Información Útil de Iluminación GENERALIDADES DE

Información Útil de Iluminación
GENERALIDADES DE LAS MAGNITUDES Y UNIDADES LUMINOSAS.
Partiendo de la base de que para poder hablar de iluminación es preciso contar con
la existencia de una fuente productora de luz y de un objeto a iluminar, las
magnitudes que deben conocerse y definirse son las siguientes:
La Luz
La luz es también, como la electricidad, el calor, etc. una de las manifestaciones de
la energía. Se puede producir de varias maneras; calentando hasta la
incandescencia cuerpos sólidos o gases (fundamento de las lámparas
incandescentes), en cuyo caso se obtiene además energía calorífica, generalmente
en forma de pérdida, o bien se puede obtener también energía luminosa por medio
de una descarga eléctrica entre dos placas de material conductor sumergido en un
gas ionizado o en un vapor metálico (de mercurio, de sodio, etc.) éste es el
fundamento de las lámparas de descarga. En todos estos casos, a los manantiales
luminosos ha de proporcionárseles energía (calorífica, eléctrica, etc.) que se
transforma en energía luminosa. Así, en una lámpara eléctrica se consume energía
eléctrica, en una lámpara de gas se consume energía química que suministra gas,
etc.
Temperatura del Color
Considerado el cuerpo negro como radiante teóricamente perfecto, este va
cambiando de color a medida que vamos aumentando su temperatura, adquiriendo
al principio el tono de un rojo sin brillo, para luego alcanzar el rojo claro, el naranja,
el amarillo, el blanco, el blanco azulado, y finalmente el azul. De esta idea nace la
"Temperatura del Color", y se utiliza para indicar el color de una fuente de luz por
comparación de esta con el color del cuerpo negro a una determinada temperatura.
Así, por ejemplo, el color de la llama de una vela es similar al de un cuerpo negro
calentado a 1.800 ºK, por lo que se dice que la temperatura de color de la llama de
una vela es de 1.800 ºK. La temperatura de color solamente puede ser aplicada a
aquellas fuentes de luz que tengan una semejanza con el color del cuerpo negro,
como por ejemplo la luz del día, la luz de las lámparas incandescentes, la luz de las
lámparas fluorescentes, etc.
El color de las lámparas de vapor de sodio, no coincide con el color del cuerpo
negro a ninguna temperatura, por lo que ni pueden ser comparadas con él, ni se les
puede asignar ninguna temperatura de color.
Flujo luminoso
Es la magnitud que mide la potencia o caudal de energía de la radiación luminosa y
se puede definir de la siguiente manera:
Flujo luminoso es la cantidad total de luz radiada o emitida por una fuente durante un
segundo y que produce sensación luminosa en el ojo humano.
Se mide en Lúmenes.
Ejemplos de flujos luminosos:
Lámpara de incandescencia de 60 W: 730 Lm.
Lámpara fluorescente de 65 W. "blanca": 5.100 Lm.
Lámpara halógena de 1000 W: 22.000 Lm.
Lámpara de vapor de mercurio 125 W: 5.600 Lm.
Lámpara de sodio de 1000 W: 120.000 Lm.
Nivel de iluminación
En nivel de iluminación o iluminancia se define como el flujo luminoso incidente por
unidad de superficie. A su vez, el Lux se puede definir como la iluminación de una
superficie de 1 m2 cuando sobre ella incide, uniformemente repartido, un flujo
luminoso de 1 Lumen.
Ejemplos de niveles de iluminación:
Mediodía en verano: 100.000 Lux.
Mediodía en invierno: 20.000 Lux.
Oficina bien iluminada: 400 a 800 Lux.
Calle bien iluminada: 20 Lux.
Luna llena con cielo claro: 0,25 a 0,50 Lux.
Intensidad luminosa
La intensidad luminosa de una fuente de luz en una dirección dada, es la relación
que existe entre el flujo luminoso contenido en un ángulo sólido cualquiera, cuyo eje
coincida con la dirección considerada, y el valor de dicho ángulo sólido expresado en
estereorradianes.
Ejemplos de intensidad luminosa:
Lámpara para faro de bicicleta sin reflector: 1 cd.
Lámpara PAR-64 muy concentrada: 200.000 cd.
Faro marítimo (Centro del haz): 2.000.000 cd.
Luminancia
Se llama también brillo y densidad luminosa, aunque el nombre que tiende a
prevalecer es el de luminancia. Luminancia es la relación entre intensidad luminosa
por unidad de superficie perpendicular a la dirección de la luz.
La luminancia L suele expresarse indistintamente en candelas/cm2 o en
candelas/m2.
Eficiencia
Es la relación entre flujo luminoso que sale de una luminaria y el emitido por la
lámpara. Se representa mediante la letra N.
La eficiencia luminosa de una luminaria depende, entre otros, de los siguientes
factores:
. Los materiales empleados en la construcción de la luminaria. Particularmente su
característica de reflexión.
. La forma constructiva de la luminaria. Incluyendo la técnica utilizada para proteger
y montar la fuente luminosa.
. Las condiciones de su instalación.
. El mantenimiento de la luminaria, es decir, el estado de conservación de las
características iniciales.
Rendimiento
Es la relación entre el flujo luminoso emitido por una lámpara y la potencia eléctrica
absorbida por la misma.
La eficiencia se expresará por tanto, en lúmenes por vatios.
Las lámparas van perdiendo potencia luminosa con el tiempo; es decir que
"envejecen".
Llamaremos vida útil o duración útil de una lámpara al tiempo transcurrido para que
el flujo luminoso de una lámpara haya descendido un 80% del flujo luminoso inicial.
Luego se verá la eficiencia de cada lámpara en particular.
Reproducción de Colores
Uno de los puntos más importantes en la decoración de un ambiente es la armonía y
la combinación de los colores, sin embargo esto puede ser perjudicial si usted no
escoge las lámparas adecuadas.
La reproducción de colores de una lámpara es medida por una escala llamada IRC
(Índice de Reproducción de Colores). Cuanto más próximo este índice al IRC 100
(dado a la luz solar), más fielmente los colores serán vistos en la decoración. Esto
ocurre porque, en realidad, lo que observamos es el reflejo de la luz que ilumina los
objetos, ya que en la oscuridad no vemos los colores.
La luz es compuesta por los siete colores del arco iris y los pigmentos contenidos en
los objetos tienen la capacidad de absorber determinados colores y reflejar otros.
Por lo tanto, la cualidad de reproducción de los colores de la lámpara utilizada va a
influir directamente en los colores de la decoración, alterando o manteniendo los
colores escogidos.
Un ejemplo claro de esto es cuando compramos ropa en un almacén y después
cuando la vestimos durante el día, percibimos que el color no era exactamente aquel
que nos parecía haber visto. La capacidad de las lámparas para reproducir bien los
colores (IRC) es independiente de su temperatura de color (ºK). Existen tipos de
lámparas con tres temperaturas de color diferentes y el mismo IRC.
En una residencia debemos utilizar lámparas con buena reproducción de colores
(IRC arriba de 75), pues el color es fundamental para el confort y belleza del
ambiente.
Elección de Capacitores para la Corrección del Factor de Potencia.
Tipos de Lámparas
Lámparas Incandescentes:
Se usan principalmente para alumbrado interior (casas, oficinas, negocios) debido a
su bajo costo, la facilidad de su instalación y a que funcionan en cualquier posición.
No obstante su rendimiento es bajo debido a que una gran parte de la energía
consumida se transforma en calor.
Su funcionamiento se basa en el hecho de que un conductor atravesado por una
corriente eléctrica se calienta hasta alcanzar altas temperaturas, emitiendo
radiaciones luminosas. Cuanto mayor es la temperatura mayor es la emisión, por lo
que el material se lleva hasta una temperatura cercana a la de fusión.
La más común es la lámpara de filamento, compuesta por tres partes: el bulbo, la
base y el filamento. El filamento, que es de hilos de tungsteno arrollados,
permitiendo alcanzar los 2100°C. Está colocado dentro de una ampolla en la que se
ha hecho el vacío (en la ampolla de este tipo de lámparas no hay aire, ni ningún otro
tipo de gas). Este tipo de lámparas se especifican por la potencia eléctrica que
consumen (potencia nominal) y la cantidad de luz que producen, teniendo una vida
útil de alrededor de 1000 horas.
Lámparas Fluorescentes:
Se componen de un tubo de vidrio que contiene una pequeña cantidad de mercurio y
de gas argón. Al circular la corriente eléctrica por dos electrodos situados a ambos
lados del tubo, se produce una descarga eléctrica entre ellos, que al pasar a través
del vapor de mercurio produce radiación ultravioleta. Esta radiación excita una
sustancia fluorescente con la que se recubre la parte interior del tubo, transformado
la radiación ultravioleta en radiación visible, que en función de la sustancia
fluorescente utilizada puede tener distintos tonos y colores.
Tienen un mayor rendimiento que las lámparas incandescentes, pero son más caras
y requieren un equipo complementario. Este equipo complementario se encarga de
limitar la corriente y desencadenar el proceso de generación del arco eléctrico entre
los dos electrodos que da lugar a la radiación visible. Para limitar la corriente se
debe colocar en serie un dispositivo que limite la corriente máxima que lo atraviesa.
Para ello, se usa una impedancia inductiva (bobina) denominada balasto o
reactancia. Esta bobina produce un desfase negativo de la corriente, por lo que se
suele colocar un condensador en paralelo con la línea para mejorar el factor de
potencia del conjunto.
Reactancia electromagnética para fluorescencia
Además, y debido a que en un primer momento los electrodos están fríos, se
recurre a un dispositivo para iniciar la descarga denominado arrancador o cebador.
Consiste en una cápsula dentro de la cual hay dos electrodos y que permite, junto
con el balasto, generar la alta tensión necesaria para el encendido de la lámpara.
Cebador Philips S-10 para tubos fluorescentes 220 Voltios y de entre 4 y 65
Watios.
La vida útil de estas lámparas es del orden de las 7500 horas, dependiendo
fundamentalmente del número de veces que se enciende y apaga. A mayor número
de ciclos de arranque, menor vida útil. Por lo tanto, no debe utilizarse para servicios
intermitentes.
El diseño de una instalación de iluminación con lámparas fluorescentes
requiere de conocer ciertas características de los distintos tipos disponibles, como el
denominado "efecto estroboscopio". El mismo consiste en un parpadeo que hace
molesta la observación de piezas móviles iluminadas con luz fluorescente y es
debido a la sinuosidad de la corriente alterna. En las lámparas incandescentes este
efecto no se nota debido a la inercia térmica de los filamentos pero en los
fluorescentes no existe esa inercia. Para objetos fijos el ojo humano no alcanza a
percibir el parpadeo, pero si iluminan un objeto en movimiento se produce una
descomposición de la visión aparente. En el extremo, si la velocidad del objeto
estuviera sincronizada con la variación lumínica el objeto parecería detenido. Para
corregirlo se utiliza la conexión "TWO-LAMP", que consiste en colocar dos lámparas
juntas con reactancias de distinto valor para desfasar la corriente. Si la red fuese
trifásica se conectan 3 lámparas una a cada fase de la red.
Los fabricantes de tubos fluorescentes suelen contar con distintas alternativas
de tonos de luz de acuerdo a la zona que se debe iluminar. Los tonos más utilizados
por los fabricantes son:
•
•
•
•
•
Blanco Frío (cool white): Para iluminar zonas de trabajos manuales.
Blanco de flujo: Usos similares al anterior, pero al contener más rojo se
enfatizan los tonos de la piel y se favorece la apariencia de las personas.
También se utilizan para mejorar la presentación de vegetales verdes, carnes,
etc.
Blanco cálido: Para ambientes con iluminación general más agradable.
Blanco: Para aplicaciones generales de iluminación en oficinas, escuelas,
almacenes y casas donde la atmósfera de trabajo no es crítica. Enfatizan los
colores amarillos, verdes y naranjas; sin embargo son usadas muy raramente.
Luz día: Para iluminar actividades que requieran gran precisión en el manejo
de los colores.
El tipo de blanco a utilizar depende de los efectos deseados. Las versiones "de
lujo" emplean una segunda capa de fósforo, lo que permite colores más naturales,
pero a costa de una menor eficiencia. También existen lámparas fluorescentes de
colores especiales (verdes, rojos, etc.) que se emplean para espectáculos, avisos,
etc.
Las lámparas fluorescentes proporcionan una luz más dispersa que las fuentes
“puntuales” como lámparas incandescentes, halógenas o de descarga.
Esta cualidad, junto con su extraordinaria eficiencia energética, las hacen
especialmente apropiadas para iluminar extensas áreas, como oficinas y edificios
industriales.
Las lámparas fluorescentes estándar utilizan revestimientos de lámpara de
halofosfato. Estas lámparas se utilizan donde el costo inicial bajo es el factor más
importante.
Encender y apagar frecuentemente las lámparas fluorescentes puede disminuir su
duración de servicio.
Aunque una lámpara que se enciende y se apaga con poca frecuencia dura más
tiempo, la producción de luz disminuye en la última fase de su vida útil.
Los efectos del cambio de temperatura
Las lámparas fluorescentes están pensadas para alcanzar su producción óptima de
luz a una temperatura ambiente de 25° C.
De todos modos, cuando están instaladas en un aparato de luz, la temperatura del
aire que rodea a una lámpara puede cambiar y afectar la producción de luz de la
misma.
Utilización de balastos electrónicos
La eficiencia de las lámparas fluorescentes puede mejorarse incrementando la
frecuencia del voltaje de la red que se les suministra. Pueden utilizarse balastos
electrónicos para incrementar la frecuencia normal de la corriente de 50/60
Hz a 25/30 Khz., mejorando la eficiencia de la lámpara en un 10%
aproximadamente. Los balastos electrónicos consumen también menos potencia
que los convencionales, y combinados con otros factores favorecedores, los
balastos electrónicos pueden conseguir ahorros de potencia de un 20%
aproximadamente, en comparación con los sistemas convencionales de 50/60 Hz
con los mismos niveles de producción de luz.
Lámparas halógenas
Las lámparas halógenas proporcionan una fuente compacta de luz de alta
producción que ha revolucionado el mundo de la iluminación.
A diferencia de las lámparas incandescentes estándar, las lámparas halógenas
utilizan gas halógeno que les permite tener un encendido más brillante sin sacrificar
la duración.
Al convertir la electricidad en luz aumenta su eficiencia y permite a las lámparas
halógenas típicas ofrecer más luz con menos energía y con un tamaño físico más
pequeño.
Comparadas con las lámparas incandescentes, las lámparas halógenas:
- Utilizan la energía de una manera más eficiente.
- Ofrecen una duración más larga, de hasta seis veces la vida media estimada de
una lámpara incandescente.
- Proporcionan una luz más blanca y más nítida.
- Proporcionan un mejor control de haz, permitiendo dirigir la luz con mucha más
precisión.
- Ofrecen un tamaño más compacto, creando nuevas oportunidades de diseño.
Lámparas de descarga de alta intensidad
Las lámparas de descarga dependen de la luz emitida por un vapor gaseoso cuando
la electricidad pasa a través de ellas. Son de una alta eficiencia energética y
confiables por largos períodos de tiempo.
Ofrecen una eficiencia energética excelente, una luz blanca y nítida y una excelente
reproducción del color para iluminar:
• Vidrieras de pequeños comercios.
• Áreas industriales de naves elevadas.
• Alumbrado público e iluminación de instalaciones deportivas.
Lámparas de sodio de alta presión
Las lámparas de sodio de alta presión a menudo se utilizan cuando a largo plazo
es más importante la economía que una reproducción precisa del color.
Son altamente eficaces y producen un color amarillo cálido apropiado para la
iluminación de:
• Parques extensos
• Centros comerciales
• Calzadas
• Áreas de entretenimiento
Lámparas de mercurio
Su eficiencia energética no es tan buena como otras lámparas de descarga y
proporcionan una reproducción del color reducida, requieren circuitos de arranque y
circuitos de control de funcionamiento más simples.
Esto ofrece un ahorro significativo en instalación, funcionamiento y mantenimiento
en usos tales como:
• Alumbrado de calles.
• Alumbrado de seguridad.
• Alumbrado de jardines.
Como nace un proyecto de iluminación residencial
Créase o no, un proyecto de iluminación no comienza (ni termina) con la elección de
las luminarias o artefactos.
Comienza con una idea o concepción; esto se conoce como "fase conceptual del
diseño", y es la etapa del proceso durante la cual se establecen las bases del futuro
proyecto.
Que tipo de iluminación quiero tener? Como quiero que se vean los distintos
espacios? Hay algún tipo de necesidad especial de iluminación a tener en cuenta?
En algunas dependencias tales como áreas de trabajo, lavaderos, etc. lo único que
necesitamos es una buena iluminación, uniforme y sin sombras; pero en otras en
cambio, (living, comedor, o el parque) quisiéramos tener algo diferente, con
personalidad, detalles, que la luz sea protagonista. Es importante recordar que esta
debe estar armada en varias "capas" por así decirlo. En los ambientes de "estar" del
hogar, a nadie le agrada que la iluminación de una dependencia esté limitada a un
solo artefacto ubicado en el centro de la habitación o disponer de una única
alternativa para alumbrar un recinto.
Se deberán considerar al menos tres tipos de sistemas de iluminación: una general,
una de trabajo y una de destaque o acento.
La iluminación general o de ambiente es la que proporciona la luz necesaria para
circular, realizar tareas de limpieza y debe ser una iluminación uniforme y sin
sombras. La iluminación de trabajo o tarea debe ser también uniforme pero de
mayor intensidad para algunos lugares específicos de la casa donde se realicen
tareas que requieran mejores condiciones de visión (home office, cocina, etc) Por
último, la iluminación de acento será de mucho más nivel que la general (al menos 3
veces) y estará concentrada en puntos de interés específicos. (Obras de arte,
detalles arquitectónicos, etc)
Esta subdivisión nos dará la flexibilidad de utilizarlos a todos simultáneamente o
realizar las combinaciones que más satisfagan nuestras necesidades o estados de
ánimo.
Una vez definido el criterio, será el momento de pensar en cual será la mejor fuente
de luz o lámpara para cada una de las situaciones planificadas.
Existe una gran variedad de lámparas y no todas se ajustan a todas las
circunstancias. Algunas emiten una luz amplia pero producen sombras duras,
(incandescente standard) o amplia pero suave; (opalinas) Otras destacan las
texturas o producen intensos niveles de iluminación puntuales (PAR o dicroicas).
En pocas palabras, si comenzamos por elegir una lámpara inadecuada para un
determinado efecto, estaremos esforzándonos en obtener algo que nunca podremos
lograr.
También debemos pensar en la vida útil de la lámpara, si habrá que cambiarla con
frecuencia y si su ubicación es de fácil acceso en tal caso. Es una lámpara especial?
Será fácil de conseguir para el reemplazo? Será elevado su consumo? Y su costo?
Una buena concepción de la iluminación y una correcta elección de la fuente de luz
adecuada para cada uno de los efectos que nos hemos imaginado harán el 90% del
proyecto. La elección del artefacto entra en el terreno de la decoración del ambiente.
En el caso del alumbrado residencial, en la gran mayoría de las aplicaciones los
artefactos cumplen una función preponderantemente decorativa. Como tal, habrá
que pensar en su elección partiendo de la base de que debe armonizar con el
entorno, tanto en estilo como en categoría.
A menudo pueden verse costosos artefactos, equipados con lámparas inadecuadas
y totalmente fuera de contexto. Hay gente que se enamora del artefacto que vio en
una vidriera y lo compra a pesar de que para su ambiente puede resultar
catastrófico. Es como quién come un plato caro y a sabiendas de que le caerá mal,
solo porque le agrada su aspecto.
Una vez que se ha elegido la lámpara, llegó el turno de seleccionar su
emplazamiento. Se supone que estamos tratando de iluminar algo dentro de un
espacio, por consiguiente esa lámpara deberá estar ubicada de manera óptima. Si
por ejemplo estamos queriendo iluminar un vanitory, no colocaremos la fuente de luz
frente al espejo sino al costado o arriba de él, de modo que ilumine nuestro rostro y
no nuestra espalda.
Este ejemplo parece grotesco, pero el lector se sorprendería de las cosas que se
llegan a ver recorriendo viviendas mal iluminadas. Si vamos a iluminar un cuadro, la
lámpara deberá montarse en el cielorraso y con un ángulo tal que al contemplar la
obra no hagamos sombra con nuestro cuerpo. Si en cambio pretendemos iluminar
un lugar de trabajo, lo lógico será colocar la fuente justo por encima de dicho lugar.
En todos estos ejemplos, estamos definiendo la ubicación correcta de cada lámpara
para un resultado óptimo; si bien esto se realiza en general de forma casi
inconsciente, esto ayuda a conocer el proceso.
Ahora sí estamos en condiciones de elegir el artefacto o luminaria. Aquí también
habrá algunas consideraciones que hacer; tendrá que mimetizarse con la decoración
y pasar desapercibido? Ser un elemento fundamental de la decoración o ser algo
neutro pero sumamente eficiente? Nuevamente habrá que pensar en las diversas
"capas" de iluminación; así como una lámpara no se adecua a todas las
circunstancias, de la misma forma un artefacto no cumple satisfactoriamente en
todas partes.
No obstante, esta forma de subdividir la iluminación en grupos de diversas
funciones, permite analizar opciones como por ejemplo que una misma luminaria
cumpla más de una función. Así, es probable que la iluminación de tarea o trabajo
pueda proveer suficiente iluminación general o la de destaque una aceptable
iluminación de tarea en algunos casos. Esta estrategia de subdivisión es ideal para
crear interesantes opciones de alumbrado.
La elección del artefacto de iluminación deberá ser analizada también bajo aspectos
técnicos. Es una luminaria eficiente? La distribución luminosa es adecuada o hay
demasiada luz dispersa? Se encuentra el deslumbramiento controlado dentro de su
radio de acción? Es una luminaria de buena construcción y aceptable durabilidad?
Será fácil de conseguir o habrá que aguardar a que sea importada?
Por último, habrá que hacer un lugar para los sistemas de control de la iluminación.
Deseamos un sistema de control inteligente o solo algunos atenuadores de luz
elementales? Si optamos por un sistema inteligente, utilizaremos varias consolas
con control remoto para mayor flexibilidad? Incluiremos la iluminación de parque
dentro del sistema de control? No habría que pensar también en detectores de
movimiento y células fotoeléctricas? Se ha separado convenientemente la
iluminación de parque de la de seguridad en el diseño y en el comando?
He aquí una suerte de ayuda memoria para quienes quieran intentar realizar el
proyecto de iluminación de su propia residencia. En realidad, esto último no es lo
más aconsejable por varias razones. Obviamente la más importante es la que se
refiere a la gran cantidad de respuestas que se presentan para cada uno de los
interrogantes que aquí se plantearon y la forma de interpretar cada uno. Esto se
podría comparar con aquellas personas que frente a un malestar consultan su
manual de medicina para el hogar; un síntoma tiene varias causas posibles que lo
ocasionen; por cual de ellas decidirse y medicar? Puede uno mismo interpretar ese
síntoma objetivamente o habrá siempre una tendencia inconsciente a orientar esa
interpretación a lo que nosotros realmente queremos que sea?
En el proyecto de iluminación pasa exactamente lo mismo; siempre se tratará de
iluminar la casa como está iluminada la que aparece en tal o cual revista de
decoración aunque en el fondo sabemos que la nuestra no se parece en lo más
mínimo. Esto hará que nuestro proyecto termine siendo ridículo!
El luminotécnico podrá tomar distancia y analizar "objetivamente" las diversas
necesidades y sus soluciones más lógicas, económicas y eficientes; además, si se
trata de un especialista actualizado, podrá presentarle a su cliente una "simulación
computarizada" (*) de los diversos ambientes para que su cliente pueda sentirse
"dentro" de su casa y ver, como en una fotografía, de que manera quedará esta
iluminada.
Podrá sugerir diversas alternativas basadas en el modo de vida y costumbres de sus
clientes y sin ningún tipo de apasionamiento cegador, no porque él sea un supergenio, sino simplemente porque NO es su casa y puede ver el problema
objetivamente, desde afuera y aplicando toda su experiencia; tal como lo haría un
médico frente a ese malestar del que hablábamos antes.