CUESTIONARIO:
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Bienvenido a la Luminotecnia Interactiva
Esta aplicación explora los principios fundamentales de la luz y la iluminación, las tecnologías de lámparas más relevantes y las metodologías para el diseño de instalaciones de alumbrado. Navega a través de las secciones para descubrir conceptos clave, comparativas y ejemplos prácticos basados en el informe de «Luminotecnia».
Magnitudes Fundamentales
La luminotecnia se basa en una serie de magnitudes que definen la cantidad y calidad de la luz. Comprenderlas es esencial para el diseño y la selección de sistemas de iluminación eficientes.
💡 Flujo Luminoso ($\Phi$)
Cantidad total de luz emitida por una fuente por segundo. Mide la «potencia» luminosa.
Unidad: Lumen (lm)
⚡ Rendimiento Luminoso ($\eta$)
Eficiencia de una lámpara: luz producida por vatio consumido ($\Phi/P$).
Unidad: Lumen por vatio (lm/W)
Mayor valor = Mayor eficiencia.
🌡️ Temperatura de Color (TC)
Apariencia del color de la luz (cálida, neutra, fría).
Unidad: Kelvin (K)
- Cálida: <3300 K
- Neutra: 3300-5000 K
- Fría: >5000 K
🎨 Índice de Reproducción Cromática (IRC)
Capacidad de la luz para reproducir fielmente los colores (0-100).
Escala: 100 = reproducción perfecta
Independiente de la TC.
⏳ Vida Útil
Período tras el cual es económicamente ventajoso reemplazar la lámpara, considerando la depreciación del flujo luminoso.
Afectada por temperatura y variaciones de tensión.
Comparativa de Rendimiento y Vida Útil
Rendimiento (lm/W)
Vida Útil Estimada (horas)
Valores representativos generales.
Tecnologías de Iluminación
Un vistazo a las principales tecnologías de lámparas, desde los eficientes LEDs hasta las tradicionales lámparas de descarga.
Lámparas LED: Eficiencia y Versatilidad
Los Diodos Emisores de Luz (LED) han revolucionado la iluminación gracias a su alta eficiencia energética, larga vida útil y excelente controlabilidad. Funcionan emitiendo luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de sus diodos semiconductores.
Componentes Clave de una Lámpara LED:
Parámetros Destacados:
- Alto Rendimiento Luminoso: Supera a las tecnologías tradicionales (hasta 155 lm/W o más).
- Larga Vida Útil: Comúnmente hasta 50,000 horas (L70B50).
- Encendido Instantáneo: ~250 ms, sin necesidad de enfriamiento para reencendido.
- Controlabilidad: Facilidad para regulación de intensidad y color.
Lámparas de Descarga
Generan luz mediante una descarga eléctrica en un gas. Requieren un balasto para controlar la corriente.
Lámparas Fluorescentes
Utilizan vapor de mercurio y un recubrimiento fluorescente. Rendimiento: 50-100 lm/W.
Balastos:
- Electromagnético: Tradicional, menos eficiente, requiere cebador. Necesita corrección de factor de potencia ($\cos \varphi \ge 0.9$). 👎
- Electrónico: Moderno, más eficiente (hasta 105 lm/W), encendido instantáneo, sin parpadeo, regulable. 👍
Compactas (CFL): Versiones reducidas para sustitución directa, con balasto integrado o externo.
Lámparas de Descarga de Alta Intensidad (HID)
Tubo de descarga pequeño, alta presión. Tiempos de encendido/reencendido largos.
- Vapor de Mercurio (VMAP): Argón a alta presión. IRC bajo (mejorado en versiones corregidas). Uso industrial, urbano.
- Vapor de Sodio Alta Presión (VSAP): Requieren alta tensión de arranque. Reencendido lento (6 min).
- Halogenuros Metálicos: Usadas con reactancia y arrancador. Factor de potencia corregible.
Ver sección Tablas para potencias nominales.
Diseño de Alumbrado Interior
El diseño eficiente implica calcular el número de luminarias para alcanzar los niveles de iluminación deseados, considerando factores de la sala y de las propias luminarias.
Cálculo de Luminarias (Método de los Lúmenes)
Fórmula para el flujo luminoso total necesario ($\Phi_{TOTAL}$):
$\Phi_{TOTAL} = \frac{E \cdot S}{Fu \cdot Fc}$
- $E$: Iluminancia deseada (lux)
- $S$: Superficie a iluminar (m²)
- $Fu$: Factor de Utilización (eficiencia sala/luminaria)
- $Fc$: Factor de Conservación (pérdidas por envejecimiento/suciedad)
Calculadora Interactiva (Estimación):
Factores Clave: Fu y Fc
Factor de Utilización (Fu): Cómo la luz llega al plano de trabajo. Depende de:
- Geometría de la sala (Índice Local K)
- Reflectancia de superficies (techo, paredes, suelo)
- Tipo y distribución de la luminaria
Factor de Conservación (Fc): Reducción de luz con el tiempo por:
- Envejecimiento de lámparas
- Acumulación de suciedad
- Mantenimiento
Valores típicos de Fc: 0.65 – 0.8. Consultar tablas de fabricante para Fu (ver sección Tablas).
Consideraciones Eléctricas
La potencia activa ($P=V \cdot I \cdot \cos \varphi$) es clave. Balastos electrónicos suelen tener $\cos \varphi \approx 1$. Con balastos electromagnéticos no compensados, el REBT exige un factor de mayoración de 1.8 para cálculos de sección de conductores y protecciones. La corrección del factor de potencia es fundamental para la eficiencia.
Casos Prácticos y Comparativas
Análisis de ejemplos reales y comparativas entre tecnologías para ilustrar la aplicación de los conceptos de luminotecnia.
Reto Profesional: Iluminación de Nave Industrial (VMAP vs. LED)
Estudio comparativo para iluminar una nave industrial (700 lux), basado en el informe. Se comparan lámparas de Vapor de Mercurio de Alta Presión (VMAP) con lámparas LED.
| Parámetro | VMAP (250W) | LED (200W) |
|---|---|---|
| Flujo por luminaria (lm) | 19000 | 20000 |
| Índice Local K | 1.53 | 1.53 |
| Factor de Utilización (Fu) | 0.57 | 0.77 |
| Factor de Conservación (Fc) | 0.65 | 0.65 |
| Flujo Total Necesario (lm) | 850202 | 629370 |
| Nº Mín. Luminarias | 45 | 32 |
| Potencia Total Instalada (kW) | 11.25 | 6.4 |
Conclusión del Caso: La tecnología LED requiere un 30% menos luminarias y consume aproximadamente un 43% menos de potencia para el mismo nivel de iluminación, demostrando ahorros significativos y mayor eficiencia.
Otros Ejemplos Relevantes del Informe
- Lámpara Vapor Sodio Baja Presión: IRC casi nulo (color amarillento), largos tiempos de encendido/reencendido. No apta para uso doméstico.
- Balasto Electrónico vs. Electromagnético: Balastos electrónicos ofrecen $\cos \varphi \approx 1$, mayor eficiencia y mejor calidad de luz.
- Corrección Factor de Potencia: La adición de condensadores en lámparas de descarga con balasto electromagnético reduce la corriente demandada y mejora el coeficiente K (relación potencia aparente/nominal), optimizando la instalación.
Tablas de Referencia
Consulta de datos clave extraídos del informe, como potencias nominales y factores de utilización.
Tabla 1: Potencias Nominales Estandarizadas (Lámparas HID)
| Tipo de Lámpara | Potencias Nominales (W) |
|---|---|
| Vapor de mercurio | 50, 80, 125, 250, 400, 700, 1000 |
| Halogenuros metálicos | 35, 70, 100, 150, 175, 250, 400, 1000, 2000 |
| Vapor de sodio alta presión | 35, 50, 70, 100, 150, 250, 400, 600, 1000 |
| Vapor de sodio baja presión | 18, 35, 55, 90, 135, 180 |
Tabla 3 (Extracto): Factores de Utilización (Fu)
Ejemplo para Techo (0.8), Pared (0.5), Suelo (0.3)
| Índice local K | Factor de Utilización (Fu) |
|---|---|
| 0.6 | 0.30 |
| 0.8 | 0.37 |
| 1.00 | 0.43 |
| 1.25 | 0.48 |
| 1.50 | 0.52 |
| 2.00 | 0.57 |
| 2.50 | 0.60 |
| 3.00 | 0.63 |
Fuente: Extracto de tabla del informe para un caso específico.
Conclusión General
La luminotecnia es una disciplina vital que combina ciencia y arte para crear entornos iluminados de manera eficiente y confortable. La tecnología LED ha marcado un antes y un después, ofreciendo ahorros energéticos significativos y una mayor flexibilidad en el diseño. Comprender las magnitudes, las tecnologías y los métodos de cálculo es esencial para cualquier profesional del sector eléctrico. Esta aplicación interactiva ha buscado presentar estos conceptos de forma accesible y práctica.
