Apuntes De Luminotecnia

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OBJETIVOS GENERALES  Aprender los conocimientos básicos de la teoría de la iluminación.  Aplicar de forma práctica ejercicios de situaciones reales donde puedan calcularse y diseñarse sistemas de iluminación.

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TEMAS Y SUBTEMAS Sesión 1

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Temas y Subtemas INTRODUCCIÓN 1. DEFINICIONES CONCEPTOS BÁSICOS FUNDAMENTOS TEÓRICOS 2. ILUMINACIÓN TIPOS DE VISIÓN SENSIBILIDAD DEL OJO HUMANO DEFINICIONES MAGNITUDES Y GLOSARIO UNIDADES EL COLOR 3. LA PLANEACIÓN DIAGRAMAS TIPOS DE LÁMPARAS Y LUMINARIAS TIPOS DE ILUMINACIÓN EL COLOR DE LAS LÁMPARAS 4. SISTEMAS DE ALUMBRADO MÉTODOS DE ALUMBRADO CÁLCULO DE UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN CALCULO CON EXCEL

Objetivo del Tema INTRODUCCION AL CURSO CONOCER LOS FUNDAMENTOS DE LA ILUMINACIÓN ENTENDER QUE ES LA ILUMINACIÓN

Ejercicios y proyectos a realizar RESUMEN

RESUMEN

CONOCER LOS PRODUCTOS DEL MERCADO PARA UN SISTEMAS DE ILUMINACIÓN INVESTIGACIÓN DE CAMPO INVESTIGACIÓN INVESTIGACIÓN APRENDER A CÁLCULAR ELABORACIÓN DE REPORTE MATEMÁTICAMENTE UN SISTEMAS DE ILUMINACIÓN EJERCICIOS EJERCICIOS

APRENDER A CONFORMAR LOS DOCUMENTOS DE UNA MEMORIA DE CÁLCULO DE UN SISTEMA DE CONFORMACIÓN DE 5. EL PROYECTO DE ILUMINACIÓN ILUMINACIÓN EXPEDIENTE 6. CÁLCULO CON SOFTWARE ESPECIALIZADOAPRENDER LOS CONCEPTOSEJERCICIOS BÁSICOS DEL SOFTW ARE DIALUX ESTANDAR A NIVEL MUNDIAL

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BIBLIOGRAFÍA http://www.unav.es/ted/manualted/manual_archivos/luz.html http://edison.upc.edu/curs/llum/indice0.html http://www.unav.es/ted/manualted/manual_archivos/proyecto.html Enriquez Harper. “Manual práctico del alumbrado”. Edit. Limusa. México. 2007.

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1.- ILUMINACIÓN

Introducción

EL SIGNIFICADO DE LA LUZ

La percepción de la luz es una experiencia sensorial con aspectos tanto físicos como emocionales. Las fuentes de luz natural han dado lugar a asociaciones que hoy se encuentran profundamente arraigadas en la psique humana. Sentimos que la luz del sol nos ofrece seguridad, calidez y claridad de visión, mientras que la luz de la luna y de las estrellas es mágica y misteriosa e induce al romance, a la contemplación y al asombro. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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La intensidad cambiante de la luz, su variedad de colores, la sensación de incremento de actividad o de proximidad de descanso, todos estos elementos y muchos más, han ido conformando el significado emocional y cultural de la luz. Nosotros como arquitectos y diseñadores de interiores hemos de encontrar la forma de aprovechar la profundidad de este significado, explorarlo, comprenderlo y transformarlo en especificaciones físicas y técnicas que nos permitan crear experiencias de iluminación "naturales“.

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Cuando se considera la arquitectura armoniosa, cuando se puede trabajar a gusto en un edificio, cuando las personas se encuentran cómodas en su entorno, esto es debido en gran parte a una iluminación lograda.

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LUZ PARA VER LUZ PARA MIRAR LUZ PARA CONTEMPLAR Cada espacio arquitectónico tiene sus propias características estéticas, técnicas y funcionales. Los diferentes requisitos de luz darán las pistas para realizar el proyecto de iluminación. Cada espacio tiene unas necesidades lumínicas diferentes y se resolverán de manera distinta.

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 Luz para ver, que proporcione suficiente iluminación en el entorno, y facilite el trabajo, el desarrollo y la comunicación.  Luz para mirar, que acentúa, destaca zonas importantes y revela a segundo plano lo insignificante.  Luz para contemplar, que sirva como elemento decorativo y proporcione un ambiente armonioso.  Funcionalidad, representatividad, diseño arquitectónico; la iluminación debe orientarse en la solución adecuada en cada caso, teniendo en cuenta el espacio arquitectónico y su programa de uso. http://www.unav.es/ted/manualted/manual_archivos/luz.html

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FUNDAMENTOS DE LA LUZ Al igual que el hormigón, el acero, el vidrio y la madera, la luz es un elemento arquitectónico, con la diferencia de que es inmaterial. Aun siendo de naturaleza silenciosa, impalpable e invisible, la luz define lo que percibimos mediante el sistema visual. RADIACIÓN Y LUZ RADIACIÓN La radiación se define como la emisión o transporte de energía en forma de ondas electromagnéticas o de partículas (fotones). José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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LA-LUZ Es una radiación de tipo electromagnético y corpuscular, lo que explica ciertos fenómenos característicos de una onda (reflexión, refracción, etc..) y otro característico del corpúsculo (efectos biológicos, químicos y fotoeléctricos). La luz se puede definir, a su vez, como cualquier radiación susceptible de producir directamente una sensación visual. Las ondas de luz ocupan sólo una pequeña parte del dominio espectral de las ondas electromagnéticas. Los límites de la radiación visible son imprecisos y pueden variar. El límite inferior se toma generalmente en 380 nm y el superior en 780 nm. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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El espectro visible se puede dividir en diferentes rangos de longitudes de ondas, los que producen ciertas impresiones de color:

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Tipo de radiación

Violeta Azul Verde Amarillo Naranja Rojo

Longitudes de onda (nm) 380-436 436-495 495-566 566-589 589-627 627-770

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A partir de la teoría de Newton sobre la composición de la luz del sol (1669), los experimentos realizados con prismas han demostrado que los colores forman parte de la luz y que agrupados forman la luz blanca.

Por tanto la luz diurna proviene de la mezcla de una infinidad de radiaciones de color que podemos encontrar en el arco iris.

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LA LUZ NATURAL Luz de referencia tanto en arquitectura como en la vida cotidiana, la luz solar es la principal fuente de luz natural. La luz diurna que llega a la superficie terrestre cambia durante el día en función del ángulo del sol con respecto a nuestra posición en la superficie del globo. Así, dependiendo del lugar y de la hora del día, la luz no será la misma: será fría a mediodía y ámbar dorada al atardecer. Las capas atmosféricas filtran en distinta medida los rayos solares y determinan la temperatura de color de la luz. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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AMBIENTE LUMINOSO NOCTURNO Como un rayo de sol, cada tipo de fuente luminosa artificial produce una apariencia de color, una tonalidad propia. Según una ley física, todo cuerpo calentado a la misma temperatura da una luz de tonalidad parecida: desde el rojo oscuro en torno a los 1000º C hasta el blanco deslumbrante del sol a más de 5000º C.

La temperatura de color, cuya unidad de medida son los

grados Kelvin (K= -273º C), se refiere a la luz que emite un cuerpo negro calentado. Cuanto mayor sea la temperatura del cuerpo negro, más presente estará el azul y menos el rojo.

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TEMPERATURA DE COLOR La temperatura de color es una expresión que se utiliza para indicar el color de una fuente de luz por comparación de ésta con el color del cuerpo negro, o sea, del Radiante perfecto teórico. Como cualquier otro cuerpo incandescente, el cuerpo negro cambia de color a medida que aumenta su temperatura, adquiriendo al principio, el tono de un rojo sin brillo, para luego alcanzar el rojo claro, naranja, amarillo, y finalmente el blanco, el blanco azulado y el azul. La temperatura de color no es en realidad una medida de temperatura. Define sólo color y sólo puede ser aplicada a fuentes de luz que tengan una gran semejanza de color con el cuerpo negro. http://www.unav.es/ted/manualted/manual_archivos/luz.html

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1.- ILUMINACIÓN

La vista y la iluminación.

VISIÓN PERIFÉRICA Y CENTRAL En el fondo del ojo hay una membrana denominada retina, la cual es sensible al estímulo luminoso. La misma está compuesta de una capa delgada de tejido nervioso, en la cual hay dos tipos de fibras nerviosas en forma de células sensitivas a la luz, denominadas conos y bastones. La concentración de los conos y bastones varía sobre el área de la retina. Una pequeña depresión en el centro de la retina, de un diámetro alrededor de 0,5 mm, contiene sólo conos (la fovea). Fuera de dicha área libre de bastones, los bastones y conos están mezclados, la proporción de los conos disminuye en el área periférica de la retina. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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VISIÓN CENTRAL: Los conos en la fovea producen una imagen nítida, permitiendo ver todos los detalles de la misma.

VISIÓN PERIFÉRICA: La periferia de la retina, compuesta principalmente por bastones, no produce una visión nítida, los objetos observados desde dicha área parecen siluetas borrosas. Sin embargo, es muy sensitiva al movimiento y al parpadeo.

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VISIÓN DE LOS COLORES Los conos nos permiten distinguir los colores. Existen tres tipos de conos, con pigmentos sensitivos a las partes rojas, verdes y azules del espectro. La mente interpreta la estimulación relativa de los tres receptores de color como la impresión de color.

SENSIBILIDAD ESPECTRAL DEL OJO Dentro del rango visible del espectro electromagnético la sensibilidad del ojo varía según las longitudes de ondas de igual potencia energética. Por ejemplo, el ojo es al menos veinte veces más sensible a la luz con una longitud de onda de 555 nm (amarillo - verde) que con longitudes de onda de 700 nm (rojo profundo / oscuro). José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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CONTRASTE

El factor dominante en la discriminación de un objeto es la diferencia en iluminancia o color entre el objeto observado y su alrededor inmediato. Subjetivamente, contraste es la evaluación de la diferencia en apariencia de dos partes de un campo de visión vistos simultánea o sucesivamente. En el sentido objetivo, contraste se define como la relación entre la luminancia del objeto y del fondo.

SENSIBILIDAD DE CONTRASTE

La performance de las tareas visuales resalta más fácil si el contraste o la luminancia es superior al valor del umbral definido por la sensibilidad del contraste del ojo. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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AGUDEZA VISUAL Cualitativamente, es la capacidad de percepción distinta de objetos que aparecen muy próximos unos a otros. Cuantitativamente, es la inversa del valor en minutos del menor ángulo bajo el cual el ojo puede todavía percibir separados dos objetos que aparecen muy próximos uno a otro. Por lo tanto la agudeza es una medida del detalle más pequeño que pueda percibir. Depende del nivel de iluminancia, contraste y tiempo de observación.

Influencia del nivel de iluminación sobre la agudeza visual. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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1.- ILUMINACIÓN

Nivel de luz

REFLEXIÓN

Cuando la luz es reflejada por una superficie, un porcentaje de dicha luz se pierde debido al fenómeno de la absorción. La relación entre la luz reflejada y la luz incidente se denomina reflectancia de la superficie, y generalmente depende de la longitud de onda. El aumento de la proporción de la luz reflejada depende del aumento del ángulo de incidencia (ángulo entre el rayo incidente y el normal a la superficie). Se distinguen tres tipos de reflexiones, a saber: Reflexión especular. Reflexión difusa. Reflexión-mixta. En esta propiedad se fundamentan los sistemas reflectores de los aparatos de alumbrado. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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ABSORCIÓN

Se denomina absorción a la transformación de la energía radiante en otra forma de energía, generalmente calor. Este fenómeno es una característica de todas las superficies que no son completamente reflectoras, y de los materiales que no son totalmente transparentes. La relación entre la luz absorbida y la luz incidente se denomina Absortancia. La absorción de ciertas longitudes de ondas de luz se denomina absorción selectiva.

REFRACCIÓN

Al pasar de un medio a otro, el rayo de luz puede cambiar su dirección. Dicho cambio, se produce por una alteración en la velocidad de la luz. La misma disminuye si la densidad del nuevo medio es mayor, y aumenta si es menor. A este cambio de velocidad y de dirección se le denomina refracción. http://www.unav.es/ted/manualted/manual_archivos/luz.html José Victor Meneses Campos

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TRANSMISIÓN La transmisión se define como el paso de una radiación a través de un medio sin cambio de frecuencia de las radiaciones monocromáticas que la componen. Este fenómeno es característico de ciertos tipos de vidrios, cristales, plásticos, agua, y otros tipos de líquidos y del aire. Al atravesar el material parte de la luz se pierde debido a la reflexión en la superficie del medio siguiente y parte se absorbe. La relación entre la luz transmitida y la luz incidente se denomina Transmitancia del material. Se puede diferenciar entre la transmisión regular, difusa y mixta. http://www.unav.es/ted/manualted/manual_archivos/luz.html

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MAGNITUDES FOTOMÉTRICAS FUNDAMENTALES MAGNITUD

SÍMBOLO

Luminancia Eficacia luminosa Rendimiento luminoso Energía luminosa Flujo luminoso Densidad flujo luminoso Iluminancia Intensidad luminosa Exposición a la luz

L K V Q ø M E I H

UNIDAD candela metro cuadrado lumen por watt

lumen – hora lumen lumen metro cuadrado lux candela lux – segundo

ABREVIATURA cd/m2 lm/W

lm.h lm lm/m2 lx cd=lm/str lx.s

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GLOSARIO DE TÉRMINOS DE ILUMINACIÓN CANDELA: Es la unidad de intensidad lumínica. CIE: Comisión Internacional de Iluminación. CURVAS ISOLUX: Es un gráfico que enseña los niveles de iluminación en el plano horizontal. DIAGRAMA POLAR: Representa la distribución angular de la luz en diferentes planos de visión. DISTRIBUCIÓN ESPECTRAL: Para el estudio y uso de la luz es necesario conocer la curva de distribución espectral relativa, de las diferentes radiaciones que la componen. Dependiendo de cual sea variará la reproducción del color y ciertos colores se verán más o menos potenciados. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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GLOSARIO DE TÉRMINOS DE ILUMINACIÓN ILUMINANCIA: La iluminancia o iluminación es la cantidad de luz que incide en una superficie determinada. Se mide en lux ( lx ). INTENSIDAD LUMÍNICA: Es la cantidad de luz que va en la misma dirección. Su unidad de medida es la candela. LUMEN: Es la potencia lumínica emitida por la lámpara, o también llamado flujo luminoso.

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REPRODUCCIÓN DEL COLOR Para poder comparar las características de color de varios tipos de fuentes de luz, la CIE introdujo el concepto de índice de reproducción del color, basado en un número de pruebas de colores según diferentes fuentes luminosas, existiendo una fuente de prueba y referencia. El índice general de la reproducción de color, Ra, de una fuente tiene un valor máximo de 100, el cual se produce cuando las distribuciones espectrales de la fuente de prueba y la de referencia son iguales. Esto se llama CRI tp://www.unav.es/ted/manualted/manual_archivos/luz.html

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TABLA DE COMPARACIÓN EN LUXES Una noche sin luz Noche con luna llena Noche con alumbrado público Oficina con buena iluminación Aparador bien iluminado Día claro con un ligero nublado

0.01 lux 0.20 lux 5-20 lux 500 lux 3,000 lux 20,000 lux

Enriquez Harper. “Manual práctico del alumbrado”. Edit. Limusa. México. 2007.

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1.- ILUMINACIÓN

La planeación en la iluminación.

El color como fenómeno sensorial El color como otras sensaciones que percibimos a través de los sentidos está sometida a criterios de análisis subjetivos. Depende de las preferencias personales, su relación con otros colores y formas dentro del campo visual (el contraste, la extensión que ocupa, la iluminación recibida, la armonía con el ambiente...), el estado de ánimo y de salud, etc.

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Tradicionalmente distinguimos entre colores fríos y cálidos.

Los primeros son los violetas, azules y verdes oscuros. Dan la impresión de frescor, tristeza, recogimiento y reducción del espacio. Por contra, los segundos, amarillos, naranjas, rojos y verdes claros, producen sensaciones de alegría, ambiente estimulante y acogedor y de amplitud de espacio.

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Sensaciones asociadas a los colores. Blanco Amarillo Verde Azul Negro Marrón Rojo

Frialdad, higiene, neutralidad. Actividad, impresión, nerviosismo. Calma, reposo, naturaleza. Frialdad Inquietud, tensión. Calidez, relajación. Calidez intensa, excitación, estimulante.

Hay que destacar también el factor cultural y climático porque en los países cálidos se prefieren tonos fríos para la decoración de interiores mientras que en los fríos pasa al revés. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Colores y mezclas  Los colores primarios o básicos son aquellos cuya combinación produce todos los demás.

En pintura son el cyan, el magenta y el amarillo y en iluminación el azul, el verde y el rojo. Cualquier otro color se puede obtener combinándolos en diferentes proporciones.

 Así los secundarios se obtienen con mezclas al 50%; los terciarios mezclando dos secundarios entre sí, etc.  Las mezclas, que en luminotecnia se consiguen mediante filtros y haces de luces, pueden ser aditivas o sustractivas. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Las mezclas aditivas u ópticas se obtienen sumando haces de luces de colores. El color resultante dependerá de la componente que se halle en mayor proporción y será más intenso que estas. Si la suma diera blanco se diría que son colores complementarios.

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Las mezclas sustractivas o pigmentarias se consiguen aplicando a la luz blanca una serie de sucesivos filtros de colores que darán un tono de intensidad intermedia entre las componentes.

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Rendimiento luminoso o eficiencia luminosa Al hablar del flujo luminoso sabemos que no toda la energía eléctrica consumida por una lámpara (bombilla, fluorescente, etc.) se transformaba en luz visible. Parte se pierde por calor, parte en forma de radiación no visible (infrarrojo o ultravioleta), etc. http://edison.upc.edu/curs/llum/indice0.html

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Gráficos y diagramas Diagrama polar o curvas de distribución luminosa En estos gráficos la intensidad luminosa se representa mediante un sistema de tres coordenadas (I,C, y). La primera de ellas I representa el valor numérico de la intensidad luminosa en candelas e indica la longitud del vector mientras las otras señalan la dirección. El ángulo C nos dice en qué plano vertical estamos y y mide la inclinación respecto al eje vertical de la luminaria. En este último, 0º señala la vertical hacia abajo, 90º la horizontal y 180º la vertical hacia arriba. Los valores de C utilizados en las gráficas no se suelen indicar salvo para el alumbrado público. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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En este caso, los ángulos entre 0º y 180º quedan en el lado de la calzada y los comprendidos entre 180º y 360º en la acera; 90º y 270º son perpendiculares al bordillo y caen respectivamente en la calzada y en la acera.

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Con un sistema de tres coordenadas es fácil pensar que más que una representación plana tendríamos una tridimensional. De hecho, esto es así y si representamos en el espacio todos los vectores de la intensidad luminosa en sus respectivas direcciones y uniéramos después sus extremos, obtendríamos un cuerpo llamado sólido fotométrico. Pero como trabajar en tres dimensiones es muy incómodo, se corta el sólido con planos verticales para diferentes valores de C (suelen ser uno, dos, tres o más dependiendo de las simetrías de la figura) y se reduce a la representación plana de las curvas más características.

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En la curva de distribución luminosa, los radios representan el ángulo y las circunferencias concéntricas el valor de la intensidad en candelas. De todos los planos verticales posibles identificados por el ángulo C, solo se suelen representar los planos verticales correspondientes a los planos de simetría y los transversales a estos (C = 0º y C = 90º) y aquel en que la lámpara tiene su máximo de intensidad. Para evitar tener que hacer un gráfico para cada lámpara cuando solo varía la potencia de esta, los gráficos se normalizan para una lámpara de referencia de 1000 lm. Para conocer los valores reales de las intensidades bastará con multiplicar el flujo luminoso real de la lámpara por la lectura en el gráfico y dividirlo por 1000 lm. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Diagramas isocandela

 A pesar de que las curvas de distribución luminosa son herramientas muy útiles y prácticas, presentan el gran inconveniente de que sólo nos dan información de lo que ocurre en unos pocos planos meridionales (para algunos valores de C) y no sabemos a ciencia cierta qué pasa en el resto.  Para evitar estos inconvenientes y conjugar una representación plana con información sobre la intensidad en cualquier dirección se definen las curvas isocandela. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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En los diagramas isocandelas se representan en un plano, mediante curvas de nivel, los puntos de igual valor de la intensidad luminosa. Cada punto indica una dirección del espacio definida por dos coordenadas angulares. Según cómo se escojan estos ángulos, distinguiremos dos casos:  Proyectores para alumbrado por proyección.  Luminarias para alumbrado público. Proyección azimutal de Lambert.

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En los proyectores se utiliza un sistema de coordenadas rectangulares con ángulos en lugar de las típicas x e y. Para situar una dirección se utiliza un sistema de meridianos y paralelos similar al que se usa con la Tierra. El paralelo 0º se hace coincidir con el plano horizontal que contiene la dirección del haz de luz y el meridiano 0º con el plano perpendicular a este. Cualquier dirección, queda pues, definida por sus dos coordenadas angulares. Conocidas estas, se sitúan los puntos sobre el gráfico y se unen aquellos con igual valor de intensidad luminosa formando las líneas isocandelas. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Curvas isolux

Las curvas vistas en los apartados anteriores (diagramas polares e isocandelas) se obtienen a partir de características de la fuente luminosa, flujo o intensidad luminosa, y dan información sobre la forma y magnitud de la emisión luminosa de esta. Por contra, las curvas isolux hacen referencia a las iluminancias, flujo luminoso recibido por una superficie, datos que se obtienen experimentalmente o por calculo a partir de la matriz de intensidades. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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• Estos gráficos son muy útiles porque dan información sobre la cantidad de luz recibida en cada punto de la superficie de trabajo y son utilizadas especialmente en el alumbrado público donde de un vistazo nos podemos hacer una idea de como iluminan las farolas la calle. • Lo más habitual es expresar las curvas isolux en valores absolutos definidas para una lámpara de 1000 lm y una altura de montaje de 1 m.

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Lámparas incandescentes. Las lámparas incandescentes fueron la primera forma de generar luz a partir de la energía eléctrica. Desde que fueran inventadas, la tecnología ha cambiado mucho produciéndose sustanciosos avances en la cantidad de luz producida, el consumo y la duración de las lámparas. Su principio de funcionamiento es simple, se pasa una corriente eléctrica por un filamento hasta que este alcanza una temperatura tan alta que emite radiaciones visibles por el ojo humano. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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La incandescencia  Todos los cuerpos calientes emiten energía en forma de radiación electromagnética.  Mientras más alta sea su temperatura mayor será la energía emitida y la porción del espectro electromagnético ocupado por las radiaciones emitidas.  Si el cuerpo pasa la temperatura de incandescencia una buena parte de estas radiaciones caerán en la zona visible del espectro y obtendremos luz.

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La incandescencia se puede obtener de dos maneras. La primera es por combustión de alguna sustancia, ya sea sólida como una antorcha de madera, líquida como en una lámpara de aceite o gaseosa como en las lámparas de gas. La segunda es pasando una corriente eléctrica a través de un hilo conductor muy delgado como ocurre en las bombillas corrientes. Tanto de una forma como de otra, obtenemos luz y calor (ya sea calentando las moléculas de aire o por radiaciones infrarrojas). En general los rendimientos de este tipo de lámparas son bajos debido a que la mayor parte de la energía consumida se convierte en calor. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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La producción de luz mediante la incandescencia tiene una ventaja adicional, y es que la luz emitida contiene todas las longitudes de onda que forman la luz visible o dicho de otra manera, su espectro de emisiones es continuo. De esta manera se garantiza una buena reproducción de los colores de los objetos iluminados.

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Características de duración  La duración de una lámpara viene determinada básicamente por la temperatura de trabajo del filamento. Mientras más alta sea esta, mayor será el flujo luminoso pero también la velocidad de evaporación del material que forma el filamento. Las partículas evaporadas, cuando entren en contacto con las paredes se depositarán sobre estas, ennegreciendo la ampolla.  De esta manera se verá reducido el flujo luminoso por ensuciamiento de la ampolla. Pero, además, el filamento se habrá vuelto más delgado por la evaporación del tungsteno que lo forma y se reducirá, en consecuencia, la corriente eléctrica que pasa por él, la temperatura de trabajo y el flujo luminoso. Esto seguirá ocurriendo hasta que finalmente se rompa el filamento. A este proceso se le conoce como depreciación luminosa. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Para determinar la vida de una lámpara disponemos de diferentes parámetros según las condiciones de uso definidas.

• La vida individual es el tiempo transcurrido en horas hasta que una lámpara se estropea, trabajando en unas condiciones determinadas. • La vida promedio es el tiempo transcurrido hasta que se produce el fallo de la mitad de las lámparas de un lote representativo de una instalación, trabajando en unas condiciones determinadas.

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 La vida útil es el tiempo estimado en horas tras el cual es preferible sustituir un conjunto de lámparas de una instalación a mantenerlas. Esto se hace por motivos económicos y para evitar una disminución excesiva en los niveles de iluminación en la instalación debido a la depreciación que sufre el flujo luminoso con el tiempo. Este valor sirve para establecer los periodos de reposición de las lámparas de una instalación.  La vida media es el tiempo medio que resulta tras el análisis y ensayo de un lote de lámparas trabajando en unas condiciones determinadas.  La duración de las lámparas incandescentes está normalizada; siendo de unas 1000 horas para las normales, para las halógenas es de 2000 horas para aplicaciones generales y de 4000 horas para las especiales. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Partes de una lámpara Las lámparas incandescentes están formadas por un hilo de wolframio que se calienta por efecto Joule alcanzando temperaturas tan elevadas que empieza a emitir luz visible. Para evitar que el filamento se queme en contacto con el aire, se rodea con una ampolla de vidrio a la que se le ha hecho el vacío o se ha rellenado con un gas. El conjunto se completa con unos elementos con funciones de soporte y conducción de la corriente eléctrica y un casquillo normalizado que sirve para conectar la lámpara a la luminaria.

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Lámparas halógenas de alta y baja tensión • En las lámparas incandescentes normales, con el paso del tiempo, se produce una disminución significativa del flujo luminoso. Esto se debe, en parte, al ennegrecimiento de la ampolla por culpa de la evaporación de partículas de wolframio del filamento y su posterior condensación sobre la ampolla.

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Agregando una pequeña cantidad de un compuesto gaseoso con halógenos (cloro, bromo o yodo), normalmente se usa el CH2Br2, al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneración del halógeno que evita el ennegrecimiento. Cuando el tungsteno (W) se evapora se une al bromo formando el bromuro de wolframio (WBr2). Como las paredes de la ampolla están muy calientes (más de 260 ºC) no se deposita sobre estas y permanece en estado gaseoso. Cuando el bromuro de wolframio entra en contacto con el filamento, que está muy caliente, se descompone en W que se deposita sobre el filamento y Br que pasa al gas de relleno. Y así, el ciclo vuelve a empezar. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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• El funcionamiento de este tipo de lámparas requiere de temperaturas muy altas para que pueda realizarse el ciclo del halógeno. Por eso, son más pequeñas y compactas que las lámparas normales y la ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo que impide manipularla con los dedos para evitar su deterioro. http://edison.upc.edu/curs/llum/indice0.html

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Lámparas de descarga. Las lámparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera más eficiente y económica que las lámparas incandescentes. Por eso, su uso está tan extendido hoy en día. La luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos. Según el gas contenido en la lámpara y la presión a la que esté sometido tendremos diferentes tipos de lámparas, cada una de ellas con sus propias características luminosas.

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Funcionamiento • En las lámparas de descarga, la luz se consigue estableciendo una corriente eléctrica entre dos electrodos situados en un tubo lleno con un gas o vapor ionizado.

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La consecuencia de esto es que la luz emitida por la lámpara no es blanca (por ejemplo en las lámparas de sodio a baja presión es amarillenta). Por lo tanto, la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es, en general, peor que en el caso de las lámparas incandescentes que tienen un espectro continuo. Es posible, recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes, mejorar la reproducción de los colores y aumentar la eficacia de las lámparas convirtiendo las nocivas emisiones ultravioletas en luz visible.

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Elementos auxiliares Para que las lámparas de descarga funcionen correctamente es necesario, en la mayoría de los casos, la presencia de unos elementos auxiliares: cebadores y balastos. Los cebadores o ignitores (arrancador) son dispositivos que suministran un breve pico de tensión entre los electrodos del tubo, necesario para iniciar la descarga y vencer así la resistencia inicial del gas a la corriente eléctrica. Tras el encendido, continua un periodo transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal.

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• Los balastos (balastras), por contra, son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la lámpara y evitar así un exceso de electrones circulando por el gas que aumentaría el valor de la corriente hasta producir la destrucción de la lámpara.

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Eficacia  Al establecer la eficacia de este tipo de lámparas hay que diferenciar entre la eficacia de la fuente de luz y la de los elementos auxiliares necesarios para su funcionamiento que depende del fabricante.  En las lámparas, las pérdidas se centran en dos aspectos: las pérdidas por calor y las pérdidas por radiaciones no visibles (ultravioleta e infrarrojo). El porcentaje de cada tipo dependerá de la clase de lámpara con que trabajemos.

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La eficacia de las lámparas de descarga oscila entre los 19-28 lm/W de las lámparas de luz de mezcla y los 100-183 lm/W de las de sodio a baja presión.

Tipo de lámpara

Eficacia sin balasto (lm/W)

Fluorescentes

38-91

Luz de mezcla

19-28

Mercurio a alta presión

40-63

Halogenuros metálicos

75-95

Sodio a baja presión

100-183

Sodio a alta presión

70-130

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Características de duración • Hay dos aspectos básicos que afectan a la duración de las lámparas. El primero es la depreciación del flujo. Este se produce por ennegrecimiento de la superficie del tubo donde se va depositando el material emisor de electrones que recubre los electrodos. En aquellas lámparas que usan sustancias fluorescentes otro factor es la perdida gradual de la eficacia de estas sustancias. • El segundo es el deterioro de los componentes de la lámpara que se debe a la degradación de los electrodos por agotamiento del material emisor que los recubre. Otras causas son un cambio gradual de la composición del gas de relleno y las fugas de gas en lámparas a alta presión. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Tipo de lámpara Incandescente Fluorescente estándar Luz de mezcla Mercurio a alta presión Halogenuros metálicos Sodio a baja presión Sodio a alta presión

Vida promedio (h) 1000 12500 9000 25000 11000 23000 23000

Factores externos que influyen en el funcionamiento - temperatura - Número de encendidos José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Partes de una lámpara • Las formas de las lámparas de descarga varían según la clase de lámpara con que tratemos. De todas maneras, todas tienen una serie de elementos en común como el tubo de descarga, los electrodos, la ampolla exterior o el casquillo. http://edison.upc.edu/curs/llum/indice0.html

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Lámparas fluorescentes En la actualidad se usan dos tipos de polvos; los que producen un espectro continuo y los trifósforos que emiten un espectro de tres bandas con los colores primarios. De la combinación estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo.

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Las lámparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior. Están formadas por un tubo de diámetro normalizado, normalmente cilíndrico, cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos. El tubo de descarga está relleno con vapor de mercurio a baja presión y una pequeña cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones.

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Balance energético de una lámpara fluorescente

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La duración de estas lámparas se sitúa entre 5000 y 7000 horas. Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia emisora que recubre los electrodos, hecho que se incrementa con el número de encendidos, impide el encendido al necesitarse una tensión de ruptura superior a la suministrada por la red. Además de esto, hemos de considerar la depreciación del flujo provocada por la pérdida de eficacia de los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora.

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El rendimiento en color de estas lámparas varía de moderado a excelente según las sustancias fluorescentes empleadas. Para las lámparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisión su valor está entre 80 y 90. De igual forma la apariencia y la temperatura de color varía según las características concretas de cada lámpara.

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Apariencia de color

Temperatura de color (K)

Blanco cálido Blanco Natural Blanco frío Luz día

3000 3500 4000 4200 6500

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Luminarias Las luminarias son aparatos que sirven de soporte y conexión a la red eléctrica a las lámparas. Como esto no basta para que cumplan eficientemente su función, es necesario que cumplan una serie de características ópticas, mecánicas y eléctricas entre otras. A nivel de óptica, la luminaria es responsable del control y la distribución de la luz emitida por la lámpara. Es importante, pues, que en el diseño de su sistema óptico se cuide la forma y distribución de la luz, el rendimiento del conjunto lámpara-luminaria y el deslumbramiento que pueda provocar en los usuarios. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Otros requisitos que debe cumplir las luminarias es que sean de fácil instalación y mantenimiento. Para ello, los materiales empleados en su construcción han de ser los adecuados para resistir el ambiente en que deba trabajar la luminaria y mantener la temperatura de la lámpara dentro de los límites de funcionamiento. Todo esto sin perder de vista aspectos no menos importantes como la economía o la estética.

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Clasificación Las luminarias pueden clasificarse de muchas maneras aunque lo más común es utilizar criterios ópticos, mecánicos o eléctricos. Clasificación según las características ópticas de la lámpara Una primera manera de clasificar las luminarias es según el porcentaje del flujo luminoso emitido por encima y por debajo del plano horizontal que atraviesa la lámpara. Es decir, dependiendo de la cantidad de luz que ilumine hacia el techo o al suelo. Según esta clasificación se distinguen seis clases. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Otra clasificación posible es atendiendo al número de planos de simetría que tenga el sólido fotométrico. Así, podemos tener luminarias con simetría de revolución que tienen infinitos planos de simetría y por tanto nos basta con uno de ellos para conocer lo que pasa en el resto de planos (por ejemplo un proyector o una lámpara tipo globo), con dos planos de simetría (transversal y longitudinal) como los fluorescentes y con un plano de simetría (el longitudinal) como ocurre en las luminarias de alumbrado viario.

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ILUMINACIÓN INTERIOR Buena parte de las actividades humanas se realizan en el interior de edificios con una iluminación natural, a menudo insuficiente. Por ello es necesario la presencia de una iluminación artificial que garantice el desarrollo de estas actividades. La iluminación de interiores es un campo muy amplio que abarca todos los aspectos de nuestras vidas desde el ámbito doméstico al del trabajo o el comercio.

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La determinación de los niveles de iluminación adecuados para una instalación no es un trabajo sencillo. Hay que tener en cuenta que los valores recomendados para cada tarea y entorno son fruto de estudios sobre valoraciones subjetivas de los usuarios (comodidad visual, agradabilidad, rendimiento visual...). El usuario estándar no existe y por tanto, una misma instalación puede producir diferentes impresiones a distintas personas. En estas sensaciones influirán muchos factores como los estéticos, los psicológicos, el nivel de iluminación... José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Como principales aspectos a considerar trataremos: • • • • • • •

El deslumbramiento Lámparas y luminarias El color Sistemas de alumbrado Métodos de alumbrado Niveles de iluminación Depreciación de la eficiencia luminosa y mantenimiento

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Deslumbramiento El deslumbramiento es una sensación molesta que se produce cuando la luminancia de un objeto es mucho mayor que la de su entorno. Es lo que ocurre cuando miramos directamente una bombilla o cuando vemos el reflejo del sol en el agua.

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Ámbito de uso

Tipos de lámparas más utilizados

Doméstico

Incandescente Fluorescente Halógenas de baja potencia Fluorescentes compactas

Oficinas

Alumbrado general: fluorescentes Alumbrado localizado: incandescentes y halógenas de baja tensión José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Comercial (Depende de las dimensiones y características del comercio) - Incandescentes - Halógenas - Fluorescentes Grandes superficies con techos altos: mercurio a alta presión y halogenuros metálico José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Industrial Todos los tipos Luminarias situadas a baja altura (6 m): fluorescentes Luminarias situadas a gran altura (>6 m): lámparas de descarga a alta presión montadas en proyectores

Alumbrado localizado: incandescentes José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Deportivo Luminarias situadas a baja altura: fluorescentes Luminarias situadas a gran altura: • lámparas de vapor de mercurio a alta presión. • halogenuros metálicos. • vapor de sodio a alta presión. http://edison.upc.edu/curs/llum/indice0.html

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El color Para hacernos una idea de como afecta la luz al color consideremos una habitación de paredes blancas con muebles de madera de tono claro. Si la iluminamos con lámparas incandescentes, ricas en radiaciones en la zona roja del espectro, se acentuarán los tonos marrones de los muebles y las paredes tendrán un tono amarillento. En conjunto tendrá un aspecto cálido muy agradable.

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Ahora bien, si iluminamos el mismo cuarto con lámparas fluorescentes normales, ricas en radiaciones en la zona azul del espectro, se acentuarán los tonos verdes y azules de muebles y paredes dándole un aspecto frío a la sala. En este sencillo ejemplo hemos podido ver cómo afecta el color de las lámparas (su apariencia en color) a la reproducción de los colores de los objetos (el rendimiento en color de las lámparas). José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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La apariencia en color de las lámparas viene determinada por su temperatura de color correlacionada. Se definen tres grados de apariencia según la tonalidad de la luz: luz fría para las que tienen un tono blanco azulado, luz neutra para las que dan luz blanca y luz cálida para las que tienen un tono blanco rojizo.

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Temperatura de color correlacionada

> 5.000 K 3.300 a 5.000 K < 3.300 K

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Apariencia de color

Fría Intermedia Cálida

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A pesar de esto, la apariencia en color no basta para determinar qué sensaciones producirá una instalación a los usuarios. Por ejemplo, es posible hacer que una instalación con fluorescentes llegue a resultar agradable y una con lámparas cálidas desagradable aumentando el nivel de iluminación de la sala. El valor de la iluminancia determinará conjuntamente con la apariencia en color de las lámparas el aspecto final.

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Iluminancia (lux)

E < 500 500 < E < 1.000 1.000 < E < 2.000 2.000 < E < 3.000 E >3.000

Apariencia del color de la luz Cálida Agradable ↕

Intermedia neutra ↕

Fría fría ↕

Estimulante ↕

agradable ↕

neutra ↕

no natural

estimulante

agradable

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El rendimiento en color de las lámparas es un medida de la calidad de reproducción de los colores. Se mide con el Índice de Rendimiento del Color (IRC o Ra) que compara la reproducción de una muestra normalizada de colores iluminada con una lámpara con la misma muestra iluminada con una fuente de luz de referencia. Mientras más alto sea este valor mejor será la reproducción del color, aunque a costa de sacrificar la eficiencia y consumo energéticos. La CIE ha propuesto un sistema de clasificación de las lámparas en cuatro grupos según el valor del IRC. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Apariencia de color y rendimiento en color (CIE) 1

2

Índice de rendimiento en color (IRC)

Apariencia de color

Aplicaciones

IRC > 85

Fría

Industria textil, fábricas de pinturas, talleres de imprenta

Intermedia

Escaparates, tiendas, hospitales

Cálida

Hogares, hoteles, restaurantes

Fría

Oficinas, escuelas, grandes almacenes, industrias de precisión (en climas cálidos)

Intermedia

Oficinas, escuelas, grandes almacenes, industrias de precisión (en climas templados)

Cálida

Oficinas, escuelas, grandes almacenes, ambientes industriales críticos (en climas fríos)

70 < IRC < 85

3

Lámparas con IRC <70 pero con propiedades de rendimiento en color bastante aceptables para uso en locales de trabajo

Interiores donde la discriminación cromática no es de gran importancia

S (especial)

Lámparas con rendimiento en color fuera de lo normal

Aplicaciones especiales

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Ahora que ya conocemos la importancia de las lámparas en la reproducción de los colores de una instalación, nos queda ver otro aspecto no menos importante:

La elección del color de suelos, paredes, techos y muebles. Aunque la elección del color de estos elementos viene condicionada por aspectos estéticos y culturales básicamente, hay que tener en cuenta la repercusión que tiene el resultado final en el estado anímico de las personas. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Influencia del color en el ambiente José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Los tonos fríos producen una sensación de tristeza y reducción del espacio, aunque también pueden causar una impresión de frescor que los hace muy adecuados para la decoración en climas cálidos. Los tonos cálidos son todo lo contrario. Se asocian a sensaciones de exaltación, alegría y amplitud del espacio y dan un aspecto acogedor al ambiente que los convierte en los preferidos para los climas cálidos. De todas maneras, a menudo la presencia de elementos fríos (bien sea la luz de las lámparas o el color de los objetos) en un ambiente cálido o viceversa ayudarán a hacer más agradable y/o neutro el resultado final. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Sistemas de alumbrado • Cuando una lámpara se enciende, el flujo emitido puede llegar a los objetos de la sala directamente o indirectamente por reflexión en paredes y techo. • La cantidad de luz que llega directa o indirectamente determina los diferentes sistemas de iluminación con sus ventajas e inconvenientes.

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Luz directa Luz indirecta proveniente del techo Luz indirecta proveniente de las paredes José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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La iluminación directa se produce cuando todo el flujo de las lámparas va dirigido hacia el suelo. Es el sistema más económico de iluminación y el que ofrece mayor rendimiento luminoso.

Por contra, el riesgo de deslumbramiento directo es muy alto y produce sombras duras poco agradables para la vista. Se consigue utilizando luminarias directas. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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En la iluminación semidirecta la mayor parte del flujo luminoso se dirige hacia el suelo y el resto es reflejada en techo y paredes. En este caso, las sombras son más suaves y el deslumbramiento menor que el anterior. Sólo es recomendable para techos que no sean muy altos y sin claraboyas puesto que la luz dirigida hacia el techo se perdería por ellas.

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Si el flujo se reparte al cincuenta por ciento entre procedencia directa e indirecta hablamos de iluminación difusa. El riesgo de deslumbramiento es bajo y no hay sombras, lo que le da un aspecto monótono a la sala y sin relieve a los objetos iluminados. Para evitar las pérdidas por absorción de la luz en techo y paredes es recomendable pintarlas con colores claros o mejor blancos.

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Cuando la mayor parte del flujo proviene del techo y paredes tenemos la iluminación semiindirecta. Debido a esto, las pérdidas de flujo por absorción son elevadas y los consumos de potencia eléctrica también, lo que hace imprescindible pintar con tonos claros o blancos. Por contra la luz es de buena calidad, produce muy pocos deslumbramientos y con sombras suaves que dan relieve a los objetos.

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Por último tenemos el caso de la iluminación indirecta cuando casi toda la luz va al techo.

Es la más parecida a la luz natural pero es una solución muy cara puesto que las pérdidas por absorción son muy elevadas. Por ello es imprescindible usar pinturas de colores blancos con reflectancias elevadas.

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Métodos de alumbrado

Alumbrado general Alumbrado general localizado Alumbrado localizado José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Niveles de iluminación recomendados Los niveles de iluminación recomendados para un local dependen de las actividades que se vayan a realizar en él. En general podemos distinguir entre tareas con requerimientos luminosos mínimos, normales o exigentes.

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TABLA 1 NIVELES MÍNIMOS DE ILUMINACIÓN TAREA VISUAL DEL PUESTO DE TRABAJO

ÁREA DE TRABAJO

NIVELES MÍNIMOS DE ILUMINACIÓN (LUX)

En exteriores: distinguir Áreas generales exteriores: el área de tránsito, patios y estacionamientos. desplazarse caminando, vigilancia, movimiento de vehículos.

20

En interiores: distinguir el área de tránsito, desplazarse caminando, vigilancia, movimiento de vehículos.

50

Áreas generales interiores: almacenes de poco movimiento, pasillos, escaleras, estacionamientos cubiertos, labores en minas subterráneas, iluminación de emergencia. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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TABLA 1 NIVELES MÍNIMOS DE ILUMINACIÓN TAREA VISUAL DEL PUESTO DE TRABAJO

ÁREA DE TRABAJO

NIVELES MÍNIMOS DE ILUMINACIÓN (LUX)

Requerimiento visual simple: inspección visual, recuento de piezas, trabajo en banco y máquina.

Áreas de servicios al personal: almacenaje rudo, recepción y despacho, casetas de vigilancia, cuartos de compresores y pailería.

200

Distinción moderada de detalles: ensamble simple, trabajo medio en banco y máquina, inspección simple, empaque y trabajos de oficina.

Talleres: áreas de empaque y ensamble, aulas y oficinas.

300

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TABLA 1 NIVELES MÍNIMOS DE ILUMINACIÓN TAREA VISUAL DEL PUESTO DE TRABAJO

ÁREA DE TRABAJO

NIVELES MÍNIMOS DE ILUMINACIÓN (LUX)

Distinción clara de detalles: maquinado y acabados delicados, ensamble e inspección moderadamente difícil, captura y procesamiento de información, manejo de instrumentos y equipo de laboratorio.

Talleres de precisión: salas de cómputo, áreas de dibujo, laboratorios

500

Distinción fina de detalles: maquinado de precisión, ensamble e inspección de trabajos delicados, manejo de instrumentos y equipo de precisión, manejo de piezas pequeñas.

Talleres de alta precisión: 750 de pintura y acabado de superficies, y laboratorios de control de calidad.

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TABLA 1 NIVELES MÍNIMOS DE ILUMINACIÓN TAREA VISUAL DEL PUESTO DE TRABAJO

ÁREA DE TRABAJO

NIVELES MÍNIMOS DE ILUMINACIÓN (LUX)

Alta exactitud en la distinción de detalles: ensamble, proceso e inspección de piezas pequeñas y complejas y acabado con pulidos finos.

Áreas de proceso: ensamble e inspección de piezas complejas y acabados con pulido fino.

1,000

Alto grado de especialización en la distinción de detalles.

Áreas de proceso de gran exactitud.

2,000

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Depreciación de mantenimiento

la

eficiencia

luminosa

y

El paso del tiempo provoca sobre las instalaciones de alumbrado una disminución progresiva en los niveles de iluminancia. Las causas de este problema se manifiestan de dos maneras. Por un lado tenemos el ensuciamiento de lámparas, luminarias y superficies donde se va depositando el polvo. Y por otro tenemos la depreciación del flujo de las lámparas. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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En el primer caso la solución pasa por una limpieza periódica de lámparas y luminarias. Y en el segundo por establecer un programa de sustitución de las lámparas. Aunque a menudo se recurre a esperar a que fallen para cambiarlas, es recomendable hacer la sustitución por grupos o de toda la instalación a la vez según un programa de mantenimiento. De esta manera aseguraremos que los niveles de iluminancia real se mantengan dentro de los valores de diseño de la instalación. http://edison.upc.edu/curs/llum/indice0.html

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Cálculo de instalaciones de alumbrado El cálculo de los niveles de iluminación de una instalación de alumbrado de interiores es bastante sencillo. A menudo nos bastará con obtener el valor medio del alumbrado general usando el método de los lúmenes. Para los casos en que requiramos una mayor precisión o necesitemos conocer los valores de las iluminancias en algunos puntos concretos como pasa en el alumbrado general localizado o el alumbrado localizado recurriremos al método del punto por punto.

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Método de los lúmenes • La finalidad de este método es calcular el valor medio en servicio de la iluminancia en un local iluminado con alumbrado general. • Es muy práctico y fácil de usar, y por ello se utiliza mucho en la iluminación de interiores cuando la precisión necesaria no es muy alta como ocurre en la mayoría de los casos. • El proceso a seguir se puede explicar mediante el siguiente diagrama de bloques

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Datos de entrada Dimensiones del local y la altura del plano de trabajo (la altura del suelo a la superficie de la mesa de trabajo), es normalmente de 0.85 m.

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• Determinar el nivel de iluminancia media (Em).

Este valor depende del tipo de actividad a realizar en el local y podemos encontrarlos tabulados en las normas y recomendaciones que aparecen en la bibliografía. • Escoger el tipo de lámpara (incandescente, fluorescente...) más adecuada de acuerdo con el tipo de actividad a realizar. Escoger el sistema de alumbrado que mejor se adapte a nuestras necesidades y las luminarias correspondientes. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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Determinar la altura de suspensión de las luminarias según el sistema de iluminación escogido. h: altura entre el plano de trabajo y las luminarias. h': altura del local. d: altura del plano de trabajo al techo. d': altura entre el plano de trabajo y las luminarias.

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Porcentajes de reflexión de acuerdo a los colores COLORES EN EL PLAFON

% ABSORCIÓN

% REFLEXIÓN

BLANCO

15-20

80-85

MARFIL

20-30

70-80

CREMA

30-45

65-70

AMARILLO PALIDO

35-40

60-65

AMARILLO

40

60

ROSA

40

60

VERDE CLARO

40

60

GRIS CLARO

40-45

55-60

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Porcentajes de reflexión de acuerdo a los colores COLORES EN EL PLAFON

% ABSORCIÓN

% REFLEXIÓN

GRIS

50-65

35-50

ANARANJADO

55

45

ROJO PÁLIDO

60-65

35-40

ROJO LADRILLO

65-70

30-35

VERDE OSCURO

70-80

20-30

AZUL OSCURO

80-85

15-20

CAOBA

88-92

8-12

NEGRO

95-98

2-15

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137

EJEMPLO 1

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140

COEFICIENTE DE REFLEXIÓN PLAFON COLOR MUROS COLOR

65 60 COLORES

% REFLEXIÓN

BLANCO

80-8 5

MARFIL

70-8 0

CREMA

65-7 0

AMARILLO PALIDO

60-6 5

AMARILLO

60

ROSA

60

VERDE CLARO

60

GRIS CLARO

55-6 0

ANARANJADO

45

ROJO PÁLIDO

35-4 0

RO JO LADRILLO

30-3 5

VERDE OSCURO

20-3 0

AZUL OSCURO

15-2 0

CAOBA

8-- 12

NEGRO

2-- 15

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0.65 0.60

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FACTOR DE UTILIZACION PLAFON= MURO= K=

0.65 0.6 6.69

ESTE VALOR "k" VIENE DE ARRIBA EN LA TABLA BUSCAMOS ESTE VALOR

η=

1.01

1) UBICAMOS EL VALOR DEL PLAFON 2) UBICAMOS EL VALOR DE MUROS 3) UBICAMOS EL VALOR DE K 4) L A INTERSECCION DA "n"

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142

FACTOR DE MANTENIMIENTO (fm) ILUMINACION DIRECTA SEMIDIRECTA INDIRECTA SEMIDIRECTA

LIMPIO .75-.80 0.80 0.75 0.70

ESTADO DE LIMPIEZA MEDIO .70-.75 0.70 0.65 0.60

SUCIO .60-.65 0.60

AQUÍ PONGO EL VALOR fm

fm

0.70

FLUJO TOTAL 678925.04

LUMENES

RESULTADOS O DATOS DE SALIDA 27.16

LAMPARAS CALCULADAS

28.00

LAMPARAS REQUERIDAS

1120 8.82

WATTS DE POTENCIA ABSORBIDA POR LA INSTALACION AMPERES ABSORBIDOS POR LA INSTALACION

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CÁLCULO DEL CIRCUITO DE LAMPARAS NÚMERO DE LÁMPARAS TIPO 1

PZAS 28.00

WATTS/LAMP 40 CARGA (P)

I=CORRIENTE I=P/V CAPACIDAD DE TERMOMAGNETICO SUGERIDO USAR TERMOMAGNÉTICOS EN LA TABLA DE CABLES BUSCAMOS EL NÚMERO DE CABLE QUE TENGA LA CAPACIDAD DE TRANSPORTAR EL NUMERO DE CABLE ADECUADO ES:

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PZAS*WATTS 1120 1120 8.82 15.00 0.59

WATTS AMPERES AMPERES PZAS

8.82 12

AMPERES (CALIBRE)

144

CALCULO DE UN SISTEMA DE ALUMBRADO RESUMEN PROYECTO DE ALUMBRADO

1120 1.12

WATTS Kw

CIRCUITOS LAMPARAS

28.00

CIRCUITOS 0.59

TERMOMAGNETICO (A) 15.00

CABLE 12

CANALIZACIÓN CONDUIT CABLE THW, TW,T

COLORES DEL CABLE VERDE BLANCO, GRIS CUALQUIER OTRO

CALIBRE AWG 14 12 10 8

1/2" 9 7 5 2

3/4" 15 12 9 4

1" 25 19 15 7

TIERRA NEUTRO LINEA A FASE

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Ejemplos de iluminaciòn

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EL PROYECTO DE ILUMINACIÓN INTRODUCCIÓN • En esta parte del manual se muestra de manera esquemática como se ha de desarrollar un proyecto de iluminación, y cómo han de presentarse los resultados finales, así como los datos de mediciones y las especificaciones técnicas. En el documento final se habrá de desarrollar una parte de documentación escrita, otra de documentación gráfica y otra de cálculos. • La parte escrita contendrá una memoria descriptiva, la relación de materiales y un presupuesto de precios unitarios. En la memoria a su vez se indicarán los antecedentes del proyecto, los criterios de aplicación y se explicará la solución propuesta. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

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• La parte gráfica está formada por los planos descriptivos de la solución adoptada y por las imágenes del estudio de iluminación. En los planos han de presentarse los resultados lumínicos y la situación de fuentes de luz. • Serán las características propias de cada proyecto las que determinen el formato final de la documentación a presentar. Hay que tener presente en todo momento qué es lo que se quiere lograr y el cómo se logra; y que será mediante los datos aportados como se lleve a la práctica.

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MEMORIA EXPLICATIVA ANTECEDENTES - Datos descriptivos del proyecto; arquitecto, localización, alcance de la propuesta,... - Documentación de la que se dispone. - Análisis estético y morfológico. - Análisis de la propuesta inicial si existiera.

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CRITERIOS DE APLICACIÓN - Definición de los ámbitos en los cuales se hará el análisis. - Objetivos estéticos y funcionales descritos en proyecto. - Análisis arquitectónico, estudio de necesidades, estudio de materiales y aspectos a considerar en la propuesta. SOLUCIÓN PROPUESTA - Explicación de las situaciones de iluminación estudiadas. - Luminarias utilizadas, objetivos que de buscaban y criterios de aplicación. - En la definición de las luminarias se han de indicar los criterios para su elección; temperatura de color, vida media, índice de reproducción cromático, grado de protección,... José Victor Meneses Campos 155 www.conocimiento5.com

RELACIÓN DE MATERIALES, LISTADO DE MEDICIONES Y PRECIOS UNITARIOS • Listado de todas las luminarias utilizadas en el proyecto. Indicando: - Ambito de aplicación. - Tipo de lámpara, especificando intensidades y marca. - Modelo del proyector, definición de los materiales de la carcasa y elementos necesarios para la instalación. - Sistema de reposición de la lámpara. - Otros elementos necesarios; rejillas antideslumbrantes, abrazaderas,... - Número de luminarias utilizadas. - Precio unitario, señalando si la medida de unidad se da con la luminaria totalmente instalada y funcionando. José Victor Meneses Campos www.conocimiento5.com

156

Junto a los datos de materiales se puede incorporar un anexo de especificaciones comerciales de cada una de las luminarias.

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157

EL PROYECTO DE ILUMINACIÓN DOCUMENTACIÓN GRÁFICA PLANOS Plantas, alzados, secciones, detalles y perspectivas

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EL PROYECTO DE ILUMINACIÓN DOCUMENTACIÓN GRÁFICA PLANOS Plantas, alzados, secciones, detalles y perspectivas

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EL PROYECTO DE ILUMINACIÓN Estudios previos

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EL PROYECTO DE ILUMINACIÓN Imágenes finales.

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EL PROYECTO DE ILUMINACIÓN Anexo de cálculos Curvas isolux Tablas http://www.unav.es/ted/manualted/manual_archivos/proyecto.html

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EJEMPLO 1 DIALUX LIGHT

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EJEMPLO 2 DIALUX

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EJEMPLOS DE RENDERS CON DIALUX

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