios (amarillo, violeta, azul-verde) y un temario (blanco). producir todos los colores por mezcla aditiva. Dicho método se representa por medio del triángulo de los colores o dia- grama tricromático. Este es de la máxima utilidad ya que permite determinar las dos caracteristicas fundamentales del color: la longitud de onda y la pureza (o saturación). Se puede definir por completo cualquier color si se conocen las dos coordenadas x e y. Asi, por ejemplo, el color x = 0,50 — y: 0,40 será naranja claro, en tanto que el color x=0,55 — y=0,35 será también naranja pero con una to- nalidad más viva. En tanto que los términos "tonalidad clara, viva, cálida" pueden prestarse a diferentes interpretaciones, ello no ocurre con el empleo del diagrama trícromático. Diagrama tricromático (o triángulo de los colores). A lo largo de la curva acampa- nada se hallan situados los colores espectrales referenciados por medio de su longi- tud de onda (ver correspondencias entre colores y longitudes de onda en la pági- na B). En el punto w se halla situado el blanco.
  7. 7. Temperatura de color Es una valoración del color de las fuentes luminosas adop- tada por los fabricantes de lámparas. Naturalmente, la temperatura de color no se mide con el ter- mómetro; simplemente define el color de la luz. De todos modos existe un nexo entre temperatura y color. Al calentar un pedazo de hierro, éste pasa por toda una gama de colores que van del rojo oscuro al naranja íncandescente. Cada incre- mento de temperatura va emparejado con un aumento de la energía radiante emitida. Para establecer unas relaciones más precisas entre tempera- tura y color los físicos han decidido tomar como patrón un cuerpo perfectamente negro, o sea, una fuente luminosa ideal dotada de la propiedad de emitir en todas las zonas del espectro el máximo de la energía radiante y de absorber por completo la energia radiante que incide sobre él. La tempera- tura a la que debe llevarse a fin de que emita una luz similar a la de la fuente de luz en examen, se identifica con el término “temperatura de color", A efectos prácticos el "cuerpo negro" se realiza empleando una cavidad cuyas paredes están ennegrecidas con negro de humo y de cuya abertura salen las radiaciones. Calentando uniformemente el cuerpo negro a temperatura creciente y observando la cavidad se aprecia que sale por ella una luz que se vuelve cada vez más _blanca y más intensa a medi- da que aumenta la temperatura. La temperatura de color se mide en grados Kelvin (K). Su re- lación con los grados centígrados es: O K = —273 “C. Ordenes de magnitud correspondientes a las fuentes de luz natura/ es. ‘ — Luna 4100 K — Sol a mediodia (verano) 5300 — 5800 K — Cielo cubierto 6400 — 6900 K — Cielo despejado, azul intenso 10000 — 25000 K Entre estos valores, puramente indicativos, se encuentran las temperaturas de color de los diferentes tipos de lámparas. Por ejemplo, la temperatura de color de una lámpara de in- 12 candescencia de 40 W es de 2800 K, en tanto que la de una de 500 W es de 2960 K. La temperatura de color es particularmente interesante con relación a las lámparas fluorescentes. Curva sobre la que se sitúan las temperaturas de color del cuerpo ne— gro Tempera- Indice de tura de rendimiento color de los x colores IRC Categoria Luz blanca-cálida normalizada (color 3) Luz blanca normalizada (color 2) Luz de día normalizada (color 1 l Luz de dla especial (color 1 l 13
  8. 8. MAGNITU DES FOTOMETRICAS Flujo luminoso Definición: cantidad de luz emitida por una fuente luminosa en la unidad de tiempo (segundo). Símbolo: d) (Iéase fí). Unidad de medida: lumen (abrevia- tura lm). Símil hidráulico: cantidad de agua que sale de un grifo o de una ducha en un segundo. Ordenes de magnitud Lámparas de incandescencia, subminiatura para se- ñalización (5 V. 75 mA): l Im. Lámpara para bicicleta, de 2 W: 18 lm. Lámpara do incandescencia, de 40 W: 350 lm. lampara (ln incandescencia, de 200W: 3000 lm. Lámpurri Huoruscente de cátodo caliente, de 40 W: 27500 Im Ldllllillhl (lo vapor (lu ntercurio, de 400W: 23000 Im. ‘ Lámpara «lo vapor de sodio a alta presión, de 400 W. 38000 lrn, 14 i 40W-°2500 Im . 40OW->23000 lm Intensidad luminosa Definición: parte del flujo emitido, por una fuente luminosa, en una dirección dada, por el ángulo sólido que lo con- tiene (*) Símbolo: Unidad de medida: candela (abrevia- tura cd). Símil hidráulico: Intensidad de un chorro de agua en una dirección dada. Ordenes de magnitud Lámpara para bicicleta (sin reflector): 1 cd La misma lámpara para bicicleta, pero con reflector: 250 cd Linterna de un faro: 2000000 cd Lámpara de incandescencia de 100W: 110 cd Lámpara fluorescente de 40 W: 320 cd (‘l Imaginemos una esfera de cristal translúcido cuyo radio sea de 1 metro. Si en el centro se coloca un proyector de dimensiones tan reducidas que, hi- potéticamente, se pueda identificar con una fuente luminosa puntiforme y si el área de la zona ilumi- nada (S) equivale a 1 m’, el ángulo del cono de luz se identifica con la unidad de ángulo sólido (N, léase omega). La unidad de medida del ángulo sólido es el esterevrradíán. i. » «- S-i l. ) -1 estereorradian m2 ‘l5
  9. 9. Eficiencia luminosa Definición: relación entre el flujo emi- tido (o), expresado en lúmenes, y la P potencia eléctrica absorbida (P), ex- presada en vatios. ó Indica el rendimiento de una lámpara "¡-7!- o de una lumínaria. Por lo tanto, cuanto mayor sea la eficiencia lumi- nosa, tanto más económico resultará el empleo de la fuente luminosa. Símbolo: n (léase eta). Unidad de medida: lumen por vatio (im/ W) Símil hidráulico: relación entre la can- tidad de agua que arroja una bomba salvando un desnivel determinado y la potencia eléctrica necesaria para ha- cerla funcionar. Ordenes de magnitud de la eficiencia luminosa de algunas fuente: de luz (con exclu- sión de eventuales reactancias). lámparas de vapor de sodio, de baja presión lamparas de vapr de sodio, de alta presión lámparas de vapor de mercurio y yoduros metálicos 0 . 15 lámparas de vapor de mercurio IO Iámp. de lámparas fluorescentes incand. i tubulares 0 50 0 lm/ W 16 Iluminación Definición: flujo luminoso (‘l’) por Unl" dad de superficie (S). Símbolo: E Unidad de medida: lux (| X=lU- men/ mz). Símil hidráulico: cantidad de agua por unidad de superficie. Leyes de la iluminación Si la fuente es puntiforme, la ilumina- ción toma valores inversamente pro- porcionales al cuadrado de la distan- cia. No es aplicable a fuentes de ilu- minación extensas (techos luminosos, etc. ). Ordenes de magnkud I/ u/ninaclán natural Dra de verano, a pleno sol 100000 lx Dia de invierno, a mediodia, al aire libre 10000 lx Luna llena. cielo despejado 0,25 lx Iluminación general con luz artificial Oficinas y escuelas 300 ‘ 500 i" Sala de estar 15° “ 20° ix Dormitorio 70 ’ 10° b‘ Calles con buen alumbrado 15 - 25 "f
  10. 10. Luminancia Definición: intensidad luminosa emiti- da en una dirección dada por una su- perficie luminosa o iluminada (fuente secundaria de luz). Dicho de otro modo, expresa el efecto de luminosidad que una superficie produce en el ojo humano; ya sea di- cha fuente primaria (lámpara o lumi- naria) o secundaria (plano de una mesa que refleja la luz). Símbolo: L Unidad de medida: candela por metro cuadrado (cd/ mz). Símil hidráulico: Salpicaduras de agua que rebotan de una superficie. La can- tidad de agua que rebota depende de la capacidad de absorción de la super- ficie. Ordenes de magnitud Lámparas i’) ¡le incandescencia normal lOO — 2000 cd/ cm’ fluorescentes tubulares 0,3 - 1,3 cd/ cm’ Uta/ eros de tinte Claro con iluminación óptima con iluminacion) débil 100 a i000 cd/ m’ 2 — 20 cd/ m‘ Papa-l a superficies pintar/ as (iluminados a 400 lux) blanco 100 cd/ m’ negro 15 cd/ m’ i") La IllmilHillCÍil (lu luu lúinpilrun nuuln axpruuuruo on cundultiu por ciintlnmtm cumlmiln. 1B E=400Iux L-ioo ca/ m2 l r-eo% E-600lux L-5 cd/ tflz ij FUENTES LU MINOSAS Clasificación y características El desarrollo de nuevas tecnologías ha permitido la realiza- ción de una notable gama de lámparas destinadas a las apli- caciones más dispares. No obstante, las fuentes luminosas eléctricas se pueden clasificar en dos grandes categorías: —de irradiación por efecto térmico (lámparas de incandes- cenciai: - de descarga en gas o vapores (lámparas fluorescentes, de vapor de mercurio, de sodio, etc. ). Para decidir qué tipo de lámpara se va a utilizar es necesario tener en cuenta las siguientes características: potencia nominal: condiciona el flujo luminoso y las pro- porciones de la instalación bajo el punto de vista eléctrico (sección de los conductores, tipos de protección, etc); eficiencia luminosa y degeneración del flujo luminoso durante el funcionamiento, promedio de vida y coste de la lámpara: estos factores condicionan la economia de la insta- lación; rendimiento cromática" condiciona la mayor o menor apreciación de los colores respecto a la observación con luz natural; temperatura de color. ‘ condiciona la tonalidad de luz. Se dice que una lámpara proporciona luz "cálida" o "fria" si pre- valecen las radiaciones luminosas de color rojizo o azulado; tamaño: condiciona la construcción de los aparatos de iluminación (direccionalidad del haz luminoso, coste, etc. ). ¡Atención! las características de las lámparas que se ofre- cen en las páginas siguientes pueden variar de un fabri- cante a otro; por lo tanto, será conveniente consultar ios catálogos, sobre todo cuando se tenga que real/ zar alguna insta/ ación particularmente comprometida.
  11. 11. _. ... ... .. ... ... __. .. _v. ..-—. .vvp. -usnr1 Principio de funcionamiento Un delgado filamento de tungsteno enrollado en simple o do- ble espiral, se lleva al punto de incandescencia mediante el paso de una corriente eléctrica. Para que no se queme se en- cierra en una pequeña ampolla de vidrio en la que se practica el vacio o se introduce un gas inerte (ázoe, argón, criptón, etc. ). En el primer caso (vacío) se encuentran las lámparas de pequeña potencia; en el segundo (gas inerte) las lámpa- ras de media y gran potencia. La vida media de las lámparas de incandescencia es de 1000 horas, a la tensión nominal. filamento en espiral filamento en doble espiral Tipos de filamento de las lámparas de incandescencia. Campos de aplicación Para la iluminación general y localizada de interiores lvivien- das, oficinas, comercios, etc. ). Con lámparas normales, de empleo más generalizado (100 — 300 W), es conveniente no sobrepasar los 3 — 4 metros de altura (tiendas, oficinas, es- cuelas, etc. ). Para alturas superiores es preferible recurrir a otros tipos de fuentes luminosas. Ventajas Encendido inmediato sin necesidad de equipo auxiliar; di- mensiones reducidas y coste poco elevado; sin limitaciones en cuanto a la posición de funcionamiento. Desventajas Baja eficiencia luminosa y por lo tanto coste de funciona- miento elevado; elevada producción de calor; elevada lumi- nancia con el correspondiente deslumbramiento (100 — 2000 cd/ cm’); duración media de vida limitada. 20 Características de las lámparas de incandescencia norma/ es, c/ aras o esmeri/ adas, para func/ onam/ enro en der/ vac/ on. Eficiencia luminosa Potencia Flujo luminoso l’) nominal (W) (¡mi lIm/ Wl ("l La conservación del flujo luminoso al cabo de 750 horas es de 72 —- 74 96 para las lámparas de 25 W, 85 % para potencias de 40 a 200 W, 80 — 85 % ¡i373 D019“ cias de 300 A 500W, 70 — 80 % para potencias de 1000W y 55 — 80 X; para po- tencias de i500 W. La primera cifra del tanto por ciento de fluio se refiere a una ten» sión de alimentacion de 127 V, la segunda a 220 V. Nota —— En los esquemas eléctricos las lámparas de incandescencia se indican con el signo gráfico X seguido de la indicación de la potencia de la lámpara (por ejemplo: X 40 W). 21
  12. 12. Principales tipos de ampollas (*) Q normal les-tándar) cun cúpula Dlateada con reflector tubular con doble casquillo (n) La ampolla puede ser clara, o bien esmerilada u opalizada para reducir la luminancia y por lo tanto el deslumbramientc. Principales tipos de casquillos Rosoado (sistema Edison) e? micromignón mignón normal golial (s 10/13) is 14/20) (E 27/25) [E 40/45) Las siglas indican la designación normalizada: la letra E significa "sistema Edison"; el primer número, el diámetro exterior de la rosca; el segundo, la lon- gitud total del casquillo. De hayoneta llnlpolar bipolar B15 bipolar B22 unipolar La letra El significa "bayoneta": el número indica el diámetro (.6) del casquilloi Especiales Lámparas de gran potencia para proyección, tomas fotográficas y cinemato- gráficas.
  13. 13. Lámparas de incandescencia con halógenos En algunos tipos particulares de lámparas de incandescencia, aparte del gas de relleno, se introducen pequeñas cantidades de un halogeno (generalmente yodo). Esto da lugar a un pro- ceso que devuelve al filamento el tungsteno volatilizado im- pidiendo el ennegreclmlento del globo. Este tipo de lámparas se caracteriza por una menor decadencia luminosa mayor eficlenCla Y menores dimensiones de la ampolla (general- mente hecha de cuarzo). Entre las desventajas se deben enumerar el alto coste y la elevada luminancia. Prescindlendo de las aplicaciones particulares (indicadas en la tabla). se utilizan para la iluminación de monumentos y campos deportivos, aplicaciones con tiempos reducidos de funcionamiento continuo. Características y empleo de las lámparas ha/ ógenas. Gama Eficiencia Duracion de potencia luminosa lW) (Im/ Vil) (horas) Aplicaciones Para nrovectores 50071 ooo Para tomas fotográficas 60071 250 Para tomas fotográfica s y televisivas 250.5 090 Para proyección de peliculas de paso reducido 50.1 ooo Para faros de vehiculos automóviles 40-70 24 Advertencias —Aumentando la potencia de una lámpara de incandes- cencia se aumenta también la eficiencia luminosa. Por lo tanto, con el empleo de fuentes luminosas de elevada po- tencia se tiene un mayor rendimiento que con las de pe- queña potencia. —— Alimentando las lámparas con una tensión superior ala nominal, se reduce sensiblemente su duración; cada hora de funcionamiento a una tensión ‘lO % mayor que la n0- minal, acorta en dos horas la vida ‘de la lámpara. —Alimentando la lámpara con una tensión inferior a la nominal, disminuye sensiblemente el flujo luminoso. a E E o l: i: :9 IA i: 2 e v o .2. ‘.5 . : u: E o o. o 2o 74o somao ioo i270” 14o leo leo 20o porcentaje de los vaioïés nominales Efectos dele variación en tanto por ciento de la tensión de alimentación sobre las caracteristicas de funcionamiento de las lámparas de incandescencia. — Las lámparas de incandescencia emiten mucho calor: las luminarias que no permiten la disipación del calor re- ducen su duración. — Cada luminaria está prevista para lámparas de una po- tencia dada: sustituir éstas por otras de potencia superior puede comprometer la duración de la propia lámpara. Además, el calor excesivo puede afectar al aislamiento de los conductores de alimentación o dañar el portalámparas y dar lugar a situaciones peligrosas (explosión de la am- polla, focos de incendio). 25
  14. 14. Portalámparas y conductores de alimentación aconsejado o Emplear portalámparas en los cuales el casquillo cie la lámpara re— suite inaccesible al contacto directo con los dedos y en los que no haya tensión en la rosca i") aún en el caso de que los portalámparas se monton en luminarias que no admi- tan un acceso directo. Dar preierenA cia a los tipos con envolvente exte— rior de material aislante, no inflama- ble y antihigroscópico. o No confiar al conductor ia sus» tentación de la luminaria, Dar prefe- rencia a los aparatos provistos de cordones, cadenillas o tubos que soporten los esfuerzos de tracción‘ ¡ tubito o cordón L————r-——> I Sólo en el caso de que el aparato sea de peso muy reducido (pocos kilogramos), V Que el cable ofrezca una resistencia mecánica adecuada al peso que deba soportar, se puede confiar a este la tarea de soportar el aparato (solicitar del constructor una garantia al respecto, tanto más cuanto que existen disposiciones normativas sobre el particular). i Nota del T. —En el original: "chiucciola"= concha de caracol, empleado en italiano para describir el cilindro roscado donde se en- rosca el casquillo de la lámpara. 26 desaconsejado o Emplear portalámparas con en- volvente externa metálica, en loca— ies muy húmedos o mojados, cerca de tuberías o grandes masas me— tálicas, al alcance de la mano junto a máquinas o puestos de trabajo en general. 0 Confiar la sustentación de ia Iu- minaria a los bornes de conexión del portalámparas o a los que co- nectan Ia línea de alimentación a los conductores del propio aparato. o Eliminar el revestimiento aislante exterior del cable de alimentación a una cierta distancia da la entrada en el portalámparas: el aislamiento in- dividual de los conductores se po- dria dañar a causa del roce en el ori— iicio de entrada al portalámparas, con peligro de cortocircuito. I Eliminar el revestimiento aislante de los conductores a una excesiva distancia de los bornes de conexión del portalámparas (peligro de corto- circuito o de contacto con las partes exteriores del portalámparas si és- tas son metálicas). Aparatos de mando aconsejado o ‘interruptor íntercalado en la fase, conectada al terminal central dei portalámparas. 0 Para cada "centro de luz" debe de estar siempre previsto el con. ductor de protección para la puesta a tierra de las partes metálicas de los aparatos de iluminación (apara. tos de clase I). N“ 59 “quiere la puesta a tierra para los aparatos de clase 0 y ll (pag, 68). 0 lEl empleo de interruptores uni- polares se admite en circuitos bipo- lares solamente para instalaciones de Iluminación en lugares secos o para potencias no superiores a los 1000 W. desaconsejado I Las tres formas de conexión que aqui se muestran pueden dar lugar a situaciones peligrosas; 41 ‘ ‘0553 V Casquillo bajo tensión a interruptor cerrado; 2 — terminal central del portalám. paras bajo tensión a interruptor abierto; 3 ‘ V0503 V casfluillo siempre bajo tensión. f Emplear interruptores unipolares Sl la alimentación procede de dos fases: faltaría la seguridad de que | a rosca del portalámparas y el casqu¡_ llo de la lámpara no están baio ten— sion icomo en el caso 3). i? 27
  15. 15. Anomalias de las lámparas de incandescencia Inconvenientes Causas y remedios __: l_ Disminución sensible Funcionamiento de la lámpara del flujo luminoso por un tiempo superior al de emitido, su duración media: sustituir la ampolla ennegrecida lámpara. Corta duración, Funcionamiento de la lám- ampolla ennegrecida. ra a temperaturas demasiado elevadas: comprobar las con- diciones de ventilación de la luminaria. L__ Corta duración, rotura del filamento. La lámpara se halla sometida a vibraciones o golpes: mon- tar la luminaria en un soporte antívibratorio o emplear lám- paras antichoque. Luz demasiado Tensión de alimentación su- intensay perior a la nominal: compro- corta duración. bar la tensión y si la instala- ción está alimentada a través de una cabina propia, actuar sobre el conmutador del trans- formador. Luz rojíza. Tensión de alimentación infe- rior a Ia nominal: proceder co- mo en el punto anterior. 28 LAMPAHAS ui: DESCARGA EN ATMOSFERA GASEOSA El grupo de las fuentes luminosas por descarga en un gas es muy amplio. Comprende las lámparas fluorescentes tubula- res, las lámparas de vapor de mercurio o de sodio y los tubos utilizados para los rótulos luminosos. Los principios de fun- cionamiento, las características constructivas, el tipo de luz emitida y los campos de aplicación varían notablemente de uno a otro tipo de lámpara, pese a ser común a todas ellas el fenómeno del paso de la corriente eléctrica a través de un gas. También son problemas comunes a todos estos tipos de lám- paras Ios dispositivos para arrancar y estabilizar la descarga; la corrección de la fase y la eliminación del efecto estrobos- cóplco. tubos fluorescentes T i"; in: q-íï-fi de cálodo caliente siimline de vapor de mercurio asc: de ampolla isométrica de ampolla tubular de vapor de sodio tito de alta presión de baja presión Principales tipos de lámparas de descarga en atmosfera gaseosa Descarga en los gases Supongamos que tenemos un tubo de vidrio o de cuarzo en cuyos extremos se han colocado dos electrodos. Se practica el vacío en el tubo y luego se introduce una pequeña canti- dad de gas o de vapor metálico. 29
  16. 16. ' d a los electrodos una diferencia de potencial de ni- Añhcjfíiïcignte una Parte de I°S ámmos que Constituyen el gas i ve lsvapor serescinden en electrones (G87935 "egawafi V e“ i o e i _ . - - i s se des Iazan ve 02 iones (Cargas P°5'“Va5)i l°s ‘fiïiwmïiis iones lïacia el elec- mente hacia el electrodo POSWVO V trodo n993ÜV°< envoltura de vidrio , L _ cáiodo ánodo _ f‘ . ñ - _ &r + " r ’ gas a iones electrones r ' ' Y cada vez - os los atomos se disocian. sm embarïio’ nourtigdcolisión entre los electrones libres V '05 que Se pro ïczavia no se han disociado el choque origina la ' e o i i ‘Ïmmoïqud otros eiectrones que, en parte se unen al fluio liberaciojn_ e h cia el ánodo y en parte Se asodan de nuevo 1 ri e a _ , i quie SÉtoinÏs de los que Se habla” V‘5‘° a'e1ad°s' La energia a Osestos últimos ceden al regresar a la órbita del P709”? que ‘ r u ' ' ’ ”( iedad , r I iniscencia DFOP atomo da lugar al fenorrgengndáetílraluzusrrison excitados por calm de los gases Y Vapmes e gas eléctricas). o O o o o o o O 0 o o o u . —> 7 g o o a 0 o o o 2i¿_ o o o w ______ _—’7': o oo Í o o I ‘ o o ¡ Ó Í ' dan Iu- . ’ I del átomo H) y electrones libres QUE Electrones que giran en torno al nuc so” qar al fenómeno de la "lumlfllïïeïïcla i , i l i a Electron libre, _ y i ¡ o i - e ira alrededor de nuce . 2 - Impacto entre un electrón libre y otro qu g Ó b‘! 3 w Electron del momo que entra de nuevo en su r ia. 4 — Radiación electromagnémar i 3o y Estabilización de la corriente Normalmente los gases son aislantes; se vuelven conducto- res cuando se ionizan, lo que se obtiene aplicando al tubo una tensión superior a un determinado valor crítico (que de- pende de la naturaleza, temperatura y presión del gas, asi como de las dimensiones del tubo). Dicha tensión recibe el nombre de tensión de arranque o de cebada. Las lámparas de descarga tienen una resistencia interna de caracteristica negativa. Eso es, contrariamente a lo que su- cede con una resistencia común, al aumentar la corriente que atraviesa la lámpara disminuye el valor de la tensión necesa- ria para mantener dicha corriente, Consecuencia de ello es que una vez "encendida" la lámpara, ésta no autolimita la co- rriente absorbída. Así pues, permaneciendo constante la ten- sión de alimentación la corriente tiende a aumentar continua- mente alcanzando rápidamente valores excesivos, capaces de provocar un cortocircuito interno. Es necesaria, por lo tanto, la adopción de alimentadores ¡nduct/ ‘vos apropiados, llamados comúnmente reactancías (*), o bien alimentadores (transformadores) de dispersión magnética i”), que asuman la doble función de limitar la absorción de corriente y estabili- zar al valor requerido la tensión de funcionamiento normal. i") Siruando oportunos enirehierros eri el nucleo magnético, o bien montando los devanados primario y secundario. no uno sobre el otro sino on ramas distintas del núcleo (acoplamiento débil o llojol. aumenta la reaciancia del circuito. 31 l
  17. 17. Tipos de alimentadores Reactancia o alimentador inductivo Se utiliza si la lámpara se alimenta a la tensión de la red. Al cerrar el circuito se aplica a la lámpara la totalidad de la tensión. Debido a que el gas no está todavía ionizado, no hay corriente en el interior de la lámpara ni tampoco a través del alimentador (es como si el circuito estuviera abierto). Después de unos segundos, bajo el efecto de la tensión apli- cada a los electrodos, se inicia el proceso de ionización y arranca la descarga. Una vez producido el arranque, la co- rriente que pasa por el alimentador provoca una caida de ten- sión y, por consiguiente, la tensión aplicada a la lámpara su- fre una reducción. N L. reaciancia Transformador o alimentador de dispersión De aplicación cuando se requieran tensiones de arranque y de funciona miento elevadas (por ejemplo, rótulos luminosos). El principio de funcionamiento es análogo al caso prece- dente. Una vez ha arrancado la descarga, se reduce la tensión por efecto de la reactancia de dispersión de los devanados. A) - transformador {-2 Autotransformador o alimentador elevador De aplicación cuando no se requieren del secundario tensio- nes elevadas, como en el caso del transformador. - autotransformador m; I‘ Nara — Los esquemas presentados más arriba, son esquemas de principio. En pági- nas sucesivas, al describir los diferentes tipos de lámparas, se indicarán asimismo los correspondientes sistemas de alimentación. 32 Corrección del factor de potencia La adopción de los alimentadores indicados en la página pre- cedente provoca un desfase entre la corriente absorbida por la lámpara de descarga y la tensión de alimentación (fenóme- no que no se produce en las lámparas de incandescencia al ser la carga virtualmente de tipo resistivo). EI factor de poten- cia de la instalación (cos (l), léase caseno fi) se reduce a vaio- res comprendidos entre 0,3 — 0,5, demasiado bajos para un aprovechamiento racional de las instalaciones. Las disposi- ciones del CIP (Comité Interministerial de Precios) prevén la obligación de corregir la fase a fin de que el factor de poten- cia no descienda por debajo de 0,9. La corrección de fase puede ser: — centralizada: se emplea un solo condensador de capacidad adecuada (0 una bateria de condensadores) colocado en pa- ralelo a todas las lámparas. Este sistema se adopta en gran- des instalaciones (naves industriales, almacenes, etc. ). —¡ndiv/ 'dua/ : la reactancia de cada lámpara está provista del oportuno condensador que puede estar conectado en para- lelo con la linea (corrección de fase). Si al circuito capacitivo se le añade otro inductivo se tiene un circuito de dos lámpa- ras con la fase compensada, llamado "DUO”. Este tipo de circuito permite ejecutar instalaciones compuestas de nume- rosas lámparas en las que el condensador se monta alternati- vamente, en una lámpara si y en otra no. Además, una even- tual pérdida dela compensación por cortocircuito de un con- densador no afecta a toda la instalación. Por último, ofrece la ventaja de corregir el efecto estroboscópico. Corrección de la fase con circuito "DUO" Corrección de la fase en serie Corrección de la fase en paralelo 33
  18. 18. Efecto estroboscópico- Las lámparas de descarga en atmósfera gaseosa dan lugar al efecto estroboscópico: objetos animados de FáPIÓO m°V'* miento rectilíneo o circular, parece que esten parados o que se muevan a saltos, Dicho efecto puede provocar accidentes de trabajo. _ La causa del fenómeno reside en la corriente alterna que ali- menta las lámparas: éstas se apagan dos veces en Cada D6- riodo, en el momento en que la Corrientey la tension pasan por el cero (las lámparas de incandescencia no se ven a ecta- das por ello debido a la inercia térmica del filamento). 3| 8| intervalo que media entre dos raiagas de luz es Igláfiflhal tiempo en que un objeto en rotacion efectua Un QWO: ‘C ,0 objeto se ve como si estuviera parado: si las ráfagas son mas frecuentes el objeto da la impresión de girar hacia atras. Remedios: empleo simultáneo de dos o más lámparas que emitan flujos luminosos desfasados entre si, o alimentación de las lámparas por medio de un sistema trifasico. zur»: - Alimentación monofásica a partir de una línea Obtención de flujos lumino- H _ trífásica (atencion al equilibrado de la carga). sos desfasados, intercalando un condensador en serie con una de las reactancias. Tras examinar los problemas comunes a todas las lámparas de descarga en atmósfera gaseosa, se describen en las pági- nas siguientes las características más sobresalientes de las diversos tipos de lámparas. 34 LAMPARAS FLUORESCENTES TUBULARES La cara interna del tubo de descarga está revestida de una sutil capa de polvos fluorescentes. Dentro del tubo se intro- duce vapor de mercurio a baja presión: cuando se alimenta la lámpara el mercurio emite radiaciones ultravioleta, invisibles, que golpean la capa de polvo fluorescente originando radia- ciones visibles. luz tIli/ /r/ / V radiaciones ultravioleta sales fluorescentes electrodo electrones átomo de mercurio El flujo luminoso depende del tipo de polvos fluorescentes, de su pureza, de la estructura y dimensiones de los cristales. Según las substancias empleadas se obtiene una emisión de luz en los siguientes colores. Sal fluorescente Color de la luz emitida Azul oscuro Tungstato de calcio Tungstato de magnesio Azul claro Sllicato de cinc y berílio Amarillo claro Silicato de cinc Amarillo-verde Silicato de cadmio Amarillo-rosa Borato de cadmio Rosa claro Con relación a la modalidad de encendido, se dispone de los siguientes tipos de lámparas fluorescentes: —de cátodo caliente, precalentado: —de cátodo caliente, sin precalentamiento; —de cátodo frío Nata —— En los esquemas electrónicos, las lámparas fluorescen- tes tubulares rectilíneas se indican con el signo gráfico 1, que se completa (si viene al caso) con la indicación de la potencia dela lámpara. Si, en cambio, son circulares o cuadradas se indican, respectivamente, con los símbolos gráficos 2 y 3. S; Üa 35
  19. 19. De cátodo caliente, con precalentamiento Los electrodos están constituidos por un filamento de tungs- teno, enrollado en espiral sobre el que se han depositado substancias aptas para la emisión de electrones (óxidos de bario o de estroncio). Al alimentar los electrodos, éstos se ca» lientan y provocan una intensa emisión electrónica que da lu- gar al arranque del arco entre los propios electrodos. Para conseguir el precalentamiento de los electrodos se adopta un dispositivo apropiado denominado interruptor de arranque, o más comúnmente cebador, cuya función es com- parable a la de un interruptor automático. Está formado por una pequeña ampolla que contiene dos contactos (normal- mente abiertos) uno de los cuales es una lámina bimetálica. La ampolla ha sido rellenada con un gas raro. El cebador se intercala en serie con los filamentos de la lámpara (el con- densador que se incorpora al cebador está destinado a elimi- nar las perturbaciones radiofónicas). lámina bimetálica fra‘ ampolla i hermética 5*’ E rnactancia electrodos Esquema de principio de una lámpara fluorescente de cátodo precalentado. a e Cebador y zócalo para el correspondiente montaje. b »- Portalámparas con cebador. El encendido de la lámpara se produce de la siguiente ma- nera: —al aplicar tensión tiene lugar una descarga luminiscente entre los dos contactos abiertos del cebador, que calienta la lámina bimetálica haciéndola flexionar hasta cerrar el cír- cuito; -— la corriente fluye entonces a través de los electrodos de la lámpara calentándolos (tiempo, 1-2 segundos); — cuando están cerrados los contactos del cebador se anula la descarga Iuminiscente y se enfría el bimetal recuperando su forma inicial, con lo que se abre el circuito. De este modo se provoca, debido a la presencia de la reactancia, una sobre- tensión que hace arrancar la descarga entre los electrodos si- tuados en los extremos de la lámpara; 36 . . -» ' mos de la lámpara g dlsmínuye la tension apycagabédlosaelxcitrcïual no se repite la por efecto dela reactancia, e I 0 d _ Or descarga Iuminiscente entre los contactos del ceba or. P . . » ' ' d rante el funciona- consiguiente, este no vuelve a Intervenlf U miento normal de la lámpara. De encendido instantáneo Las lámparas de encendido instantáneo no requierlen el Srrrei- ' 'as es ecia es se — meo del cebador‘ Por medio de ‘readnadïezvanadgs suplementa- calientan los electrodos (a UBVGS e . . _ ' ) produce el arranque del arco y se estabiliza la co nos, se . . . - ' ctancia son. rriente de descarga. Dichos tipos de [rea ‘d, S a las —rapidstart: requieren el emPlÉO de lamparas ' mea que también se denomina rapidstart: rapidslarl . , l on las lámparas — tech/ start. son adecuadas para sufmgtïor: “¡wen el Cm_ fluorescentes comunes QUE “Dima me H q _ 3| I cl un cebador Si se adopta la solucion tachistart para c p eo ngido es necesario dotar a la lámpara de una cinta me— ence . tálica dispuesta a lo largo del tubo- tachislnrt _ . - ' , marciales que no todos los N del T, -— Rapidstart yTachistart son denUmIHBCIOHES V0 iabricantes utilizan.
  20. 20. Características de las lámparas fluorescentes Campos de utilización Iluminación en general, civil e industrial. Es conveniente no montarlas a una altura mayor de 4 — 6 metros (6 — 8 metros para lámparas de elevada emisión). Ventajas Buena eficiencia luminosa (de 4 a 6 veces mayor que las lámparas de incandescencia) y por lo tanto de bajo coste de funcionamiento; baja luminancia (0,3 a 1,3 cel/ mz) de forma que se reducen sensiblemente los problemas de deslumbra- miento; bueno y óptimo rendimiento cromático (según los tipos): elevada duración de vida media (6000 a 9000 horas). Sin ninguna limitación en cuanto a Ia posición de funciona- miento. Desventajas Empleo de equipo auxiliar para el arranque de la descarga (reactancia y cebador); grandes dimensiones; coste 10 a 15 veces mayor que el de una lámpara de incandescencia de potencia similar (según los tipos y con inclusión de la reac- tancia y el cebador). Diámetro del tubo: 38 mm. Potencia Potencia Longitud Flujo Eficiencia nominal incluida la lexcluidas luminoso luminosa reactancia las espigasl (Wl (W) (mm) (lml (Im/ W) 15 23 438 600 20 29 590 1 O80 25 34 970 ‘l 500 30 40 %95 2 OOO 40 50 1 200 2 500 65 75 1 500 4 OOO 3B Lámparas circulares y en U Potencia Potencia Dimensiones nominal incluida la reactancia lW) (W) (mm) Flujo luminoso llm) 5 s 8 ‘a 82 X250 82 x370 130x310 82x463 130 X 610 130x765 doblada en U tos flujos luminosos indicados en la tabla que aparece más arriba, están referidos al color 2 (4000 — 5000 K luz blan- quísíma extra). De todas formas, es aconsejable tomar como referencia los catálogos de las firmas fabricantes cuando se deban llevar a cabo cálculos de luminotecnia. De hecho vol- viendoa lo dicho anteriormente (ver págs. 9 — 13) respecto al rendimiento cromático y a la eficiencia luminosa a través de los catálogos se observa que la gama de lámparas fluores- centes es bastante amplia dentro del ámbito de una misma potencia nominal. En la página siguiente ofrecemos a título de eiemplo, los tipos de lamparas tubulares rectilíneas que es posible encontrar en el mercado, para potencias de 20 40 65W ' ' 39
  21. 21. duo nm _: N Hmíumqmzcam ISO _:3_: omo 23V w333 a. .. no5.‘ 2C mui aíznímmím mrOOOiswmOO w m m moo _ ooo N moo m omo m moo A Nao u No0 m 3o c538 225m w OOO . _ NmO w NOO m ¿OO A ooo fino no En v 033mm ammsnmm omzioozmm < ñonïmzmm luz dia extra luz dia de luxe blanquisima blanquisíma de luxe IIIIIIIII blanca extra cálida cálida de luxe natural muy cálida cia luminosa De elevaa eficien- ooïsmaom arman: s; mi; A N _CN am es 9:8 O mOO w t_ oízncïím am Exm w QOO bo N OOO Emznm 8:3. am Exm noímoaosmm emlmñmaqmm Bcmïmmt mxonscamm _. o<m1mm. «m_o_. m1mm lJ 253mm‘ umoamzmm _CN am e. » am .58 Uïcncmlmm. cmlcflsmlmm 83o 3c< 925o De alto rendimiento cromático zoqínmnmmm ïncmímm . m 1 _ escasa m: canoa: coa _o ncm oo: o_m3m m. omBUo am mu: omo_o: mm_ «mBEBm m _m “Evwmzamm , 82m ncm mm omqmom m: _m nmmmzm nonzmcm. 23mm. ñzaom I omumoïmn nm _om ooznozmmnoqom no noimnnïw: no Emo Oznïmm omnïmm < 85m am mmnmqm mmïm am oolmqmnoím m: _m 82m m 63m mm w398: _ow 555m noimmnosaíímm m: 332o: qm _m Sano: am mzima. 3 < no _m mañana um _m 532m3. rm nmumfiama mm ïaïm m: 33333. 20m < mm < m Umam w229. 1329 nm no32“: m: :3 <2? mzumzo. m om. mm rm: «maosammqo _om <m_oqmm 233.30 m; ncmzfi _mm omnmnamamm 95 mm ocean: cuan? m: m. 3.23.5. o: 3mm aoaomm roomïm uocznow «mflmcqmssmm. ooBmQoSm 93mm < «mmzóm mmocmíwy mmïm am mnsom m_33mm_om Símznmm ncmlom am mmwíomomt Hmawmumm oooïmm < cmmom oo: nmcmao. . Um manmznzao ífimanuamo mmmnaaam mmmoszim mmmosansm o: umaïo o: e25 m: umSÏo sus < MMO < NNO < m c153 umqm zïsïmaozmm am 3mm nm Boo _cx. so m3
  22. 22. Tonalidad de la luz y temperatura de color Remítimos el lector a cuanto se ha tratado en las páginas 9 a 13 a propósito del rendimiento cromático y de la tempera- tura de color. Según ya hemos dicho, el rendimiento cromá- tico y la temperatura de color dependen de los polvos fluo- rescentes depositados en el interior del tubo. Los colores de luz normalizados son los siguientes: color 7 — 6000 — 6500 K: "luz de día", tonalidad fría que se aproxima a la luz natural. Se emplea para el muestreo de los colores o para crear una atmósfera fría y dinámica: color 2 — 4000 — 4500 K: "luz blanquísima", tonalidad fría fácilmente armonizable con la luz natural. Se emplea para ¡n- tegrar la luz natural con la artificial. calor 3 — 3000 w 3500 K: "tono cálido", aconsejado para la creación de atmósferas reposantes e íntimas. Téngase presente que cuanto más elevada sea la tempera- tura de color, tanto más alto debe ser el nivel de la ilumina- ción. La zona coloreada del diagrama proporciona una orien- tación al respecto. Asi, por ejemplo, para lámparas de color 1 (6000 K), son aconsejables iluminaciones de más de 500 lux, en tanto que para lámparas de color 3 (3000 K) se obtienen buenos resultados con iluminaciones comprendidas entre 150 y 500 lux. 2000» 4 l0(D 500 20o ¡v roo —- 50 2o l0 l » 5L. i750 2000 23D 300o 4% SÉ 700o temperatura de color (K) ‘iluminación lluxl Criterios de elección de la temperatura de color en función de la iluminación. Se ob- serva fácilmente que con una iluminación de 500 lux resulta posible utilizar casi toda la gama de las lámparas fluorescentes tubulares. 42 Rendi- miento cromático TONALIDAD l- cálida 30003 500 K f blanquísima 11000-4500 K ¿e luz de día 600045500 K discreto Tonalidad próxima a la de las lámparas de incandescencia pero de distinta compost ción espectral. naa s 53 Empleo - limitado, en algunos interiores. coloración interme- clia entre la luz de dia Y la de las lámparas de incandescencia. lRC=67 Empleo - para la ilu- minación industrial y viaria. Coloración muy fria, con predominio de las radiaciones azules lsemejames a las que provienen de un cielo luminoso al alba) lRC : 82 Empleo - para paises de clima muy cálido. Tonalidad rica eri ra- diaciones rojas que confieren un aspecto óptimo a las perso- nas v alimentos. IRC : 86 Emp/ ea — tiendas de articulos alimenticios bares, restaurantes. Buena apreciación de los colores y buena eficiencia luminosa. IRC: B5 Empleo - Olicinas, tiendas de artículos para vestir, grandes almacenes, hospitales, Elevado indice de ren— dimienio cromálico. Aconsejable con elee vados niveles de ¡Iu- minación (500 lux). lRC=95 Empleo — tiendas de tejidos o peleterias, tintorerías, industrias textiles. También llamada "luz doméstica’ porque su luz es similar ala de las lámparas dc in; canrlescencia. IHC—, -94 Empleo — viviendas, restaurantes, cines‘ iglesias. Deiinida como "luz natural" porque es sí- milar a la luz del sol a pleno día IRC: 96 Empleo — llorísterías o librerias, galerias de arto. salones de mo- ria‘ Luz similar ala de un dia sereno (sin rayos solares). lRC<93 ¿’WD/ eo — escapara— (es, laboratorios don- de se empleen patro— nus de color (con 800» iooo lux). 43
  23. 23. Lámparas fluorescentes de tipos especiales De pequeñas dimensiones Caracterizadas por su pequeño tamaño, se emplean para ilu- minación localizada (espejos, interior de muebles, etc. ) o en tipos especiales de luminarias. Lámparas miniatura (E 75 mm) De pequeño diámetro o cortas Longitud Flujo Potencia Longitud Flujo del tubo luminoso nominal del tubo luminoso lmm) (lm) (W) lmm) llm) ' Valores correspondientes a las lámparas de pequeño diámetro (El 26 mm) "" Valores correspondientes a las lámparas cortas (Q1 38 mm). Lámparas de colores Las lámparas fluorescentes también pueden ser de color (rojo, amarillo, verde, azul). Se utilizan para la obtención de efectos particulares (escaparates, locales públicos y salas de baile). Se suministran en potencias de 20 — 40 W. Con reflector incorporado El flujo luminoso es dirigido hacia abajo. Se pueden montar en luminarias que no tengan reflector. Con ellas se evita la pérdida de flujo consiguiente al depósito de polvo sobre el tubo. tubo de vidrio capa rellectora polvo fluorescente 44 Lámparas fluorescentes de encendido rápido Normales Están provistas de bases con doble espiga. Han sido proyec- tadas para ser alimentadas con el circuito de encendido rá- pido (rapidstart). Es necesario montar la lámpara a menos de 2 cm del reflector o bien proveerla de una cinta metálica, puestos a tierra tanto el uno como la otra. Algunos fabrican- tes suministran las lámparas con una cinta interna, metaliza- da en caliente. El encendido es prácticamente inmediato. Eficiencia luminosa Potencia Longitud Flujo nominal del tubo luminoso (W) (mm) llm) llm/ W) 20 l 150 40 ' 3 OOO G5 4 800 Valores correspondientes a la tonalidad de color "blanqtiísima". Existen también en los tonos "luz día", "blanca cálida" y "hlanquísirna extra". De alta emisión El flujo que proporcionan, por unidad de longitud, es bastante más elevado que en las lámparas normales. Este resultado se obtiene creando un punto frío en el interior de la lámpara, que consiste en un espacio de unos 6 cm, situado detrás de los electrodos y separado de ellos por una pantalla destinada a cerrar el paso ala radiación calorifica. Se pueden alimentar con un circuito de encendido rápido y hay que montarlas en aparatos provistos de una buena ventilación. Flujo Eficiencia luminoso luminosa llm) (Im/ W) 7100 47 9000 51 16000 65 Valores referidos a la tonalidad de luz “blanqtiísima" 45
  24. 24. Advertencias —< El flujo luminoso emitido por las lámparas fluorescen- tes depende de la temperatura ambiente. A temperaturas superiores o inferiores a los 20 — 30 °C disminuye el flujo luminoso y, por lo tanto, la eficiencia. —« Si hay que instalar lámparas fluorescentes en ambien- tes fríos, se deben proteger con aparatos cerrados para evitar la disipación térmica. Eventualmente, se pueden utilizar lámparas de encendido rápido revestidas con una capa de polvo de silicona, o bien lámparas de amalgama Comparación entre el flujo luminoso emitido por una lámpara iluo» rescente tubular normal y una de amalgama de indio, en función de la temperatura ambiente. o lO 2o 3o e Si las lámparas están instaladas en ambientes muy cal- deados (o en aparatos cerrados), se deben tomar medidas para que exista una buena ventilación a fin de disipar el exceso de calor. —-- La vida media de las lámparas fluorescentes de cátodo caliente depende del número de encendidos: si son fre- cuentes, aquella se reduce notablemente. Normalmente están previstas para ciclos de encendido de tres horas. Por lo tanto, cuanto menor sea el número de veces que se encienda, mayor es la duración de la lámpara. r- En las primeras 100 horas de funcionamiento la efí- ciencia se reduce en un 10% aproximadamente; al tér- mino de la vida media la reducción es del 25 %. Téngase esto en cuenta al efectuar los cálculos para los niveles de iluminación. — Una tensión demasiado baja o demasiado alta respecto a la tensión nominal, reduce la eficiencia y duración dela lámpara. Si la tensión es baja puede dar lugar a dificulta- des de encendido. 46 Lamparas fluorescentes sin precalentamiento de cátodo Son, sustancialmente, similares a las que acabamos de des mb": aunque, generalmente, de menor diámetro Se les llama también s/ ¡m/ ¡ne (linea fina). Evitan el retardo en el encendido tl ' , , pico en las lámparas de catodo precalentado. No requieren cebador. La tensión de arranque es alta; por consiguiente la sum’ ' tran reactancias con una fuerte dispersión de fluljo El falgtltïr d ‘ ' - - . , d: ¡FÁJSÏÉTICIB es bajo, de ahí que es indispensable la correccion esquema forma de la lámpara de Canadá" Para favorecer el encendido están provistas a veces de u - . . . na cinta metalizada colocada" en su interior, Areas de utilización La considerabl ' - - - . . ‘e longitud de los tubos simplifica la realización ¡(ríeeuaeíglggglumánosos (grandes salas de ventas o destinadas a directa . 0 e gargantas luminosas para la iluminación ín- Prote ' d " . . 9m” ° e! mb‘) 3°” SWCOHBS, se pueden utilizar las lám- paras en ambientes de baja temperatura, Ventajas Eric d’d ' ' ‘ - . en l o inmediato incluso a baja temperatura; elevada efi- ciencia luminosa; ba‘ l ' ' A . . ‘Ada medía (6000 a lgoáigïuïrggaa, notable duracion de la Desventajas Además de l - . ¡ámparas fluïeflsï: Yta Sedhan mencionado con relación a las _ n es e catodo caliente. requieren un mayor cuidado en el transporte y durante el montaje 47
  25. 25. Características de las lámparas ”s/ /m/ /ne" (base monaesp/ ga) Potencia Dimensiones Fiujo nominal diámetro longitud luminosa (Wi (mml imml‘ (Im) blanquísima 37 luz de dia blanca blanquísima luz de día blanca blanquísima luz de día blanquísima luz de día blanca blanquísima luz de día blanca ' Excluidas las espigas. Para obtener la longitud total añadir 20 mm. Características de las lámparas ”/ stanstart" (de arranque instantánea} (base biespiga} Potencia Dimensiones Tonalidad Fiujo nominal diámetro longitud del color ¡ummoso lWl (mml lmm)" (im) 1 200 "iguales dimensiones que las lamparas tubulares normales de catodo caliente, de 40 W. ‘ Por lotantorse pueden montar en las mismas luminarias. Con una reactancia especial enciende instantáneamente, igual que el tubo "slimline". 48 Anomalias de las lámparas fluorescentes Inconvenientes Causas y remedios Encendido Tensión de alimentación inferior a dificultoso la nominal, Temperatura ambiente demasiado baja: sustituir la lámpara normal por otra adecuada a las temperatu- ras bajas o recurrir al empleo de aparatos que proporcionen una pro- tección térmica para la lámpara. Disminución del flujo luminoso Falla el encendido Uso prolongado, superior a la dura- ción media de la lámpara: sustituir la lámpara antes de que se agote. Electrodos quemados o interrumpi- dos: sustituir Ia lámpara. Cebador defectuoso: reemplazarlo. Conexiones defectuosas; los termi- nales se han aflojado u oxidado. El arco no arranca pese a que los electrodos funcionen Reactancia defectuosa: sustituirla. Cebador en cortocircuito: sustituirlo. ¡ Si se lleva a cabo un reemplazo i programado de las lámparas, es conveniente sustituir el cebador ca- da dos cambios de lámpara. Oscurecimiento de la zona próxima a los electrodos Uso prolongado, superior a la dura- ción media de la lámpara: sustituir la lámpara. Reactancia y cebador defectuosos. Parpadeo Con lámpara nueva: hay muchas probabilidades de que el fenómeno desaparezca por si’ soio. Alimentación moncfásica: distribuir las lámparas entre las tres fases o recurrir a la alimentación “duo". 49
  26. 26. Lámparas para rótulos luminosos Son lámparas de cátodo frío, Los tubos son muy largos, el diámetro puede oscilar entre 13 - 17 — 22 mm. Los electro- dos están formados por pequeños y simples cilindros de hie- rro electrolítico y níquel-cromo. Según qué gas se introduzca en ellas se obtienen diversos colores: mercurio —> azul-verdoso sodio —> amarillo neón ——> rojo-anaranjado helio —- rosa La potencia absorbida oscila entre 20 y 30 vatios por metro y "la eficiencia luminosa es de unos 7 lm/ N. La duración media es de unas 10000 horas e incluso más. La tensión de alimentación se puede estimar en unos 800 a 1000 V por metro (dependiendo del tipo y diámetro del tubo). La legislación relativa a la prevención de accidentes del trabajo establece los 6000 V como límite para la tensión de alimentación. Así pues, si el rótulo es muy largo (por ejem- plo, de más de 6 - 7 metros), es necesario recurrir a más de un alimentador. n———N w-R 50 LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO Están constituidas por un pequeño tubo de cuarzo que con- tiene vapor de mercurio a alta presión y un gas inerte (argón), para facilitar la descarga. En ambos extremos se hallan dis- puestos los electrodos, dos de los cuales son principales y uno o dos son auxiliares. El tubo de cuarzo -—I| amado también tubo de descarga- se encierra en un globo de vidrio para aislarlo del ambiente ex- terno. Este globo, no solamente absorbe las radiaciones ul- travioleta (perjudiciales para los ojos), que dan lugar a la for- mación de ozono en el aire, sino que sirve también para me- jorar la calidad de la luz siempre y cuando esté revestido in- ternamente de polvo fluorescente. La forma del globo, que recibe el nombre de ísatérmíca, ha sido estudiada a propósito para que proporcione una distribu- ción uniforme de la temperatura en toda su superficie. Sin embargo, también existen lámparas de forma cilíndrica. El globo se fabrica con un vidrio de tipo duro a fin de que re- sista los saltos térmicos y las salpicaduras. reactancia globo externo __I electrodo auxiliar lll resistencia E! '. electrodos Elementos constitutivos de una lámpara de principales vapor de mercurio y esquema de conexio- nado: la reactancia está conectada en serie con la lámpara y el condensador de correc- ción de fase en paralelo. tubo de descarga Las lámparas de vapor de mercurio pueden ser: con globo fluorescente; con reflector incorporado; de luz mezcla y con Nota — En los esquemas eléctricos, las lámparas de vapor de mercurio se indican con el signo que figura al lado, seguido (si el caso lo requiere) n Xng de la indicación de potencia de la lámpara. 51
  27. 27. halogenuros. Reservándonos para más adelante la descrip- ción de las caracteristicas de los diversos tipos de lámparas, consideramos conveniente definir desde ahora las áreas de utilización, las ventajas y las desventajas de estas fuentes de luz. Areas de utilización Para la iluminación general de grandes edificios industriales (talleres, almacenes, depósitos, etc. ). Para potencias hasta 250W es recomendable montar las lámparas a una altura de 5 a 8 metros y de 8 a 20 metros para potencias mayores. Ventajas Eficiencia luminosa óptima; luminancia de tipo medio (4 — 25 cd/ cmz), rendimiento cromático discreto o bueno (según los tipos): pequeño tamaño y buen promedio de vida (6000 — 9000 horas). Para las lámparas con globo de vidrio no hay ninguna limita- ción en cuanto ala posición de funcionamiento: para otros ti- pos de lámparas (por ejemplo, con halogenuros) existen, en cambio, unas prescripciones particulares. La gama de potencias en que se suministran es, respecto de las lámparas fluorescentes, decididamente más elevada. En efecto, una lámpara de vapor de mercurio de 400W emite un flujo luminoso de 23000 lúmenes, que es aproximada- mente igual al de 7-8 lámparas fluorescentes tubulares de cátodo caliente, de 40 W, ocupando un espacio extremada- mente más reducido. Naturalmente, con una sola lámpara de vapor de mercurio la luminancia es más alta que con las 7-8 lámparas fluorescentes tubulares. Desventajas Empleo de equipo auxiliar para el arranque de la descarga. El encendido no es inmediato: requiere de 4 a 5 minutos para alcanzar la máxima emisión luminosa. Costo elevado que, sin embargo, se amortiza con el uso gracias a la buena eficiencia luminosa y a la duración. Si se ponen de nuevo en circuito, cuando todavia están ca- lientes, el tiempo necesario para que vuelvan a encenderse puede ser del orden de unos 6 minutos (incluso más para las lámparas con halogenuros). 52 Existen diversos tipos de lámparas de vapor de mercurio. a -— con ampolla fluorescente: la cara interna de la ampolla está revestida de vanadiato de itrio, activado con europio. Di- cha substancia fluorescente permite obtener un espectro lu- minoso compuesto, principalmente. por radiaciones rojas y de gran longitud de onda. Requieren el empleo de luminarias adecuadas. Caracteristicas de las lámparas con ampolla fluorescente Potencia Potencia Diametro Longitud Flujo Eficiencia nominal absorbida‘ luminoso luminosa (Wl lW) (mm) lmm) (Im) (¡m/ Wi 50 59 55 130 2 OOO 34 80 89 70 156 3 800 43 75 170 6 300 46 90 226 13 700 52 120 292 23 100 54 150. 343 40 OOO 55 165 380 55 O00 53 185 420 130 O00 63 ' incluidas las pérdidas en la reactancie. b — con ampolla fluorescente y reflector incorporado: la parte superior del globo está provista de una superficie reflec- tante que dirige el flujo luminoso hacia abajo. Ofrecen la ventaja de requerir Iu- minarias sencillas y económicas. 53
  28. 28. c — de luz mezcla: proporcionan una luz mixta, mercurio—in— candescencia. AI tubo de descarga normal se le ha añadido un filamento metálico (conectado en serie) que ejecuta la do- ble función de suministrar una radiación luminosa de color rojo (típica de las lámparas de incandescencia) y de servir como resistencia de estabilización de la descarga. Por dicha razón no hacen falta dispositivos auxiliares de alimentación. Sustituyen a las lámparas de incandescencia normales (de elevada potencia) por la mayor cantidad de flujo luminoso emitido, por la mayor eficiencia luminosa y por tener una vida media de más larga duración. Ahora bien, la ampolla es sen- sible a las solicitudes térmicas. La posición de funcionamiento varía con la potencia: se de- ben examinar cuidadosamente los catálogos de los fabrican- tes. - 1 ampolla externa » resistencia N50 de electrodo descarga principal filamento electrodo auxiliar Características de las lámparas de luz mezcla Potencia Diámetro Longitud Flujo Eficiencia nominal luminoso luminosa (Wl (mml lmm) llm) (Im/ W) 87 187 230 275 315 d —— con halogenuros: añadiendo al mercurio algunos metales en forma de yoduros (sodio, indio, tallo) se obtiene un buen rendimiento crornatico y elevada eficiencia luminosa (75-90 lm/ W). Estas lámparas, de reducidas dimensiones, permiten un buen control del flujo luminoso. Requieren dispositivos auxiliares para facilitar el arranque de la descarga (reactancia y arrancador). La posición de funcionamiento varía con el tipo y la potencia de la lámpara: examinar cuidadosamente los catálogos de los fabricantes. Características de las lámparas con ha/ agenuros, de ampolla clara o fluorescente m ¿“bulla clara ampolla fluorescente Potencia Potencia Diámetro Longitud Flujo Eficiencia nominal absorbida’ Iunfingsg lurningsa (Wl (W) lmm) lrnml (¡mi (im/ w) 250 275 38 20 OOO 360 385 46 28 OOO 2 000 2 O70 190 OOO fluorescente " Incluidos las pérdidas en la reactancia 55
  29. 29. dvertencias ¿Para evitar el efecto estroboscópico conéctense las mparas a distintas fases de la red de alimentación. ‘El “UÍO luminoso máximo se alcanza varios minutos despues del encendido. Cuando se apaga la lámpara no es posible obtener de nuevo el encendido hasta transcu- rridos unos minutos de enfriamiento. — Las lámparas delluz mezcla no se pueden conectar a re- des de alimentacion cuya tensión descienda por debajo del valor nominal pues se apagarían, - Comprobar que la luminaria sea adecuada para la dis- persion del calor producido por la fuente de luz y el sis- tema de encendido. — No sustituir una lámpara por otra de mayor potencia en una luminaria prevista para un determinado tipo de fuente de luz. Anomalias de las lámparas de vapor de mercurio Inconvenientes Causas y remedios Poca luz Uso prolongado, superior a la dura- ción media de Ia lámpara. Depósito de polvo y suciedad debi- do a un mantenimiento insuficiente. Rotura de Posición de funcionamiento inco- la ampolla rrecta: atenerse escrupulosamente a las indicaciones del fabricante. Contacto dela ampolla con paredes frias debido a un mal montaje de la lámpara. Solicitaciones y vibraciones mecá- nicas: montar la luminaria sobre so- portes antivibratorios. Reactancia averiada o inadecuada: sustituirlo. 56 LAMPARAS DE VAPOR DE SODIO De baja presión Están constituidas por un tubo doblado sobre si mismo en forma de U, relleno de una mezcla de gases inertes (por ejemplo, neón) ala que se agrega una cierta cantidad de so- dio. Cuando la lámpara está fria, el sodio se deposita a lo largo del tubo en forma de gotitas; bajo el efecto de la des- carga el sodio pasa al estado gaseoso. Fijados a los extremos del tubo se hallan los electrodos, re- vestidos de substancias capaces de emitir electrones. El tubo está dotado de prominencias que hacen la función de pequeños pozos para la recogida del sodio, así como de "puntos fríos" que neutralízan la tendencia del sodio, durante la condensación, a dirigirse hacia la parte curva del tubo. Para reducir la cantidad de calor transmitido al exterior, el tubo doblado en U está encerrado en una ampolla de vidrio en la que se ha practicado el vacío. izubo de protección electrodos tubo de descarga? transformador de dispersión del 50d“? Areas de utilización Iluminación viaria (bifurcaciones y nudos de carreteras, túne- les, pasos subterráneos) y en general para indicar lugares pe- ligrosos. Se emplean también para la iluminación en fundiciones y acererías, donde interesa más la percepción de la forma que la de los colores. Es aconsejable montar las lámparas a una altura de 8 a 15 metros, según sea su potencia. Ventajas Eficiencia luminosa elevadísíma y notable duración media de vida (6000 horas); luminancia mediana (7,5 — 14 t: -:4., i"cm2). Nata — En los esquemas eléctricos, las lámparas de vapor de sodio se X indican con el signo gráfico que figura al lado, seguido (si el caso lo re- - Na quiere) de la indicación de la potencia de la lámpara,
  30. 30. Desventajas La luz uinititla es inonocromática (amarilla) y los colores de los cuerpos iluminados resultan alterados: esta caracteristica limita el area de su utilización. Es necesario recurrir a dispositivos auxiliares para el arranque de Ia descarga. Hasta transcurridos 5-10 minutos desde la conexión inicial no se alcanza el 80 % de la emisión máxima. Características de las lámparas de sodio a baja presión Potencia Potencia Diámetro Longitud Flujo Eficiencia nomina) absorbida‘ luminoso luminosa (W) lW) lmriil (mm) llm) llm/ N) 35 56 51 310 4600 55 76 51 425 7 600 90 H3 65 528 12 500 175 65 775 21 500 220 65 1 120 31 OOO 235 45 1 200 31 OOO ‘incluidas Ins pérdidas de lo resistencia Existen también lámparas de vapor de sodio a baja presión, de forma lineal. Los accesorios para el encendido y la alimen- tación son similares a los de las lámparas fluorescentes tubu- lares. Sin embargo, no son muy utilizadas. De alta presión Son lámparas en las que el contenido de sodio es muy ele- vado. La luz que emiten —calificada de blanco oro — per- mite un rendimiento cromático discreto. Para la construcción del tubo de descarga se recurre a un óxido de aluminio sinterizado que resiste las altas-temperatu- ras y no es atacado por el sodio. En el tubo de descarga se introduce una amalgama de sodio (aleación de sodio y mercurio), junto con un gas raro a baja presión para favorecer el arranque de la descarga. El tubo de 58 descarga se coloca en una ampolla o tubo de vidrio duro, en el que se practica el vacio para reducir la dispersión térmica y conseguir la máxima eficiencia. tubo de descarga c , I “I reactancis supone helicoidal tubo de protección Para el arranque de la descarga se recurre a cebadores he- chos mediante tiristores que determinan la formación de pi- cos de tensión muy elevados (del orden de los 3 kV) a través de los electrodos de la lámpara, y que se superponen a la tensión suministrada por la reactancia. Una vez que la des- carga se ha iniciado, el cebador se desconecta automática- mente. Existen, sin embargo, nuevos tipos de lámpara que no requie- ren el cebador electrónico para el arranque y, por lo tanto, se pueden alimentar con las mismas reactancias que se em- plean para las lámparas de vapor de mercurio. Esto permite una rápida sustitución de estas últimas cuando se pretende elevar el nivel del alumbrado o ahorrar energia. Areas de utilización Para el alumbrado industrial (almacenes, naves industriales) y viario (zonas portuarias y aeropuertos), asi como ilumina- ción de fachadas de edificios y monumentos. Para la iluminación de interiores es aconsejable montar las lámparas a una altura de 6 a 10 metros para potencias de 250-400 W y de 15 a 30 metros para potencias superiores. Ventajas Buena eficiencia luminosa: limitada depreciación del flujo Iu- minoso; largo promedio de vida (9000 horas); rendimiento cromático discreto; reducidas dimensiones. No existe ninguna limitación en cuanto a la posición de fun- cionamiento. 59
  31. 31. Se pueden emplear como opción alternativa de las lámparas de vapor de mercurio (de 250 W en adelante) cuando se pre- tende reducir el número de centros luminosos (admitiendo que la luminaria lo permita desde el punto de vista de la uni- formidad). Realmente, una lámpara de sodio a alta presión, de 400 W, emite 40 OOO Iúmenes frente a los 23 iOO de una lámpara de vapor de mercurio de igual potencia. Desventajas Empleo de dispositivos auxiliares para la alimentación. Tarda varios minutos en alcanzar el 80 % dela emisión Iumi- nosa. La luminancia es más elevada que la de las lámparas de vapor de mercurio con ampollas fluorescentes (300 — 600 cd/ cmz). Coste superior al de una lámpara de vapor de mercurio de la misma potencia (incluídos la reactancia y el cebador). Características de las lámparas de sodio a alta presión ampolla cilíiidrica clara ampolla elipsoidal difusora Potencia Potencia Diámetro Flujo nominal absorbida” luminoso (Wl lW) lmm) llm) Eficiencia luminosa (Im/ W) de ampolla 250 275 46 257 400 450 46 285 1 O00 l O90 65 373 20 OOO 73 40 OOO 89 100 OOO 92 m ,9 ‘o . E U 250 275 90 226 400 450 120 292 1 000 1 O90 165 400 i 9 OOO 69 38 OOO 84 93 OOO 86 c ¡usara eispsoidal ' lriizliiidas las ¡Jéltlldüs en la reactancia. O0 Advertencias -— El empleo de la reactancia hace necesaria la corrección de la fase. —Comprobar que la luminaria sea adecuada para la po- tencia de la lámpara, a fin de que pueda disipar el calor producido por la fuente luminosa y los sistemas de ali- mentación. — No sustituir la lámpara por otra de mayor potencia en una luminaria prevista para un determinado tipo de fuente de luz. Anomalias de las lámparas de sodio Inconvenientes Causas y remedios Uso prolongado, superior a la plura- ción media de la lámpara: sustituir- la. Poca luz, lámpara ennegrecida L Funcionamiento prolongado de la lámpara en una posición no admiti- da por el fabricante: atenerse a las prescripciones de montaje (vale so- lamente para las lámparas de sodio a baja presión). Solicitaciones y vibraciones mecá- nicas: montar la luminaria sobre soportes antivibratorios. Reactancia defectuosa o inadecua- da para el tipo de lámpara utilizado: sustítuirla. Rotura de la lámpara 6)
  32. 32. Resumen de las características de las lámparas i Gama de Eficiencia Vida ' Rendimiento Tipo de lámpara potencia luminosa útil de '05 ADÍÍCBCÍOHES ivvi (IinNV) lhorasl Wlwes usos generales (hogar, comercio, servicios). de ampnlla normal 25 — 1500 8 — 20 mama interior de muebles, etc. ) de espectro optimo _! , _, I ]_ d connnuo iuminacion oca izada e escapa- rates, etc. con reflector 40 a 300 incorporado de incandescencia mn halógenos 500 _ ¡D000 grandes terrazas, instalaciones de— portivas. alumbrado de lachadas, etcétera. muy pequeñas _ _ . ¡ . . . ‘mmm ¡b _ 15 l pequenas iuminación ornamental (espeios, l i i nmmfims , blanquísima, talleres e industrias donde es ím- ' blanca bueno Dortante la eficiencia luminosa. tono cálido de alta emisión 115 — 215 bmmwlflma b“5"° grandes ‘í’ eooo — sooo ° "W dL am) ¡Endínfiento 20 _ 65 de luz día grand“ instalaciones civiles e industriales mmm) , extra a donde se requiere una reproduc- Cw blanquísima ción natural de los colores. fluorescentes tubulares de blanca para la ejecución de techos y gar- a cálida gantas luminosas. de vano, de ¡“emma T 5o _ 200o 6000 — 10000 grandes naves industriales, am- plios espacios al aire libre. __¿_ l: lï. con halogonuros 250 A 200° 3000 ’ 500° blanquísima discreto pequeñas pabellones de feria, zonas al aire óptimo pe ueñas . , i , q libre, instalaciones deportivas. de luz mezcla 150 — 1000 "WY pequeñas fábricas, almacenes, aparcamien- (con ampolla) bueno m5‘ Canes‘ l_¿" i , _ solamente d‘ ‘ ' _ de Vapor de 50m0 , amarme I me ianas cruces y bifureaciones de oarrete 1 beis pregón amarillo o grandes ras, zonas al aire libre, fundiciones. ¿Tí de vapores metálicos de vapor de sodio 250 —— i000 ‘ amarillmoro discreto pequeñas Carrfflefas’ aerppuertgs’ mms por» a alta presión tuarias, naves industriales,
  33. 33. Se emplean para modificar la distribución del flujo luminoso emitido por las fuentes de luz al objeto de dirigirlo en deter- minadas direcciones (reflectores) o para atenuar el deslum- bramiento, ocultando parcial o totalmente la visión de la lám- para (difusores), Asimismo protegen a las lámparas de daños de origen me- cánico o ambiental e impiden el acceso a las partes someti- das a tensión evitando los contactos directos. De acuerdo con lo que antecede, las luminarias se clasifican por la distribución del flujo luminoso, el tipo de protección contra los contactos directos y el tipo de protección contra la penetración de líquidos y polvo. A — por la forma de distribuir el flujo Difusores Están formados por envolventes opalinas de vidrio o material plástico en cuyo interior se coloca la lámpara y son adecua- dos para la ejecución de sistemas de iluminación semi-ind¡- recta, difusa o semi-difusa, ya que el flujo luminoso se distri- buye de un modo casi uniforme en todas direcciones. Dismi- nuyen la luminancia de la lámpara y, por lo tanto, atenúan el deslumbramiento. Parte del flujo luminoso emitido por la lámpara es absorbido por el material empleado en la fabricación dela luminaria (vi- drio esmerilado u opalino: 10-20 %); en los difusores cie tipo "lechoso" la absorción es elevada (30-40 %). No son adecuados para grandes potencias: generalmente es- tán previstos para albergar lámparas de incandescencia de 40-200W o lámparas fluorescentes tubulares normales (Ii- neales, circulares o en U). 64 Reflectores Están formados por superficies especulares (aluminio Pulido, vidrio plateado, plancha de hierro esmaltada de blanco, etc. ) que reflejan en determinadas direcciones la luz emitida por la lámpara (en un haz ancho o estrecho según los tipos). Si su construcción es racional se puede conseguir un elevado ren- dimiento. Los proyectores entran en la categoría de’ los reflectores. Sir- ven para concentrar la luz en una direccion bien definida, 99- neralmente sobre superficies delimitadas. Refractores Están constituidos por recipientes de material transparente dotados de una profunda cavidad y cuyo perfil y orienta- ción han sido predeterminados a fin de modificar notable- mente la distribución del flujo luminoso. Disminuyen sensi- blemente el deslumbramiento. Algunas luminarias pueden ser a la vez proyectores y refrac- tores. Por ejemplo, el "faro" de un automóvil está constituido por un proyector (concentración de la luz) y un refractor (pan- talla frontal de vidrio prensado, dotado de acanaladuras pris- máticas). 65
  34. 34. Leyes relativas a la transmisión de la luz (condicionan la construcción de las luminarias) Poder reflectante de los materiales y de las superficies techo crema claro 7° 95 paredes verde clavo puerta esmaltade 95991“ de blanco 70% 5o 4, I y mueble de nogal oscuro Se produce cuando los rayos luminosos chocan con la superficie de un medio opaco. Puede ser: — regular: cuando la superficie es especular (vidrio pla- teado, aluminio brillante); el ángulo de reflexión es igual al de incidencia; - di/ usa: cuando la superficie no es especular. El rayo Iu- minoso reflejado se distribuye en múltiples rayos de mayor o menor intensidad que se desparraman en dife- rentes direcciones: — mixta. ‘ es la combinación de los dos tipos precedentes, o sea: la luz reflejada se distribuye en todas direcciones pero es más intensa en la dirección de la reflexión es- pecular, Transmisión Rolrnealbn Alanmclún 6G Cuando un rayo luminoso pasa de un medio transparente a otro de distinta naturaleza (por ejemplo: aire-cristal y viceversa) sufre una desviación en su trayectoria rectilí- nea: la magnitud dela desviación depende del ángulo de incidencia del rayo sobre la superficie, de la clase de substancia atravesada, etc. Puede ser: -— directa: cuando las superficies dejan pasar gran parte del flujo luminoso (vidrio o plástico transparente); — difusa. ‘ cuando a la salida el flujo luminoso se difunde en todas direcciones (superficies traslúcidasi; - mixta; cuando en la difusión del flujo existe una direc- ción preferente (empleando vidrio esmerilado se puede entrever ia fuente a través del medio). l Tipo de Materiales lzuz reflexión veíleiada % Regular vidrio plateado aluminio abrillantado aluminio pulido y cromo encalado con yeso ‘í arce y maderas similares hormigon nogal y maderas similares ladrillos esmalte blanco - aluminio satinado aluminio cepillado - cromo satinado Tonalidad Color de las paredes Lul y techos refl ada '36 blanco crema-claro amarillo-claro verde claro y rosa azul y gris claro Media beige ocre, marrón claro, verde oliva 20 25 Oscura verde, azul, rojo, gris (todos oscuros) ‘l 15 negro 67 Si el medio atravesado tiene forma prismática, el haz de luz es desviado de su trayectoria original. Si la luz es "blanca", se descompone en los colores del arco iris. Al chocar con medios opacos, transparentes o traslúci- dos, los rayos luminosos son absorbidos en parte (trans- formándose en calor) y en parte son reflejados, transmi- tidos o refractados.
  35. 35. x B — por la protección contra los contactos indirectos De acuerdo con las normas CEl los aparatos de iluminación se clasifican dentro de las siguientes categorías: — aparatos de clase 0: provistos únicamente de aislamiento funcional (*) y sin dispositivo de toma de tierra. Sólo se pue- den emplear conectados a sistemas eléctricos de categoria 0 Y/0 OS y, por lo tanto, con una tensión de alimentación me- nor o igual a 50V respecto a tierra en corriente alterna y 75V en corriente continua. — aparatos de clase l: provistos de aislamiento funcional en todas sus partes y dotados de un terminal para el borne de puesta a tierra l"). Si las luminarias se conectan a la red por medio de un cable flexible, la clavija de toma de corriente debe estar dotada de un contacto para la puesta a tierra. Los aparatos de clase l se “ene” que proteger mediante la puesta a tierra coordinada con la presencia de dispositivos prontos a interrumpir la ali- mentación en_caso de avería peligrosa (interruptores auto- máticos o fusibles). Se pueden utilizar conectados a sistemas eléctricos cuya ten- sion sea de 50 V o más respecto a tierra, en corriente alterna y 75 V o más en corriente continua. (‘l Se define como funcional el aislamiento necesario para asegurar el funciona “¡WW “mmal del ¿Damm Y la protección fundamental contra las tensiones de con tacto. ("l Contraseña T 58 — aparatos de clase ll: provistos de aislamiento especial y sin borne para la puesta a tierra (*). Se utilizan como alternativa a los de clase l cuando dicha conexión no ofrece garantías en cuanto a su eficacia, y sólo en sistemas eléctricos de catego- ría l (de 50 a 1000 V en corriente alterna y de 75 a 1500 V en corriente continua). En cualquier caso estos aparatos llevan como contraseña el simbolo que aparece junto a estas líneas, seguido del distintivo correspondiente a uno de los seis Organismos competentes (nacio- nales y extranjeros) que le haya otorgado la homologación. En Italia son el EN PI y el instituto italiano dela Marca de Ca- lidad. El símbolo reproducido más arriba debe figurar entre los datos de identificación del aparato, junto a la tensión de empleo, potencia y frecuencia nominal de la fuente luminosa para la cual está previsto, así como todos aquellos datos que faciliten un empleo racional del mismo. Los aparatos de iluminación se pueden someter al trámite para la obtención de la Marca de Calidad. l’) Por aislamiento especial se entiende uno de los tipos siguientes: —— doble aísla/ n/"ento, constituido por un aislamiento funcional y uno SUDÍPYHOIHBÍÍOÏ — aislamiento reforzado, constituido por un aislamiento funcional mejorado de modo que asegure el mismo grado de protección que el doble aislamiento contra los com (actos eléctricos. N. del T. r- En España. la concesión (le la Marca de Conformidad a las Normas UNE (Marca de Calidad), está confiada a la Asociación Electrotécnica Española, por dtvle— gación del lRANOR. En cuanto ala clasificación de los aparatos por categorías según su aislamiento, las normas dictadas por el vigente Reglamento Electrotecnicn para Bala Tensión coinci den, virtualmente, con las de la CEI, descritas eri este capítulo
  36. 36. C - por la protección contra contactos directos y la penetración de líquidos y polvo Con relación al tipo de protección prevista, los aparatos des- tinados a instalaciones en interiores se clasifican del modo siguiente (*): Tipo de protección Aplicación Protección contra contac- En locales se- tos directos con los dedos cos y sin pol- y la entrada de cuerpos só- vo. lidos de diámetro mayor de 12 mm; sin protección al- guna contra la penetración de líquidos. Completa protección con- En locales tra los contactos directos polvorientos. y contra el depósito peli- groso de polvo; sin protec- ción alguna contra la pe- netración de liquidos. Igual protección al ante— En locales rior; estanco a la inmer- polvorientos sión. y muy moja- dos. Protección completa con- En locales tra los contactos directos secos, aun- y la penetración del polvo; que muy pol- sin protección alguna con- vorientos. tra la penetración de líqui- dos. l’) En rigor, las normas CE] consideran también otros tipos de protección, pero he- mos preferido limitarnos a las previstas para interiores por cuanto este manual se ocupa exclusivamente de Ia iluminación interna. Tal como se señala, los diversos ti- pos de protección están contraseñados con dos cifras: la primera indica el grado de proteccion contra el contacto con elementos que se hallen bajo tensión y el grado de proteccion contra la penetracion de cuerpos sólidos extraños y polvo: la segunda in- dica el grado de protección contra la penetración de liquidos. 70 Rendimiento El rendimiento (ri, léase eta) de una luminaria se deduce de Ia relación entre el flujo luminoso que sale del aparato (ma) y el emitido por la lámpara (me). 7]: r——i>, <—-i El rendimiento depende de los materiales empleados en la construcción del aparato (en particular, del poder reflectante propio de los materiales o de las pinturas empleados), de la forma del propio aparato y de los medios utilizados para apantallar la fuente de luz. Depende, además, de las condiciones de la instalación e in- cluso en algunos casos, de la temperatura ambiente. Otro factor que condiciona notablemente el rendimiento de las luminarias es el estado de conservación de las caracteris- ticas iniciales: un mal mantenimiento (por ejemplo, falta de limpieza) hace que aquel decaiga sensiblemente. El diagrama que aparece más abajo demuestra de qué forma la eficiencia inicial de un aparato disminuye sensiblemente en el trans- curso de seis meses si no se procede a efectuar un manteni- miento periódico (por ejemplo, cada 3 meses). taller con maquinaria pesada tallar de tipo medio fundición emision inicial 96 0 i 2 3 4 5 6 meses de servicio 71
  37. 37. Curvas fotométricas Cada lámpara o luminaria se caracteriza particular del flujo luminoso. Por ejemplo, la distribución del flujo luminoso de una lám- para normal de incandescencia es la que indica la figura que aparece a continuación: obsérvese que la intensidad Iumi- nosa es máxima entre los 30 y 60 ° respecto del eje y casi nula por encima del casquillo. por una distribución Distribución del flujo luminoso de una lámpara de incandescencia. Ejemplo de diagrama polar de una lumi- naria. También las luminarias se caracterizan por un diagrama polar de la intensidad luminosa (o curva fotométrica). Para trazar dichos diagramas se imagina la fuente luminosa reducida a un punto y colocada en el centro del diagrama. A partir de di- cho punto se toman medidas de la intensidad luminosa en un elevado número de direcciones (desde cero a 180 °) y los va- lores obtenidos se trasladan al diagrama, Para simplificar, dicha curva se limita a sólo dos dimensio- nes, como si se hubiese practicado una sección de la lumina- ria siguiendo su eje longitudinal. Las curvas fotométricas se suelen trazar con referencia a un flujo luminoso de 1000 lm, a fin de poder efectuar compara- ciones entre aparatos de diferente origen. 72 Curvas fotométricas de algunos tipos de aparatos IUMlNARlAS iluminacion di CURVA FOTOMETRICA recta l LUMINARIA iluminación mlxm l l CURVA FOTOMETRICA » [-1,2 in iluminacion semi-indirecta iluminación semidirecia/ ,, , / ' , /i- . I/ 73
  38. 38. Tipos de iluminaciónx Representación y distri- bución del flujo luminoso 0 —- 100/o 90 — 100 "/0 directa El flujo luminoso está diri- gido hacia abajo. Este tipo de aparatos permite obtener rendimientos elevados. 10 -— 40°/ o semidirecta El flujo luminoso está diri- gido en gran parte hacia abajo y en parte hacia arriba. mixta El flujo luminoso está distri- buido casi por igual, tanto hacia abajo como hacia arriba. m 40 °/ o semi-indirecta El flujo luminoso se dirige principalmente hacia arriba. 90 —- 100 °/ o indirecta El rendimiento es bajo y la vi- sión poco nítida por la falta total de efectos de sombra. Otra clasificación de los tipos de alumbrado puede ser la que se ofrece a continuación, existiendo luminarias especial- mente previstas para las aplicaciones que se indican. Ejemplos Notas general ‘a C Ü Las luminarias están dispues- Q ¿j tas de modo que produzcan En u ¿Q7 un nivel de iluminación casi uniforme en cualquier punto dellocal Ejemplos: iluminación de es- tablecimientos, oficinas, tien- das, grandes almacenes, au- las, etc. localizada Las luminarias se hallan si- tuadas cerca de los puntos a iluminar. Ejemplos. ’ iluminación de ‘areas limitadas, general- mente en ausencia de la ¡lu- minación general (escapara- tes, etc. ). suplementaria Las luminarias están situadas en la inmediata vecindad del punto de trabajo y se integran con la iluminación general. Ejemplos. ‘ iluminación de ta- bleros de dibujo, escritorios, partes móviles de las máqui- nas-herramienta, escapara- tes, o cuadros. 75
  39. 39. .. _.. ... .._. .. . .. ... . vuum uvhnur-s ¡LUMINACÏÓN Tres factores fundamentales son los que hay que tomar en consideración para obtener una iluminación racional: ‘1° — nivel de iluminación respecto de las características y destino del local (actividad desarrollada); 2° — tipo de iluminación (directa, semidirecta, semi-indirecta, indirecta): 3° — tipo de lámpara (tomando en consideración la eficiencia luminosa y el rendimiento cromático) y tipo de luminaria que conviene adoptar en relación a las exigencias fotométricas, coste de la instalación, condiciones de funcionamiento y po- sibilidad de llevar a cabo un mantenimiento racional. Nivel de iluminación Cuando se trata de una iluminación general se toma como referencia el nivel de iluminación en un plano horizontal si- tuado a una altura de 0,80 a 0,90 m sobre el suelo (altura de las mesas de trabajo). La elección del nivel de iluminación es fundamental para ob- tener una buena visión. En base de estudios y experiencias llevados a cabo, se han definido los niveles de iluminación aconsejables según los diversos ambientes, y en la tabla de la página 78 se relacionan los casos principales. Al establecer los niveles de iluminación, debe tenerse en cuenta que el flujo luminoso emitido por las lámparas de- crece con el tiempo, no sólo en función de su promedio de vida, sino también a causa del depósito de polvo y suciedad que tiene lugar sobre ellas. Lo mismo puede decirse de las lu- minarias (por ejemplozpérdida de refulgencia o alteraciones del color de las superficies reflectantes, pérdida de transpa- rencia de las pantallas, etc. ). Recuérdese, además, que la visión es un hecho subjetivo. Asi, por ejemplo‘, el nivel de iluminación necesario para un hombre de 60 años es unas 5 veces superior al adecuado para un hombre de 40 años y 10 veces al de un niño de 10 años. Desde luego, esto es válido para niveles bajos de ilumi- nación; a niveles elevados las diferencias se atenúan sensi- blemente. Actualmente se tiende a elevar los niveles de iluminación. Por otro lado, no está permitido descender por debajo de de- terminados límites so pena de incurrir en una infracción de 76 las disposiciones legales acerca de la higiene y seguridad en el trabajo, Una buena iluminación permite reducir los accidentes de tra- bajo y facilita la concentración. Por ejemplo, al pasar de una iluminación de 90 a 500 lux, se puede aumentar la capacidad de atención en un 15 % y la seguridad y velocidad en el cál- culo en un 5%. Sin embargo, no basta con establecer un buen nivel de ilumi- nación de acuerdo con las exigencias del local, sino que se debe también tratar de obtener una buena distribución de la luz; esto depende dela relación entre la altura a que se hallan situados los centros luminosos y las distancias que los sepa- ran. Correcto 77

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