Fundamentos y Tecnologías de la Iluminación: Espectro Visible, Luminotecnia y Sistemas de Generación de Luz

Naturaleza de la Luz

Se define como luz a la parte del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir, ya que se producen sensaciones visuales cuando incide sobre la retina del ojo.

Luminotecnia

Ciencia que estudia las formas de producción de luz, así como su control y aplicación.

Magnitudes Fundamentales

• Lumen (lm): Cantidad de luz emitida por una fuente luminosa en todas direcciones durante un segundo.
• Rendimiento Luminoso (lm/W): Flujo luminoso que emite una fuente por cada unidad de potencia eléctrica consumida.
• Intensidad Luminosa (cd): Cantidad de luz emitida por una fuente luminosa en un segundo, en una dirección dada y para un ángulo sólido de valor un estereorradián.
• Iluminancia (lx): Cantidad de luz que incide sobre una unidad de superficie.
• Luminancia (cd/m²): Intensidad luminosa por unidad de superficie aparente de una fuente de luz primaria o secundaria.
• Temperatura de Color (K): Apariencia del color de la propia luz.

Sistemas de Generación de Luz

Termoradiación

Se basa en la radiación de luz y color por parte de un cuerpo caliente.

Luminiscencia

Se basa en una descarga eléctrica en un recinto cerrado en el que se encuentra un gas y en el que se produce una radiación.

Lámparas de Descarga

Las principales son: fluorescentes, vapor de mercurio a alta presión, luz mezcla o mixtas, halogenuros metálicos, vapor de sodio de baja o alta presión.

Principio de las Lámparas de Descarga

La corriente recorre el filamento produciendo la incandescencia. En una lámpara de descarga, la corriente debe atravesar un gas metálico.

Efecto Estroboscópico

Consiste en un efecto óptico que se produce en las lámparas de descarga cuando están alimentadas con corriente alterna.

Fluorescentes

Son lámparas de descarga eléctrica en atmósferas de vapor de mercurio a baja presión y un gas inerte cuyo efecto luminoso se basa en el fenómeno de la fluorescencia.

Componentes de las Lámparas Fluorescentes

• Tubo de Descarga: Tubo cilíndrico que aísla los electrodos y el gas de relleno del medio ambiente. Suele ser de cristal o cuarzo y su cara interna va recubierta de una capa de polvos fluorescentes.
• Casquillos de Conexión: Disponen de 2 casquillos de conexión, uno en cada extremo, provistos de sendos pares de patillas unidos eléctricamente por los electrodos.
• Electrodos: Son de hilo de tungsteno, arrollados en doble o triple espiral.
• Gas de Relleno: Suele ser uno fácilmente ionizante e inerte, como el argón o el neón.
• Polvos Fluorescentes: Transforman en luz visible las radiaciones ultravioletas producidas en la descarga.

Sistemas de Arranque

• Cebador: Provoca el calentamiento de los electrodos.
• Rápido: La pequeña tensión que proporciona una reactancia calienta los electrodos del tubo.
• Instantáneo: Un autotransformador proporciona una tensión suficiente para provocar el arco entre los electrodos, también llamado arranque en frío.

Reactancia

Es un arrollamiento de hilo de cobre esmaltado sobre un núcleo magnético de hierro dulce.

Cebador

Se utiliza para el encendido de las lámparas fluorescentes.

Portatubos y Portacebadores

Son elementos de sujeción que además facilitan la conexión de los conductores eléctricos.

Montajes con Tubos Fluorescentes

• Simple: Cuando el valor de la potencia de la reactancia y el tubo coinciden.
• Dos en Serie con una Reactancia: Cuando una reactancia cuyo valor de potencia sea el doble que la de los tubos, se conectan en serie con la reactancia.
• Varios Tubos Independientes: Se emplea cuando queremos accionar varios tubos con su correspondiente reactancia.
• Conexión Dúo: Una luminaria con dos equipos independientes a la que deseamos corregir el efecto estroboscópico.

Lámparas de Halogenuros Metálicos

Constitución

Su ampolla suele ser de forma tubular o elipsoidal.

Accesorios

Debido a la alta presión del gas, para el encendido de las lámparas es preciso aplicar altas tensiones de choque.

Funcionamiento

El tiempo de arranque es de entre 3 a 8 minutos, y el de enfriamiento de unos 5 minutos.

Características

• El rendimiento en estas lámparas puede alcanzar valores de 95 lm/W.
• La vida de estas lámparas alcanza las 11000 horas.

Funcionamiento de LED

Es un semiconductor unido a dos terminales, ánodo y cátodo (+/-), recubierto por una resina epoxi transparente. Son fuentes de luz en estado sólido, es decir, sin filamento ni gas que lo rodee, ni cápsula de vidrio que lo recubra.

Ventajas

• Tamaño reducido.
• Alta resistencia a las vibraciones e impacto.
• Larga vida útil.
• Bajo consumo.
• Posibilidad de regulación luminosa.

Los LED funcionan con corriente continua a baja tensión, 10/24 V.