Luminarias 2

7/31/2019 Luminarias 2

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Capitulo 5

Luminarias para Iluminacin de Interiores

Leonardo Assaf Elisa Colombo Beatriz ODonell

1. Fenmenos fsicos involucrados en el control ptico de la radiacin luminosa................

2. Sistemas pticos utilizados en luminarias ............................................................................ 2.1. Elementos reflectores ...................................................................................................2.2. Elementos refractores...................................................................................................2.3. Dispositivos de apantallamiento y filtros.....................................................................

3. La luminaria desde el punto de vista mecnico y elctrico................................................. 3.1. Partes de una luminaria ................................................................................................3.2. Materiales.....................................................................................................................

4. Las luminarias segn distintos criterios de seleccin.......................................................... 4.1. Clasificacin de las luminarias segn su distribucin luminosa..................................4.1. Clasificacin de distribucin luminosa segn la CIE (1986).......................................4.2. Clasificacin de las luminarias segn su aplicacin ....................................................4.4. Clasificacin de las luminarias segn el grado de proteccin......................................4.5. Clasificacin de acuerdo al grado de seguridad elctrica ............................................

4.6. Criterios de seleccin de una luminaria segn factores de eficiencia..........................

Bibliografa..................................................................................................................................


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1. Fenmenos fsicos involucrados en el control ptico de la radiacin luminosa

Los fenmenos fsicos involucrados en los controles pticos usados en la construccin deluminarias son:

La reflexin de la luz: al incidir luz sobre un cuerpo sta se refleja total o parcialmente, enforma especular o difusa, en general en forma mixta, y con una composicin espectraldiferente segn sea la interaccin de la luz con la materia y su dependencia con la longitud deonda. Este fenmeno es decisivo en la construccin de luminarias pues la forma de la pticareflectora permite una orientacin precisa de la luz siendo un elemento fundamental en elrendimiento del artefacto. La mayora de los elementos reflectores combinan los tres tipos dereflexin -especular, extendida y difusa- dependiendo del tipo de superficie, como se muestraen la figura 1. En la figura 2 se muestran las combinaciones posibles entre los tres tipos dereflexin mostrados en la figura 1.

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Figura 1. El tipo de reflexin depende de la superficie: a) superficie pulida, reflexin especular, b)

superficie rugosa, reflexin extendida y c) superficie mate, reflexin difusa

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Figura 2. Ejemplos de reflexin compuesta: a) difusa y especular b) difusa y extendida

c) especular y extendida

La absorcin y la transmisin de la luz:cuando la radiacin luminosa incide sobre un cuerpoes absorbida total o parcialmente segn las caractersticas del mismo. En la construccin deluminarias la absorcin plantea el compromiso entre dos aspectos, por un lado se aprovecha el

apantallamiento de fuentes de luz lo que es imprescindible para lograr un adecuado nivel deconfort visual, por el otro, reduce el rendimiento de la luminaria. Si la intensidad de laradiacin de todas las longitudes de onda que llega a un cuerpo se reduce enaproximadamente la misma proporcin, el material muestra una absorcin general, casocontrario, presenta una absorcin selectiva espectralmente. Algunos materiales como elvidrio, el plstico, los textiles, los cristales, etc. son buenos transmisores de la luz; el

porcentaje de luz transmitida depende del factor de transmitancia del material y del espesoratravesado. Los medios transparentes no modifican la direccin de la radiacin transmitida,mientras que los materiales translcidos son aquellos que desvan la luz de su direccinoriginal, en particular, los materiales difusores son aquellos que transmiten la luz en todasdirecciones. Los materiales transparentes en luminarias se pueden utilizar solamente a los

efectos de proveer el cierre de la luminaria o como filtro, ya sea neutro, disminuyendo laluminancia de la lmpara pero sin modificar la componente espectral o, como filtro espectralque absorbe selectivamente obtenindose una luz coloreada o con menor componente UV oIR segn sea el rango de longitudes de onda filtrado.

Tambin se utilizan materiales difusores, por ejemplo vidrio, para evitar efectos dedeslumbramiento mediante la reduccin de la luminancia.

La refraccin: cuando los rayos de luz pasan de un medio transmisor a otros de diferentedensidad ptica, como por ejemplo del aire al vidrio, se produce el fenmeno de la refraccin,es decir, se modifica la velocidad de propagacin y su direccin, excepto cuando la luz entra

en direccin perpendicular a la superficie del nuevo medio. La relacin de la velocidad de

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propagacin en un medio a la velocidad de la luz en el vaco se llama ndice de refraccin ydepende de la frecuencia de la radiacin electromagntica. El cambio en la direccin originalde propagacin depende del ndice de refraccin de los dos medios, para la particular longitudde onda involucrada, y del ngulo de incidencia (Figura 3). En la figura 4 se presentan varioscasos que se explican por refraccin: a) cuando un haz de luz atraviesa un cuerpo de caras

paralelas el efecto final es slo de un desplazamiento paralelo de la direccin de propagacinde la radiacin, b) en el caso de un prisma, el haz de luz se dispersa, es decir, se observa ladescomposicin de la luz en su espectro, y en c) y d) se observa la formacin de imgenes poruna lente. En la construccin de luminarias se utilizan elementos refractores como prismas olentes, a menudo en combinacin con reflectores, para una conduccin precisa de la luz.

Figura 3. Fenmeno de refraccin de la luz cuando pasa de un medio a otro.

Figura 4. Refraccin de la luz en: a) un cuerpo de placas paralelas, b) un prisma

c) una lente convergente y d) una lente divergente

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Reflexin total: cuando la radiacin luminosa pasa de un medio de ndice de refraccin (n2)mayor al otro (n1), existe un ngulo de incidencia lmite tal que para ngulos mayores se

produce el fenmeno de reflexin total, es decir la componente que pasa al otro medio es nula(Figura 5). Este fenmeno es la base del principio de conduccin de la luz en la fibras pticas(figura 6). Se clasifican en fibras coherentes, utilizadas para transmitir imgenes, e

incoherentes, para transmitir luz.

Figura 5. La reflexin total ocurre a partir de un ngulo de refraccin de 90.

El ngulo de incidencia lmite o crtico depende del medio.

Figura 6. Representacin de la transmisin de luz en a) una fibra ptica b) grupo de fibras pticas

Otro fenmeno como el de interferencia, no tan importante en la construccin de luminarias,se utiliza en la construccin de filtros. Cuando la luz incide sobre capas muy delgadas ciertasfrecuencias son trasmitidas y otras reflejadas. Mediante una sucesin de capas, de elementos yespesor adecuados, se puede producir una capacidad de reflexin selectiva para determinadosrangos de frecuencia. La importancia de los filtros de interferencia es que permiten obteneraltos valores de transmitancia y muy buena selectividad, de manera que es posible construirfiltros de color de calidad.

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2. Sistemas pticos utilizados en luminarias

Los sistemas de control ptico actan con uno o ms de los siguientes elementos de control:reflectores, refractores, difusores, dispositivos de apantallamiento y filtros.

2.1. Elementos ReflectoresEn la construccin de luminarias se utilizan los reflectores con superficies de reflexin difusa,casi siempre blanco mate, y los que tienen superficies especulares, que originalmente sefabricaban en cristal espejado. En la actualidad se utilizan sobre todo aluminio anodizado ymateriales sintticos, como plstico, que llevan un recubrimiento de cromo o aluminio,respectivamente. Los reflectores de material sinttico resultan ms econmicos, pero la cargatrmica es limitada y no son tan robustos como los reflectores de aluminio, que, debido a suresistente capa anodizada, estn mecnicamente protegidos, pudiendo soportar altastemperaturas.

Las posibilidades de control del haz son muy variadas ya que las superficies de reflector

pueden tener distinto tipo de terminaciones, en su forma, en el grado de especularidad eincluso pueden ser facetadas o martilladas. En relacin a la forma del reflector el mismo

puede ser parablico, esfrico, elptico o combinaciones de estos. Las superficies pueden serlisas o mates; el efecto mate permite que se logre una mayor uniformidad. Para obtenerdiferentes aperturas del haz y bordes ms difusos se recurre a las terminaciones facetadas omartilladas. Un reflector facetado consiste en un cierto nmero de pequeos reflectorescontiguos, o facetas, que pueden ser de distinto tamaos, planas o curvadas, y que siguen laforma general del reflector. En la figura 7 se muestran distintos tipos de reflectores.

a) b)

d)c)

Figura 7. Reflector (a) mate, (b) martillado, (c) facetado y (d) especular


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La caracterstica de una luminaria se determina esencialmente por la forma del reflectorutilizado.

Reflectores parablicos

Los reflectores parablicos son los ms utilizados. Ofrecen la posibilidad de dirigir la luz deun modo ms variado, obtenindose radiacin concentrada, paralela, abierta o asimtrica. Seemplean mucho en la iluminacin de interiores.

La propiedad ptica ms importante del reflector de seccin parablica es que una fuente deluz puntual situada en el foco de la parbola da lugar a un haz de rayos reflejados paralelo aleje parablico, como se muestra en la figura 8, mientras que si la fuente se desplaza haciaatrs o hacia delante de dicho foco, el haz converge o diverge respectivamente. Elapartamiento de la fuente de luz respecto de la forma puntual ideal, aumenta la divergenciadel haz de luz emitido. Los ngulos de emisin y de apantallamiento se pueden escogerlibremente de modo que se pueden proyectar luminarias con diferentes exigencias tanto para

la distribucin de luz como para la limitacin de deslumbramiento.

Figura 8. Reflector parablico: se muestra el haz paralelo de una fuente puntual ubicada en el foco

De acuerdo al diseo de este tipo de reflectores, parte de la luz directa, procedente de lapropia fuente, puede causar deslumbramiento. Una solucin interesante consiste en utilizar un

reflector en la misma lmpara, de manera que la luz directa se refleje hacia el artefacto(Figura 9).

Figura 9. Reflector parablico para una lmpara con reflector incorporado

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Reflectores esfricos

Una fuente puntual situada en el foco de un reflector especular esfrico orientar sus rayosreflejados en la forma indicada en la figura 10a, en la que se aprecia que solamente los rayoscercanos al eje, los rayos paraxiales, se reflejan casi paralelamente al mismo. Cuando la

fuente puntual se ubica en el centro de curvatura los rayos incidentes sobre el reflector sereflejarn a travs de la propia fuente en todas direcciones tal como se aprecia en la figura10b. Si no hubiese prdidas, la intensidad de la fuente en todas las direcciones sera el doble yse obtendra una ganancia igual a 2.

Figura 10. Reflector esfrico con una fuente luminosa en: a) el foco y b) en el centro de curvatura

Este tipo de reflectores se utiliza combinado con lentes en sistemas de proyeccin paraaumentar la intensidad de luz focalizada. Los reflectores cilndricos se emplean, por ejemplo,en lmparas de vitrinas.

En las figuras 11a y 11b se ilustran dos ejemplos de luminarias en los que los reflectoresparablicos y esfricos se han combinado para dar lugar a una unidad reflectora integral, quemejora el aprovechamiento de la radiacin luminosa. En los dos casos el centro de curvaturadel crculo coincide con el foco de la parbola. El reflector esfrico intensifica los rayos

procedentes de la fuente antes de su incidencia sobre el reflector parablico. En la figura 11a )la intensidad en la periferia del reflector ser generalmente mayor que en el centro del haz,mientras que en la disposicin de la figura 11 b) la intensidad del haz ser ms o menosconstante.

Figura 11. Combinaciones de reflectores esfricos y parablicos: a) la intensidad en la periferia del

reflector es mayor que en el centro, b) la intensidad del haz es constante

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Reflectores elpticos

En estos reflectores la radiacin luminosa de la lmpara que se encuentra en uno de los focosde la elipse se refleja hacia el segundo punto focal (figura 12a). Tambin puede apreciarse elresultado de ubicar la fuente delante o detrs del foco (figura 12b y 12c). En la prctica, y

puesto que la fuente tiene un tamao finito, los rayos reflejados desde cada punto del reflectordivergen ligeramente y no coinciden exactamente en el segundo foco.

Figura 12. Esquema de comportamiento de los rayos en un reflector de seccin elptica, con la fuente

ubicada en distintas posiciones respecto del primer foco: a) en el primer foco, b) desplazada hacia

fuera, c) desplazada hacia el reflector

Quizs la aplicacin ms familiar se da en la iluminacin arquitectnica, en forma depequeos puntos circulares de iluminacin de luz dirigida hacia abajo y con haces dedivergencia apropiada. Se utilizan para producir un haz de luz directamente desde el techo,como si fuera un pequeo agujero, usando una luminaria tipo Downlights, que se ver ms

adelante. En este caso el segundo punto focal puede estar situado directamente en el plano deltecho como fuente de luz imaginaria de libre radiacin (Figura 13).

Figura 13. Ejemplo de un sistema de iluminacin descendente tipo pinhole o agujero de luz, con

reflector elptico

Reflectores difusores

A diferencia de los reflectores especulares, los reflectores difusores no proporcionan uncontrol de haz ntido pero son muy valiosos cuando lo que se pretende es dirigir la luz haciazonas amplias del ambiente. Como difusor se usan metales y pinturas con acabados mates, ascomo pintura blanca vitrificada sobre metal. Los valores de reflectancia en estos casos puedenllegar al 90%.

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En estos reflectores la forma del difusor es menos relevante y sirve sobre todo para captar lamayor cantidad de flujo luminoso y redirigirlo hacia el exterior. Cunto menos profundo seaun reflector mayor ser su eficiencia pues con la profundidad aumentan las interreflexiones ydisminuye la proporcin de luz emitida (Figura 14). Los reflectores difusores son

ampliamente utilizados en luminarias de interiores a fin de conseguir niveles de luminanciauniformes.

Figura 14. Reflector difusor donde se muestra un esquema de la marcha de rayos

2.2. Elementos refractores

Los elementos refractores utilizados en luminarias permiten un buen control direccional de laluz. Se trata de sistemas pticos ms complejos que utilizan las propiedades refractivas delentes y prismas, o combinaciones de pequeas porciones de estos, y elementos que solamenteactan como difusores.

Los materiales de transmisin difusa se utilizan en ciertos tipos de luminarias para distribuirla luz emitida por la lmpara, o lmparas, en todas direcciones, reduciendo as la luminanciade la luminaria para todos los ngulos de visin, al aumentar la superficie aparente de emisinluminosa. Se pueden fabricar de vidrio opalino, para las luminarias de lmparasincandescentes, o de vidrio translcido, policarbonatos, metacrilatos o acrlico, para las delmparas fluorescente. Estos materiales presentan el mximo grado de difusin de la luz juntoa una mnima absorcin.

Las lentes condensadorasse combinan casi siempre con un reflector curvo constituyendo unsistema que permite un enfoque preciso de la luz. Se utilizan para obtener un haz de luzparalelo ubicando la fuente de luz en el foco de la lente (Figura 15). Si se modifica ladistancia de la lente condensadora a la fuente de luz se pueden realizar diferentes ajustes del

ngulo de iluminacin sobre la imagen con conos luminosos ntidos, cuyas formas se puedenmanipular usando monturas con distintas formas que permiten proyectar motivos especialesacordes a los requerimientos escnicos.

Figura 15. Luminaria con lente condensadora y reflector elipsoidal

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En la figura 16 se muestra una lente de Fresnel, su superficie curvada es escalonada en su

parte de atrs asegurando una accin ptica similar a la de una lente convergente pero conespesor reducido y mucho ms plana, ya que se proyectan concntricamente en forma anular.En algunos diseos la zona de los escalones se pinta de negro mate para evitar interreflexiones

no deseadas. Se usan en proyectores escnicos y en iluminacin arquitectnica, pues permitenregular los ngulos a diferentes distancias del objeto.

Figura 16. Lente de Fresnel

Tambin la refraccin en prismas se utiliza para un mejor redireccionamiento, tanto paralograr iluminacin homognea como para proveer apantallamiento, dependiendo de laeleccin adecuada del ngulo del prisma y de la disposicin de los mismos para favorecer,cuando se requiere, que la luz incidente se refleje totalmente. Los sistemas prismticos, que se

utilizan sobre todo en luminarias para lmparas fluorescentes tubulares previstas parailuminacin general (Figura 17), consisten de un panel horizontal liso en su parte superior ycon prismas cnicos o piramidales en su parte inferior, que forma el cierre externo de laluminaria. En la fabricacin de estos paneles se utiliza tanto el policarbonato como el acrlico.

Figura 17. Tpico panel refractor prismtico utilizado en luminarias de interior

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2.3. Dispositivos de apantallamiento y filtros

Las luminarias pueden ser equipadas tambin con otros elementos que ayudan a modificar suscualidades luminotcnicas. Para ocultar la lmpara, o lmparas, de la visin directa, se utilizala tcnica del apantallamiento, que puede estar incluida en el diseo mismo de la luminaria o

puede conseguirse mediante dispositivos adicionales. Cuando se quiere utilizar efectos decolor o cuando es necesario limitar la radiacin UV o IR, por ejemplo en iluminacin deexhibicin y decorativo, se puede recurrir a filtros de distintos tipos.

Apantallamientos y celosas

Para evitar el deslumbramiento, muchas luminarias se disean de manera de limitar laradiacin en las direcciones de visin. Una forma de lograrlo consiste en disponer el reflector,o cierta parte del mismo, de manera que provea el grado de apantallamiento necesario (Figura18). El grado en que una lmpara permanece oculta de la visn se expresa por el ngulo deapantallamiento (Figura 18a), es el que el que se forma entre la horizontal y la direccin en

que la lmpara, o lmparas, justo deja de ser visible. A veces tambin se indica, como semuestra en la figura 18a, el denominado ngulo de corte (cut off), o ngulo de unaluminaria medido desde el nadir entre el eje vertical y la lnea de visin para la cual la fuenteno es visible.

Para que el apantallamiento proporcionado por el reflector o carcasa sea efectivo, taleselementos deben ser bastantes profundos. Para obviar este problema, se puede incorporar undeflector adecuado. Por ejemplo en luminarias para lmparas fluorescentes se utiliza unelemento en forma de V situado entre las lmparas y paralelo a las mismas, como semuestra en la figura 18b. Tambin se utiliza un deflector horizontal para reducir la cantidadde luz desviada hacia los lados del haz, como se muestra por ejemplo en el proyector de lafigura 19.

Figura 18. Reflector que proporciona apantallamiento de la lmpara. a) dado por el contorno de la

lmpara, b) utilizando un elemento en forma de V.

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Figura 19. Deflector interno incorporado a un proyector de haz estrecho para reducir la cantidad de

luz deslumbrante. a) diagrama de rayos, b) ejemplo de un proyector

Con el mismo propsito de apantallar, pero para otras aplicaciones, se disean distintos tiposde dispositivos celosas o louvers que se disponen en forma longitudinal, transversal oformando celdas a la salida de la luminaria. Su finalidad es limitar la emisin de luz enngulos laterales adecuados, modificando la distribucin luminosa de la luminaria. Entre otros

pueden reconocerse los siguientes tipos: Persiana, Casetn, ReticuladoParablico y Dobleparablico. Si slo contribuyen a apantallar la lmpara sin modificar la distribucin luminosase les llama no focalizantes, caso contrario focalizantes.

Las primeras estn diseadas para su empleo en luminarias de interior para iluminacingeneral; se fabrican generalmente con materiales reflectantes difusores tales como plsticoopal y, acero o aluminio pintado en blanco, aunque se emplean tambin materialesespeculares. El grado de apantallamiento queda determinado por la relacin entre la

profundidad y la separacin de las lminas que forman la celosa. Un ngulo deapantallamiento normal es de unos 40 a 45. Se adaptan tambin a proyectores cuando existela posibilidad de que estos puedan producir contaminacin lumnica o deslumbramiento.

El funcionamiento de las celosas focalizantes es ms complicado. Se utiliza materialreflectante especular y con una seccin transversal parablica o en forma de cua. Trabaja

como un reflector parablico para dirigir la luz verticalmente hacia abajo, aumentando as elngulo de apantallamiento (Figura 20). Estos tipos de celosas se emplean exclusivamente enluminarias de interior para iluminacin general. Adems de apantallar la lmpara de la visindirecta ayudan a redirigir la luz hacia la superficie a iluminar, reduciendo el brillo de laluminaria cuando sta se observa desde fuera del ngulo de apantallamiento, brindando mayoreficiencia.

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Figura 20. Esquema de funcionamiento de una celosa focalizante.

Para conseguir una limitacin de deslumbramiento mas efectiva se utilizan rejillas de panal.En caso de elevadas cargas mecnicas, sobre todo en espacios destinados a los deportes y en

zonas con peligro de vandalismo, se puede instalar una rejilla adicional de proteccin.

Filtros

Hay dos tipos de filtros: los de absorcin y los de interferencia. La mayor parte de los filtrosde absorcin estn hechos de plstico o vidrio coloreados con tinte transparente y, en general,debido a la absorcin de la radiacin de longitudes de onda no deseadas, la cantidad de luztransmitida se reduce fuertemente. Los valores tpicos de transmitancia para los filtrosutilizados en conjuncin con lmparas incandescentes son: 5% para el azul, 15% para elverde, 20% para el rojo y 40% para el mbar.

Dado que en los filtros de absorcin parte de la radiacin absorbida se transforma en calor,provocando un calentamiento del material, puede recurrirse a otro tipo de filtros denominadosde interferencia. Los mismos consisten de dos lminas de vidrio trabajadas pticamente consuperficies adyacentes semiplateadas espaciadas a tal distancia que solamente una estrecha

banda de longitudes de onda puede pasar, siendo el resto parcialmente reflejado, lo quepermite un control ajustado del rango de longitudes de onda de la radiacin transmitida y evitael problema de calentamiento.

Tambin se utiliza este tipo de filtros para transmitir las radiaciones IR y reflejar las visibleso a la inversa, en cuyo caso se conocen como filtro de calor. Ambos tipos de filtros deinterferencia se denominan dicroicos dos colores dado que el haz se descompone en luztrasmitida y reflejada de diferentes longitudes de onda.

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3. La luminaria desde el punto de vista mecnico y elctrico

3.1. Partes de una luminaria

La diversidad de aplicaciones y diseos de luminarias dan como resultado una amplia

variedad de las mismas, a pesar de lo cual es posible distinguir las siguientes partes ocomponentes: Cuerpo, Compartimiento porta-equipo, Cubierta y Controles pticos. En lafigura 21 se muestra un esquema de una luminaria.

Figura 21. Esquema de una luminaria

El cuerpo es la parte que contiene el portalmparas y los equipos auxiliares. Se integra de una

manera ms o menos fija a las paredes, cielo raso, columnas u otros medios de fijacin dellocal, como bastidores, o mnsulas.

El compartimiento porta-equipo es el espacio requerido para los equipos auxiliares integradosa las lmparas usadas, que no solamente debe ser suficiente para el alojamiento de los mismossino tambin para los dispositivos de fijacin. Para facilitar el mantenimiento e inspeccin

peridica es preferible que este dispositivo sea removible, emplendose frecuentementebandejas metlicas con perforaciones para los equipos, llamadas por ello bandejas porta-equipos. En la figura 21 se indica el dispositivo de anclaje en la parte superior del cuerpo.

La cubierta tiene por finalidad proteger las partes internas del ingreso de polvo, en el caso en

que la luminaria est diseada para instalarse en lugares ms o menos expuestos. Cuando nocumple ninguna funcin ptica debe ser lo ms transparente posible para optimizar elrendimiento del artefacto.

Como ya se dijo, los controles pticos pueden incluir un dispositivo reflector, un elementorefractor o difusor y sistemas de apantallamiento o filtros. El reflector por lo general seinterpone entre el cuerpo y la(s) lmpara(s), mientras los elementos refractores y losdispositivos de apantallamiento y filtros se ubican en la boca de la luminaria.

Las restantes partes deben disponer de dispositivos de fijacin mecnica y de conexinelctricos removibles sin necesidad de herramientas para facilitar la extraccin peridica parael mantenimiento o la inspeccin. La facilidad de desmontaje no debe implicar en modoalguno peligro de desprendimiento o desconexin.


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3.2. Materiales

Los materiales de una luminaria se distinguen por la funcin que cumplen: mecnica, elctricau ptica. Los materiales comnmente usados en artefactos de iluminacin son aquellos con laterminacin ms estable y de buenas propiedades pticas. Mencionaremos entre ellos:

Hierro en forma de chapas lisas o perforadas, plegadas y soldadas

Aluminio en forma de perfiles o chapas plegadas o lminas

Plsticos moldeados, extruidos o soplados

Vidrios planos o en forma de lentes

Fibras pticas, para canalizaciones de haces de luz

Tratamiento de superficies

El tratamiento de las superficies influye sobre sus propiedades pticas. Las terminaciones ms

utilizadas para este fin en las luminarias son:

Para el aluminio:

Pulido: acabado que se logra mecnicamente a fin de aumentar la reflexin especular

Anodizado: acabado qumico consistente en crear una capa superficial de xido dealuminio, cuya propiedad es incrementar la reflexin especular

Abrillantado: acabado qumico de oxidacin superficial con la incorporacin decompuestos brillantes, que incrementa predominantemente la reflexin especular

Gofrado: acabado mecnico que confiere mltiples relieves convexos a la superficie,

incrementando la reflexin predominantemente difusa.

Para plsticos y metales:

Plateado

Dorado

Niquelado

Cromado

Pintado:

Orgnico: adecuado para interiores Cermico (a 500 C): de gran resistencia a los agentes atmosfricos

Dispositivos de conexin elctrica

Para los dispositivos de conexin elctrica y sus accesorios se utilizan materiales especialesdeterminados por la funcin de proveer energa desde el punto de alimentacin hasta loscomponentes del circuito, lmparas, equipos auxiliares y tierra elctrica (ver Figura 21).

Los elementos de conexin son por lo general cables o barras de cobre de seccionesadecuadas a la potencia de la(s) lmpara(s) o equipos conectados, asegurando la aislacinacorde al rgimen de tensin y temperatura de trabajo dentro de la luminaria. Los elementosde conexin y aislamiento son empalmes de manguito, fichas conectoras, borneras,

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portalmparas y terminales, cuyo objetivo es facilitar la conexin y desconexin,preferentemente sin necesidad de herramientas.

En lo que se refiere a la tensin, las normas de la Comisin Electrotcnica Internacional (IEC)establecen una Tensin de Prueba igual a (2.Un + 1.000) V, siendo Un la tensin nominal, de

modo que, para una tensin nominal de 220V, la tensin de prueba es de 1.440 Voltios.

Los accesorios del sistema elctrico de una luminaria tienen por finalidad facilitar laidentificacin, fijacin y el pasaje de los conductores por la luminaria. Ellos son:

prensacables, pasacables de goma y manguitos identificadores. No cumplen ninguna funcinelctrica aunque tienen que ser aislantes y soportar altas temperaturas.

Las diferentes aislaciones que se emplean en las luminarias se distinguen por el grado en queestn expuestas al calor, como ser los chicotes de acometida al portalmparas. Los rangos detemperatura son menores a 275 C, y dependen del tipo y potencia de la lmpara que contengala luminaria, as como de sus propiedades para disipar el calor. La Tabla 1 muestra las

temperaturas de prueba de las distintas partes de una luminaria sometidas al calor. La Tabla 2indica las temperaturas que pueden ser soportadas por distintos tipos de aislaciones. Lasmismas nunca deben ser inferiores a las temperaturas desarrolladas por las luminarias, casocontrario podra deteriorarse la aislacin y provocar daos de distinta naturaleza.

Tabla 1. Exigencias de temperatura para las partes de una luminaria

Parte de la luminaria Temperatura de prueba, C

Casquillo de lmparas 275

Portalmparas 225

Arrollamientos 90

Partes metlicas 60

Partes no-metlicas 75

Materiales combustibles 90

Partes sometidas al haz central 90

Tabla 2. Exigencias de temperatura para los aislantes

Tipo de aislante Temperatura de trabajo

admisible, C

Fibra de vidrio barnizada 200

Politetrafluoroetileno (PTFE) 250

Caucho silicona 200Cloruro polivinlico (PVC) 90

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4. Las luminarias segn distintos criterios de seleccin

La seleccin de la luminaria adecuada para cada tipo de instalacin es un paso importantedentro del proyecto de un sistema de iluminacin y debe realizarse en forma conjunta con la

eleccin de la lmpara. Existen los ms diversos tipos de luminarias y diferentes criterios declasificacin que un proyectista debe tener en consideracin para elegir una luminaria, como

por ejemplo:

Clasificacin segn la distribucin luminosa

Clasificacin segn su aplicacin

Clasificacin segn el grado de proteccin

Clasificacin de acuerdo al grado de seguridad elctrica

4.1. Clasificacin de las luminarias segn su distribucin luminosa

Desde el punto de vista fotomtrico una luminaria se puede caracterizar por su distribucin deluz - cuerpo fotomtrico - es decir, por la forma en que se distribuye el flujo luminoso radiadoen las diferentes direcciones del espacio. Existen varias formas de representar grficamente ladistribucin de la luz por una luminaria. A modo de ejemplo citamos el diagrama polar y el decoordenadas rectangulares (Figura 22)

Figura 22. Representacin grfica de una distribucin de luz asimtrica, por medio de:

a) coordenadas rectangulares, b) coordenadas polares.

Las distribuciones de luz pueden sersimtricas o asimtricas, directas e indirectas y segn elngulo de corte.

Distribuciones simtricas y asimtricas

Los cuerpos fotomtricos pueden reconocerse segn las distintas simetras de sus curvas dedistribucin luminosa:

Simetra de revolucin o rotacionales aquella por la cual la curva de distribucin puede serobtenida por la rotacin de un semiplano alrededor de un eje de revolucin y por lo tanto el

cuerpo fotomtrico puede ser representado por un solo plano. Una luminaria como la que semuestra en la figura 23 tiene una distribucin de luz simtrica respecto al eje que atraviesa el


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punto de luz. Adems, dado que la luminaria es semiesfrica, se evidencia que la distribucintrazada sobre un plano que pase por el centro de la luminaria ser idntica a la trazada sobrecualquier plano que cumpla la misma condicin.

Figura 23. a) Luminaria con una distribucin de luz simtrica de revolucin

b) Curva de distribucin de la luz de esa luminaria Se habla de bi-simetra o simetra plana cuando la simetra se presenta en dos planosortogonales. Por ejemplo una luminaria para lmpara fluorescente, como la que aparece en lafigura 24, tiene una distribucin luminosa simtrica, pero en este caso, la simetra quedalimitada tan solo a dos planos verticales, uno de ellos perpendicular al eje de la lmpara y elotro paralelo al mismo.

b)

a)

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c)

Figura 24. a) Luminaria con simetra segn dos planos para una lmpara fluorescente compacta, b)

Curvas de distribucin de la luz de esa luminaria segn los dos ejes normales, c) Ejemplo de

utilizacin de esta luminaria en una sala de conferencia

Simetra longitudinal es aquella que se presenta en un solo plano, ya sea en el planoperpendicular al eje de la lmpara o en el eje paralelo al mismo. Una luminaria con reflectorasimtrico, para iluminar superficies verticales baadores de pared- presenta este tipo dedistribucin (Figura 25).

Figura 25. Luminaria asimtrica en un plano para fluorescente lineal, ejemplo de uso y curvas dedistribucin de la luz de esa luminaria segn los dos ejes normales

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4.1. Clasificacin de distribucin luminosa segn la CIE (1986)

Distribuciones directa e indirecta.

Esta clasificacin esta basada en el porcentaje del flujo luminoso total emitido por encima o

por debajo del plano horizontal que atraviesa la lmpara. La Comisin Internacional deAlumbrado (CIE, 1986) reconoce seis tipos de distribuciones de intensidad luminosa, enartefactos de iluminacin interior, desde iluminacin totalmente directa a totalmente indirecta(Figura 26):

a) Iluminacin directa: cuando el porcentaje de luz emitida hacia abajo es del 90 al 100%. Ladistribucin puede variar desde aquellas de haz abierto hasta la de haz estrecho,dependiendo del material reflector, terminacin, contorno, apantallamiento y controlespticos empleados.

b) Iluminacin semi-directa: cuando entre el 60 al 90 % del flujo luminoso es emitido haciaabajo y el resto hacia el techo o paredes superiores.

c) Iluminacin general difusa: cuando el porcentaje del flujo luminoso, entre el 40 al 60 %, esemitido en igual cantidad hacia arriba y hacia abajo.

d) Iluminacin semi-indirecta: cuando el sistema emite entre el 60 al 90% de su flujoluminoso hacia arriba.

e) Iluminacin indirecta: es el caso cuando entre el 90 al 100 % del flujo luminoso es emitidohacia arriba sobre el techo o paredes superiores.

Figura 26. Clasificacin de luminarias de acuerdo a la CIE. a) directa, b) semi-directa, c) general

difusa, d) semi-indirecta e) indirecta.

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Las distribuciones directas corresponden a luminarias de gran eficiencia, pero tienen la grandesventaja de que pueden provocar deslumbramiento. Se distinguen aquellas de haz estrechoy de haz ancho, caracterstica que depende de la ptica, terminacin, forma de apantallado,etc. Las luminarias de haz estrecho proveen de poca iluminancia vertical. Es casi lailuminacin obligatoria en locales de baja altura.

La distribucin semi-directa es predominantemente hacia abajo, pero permite tambin que,parte del haz luminoso sea dirigido hacia el techo. Son luminarias suspendidas. Si sesuspenden a poca distancia del techo pueden producir manchas luminosas.

La luminaria con distribucin difusa general tiene bajo rendimiento, menor que la luminariade iluminacin directa o semi-directa, aunque es apropiada para locales con reflectanciasaltas. En los casos en que pueda provocar deslumbramiento es necesario ubicarlas a mayoraltura o bien elegir luminarias de menor potencia, si esto fuera posible.

La distribucin semi-indirecta es similar al indirecto pero en este caso parte del haz se dirige

tambin hacia el hemisferio inferior, en una proporcin tal que la luminancia de la propialuminaria y la del cielo raso son equivalentes. Por tanto la luminaria debe ubicarse a unaaltura correcta. En este sistema debe controlarse el deslumbramiento.

Las distribuciones indirectas se logran con luminarias que aprovechan el cielo raso comoamplio difusor, por tanto el local tiene que ser lo mas claro posible para un mejoraprovechamiento. Todo el haz se dirige hacia arriba por lo que se debe tener cuidado que lasluminarias no provoquen manchas de luz en el cielo raso, regulando convenientemente laaltura de montaje. Favorece la uniformidad de la iluminacin an con pocos puntos de luz, loque es apropiado para locales en donde se quiere limitar los reflejos, tales como los destinadosa salas de computadoras y para gente de edad que tiene mayor sensibilidad aldeslumbramiento. Es de menor eficacia que los sistemas anteriores.

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Torchires Halgenas

Ciertos sistemas ubican la luminaria en un pedestal apoyado en el piso, que proveeiluminacin indirecta. A principios de los 1980, diseadores italianos crearon atractivos

modelos, combinando este tipo de artefacto con lmparas halgenas lineales utilizadas en lailuminacin de exteriores. Este concepto result popular entre las personas que buscaban unaluz clida difusa, una atenuacin completa en un artefacto fcil de mover.

Estos artefactos se llaman torchires (del francs, porta-antorcha) o uplighters (iluminandohacia arriba) halgenas.

Inicialmente costosos (en los EEUU se vendan por cientos de dlares), modelos econmicosempezaron a fabricarse en Asia a precios que haban bajado a US$ 12 en los EEUU para elao 1996.

A pesar de su popularidad, cabe observar que las torcheres representan una alternativa de altoconsumo energtico, por el uso de lmparas incandescentes de alta potencia (de 300 W hasta600 W) y por ser un artefacto de iluminacin indirecta. A plena potencia la eficacia de lalmpara puede ser de 10 a 15 lm/W, pero atenuada slo rinde 2 a 3 lm/W apenas ms que lalmpara de Edison de 1879.

Considerando que la luz se dirgie hacia arriba de donde est reflejada a las superficieshorizontales y verticales del ambiente, slo una pequea parte del flujo luminoso es til, porlo cual la combinacin lmpara / luminaria tiene muy bajo rendimiento. Si bien una lmparauplighter de 300 o 500 W puede generar suficiente luz para la lectura, la misma se puedelograr con una lmpara halgena de 20 a 50 W en una luminaria para la lectura o downlight(iluminando haca abajo).

Debido a que la mayor parte de la potencia elctrica produce calor y no luz, las lmparas sonmuy calientes con temperaturas muy por encima de aquella necesaria para la combustin de

papel, tela y madera. Ver Fig. HT1.

Figura HT1. El calor generado en unatorchire halgena es suficiente para

cocinar un huevo.

Debido a que la torchire est abierta arriba,no es difcil que alguno de estos materialesinflamables tomen contacto con la superficiede la lmpara. En los Estados Unidos se handocumentado docenas de incendios

provocados por este proceso. En algunoscasos, los artefactos fueron colocados cercade cortinas, camas, plantas artificiales; enotros, las lmparas halgenas explotaron,

esparciendo fragmentos calientes de cuarzosobre materiales inflamables a su derredor.


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Se han estimado que por la popularidad de estos artefactos en los EEUU, el consumo de losmismos en 1996 superaban el ahorro logrado por todas las lmparas fluorescentes compactasinstaladas. [Siminovitch y Page, 1996]

No obstante estos problemas, es posible gozar de las ventajas de una luz clida difusa, conartefactos torchires utilizando lmparas fluorescentes. Investigadores del Laboratorio

Nacional Lawrence Berkeley han desarrollado artefactos torchires que utilizan lmparasfluorescentes compactas con atenuacin luminosa (dimming) al igual que las halgenas.Dicha atenuacin se logra mediante balastos que permiten atenuacin continua o con tresefectos de iluminacin. Existen varios proveedores en el mercado norteamericano. La

potencia mxima de una configuracin tpica es de 55 W que genera la misma cantidad de luzque una halgena de 300 W. Mediciones reportadas por Calwell y Mills (1996) indican que laeficacia de los sistemas con fluorescentes compactas es cinco veces el valor con las halgenasa potencia mxima. Sin embargo, con atenuacin esta relacin aumenta a 30. Esto se debe aque la eficacia de la halgena disminuye notablemente con la atenuacin (tal como se ha

comentado antes), mientras que la de la fluorescente compacta se mantiene casi constante.

La imagen infrarroja Fig. HT2 compara las temperaturas de instalaciones de torchires conhalgena y con lmpara fluorescente compacta.

Figura HT2. Imagen termogrfica de artefactos

torchires equipadas con lmpara fluorescente

compacta (izquierda) y con lmpara halgena

(derecha). La temperatura de la lmpara fluorescente

suele ser menor que la del exterior de la base de un

artefacto con lmpara halgena.

Argentina lleva un retraso respecto a la situacin norteamericana. En 1996, las torchires erandesconocidas aqu. Sin embargo, al momento de ir a la prensa (mediados del 2002), stasestn ganando popularidad en el mercado nacional. Las alternativas eficientes portandofluorescentes compactas no estn disponibles todava.

Calwell, C. y E. Mills, 1996, Halogen uplights and hot ceilings, IAEEL Newsletter 4/96.International Association for Energy-Efficient Lighting.

Siminovitch, M. y E. Page, 1996, Energy-Efficient Torchires for Residential Applications,

CBS Newsletter, Fall 1996, p. 6. Center for Building Science, Lawrence Berkeley NationalLaboratory, Berkeley, CA, USA.

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La distribucin directa-indirecta (Figura 26 f) no est incluida en la clasificacin de la CIE Esuna variante de la distribucin difusa general, vista anteriormente, y a diferencia de sta laluminaria emite muy poca luz para ngulos cercanos a la horizontal.

Clasificacin de acuerdo al ngulo de corte (cutoff)

El ngulo de corte (cutoff) define la distribucin luminosa de la luminaria. De acuerdo alngulo de corte las luminarias pueden clasificarse como se indica en la Tabla 3.

Tabla 3. Clasificacin de luminarias de acuerdo al ngulo de corte (IES, 2000)

Nombre Distribucin de intensidad

Totalmente apantallado(Full cutoff)

Luminaria para la cual la intensidad nula se alcanza para unngulo de 90 sobre el nadir y para todos los ngulos mayores.Adems que la distribucin luminosa en cd/1000 lm no excedanumricamente en 100 (10%) para un ngulo de 80 a partir del

nadir. Esto se aplica para todos los ngulos laterales alrededor dela luminaria.

Apantallado (Cutoff) Cuando la distribucin luminosa en cd/1000 lm no excedenumricamente en 25 (2.5%) para un ngulo de 90 sobre el nadiry en 100 (10%) para un ngulo de 80 sobre el nadir. Esto seaplica para todos los ngulos laterales alrededor de la luminaria.

Semi apantallado(Semi-cutoff)

Cuando la distribucin luminosa en cd/1000 lm no excedenumricamente en 50 (5%) para un ngulo de 90 sobre el nadir yen 200 (20%) para un ngulo de 80 sobre el nadir. Esto seaplica para todos los ngulos laterales alrededor de la luminaria

No apantallado (Non-cutoff) Sin limitacin de la distribucin luminosa

4.2. Clasificacin de las luminarias segn su aplicacin

Una forma comn de clasificar a las luminarias para interiores es por su aplicacin, lo que asu vez depende de la fuente usada, del montaje y su construccin. De este modo unaclasificacin simple sera:

Luminarias para iluminacin industrial

Luminarias para iluminacin comercial y/o oficinas

Luminarias para iluminacin residencial

Luminarias para iluminacin industrial

En reas industriales en general se usan luminarias con lmparas fluorescentes lineales o dealta intensidad dependiendo de las caractersticas del rea a iluminar. Aquellas que contienenlmparas fluorescentes a menudo poseen reflectores no as elementos refractores (Figura 27).En ambientes con alto contenido de polvo o ambientes hmedos poseen cubiertas hermticas.Tambin pueden instalarse luminarias con fluorescentes lineales sin ningn tipo de reflectoren aquellos lugares donde se necesitan altos niveles de iluminacin general difusa y donde lasexigencias sobre proteccin de humedad o polvo no sean necesarias.

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Figura 27.- Luminaria con cerramiento hermtico para fluorescente lineal con su curva de

distribucin luminosa y ejemplo de uso.

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Figura 28.- Luminarias para lmparas de alta intensidad (halogenuro metlico)

con su curva de distribucin luminosa y ejemplo de uso.

Luminarias con lmparas de alta intensidad, como la que se muestra en la figura 28, se puedeninstalar en espacios donde la relacin espacio/altura de montaje es menor o igual a 1. Engeneral son luminarias suspendidas o aplicadas sobre el techo, cerradas o abiertas. Lasmismas poseen elementos reflectores y refractores con diferentes tipos de distribuciones deintensidad luminosa. Cuando la relacin espacio/altura de montaje es mayor de 1 lasluminarias deben proveer distribuciones de intensidad luminosa abiertas para lograr altosvalores tanto de iluminancia horizontal como vertical.

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Luminarias para iluminacin comercial, de oficinas y residencial

Las luminarias adecuadas para iluminacin comercial, de oficinas y residencialse consideranen forma conjunta ya que poseen caractersticas similares. Pueden ser clasificadas en:

Luminarias para iluminacin localizada:pueden ser mviles como es el caso de un escritorioo fija cuando se instalan en muebles de cocinas o baos. Contienen en general lmparasfluorescentes compactas, incandescentes de bajo voltaje o incandescentes halgenas.

Luminarias tipo downlight, uplight o up-downlight: se trata de luminarias que dirigen la luzprincipalmente hacia abajo, hacia arriba o en forma mixta. Generalmente se indican por sunombre en ingls.

Las de tipo downlightse instalan en el techo, empotradas o suspendidas, pero cuando se usanen la iluminacin de pasillos o de exteriores generalmente se aplican en la pared. Las de doblefoco, debido a la forma de su reflector, ya mencionado en la seccin de reflectores elpticos,

posibilitan un alto rendimiento luminoso con una pequea abertura de techo. Los baadoresde pared tipo downlightdisponen de una distribucin luminosa asimtrica ya que, no slodirigen la luz verticalmente hacia abajo, sino tambin directamente sobre superficiesverticales. Los proyectores orientables tipo downlight sirven para la iluminacin acentuada dediferentes reas y objetos, mediante la orientacin del cono luminoso que permite adaptarlos adiferentes tareas de iluminacin.

Las de tipo uplightse pueden aplicar para iluminar el techo, para iluminacin indirecta de undado espacio mediante luz reflejada en el techo o para iluminar paredes por reflexin. Se

pueden instalar en el suelo o en la pared.

Las de tipo updownlights son la combinacin de uplight y downlight, por lo que puedenproporcionar iluminacin simultnea del suelo y del techo o una iluminacin de pared porreflexin de luz. Se pueden instalar en la pared o suspendidos.

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Este tipo de luminarias pueden alojar distintos tipos de lmparas, aunque las ms habitualesson lmparas incandescentes, halgenas incandescentes, halogenuros metlicos yfluorescentes compactas. Poseen en general aperturas moderadas con bajos valores deluminancia para ngulos de visin grandes, es decir un control adecuado dedeslumbramiento. En la figura 29 se muestran este tipo de luminarias.

a)

b)

Figura 29. Luminaria: a) embutida tipo downlight, con lmpara fluorescente compactab) proyector tipo uplight embutida de piso para sodio blanco

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Luminarias de retcula: construidas para fuentes tales como lmparas fluorescentes ofluorescentes compactas. Este nombre se debe a los distintos tipos de rejillas que utilizancomo recubrimiento, las cuales controlan el deslumbramiento para ngulos determinados. Seutilizan sobre todo para la iluminacin de grandes superficies.

Las luminarias de retcula tienen normalmente una forma rectangular alargada, aunque, paralmparas fluorescentes compactas tambin hay formas cuadradas y circulares. Hay modelosde tipos embutidas, de superficie y suspendidas. En su forma bsica disponen de unadistribucin luminosa simtrica axial, con ngulos de apantallamiento entre 30 y 40 ydiferentes curvas de distribucin de luz a fin de adaptarse a las diferentes exigencias.

Mediante reflectores de rejilla que utilizan tanto material especular como mate, se consigueun grado de rendimiento mayor de la luminaria. Los reflectores mate proporcionan unaluminancia de techo uniforme y adaptada a la luminosidad del reflector, en tanto que losespeculares si bien pueden parecer oscuros dentro del ngulo de apantallamiento pueden

causar reflejos molestos. Otra posibilidad para el control de la iluminacin en estas luminariasson las rejillas prismticas.

Las luminarias de retcula asimtricasproyectan la luz principalmente en una direccin y sepueden utilizar para la iluminacin uniforme de paredes.

Las luminarias de retcula con distribucin luminosa tipo alas de murcilago se emplean parala iluminacin de puestos de trabajo con pantallas de video presentando en los dos ejes

principales un ngulo de apantallamiento de por lo menos 30, sin sobrepasar un valor deluminancia media de 200 cd/m2 por encima del ngulo de apantallamiento. Por este motivoestn principalmente equipadas con reflectores de alto brillo (Figura 30).

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Figura 30. Luminaria para oficinas con terminales de video, con reflector doble parablico para

lmparas fluorescentes lineales con su distribucin luminosa tipo ala de murcilago.

Las luminarias de retcula directa - indirecta se suspenden del techo o se sujetan a la pared.Producen una parte de iluminacin directa sobre las superficies horizontales debajo de la

luminaria al mismo tiempo que proporcionan luminosidad al techo, produciendo unailuminacin general difusa.

La figura 31 muestra varios ejemplos de estos tipos de luminarias.

Figura 31. Luminarias de retcula de diferentes formas

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Baadores: son luminarias que producen una distribucin de iluminancia/luminancia sobreuna superficie y que no es uniforme, sino que vara en forma gradual.

Los baadores de paredde instalacin fija existen en versiones empotrables y de superficie.Muchos de ellos se disean de tal modo que la relacin de iluminancia entre la parte superior

e inferior de la pared no sobrepasa un valor de 10. Pueden utilizarse con lmparasfluorescentes lineales, compactas, incandescentes halgenas y halogenuros metlicos.Aquellas que contienen fluorescentes lineales poseen reflectores que permiten ubicarlas muycerca de la pared, mientras que aquellas que contienen fluorescentes compactas,incandescentes, incandescentes halgenas o halogenuros metlicos son luminarias ms

pequeas en tamao cuando se embuten en el techo y se parecen a las de tipo downlight.

Los baadores de techo sirven para iluminar techos as como para la iluminacin generalindirecta. Se ubican en la pared por encima del nivel de visin o suspendidos. Se equipan

principalmente con lmparas halgenas incandescentes para tensin de red y lmparas dedescarga de alta presin.

Los baadores de suelo se utilizan principalmente para la iluminacin de pasillos y otrospasos de circulacin. Se ubican relativamente a baja altura, empotrados en la pared o ensuperficies ligeramente por encima del suelo.

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En la figura 32 se muestran distintos tipos de baadores.

a)

b)

Figura 32. Baadores a) de pared para fluorescente compacta,b) de techo para lmpara incandescente halgena.

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Todas las luminarias descriptas anteriormente pueden estar montadas de diferentes formascomo elementos de iluminacin arquitectnica. En este sentido el montaje se puede realizarde diversas formas de acuerdo a las necesidades o limitaciones de espacio, pueden estaraplicadas al cielo raso, a la pared, embutidas o suspendidas.

Las Figuras 33 a 36 muestran diferentes tipos de montaje para una misma luminaria ya seadel tipo downlight, uplight, baador de pared o retcula.

Figura 33. Formas de montaje de downlights; empotrado, semiempotrado, de superficie, suspendido y

de pared.

Figura 34. Formas de montaje de uplights y updownlight; de pared, sobre el suelo

y empotrado en el suelo.

Figura 35. Formas de montaje de luminarias de retcula: empotrado en techo, en la superficie del

techo, en rieles electrificados, en pared, con soporte y suspendido.

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Figura 36. Formas de montaje de baadores de (a) techo en pared, con soporte de una y dos

luminarias y suspendido y (b) baadores de pared montados en pared fija, mvil y con brazos.

Cuando una luminaria es aplicada al cielorraso, no queda espacio entre ambos entre el techoy la luminaria. Es apta para iluminacin directa y para locales de baja altura. Cuanto ms bajoes el cielo raso, mayor control del deslumbramiento se debe realizar, lo cual se logradisminuyendo la luminancia en aquellos ngulos expuestos a la visin (45 a 90), aunqueesta disminucin podra resultar conflictiva con la regularidad lograda.

La luminaria que se aplica a la pared apliqu, es apropiada cuando se quiere iluminar unazona limitada, ya sea porque se carece de otro medio de fijacin o por razones decorativas.

Las luminarias embutidas se aplican de tal modo que la boca de las mismas es lo nico queemerge en el plano del cielo raso, quedando el cuerpo y los laterales embutidos, conformandocielo raso y luminaria un solo plano. La luminaria embutida se destina casi exclusivamente acielo rasos que tienen el espacio adecuado a las dimensiones de la luminaria, por lo que engeneral se usan en cielo rasos suspendidos. Es apta para locales de baja altura, pudiendoemplearse luminarias orientables para iluminacin de acento. Un factor a considerar en estasluminarias embutidas es el del confinamiento y sus consecuencias: cada de la eficacialuminosa, vida de lmpara y disminucin de las propiedades de disipacin trmica. Sus

componentes, lmparas, portalmparas y cables, deben ser los suficientemente robustos parasoportar mayores temperaturas y nunca deben usarse lmparas de potencia mayor a lasespecificadas por el fabricante.

Las luminarias suspendidas son adecuadas para crear un plano de iluminacin ms prximo alplano de trabajo, cuando el cielo raso est muy alto o bien tiene forma irregular. Todo loexpresado para luminarias aplicadas es vlido para luminarias suspendidas.

Los elementos de suspensin pueden ser alambres, barrales o cadenas, amurados en techos oparedes. A menos que por alguna otra razn se pretenda crear un plano virtual, los elementosde suspensin deben ser de pequea seccin para que no sean demasiado intrusivos en el

espacio y para permitir su correcta alineacin.

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Luminarias de integracin arquitectnica: en algunos casos se utilizan elementos de laarquitectura como componente luminotcnico efectivo, como por ejemplo techos luminosos,iluminacin de molduras o contornos que reciben luz indirecta. En estos casos se pueden usarluminarias convencionales con lmparas fluorescentes.

Por regla general, las propuestas de iluminacin integradas en la arquitectura son pocoeficientes y difciles de controlar desde el punto de vista luminotcnico, no estn diseadas

para brindar la iluminacin general sino para destacar ciertos elementos de esa arquitectura.

Sistemas de iluminacin con fibras pticas: permiten el transporte de la luz en cualquierdireccin, incluyendo trayectos curvos, de modo que es posible separar el origen de laradiacin luminosa de la salida de luz, utilizando fibras pticas para iluminacin.

Se aprovechan sobre todo en lugares en los que no se pueden utilizar lmparas convencionalespor su tamao, por problemas de seguridad o por ocasionar unos costos de mantenimientoimposibles de asumir. Por ejemplo, se pueden iluminar vitrinas de cristal enteras desde su

zcalo: al tener en el exterior la fuente de luz, la carga trmica y el riesgo de lo expuesto sereducen.

Estructuras luminosas modulares: se refiere a los sistemas que incluyen tanto las luminariascomo los rieles diseados para el montaje y la provisin de energa elctrica de las mismas. Adiferencia de las luminarias anteriores, de instalacin fija, las luminarias para estos rieles se

pueden desplazar permitiendo orientar la direccin de la luz.

Los sistemas modulares originalmente fueron desarrollados para artefactos de lmparasfluorescentes lineales (Figura 37) aunque, con el auge de este tipo de instalacin, han idoapareciendo en el mercado, en forma creciente, modelos para otros tipos de lmparas, comodicroicas o fluorescentes compactas, entre otras. Se aprovecha la estructura longitudinal de losartefactos fluorescentes para la canalizacin elctrica. Pueden disponerse en forma aplicada osuspendida. Los artefactos se disean permitiendo el acoplamiento por los extremos formandoestructuras lineales de luz. Los sistemas comercialmente ofrecidos cuentan con diversosaccesorios para el acoplamiento en T, L, X (rgidos) o bien bajo cualquier ngulo (flexibles),

permitiendo el pasaje de cables de alimentacin de las luminarias, o para otras aplicaciones,tales como sistemas acsticos, telefona, sealizacin etc. Son especialmente indicados parailuminacin localizada de refuerzo, facilitando la ubicacin de la luz sobre los puestos detrabajo aun si no se dispone de una buena distribucin de las bocas de alimentacin elctrica.

a) b)

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c)

Figura 37. a) Esquema de un sistema modular con uniones en T y en cruz, b) aplicacin de un sistema

modular suspendido para luminarias con fluorescentes tubulares c) para sistemas de proyectores.

De este modo se tiene la posibilidad de adaptar estructuras luminosas a la arquitectura oincluso de crear estructuras arquitectnicas propias, que proporcionan un aspecto integrado yuniforme de la instalacin de iluminacin.

Los rieles electrificados consisten en perfiles preferentemente de aluminio, linealmenteextruidos. Para la provisin de la energa se alojan en sus pliegues planchuelas de cobreaisladas, excepto en una franja en donde las terminales de los artefactos hacen contacto(Figura 38). Estos sistemas de iluminacin otorgan flexibilidad a la instalacin, permitiendo eldesplazamiento de las luminarias.

Figura 38. Luminarias para riel y accesorios: a) proyector para lmpara halgena para tensin de

red, b) proyector para lmpara halgena de baja tensin con transformador incorporado, c)

proyector para fluorescente compacta con louver tipo persiana, d) proyector para lmpara halgena

de baja tensin con accesorios, e) accesorio para alimentacin, f) unin en L.

Adems de los rieles debe contarse toda la serie de accesorios de montaje, conexioneselctricas y vinculacin mecnica: empalmes en L, X o T, flexibles para adaptarse a cualquier

patrn (Figura 39). Existen rieles de 1, 2 y 3 vas para mayor capacidad de carga y control deefectos. La carga estndar es de 10A para 220V. Si se usan lmparas de bajo voltaje senecesitan transformadores que pueden ubicarse de manera integrada con cada luminaria o,centralizado para toda la instalacin. El sistema integrado, es decir cada luminaria con sutransformador individual, es ms caro pero permite aprovechar mejor la capacidad de cargadel riel, ya que trabajando a tensin de red, involucra menores corriente por luminaria.

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B)

C)

E)D)

F)

G)

A)

Figura 39. Algunos accesorios para rieles: a) unin de alimentacin en cruz, flexible y en T b)

transformador electrnico y toroidal , c) multiadaptador, d) cable de suspensin con unin mecnica,

e) unin mecnica, f) tapa final, g) perfil de riel trifsico para aplicacin en el techo.

Proyectores: el propsito de los mismos es resaltar la iluminacin directa sobre determinadasreas o volmenes. Son apropiados para aquellos casos en que: (a) se requiere mayor nivel enreas localizadas, (b) si por diversas razones no puede disponerse una iluminacin general, (c)

cuando se busca efectos atractivos o especiales, como modelado, exposicin, exhibicin,acento o contrastes de sombra. Las luminarias para proyectores deben contar con dispositivosque faciliten la orientacin espacial del haz.

El cuerpo fotomtrico de los artefactos usados como proyectores es estrecho en relacin alhaz principal. Generalmente son slidos de revolucin, por lo que puede ser caracterizado porun solo plano. Por su grado de apertura, los proyectores se clasifican en:

Haz ancho, aperturas mayores de 30

Haz medio, aperturas de 30 a 15

Haz estrecho, aperturas entre 7 y 15

Haz muy estrecho, aperturas menores que 7

El control del tipo de haz en un proyector se logra con la adecuada eleccin del sistemaptico. Cuanto ms estrecho es el haz mayor control ptico es necesario. En general seequipan con reflectores o lmparas reflectoras y en algunos tipos se utilizan tambin lentescondensadoras o lentes Fresnel para lograr distintos ngulos de emisin.

En la figura 40 a) se muestra esquemticamente un proyector de haz muy estrecho en el que laconcentracin del haz se logra mediante la combinacin del reflector y un sistema de lentesdenominado contorneador. En la figura 40 b) se muestra un proyector de este tipo.

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Aletas

Lentes

Lmpara

Reflector

Diafragma

Contorneador

Haz principal

a)

Figura N 40.- (a) Esquema de un artefacto proyector de haz estrecho y (b) Proyector de este tipo.

Una de las caractersticas tpicas de los proyectos es la posibilidad de agregarles, adems,elementos como filtros de color, ultravioleta o infrarrojo, as como diferentes elementosantideslumbrantes, como viseras y cilindros antideslumbrantes, diafragma ranurado o rejillasde panal, y permiten la proyeccin de formas mediante diafragmas, etc., elementos yamencionados entre los dispositivos de apantallamiento y filtros.

Los proyectores pueden alojar muy distintos tipos de lmparas. No obstante, como en general

su uso est asociado al logro de una emisin intensa y definida, se utilizan preferentementefuentes de luz tales como lmparas incandescentes, halgenas incandescentes y de descargade alta presin, ocasionalmente tambin lmparas fluorescentes compactas. Lmparas demayor volumen, como lmparas halgenas incandescentes de doble casquillo y lmparas dedescarga de alta presin, as como lmparas fluorescentes compactas se utilizan

principalmente para proyectores baadores, mientras que las fuentes de luz casi puntualescomo lmparas halgenas de bajo voltaje o lmparas de halogenuros metlicos posibilitan unenfoque especialmente intenso de la luz.

Luminarias con reflector secundario: debido el incremento de los puestos de trabajo conpantalla de video, han aumentado las exigencias respecto al confort visual, sobre todo encuanto a la limitacin del deslumbramiento directo y el deslumbramiento por reflexin. Laausencia de deslumbramiento se puede conseguir, como ya se dijo, mediante la utilizacin deluminarias con distribuciones tipo alas de murcilago, pero tambin se puede lograr utilizandoiluminacin indirecta, aunque sta, si bien evita deslumbramiento, resulta poco efectiva, porlo que tambin se usan combinaciones de iluminacin directa e indirecta, sea combinandoluminarias de puesto de trabajo y baadores de techo, sea utilizando luminarias con radiacindirecta- indirecta.

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Una tecnologa alternativa para el control ptico se obtiene con el doble sistema reflector(Figura 41), el primario, y otro secundario, que sustituye el techo como superficie dereflexin, que, desde el punto de vista luminotcnico, no puede ser controlada. De este modose puede especificar completamente la informacin sobre sus propiedades de reflexin yluminancia.

Figura 41. Luminaria con doble sistema reflector para lmpara fluorescente

Utilizando fuentes de luz de alta luminancia, como las lmparas halgenas incandescentes ode halogenuros metlicos, se pude conseguir un elevado confort visual sin renunciar a buenosniveles de iluminacin.

4.4. Clasificacin de las luminarias segn el grado de proteccin

La Comisin Electrotcnica Internacional (IEC) establece una clasificacin que se haimpuesto en forma universal. La misma establece el grado de proteccin de la luminaria,mediante la sigla IP seguida por dos dgitos, de acuerdo a la capacidad de la misma contra elingreso de cuerpos extraos y agua. El primer dgito indica el grado de proteccin de laluminaria contra ingreso de cuerpos extraos (Tabla 4). El otro dgito indica el grado de

proteccin contra ingreso de agua, tal como muestra la Tabla 5. De acuerdo a estaclasificacin una luminaria IP54, por ejemplo, est protegida contra el polvo y salpicadurasde agua.

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Tabla 4. Grado de proteccin de una luminaria contra el ingreso de slidos extraos (IEC) Primer

dgitoSmbolo Denominacin Comentarios

0 No-protegida Sin ninguna proteccin

1 Protegida contra el ingreso de objetosslidos mayores de 50 mm por ejemplo una mano

2Protegida contra el ingreso de objetosmayores de 12 mm

por ejemplo un dedo

3Protegida contra el ingreso de objetosmayores de 2.5 mm

por ejemplo herramientas

4Protegida contra el ingreso de objetosmayores de 1.0 mm

por ejemplo cables o alambres

5Antipolvo

6Hermtica al polvo

Tabla 5. Grado de proteccin de una luminaria contra el ingreso de agua (IEC)

Segundo

dgitoSmbolo Denominacin Comentarios

0 No protegida

1 Contra goteoSi el agua cae verticalmente no

provoca dao

2

Contra goteo con

inclinaciones de hasta 15grados

3Contra lluvia Para lluvia con ngulos no

mayores de 60

4 Contra salpicadurasCualquier salpicadura no provocadao

5 Contra chorro de aguaEl chorro de una manguera desdecualquier direccin no daa

7 Contra inmersinBreves inmersiones a determinada

presin no provocan dao

8Contra sumersin Luminaria hermticamente sellada

...m

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4.5. Clasificacin de acuerdo al grado de seguridad elctrica

La clasificacin de seguridad elctrica preparada por el IEC abarca cuatro tipos de luminarias(ver Tabla 6).

Tabla 6. Grado de proteccin elctrica de una luminaria (IEC)Clase smbolo Comentarios

0 Elctricamente aisladas, sin puntos para conexin a tierra.

I Adems de estar aisladas elctricamente disponen de una conexina tierra

II Diseadas de tal modo que las partes metlicas expuestas nopuedan llegar a estar bajo tensin, lo que se logra por unaislamiento doble reforzado

III Aquellas en las que la proteccin contra descargas elctricas seencuentra en la tensin de seguridad extrabaja y en las que no segeneren tensiones superiores a 50V c.a. eficaces. No debe tenerningn medio de conexin a tierra de proteccin.

Tambin se debe especificar la distancia de seguridad en las lmparas reflectoras y condistribuciones de haz estrecho, en las cuales se debe mantener una distancia mnima entre lafuente luminosa y la superficie a iluminar para evitar daos por temperaturas altas.

4.6. Criterios de seleccin de una luminaria segn factores de eficiencia

En la seleccin de las luminarias se deber tener en cuenta los distintos criterios de

clasificacin mencionados comenzando por su aplicacin, aunque simultneamente, entre losrequisitos bsicos, se debern considerarel rendimiento, el factor de atenuacin, el factor deutilizacin y el factor de mantenimiento.

Rendimiento luminoso de una luminaria: relacin entre el flujo luminoso que sale de laluminaria, medido bajo condiciones prcticas de trabajo, y el flujo luminoso de la lmpara, ode las lmparas, funcionando fuera de la luminaria. Sin embargo, el rendimiento total de unaluminaria no es en s mismo una medida de su eficiencia ya que, como el rendimiento total

puede considerarse formado por dos componentes, el rendimiento del hemisferio superior ydel inferior, segn sea el caso, puede interesar maximizar una de las componentes en lugar delrendimiento total. Por ejemplo, una lmpara fluorescente desnuda emite luz en casi todas las

direcciones, con un alto rendimiento segn la definicin, pero si dicha lmpara estuviera enun artefacto similar provisto de un reflector adecuado, la luz se concentrara hacia el planoque podra considerarse el de trabajo, y, aunque en este caso el rendimiento total fuera menor,sera mayor el rendimiento til y se lograra una iluminacin ms adecuada a la requerida. Lasluminarias ms eficientes son aquellas que optimizan la relacin rendimiento luminoso ydistribucin de luz necesaria.

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Factor de atenuacin: es la relacin de iluminancias entre la iluminancia mxima sobre elobjeto o plano iluminado (Es) y la iluminancia media horizontal (Eh):

Factor de Atenuacin = Es / Eh

Se obtienen distintos efectos segn vare esta relacin, como se muestra en la Tabla 5.

Tabla 5. Relacin de los efectoscon el factor de atenuacin

Factor de

Atenuacin

Efecto

2:1 Apenas perceptible

5:1 Ligeramente teatral

15:1 Teatral

30:1 Dramtico

>30:1 Muy dramtico

Factor de utilizacin: es la relacin existente entre la iluminancia media en el plano de trabajoy el flujo luminoso instalado por metro cuadrado. En interiores, las caractersticas geomtricasde un local, el color y reflectancia de sus paredes tienen importancia significativa en relacinal ahorro de energa en la iluminacin. Se volver a este punto en el captulo de diseo deiluminacin.

Factor de mantenimiento: otro de los factores que influye sobre la disminucin de lailuminancia provista por una instalacin es el depsito de suciedad en lmpara y luminarias ydecoloramiento o prdida de sus propiedades pticas, etc. Estos elementos se debern tener en

cuenta en la planificacin del mantenimiento de la luminaria en sus condiciones iniciales defuncionamiento, facilidad de limpieza y recambio de lmparas, posibilidades de montajes, etc.

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Bibliografa

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