Sistemas y Tipos de Fuentes de Luz: Parámetros y Equipos Auxiliares

Fuentes de Luz: Sistemas de Transformación

Existen tres sistemas principales de transformación para generar luz:

-- Termorradiación: Mecanismo de emisión donde la radiación energética se origina por la excitación térmica de átomos o moléculas.

-- Electrorradiación: Proceso en el que la emisión de radiación se produce por la excitación de átomos o moléculas debido a choques con electrones o iones acelerados por un campo eléctrico.

-- Fotorradiación: Mecanismo de emisión en el cual la radiación energética se origina por la excitación de átomos o moléculas al absorber una radiación incidente con fotones de energía adecuada.

Tipos de Fuentes de Luz

1. Incandescentes
2. Vapor de mercurio color corregido
3. Luz de mezcla
4. Vapor de sodio baja presión
5. Vapor de sodio alta presión
6. Halogenuros metálicos
7. Fluorescentes

Lámparas Incandescentes

Mecanismo de termorradiación. Emiten luz por el calentamiento de un filamento mediante una corriente eléctrica. Dentro de la ampolla hay un gas inerte a presión inferior a la atmosférica. Existen tres tipos:

1. Estándar
2. PAR o vidrio soplado
3. Halógenos o de cuarzo-yodo

Pueden conectarse directamente a la red. Excelente rendimiento de color, pero eficacia luminosa pésima. Horas de funcionamiento: 2000h. No se utilizan en alumbrado público.

Lámparas de Vapor de Mercurio Color Corregido

Proceso de electrorradiación. Emisión luminosa por descarga eléctrica en mercurio con argón (gas inerte). Impedancia negativa, requiere reactancia y condensador. No necesita arrancador. Buena eficacia luminosa, vida media óptima. Uso en zonas de tráfico peatonal sin mantenimiento. Distribución espectral discontinua, rendimiento de color medio o regular. Distribución espectral continua, rendimiento de color excelente.

Lámparas de Luz Mezcla

Combinación de vapor de mercurio color corregido e incandescente. Tubo de descarga de vapor de mercurio y filamento incandescente circular en serie. 50% del flujo emitido por el tubo de descarga y 50% por el filamento. Conexión directa a la red. Filamento como fuente luminosa y resistencia estabilizadora. Baja eficacia luminosa y vida media. Sustitución de lámparas incandescentes. Distribución espectral discontinua y rendimiento de color moderado.

Lámparas de Vapor de Sodio Baja Presión

Electrorradiación. Emisión luminosa por descarga eléctrica en sodio vaporizado a baja presión. Tubo de vidrio en U reforzado con vidrio al boraz. Impedancia negativa, tensión de encendido superior a 350v hasta 600v. Necesita reactancia autotransformadora y condensador. Modelos de 35 a 55 w pueden conectarse con reactancia de choque, condensador y arrancador. Nulo rendimiento de color, óptima eficacia luminosa, vida media adecuada. Iluminación de vigilancia donde la reproducción cromática no es importante. Distribución espectral discontinua y monocromática.

Lámparas de Vapor de Sodio Alta Presión

Óptima eficacia luminosa, rendimiento de color nulo. Requiere mayor presión de vapor de sodio y temperaturas elevadas. Materiales especiales. Impedancia negativa, necesita tensiones de pico superiores a 2000v con reactancia, condensador y arrancador. Distribución espectral discontinua, deficiente rendimiento de color, muy elevada eficacia luminosa y muy buena vida media. Uso en tráfico considerable y mantenimiento especializado.

Lámparas Halogenuros Metálicos

Similar a vapor de mercurio, basado en electrorradiación. Contiene mercurio y halogenuros de tierras raras (disprosio, holmio, talio). Mayor eficacia luminosa y rendimiento de color. Impedancia negativa, tensiones de pico entre 800 y 5000v. Necesita reactancia, condensador y arrancador. Distribución espectral discontinua, elevado rendimiento de color, buena eficacia luminosa, baja vida media. Áreas deportivas y actividades televisadas en color.

Lámparas Fluorescentes

Fotorradiación. Radiación ultravioleta excita sustancias luminiscentes, transformándola en luz visible. Impedancia negativa, necesita reactancia, condensador y cebador. Distribución espectral discontinua, rendimiento de color variable según el tipo de lámpara. Eficacia luminosa variable, vida media intermedia. Apenas se usan en alumbrado público.

Parámetros de las Fuentes de Luz

Entre los parámetros comunes se encuentran el flujo luminoso, la vida media y útil, mortalidad y distribución de la intensidad luminosa. Las lámparas deben ajustarse a características como tensión e intensidad nominal, corriente de arranque, tensión de encendido, reactancia e impedancia.

Flujo Luminoso, Depreciación, Vida y Mortalidad

El flujo luminoso tras las primeras 100 horas no debe ser inferior al 90% del nominal. La depreciación luminosa no debe ser inferior al 95%. La vida media es la media aritmética de la duración en horas. La vida útil es el número de horas hasta que el flujo luminoso desciende y la fuente no es rentable.

Distribución de la Intensidad Luminosa

Influenciada por la situación del casquillo y la forma del cuerpo luminoso. Fundamental para el diseño del sistema óptico de la luminaria.

Equipos Auxiliares

Las lámparas de descarga requieren estabilizar la intensidad con reactancias inductivas y, para el encendido, tensiones elevadas con arrancadores. Los equipos auxiliares incluyen reactancias, condensadores y arrancadores.

Reactancias

• Choque: Bobina con núcleo magnético en serie con la lámpara. Pobre regulador de potencia.
• Autotransformadoras: Controlan la intensidad y elevan la tensión. Dos devanados desacoplados.
• Autorreguladoras: Combinan transformador y circuito eléctrico. Buena regulación de corriente y potencia.
• Dos Niveles de Potencia: Ahorro de energía disminuyendo la intensidad y potencia. Ahorro del 40%.
• Exigencias Técnicas: Deben cumplir especificaciones básicas.

Condensadores

Asociados a la reactancia para regular la corriente y compensar. Deben cumplir especificaciones básicas.

Arrancadores

Superponen impulsos de tensión para el cebado de la lámpara. Tipos:

• Independiente o de Superposición: El transformador del arrancador amplifica el impulso.
• Con Reactancia como Transformador de Impulsos: Utiliza la reactancia para amplificar los impulsos.
• Independiente de 2 Hilos: La energía del condensador se devuelve a la lámpara, generando un impulso de 2 a 4 veces el instantáneo de red.

Exigencias Técnicas

En vapor de sodio de baja presión se usa reactancia de choque y arrancador de dos hilos. En alta presión y halogenuros metálicos, arrancadores independientes o de superposición.

Alojamiento de los Equipos

Las pérdidas en las reactancias se transforman en calor, por lo que deben instalarse para disipar bien el calor.

Conexionado de los Equipos

Reducir la capacidad de los conductores minimizando su longitud y aumentando la separación. Evitar conductores tipo manguera o paralelos y la acumulación de humedad.

Repercusión en la Red de Alimentación. Armónicos

Las lámparas de descarga usan estabilizadores reactivos para evitar pérdidas por efecto Joule. Los armónicos pueden causar caídas de tensión y distorsiones en la red. Verificar el calentamiento del transformador, especialmente entre fases y neutro, ya que el tercer armónico circula solo en las lámparas.