Fundamentos de la Iluminación
Flujo Luminoso y Magnitudes Relacionadas
Flujo Luminoso: Es la energía recibida por el ojo humano según la curva de sensibilidad y que se transforma en luz durante un segundo. Se representa con la letra F y su unidad es el lumen (lm).
Rendimiento Luminoso: Indica el flujo que emite una fuente por unidad de potencia eléctrica consumida en su obtención. Se representa con la letra E y su unidad es el lumen/watt (lm/W).
Cantidad de Luz (Energía Luminosa): Se determina por el flujo luminoso emitido en unidad de tiempo. Se representa con la letra Q y su unidad es el lumen*hora (lm*h).
Intensidad Luminosa: Es igual al flujo emitido en una dirección por unidad de ángulo sólido en esa dirección. I = flujo/ω.
Iluminancia: Es la relación entre el flujo luminoso que recibe una superficie y su área. Se representa con la letra E y su unidad es el lux (lx).
Un lux: Es la iluminancia de una superficie que recibe un flujo luminoso de un lumen en un metro cuadrado de superficie.
Luminancia: Es el efecto de luminosidad que produce una superficie en la retina del ojo, tanto si es de una fuente primaria como secundaria. El ojo ve diferencias de luminancias y no de iluminación.
Interacción de la Luz con la Materia
Reflexión: Cuando ondas de cualquier tipo inciden sobre una superficie plana como un espejo, las nuevas ondas se mueven alejándose de la barrera. La luz, al ser reflejada por una superficie, un porcentaje de esa luz se pierde debido a la absorción. La relación entre la luz incidente y reflejada se llama reflectancia de la superficie.
Tipos de Reflexión: Especular, compuesta, difusa y mixta.
Transmisión: Es el paso de la radiación a través de un medio sin cambio de frecuencia de las radiaciones. Es característico de vidrios, plásticos y agua. Al atravesar el material, parte de la luz se pierde debido a la reflexión. La relación entre la luz transmitida y la incidente se llama transmitancia del material.
Tipos de Transmisión: Regular, difusa y mixta.
Absorción: Es la transformación de la energía radiante en otra forma de energía, generalmente en forma de calor. Suele ocurrir en superficies que no son reflectoras y materiales que no son del todo transparentes.
Refracción: Al pasar de un medio a otro, el rayo de luz puede cambiar su dirección. Dicho cambio se produce por la alteración de la velocidad de la luz.
Ley de Snell: El seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es una constante para los medios comprendidos.
Luminarias y Termorradiación
Luminarias: Aparato de alumbrado que reparte y transforma la luz emitida por una o varias lámparas y comprende lo necesario para su colocación, soporte y protección.
Elementos de una Luminaria: Armadura o carcasa, equipo eléctrico, reflectores, difusores, filtros.
Termorradiación: Se basa en obtener luz por agitación térmica de los átomos del conductor por el que circula corriente eléctrica. Si la agitación es elevada, el conductor se pone candente hasta llegar a la incandescencia.
Eficacia Luminosa: Es la finalidad principal de toda fuente productora de luz.
Tipos de Lámparas
Incandescencia: Es la propiedad que tienen los cuerpos de emitir luz por elevación de su temperatura.
Luminiscencia: Es todo tipo de radiación visible sin incandescencia. Cuando la excitación es eléctrica se llama electroluminiscencia.
Lámpara Incandescente
- Temperatura de color: 2100 – 3200 K
- Flujo luminoso: Muy pequeño
- Depreciación luminosa: Por vaporización del filamento y aumento de su resistencia
- Exceso de tensión: Produce mayor potencia y mayor flujo
- Características Eléctricas: Comportamiento como resistencia óhmica pura
- Usos: Alumbrado doméstico y señalización
Lámpara Fluorescente
- Temperatura de color: 3000 – 6000 K
- Flujo luminoso: 7 veces mayor que las lámparas de incandescencia
- Depreciación: Se vaporiza el electrodo desprendiendo partículas metálicas. La vida y el rendimiento disminuyen con la tensión.
- Características Eléctricas: No se conectan directamente a la red, dependen de una reactancia, cebador y condensador.
- Usos: Alumbrado en oficinas, almacenes, escuelas donde la altura no sea superior a 5 metros.
Lámpara de Vapor de Mercurio de Alta Presión (AP)
- Temperatura de color: 3000 – 4500 K
- Flujo luminoso: Grandes cantidades de luz por lámpara, potencia hasta 1000 W
- Depreciación luminosa: Similar a la fluorescente
- Características Eléctricas: Son lámparas de impedancia negativa que necesitan reactancia en serie.
- Usos: Alumbrado de exteriores e interiores de naves de elevada altura de montaje.
Lámpara de Luz Mezcla
- Mezcla de las de vapor de mercurio AP y las de incandescencia
- Color: 2900 K
- Flujo luminoso: Entre las dos anteriores
- Se pueden conectar directamente a la red
- Tardan tiempo en el encendido
Lámpara de Vapor de Sodio de Baja Presión
- La luz se produce por descarga eléctrica del metal de sodio vaporizado a baja presión
- Flujo luminoso: De alto rendimiento
- Necesita una reactancia
- Usos: Carreteras, autopistas
Lámpara de Vapor de Sodio de Alta Presión
- La luz se produce por descarga eléctrica a través del metal de sodio y mercurio con un gas noble vaporizado a alta presión
- Temperatura de color: 2100 K
- Flujo luminoso: Elevado rendimiento
- Características Eléctricas: Precisan equipo auxiliar formado por alimentador con balasto
- Usos: Alumbrado exterior e interior en naves industriales con elevadas alturas
Lámpara de Halogenuros Metálicos
- Son lámparas de mercurio de alta presión que tienen halogenuros de tierras raras para aumentar su eficacia luminosa
- Se utilizan en alumbrado de interior y exterior donde se requiere calidad y cantidad de luz con elevadas alturas de montaje. Son las más utilizadas en la actualidad.
- Temperatura de color: 6000 K
- Buen rendimiento luminoso
- Necesitan reactancia y cebador