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INFORME PROTECCIONES DE SISTEMAS DE
DISTRIBUCION
ILUMINACIÓN VIAL TIPO LED
INTEGRANTES : Javier Rivera B.PROFESOR : SR. José Miranda
ASIGNATURA : Proyectos de Iluminación
CARRERA : Ingeniería en Electricidad Mención Proyectos de InstalacionesEléctricas.
FECHA : 1 de Mayo del 20103
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Índice
INFORME PROTECCIONES DE SISTEMAS DE DISTRIBUCION..................................................1
Introducción
La tecnología LED está siendo una revolución en la iluminación vial e industrial.
Las características lumínicas, de durabilidad y de consumo extremadamente bajo, hacen
de las luminarias Led sean una veraz solución frente al ahorro de costos energéticos y de
mantenimiento. Las tecnologías actuales llamadas lámparas de descarga quedan atrás ya
que también superan a estas en calidad de luz. Proporcionando una visión más cercana a
la luz natural debido a su alta temperatura de color.
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Lámparas
Para iluminar espacios carentes de luz es necesaria la presencia de fuentes de luz
artificiales, las lámparas, y aparatos que sirvan de soporte y distribuyan adecuadamente la
luz, las luminarias. De esta forma es posible vencer las limitaciones que la naturaleza
impone a las actividades humanas.
Lámparas en general
Las fuentes de luz eléctricas pueden dividirse en grupos que se diferencian por el proceso
utilizado para convertir la energía eléctrica en luz. Uno de estos grupos está formado por
los proyectores térmicos que abarcan las lámparas incandescentes y lámparas halógenasincandescentes. El segundo grupo está constituido por las lámparas de descarga; éste
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abarca un amplio abanico de fuentes de luz, p. ej. Todas las formas de lámparas
fluorescentes, lámparas de descarga de vapor de sodio así como lámparas de halogenuros
metálicos. El tercer grupo está formado por proyectores de semiconductor con los LED.
Historia
La historia del LED y su desarrollo posterior ha transcurrido en paralelo al siglo XX. Ya en
1907, Henry Joseph Round, especialista en las comunicaciones por radio, descubre el
efecto físico de la electroluminiscencia. Durante muchos años, su hallazgo pasó
desapercibido por la comunidad científica.
El primer diodo LED fue diseñado por Oleg Vladimirovich Losev (quien fabricó un LED de
óxido de cinc y carburo de silicio). Losev publicó los detalles de su trabajo en 1927, en una
revista científica rusa, y abrió el camino a los posteriores descubrimientos.
Considerado como el padre del LED moderno, Nick Holonyak inventó el primer LED que
emitía en el espectro visible en 1962, cuando trabajaba para General Electric. Quince años
más tarde, ya desde su cátedra en la Universidad de Illinois, descubriría el láser de punto
cuántico, que abrió las puertas a las comunicaciones a través de la fibra óptica, los
reproductores de CD y numerosas aplicaciones en el mundo de la medicina.
Respecto a la aplicación industrial del LED, fue en los años 60 y 70 cuando tuvo un gran
desarrollo. En 1962, en paralelo al hallazgo de Holonyak, sale al mercado el primer diodo
luminiscente rojo. Servía como indicador, ya que su luz todavía no era suficiente para
iluminar una gran superficie. No es hasta 1971 que están disponibles LED en otros colores:
verde, naranja y amarillo.
En la década de los 90, se desarrollaron los ultravioleta y azules, lo que permitió crear LEDde luz blanca, a través de conversión luminiscente en 1995. Este hecho y la gran
luminosidad conseguida lo convierte en un elemento muy útil en la iluminación.
El LED es un elemento que ha estado y está en continuo desarrollo. Durante más de treinta
años, ha sido utilizados como señalización e iluminación industrial, en productos de
consumo como teléfonos inteligentes, televisiones, automóviles, ordenadores, señales de
tráfico o en el ámbito de la decoración. Su eficacia sigue mejorando a gran velocidad y ya
supera los 100 lm/W.
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LED
Los diodos luminiscentes o emisores de luz,
LEDs, se caracterizan por una duración de vida
muy larga, su resistencia a los impactos y un
bajo consumo energético. Al ser regulados, el
color de luz se mantiene constante. Al ser
conectados a la red, se necesitan equipos
auxiliares para contar con la corriente de servicio correcta. La fuente de luz puntual
permite dirigir la luz con toda exactitud. El encapsulado del diodo con material
sintético cumple las funciones de protección y de lente. La potencia de la radiación
del LED disminuye al aumentar la temperatura. Por ello es importante contar unabuena disipación del calor durante el funcionamiento. Conviene evitar que los rayos
solares incidan directamente, e igualmente que el montaje se efectúe en las
proximidades de otras fuentes de calor. Con una vida media de 50.000 horas, los
LEDs están disponibles para unos largos períodos de funcionamiento. El arranque
sin retardo alguno, y la reacción inmediata a las órdenes procedentes del control,
permiten su empleo para escenas de luz dinámicas cuya característica es la rapidez.
Los desarrollos en el campo de los LEDs están actualmente encaminados hacia lasformas compactas, un flujo luminoso mayor y una eficacia luminosa mejor, amén de
una fabricación más económica.
• Otro objetivo que se está persiguiendo consiste en reducir las tolerancias de color
que se deben a los métodos de fabricación. Los fabricantes clasifican los LEDs por
el flujo luminoso y la longitud de onda dominante, indicando para ello un código
"Bin", así como un grado de selección. Esta clasificación de los LEDs es
denominada binning.
FOTO DIRECCIONAL
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Las luces LED se caracterizan por una emisión de luz monodireccional que reduce
significativamente la luz reconducida por la parábola, consiguiendo un coeficiente de
utilización que supera el 77% de la luz emitida.
Ello viene a significar que una luminaria LED de menor capacidad de producción lumens
por watt proporciona más luz aprovechable en el cono de proyección o iluminación útil que
otras fuentes de luz.
Una luminaria con lámpara de vapor de sodio de 6500 lumens, proporciona 3500 lumensde emisión de luz útil, directamente aprovechable para iluminación mientras que una
luminaria LED de 5800 lumens proporciona 4400 lumens de emisión de luz útil que
revierten en más lux sobre la superficie a iluminar.
En la práctica, existen otros factores ópticos y eléctricos que determinan la eficacia real
comparativa entre las fuentes de luz convencionales y las fuentes LED. La tabla siguiente
establece una equivalencia operativa entre las potencias requeridas por ambos sistemas
para alcanzar un grado de iluminación correspondiente.
TABLA EQUIVALENCIA LED
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Aunque los diodos LED pueden ofrecer una vida operativa en óptimas condiciones de uso,
superior a las 100.000 horas, en aplicaciones comerciales, la vida operativa de un móduloLED se establece en 50.000 horas. Para una luminaria que permanece encendida 8 horas
al dia, esta durabilidad excede los 17 años de uso.
Transcurrido el periodo de vida útil, el módulo LED debe ser sustituido o actualizado según
el desarrollo tecnológico del momento, operación que se ve facilitada por el concepto
modular de las luminarias LED.
Las lámparas de sodio de baja presión suelen proporcionar una vida operativa de 7000
horas antes de requerir sustitución y las de vapor de sodio a alta presión suelen
proporcionar unas 10000 horas de vida útil operativa.
Características Físicas
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Los LEDs son diodos semiconductores y forman parte
de los proyectores electroluminiscentes. La producción
de la emisión se efectúa mediante la recombinación de
los pares de portadores de carga en un semiconductor,
con una distancia de bandas correspondiente. Los LEDs
producen una radiación de banda estrecha. La
temperatura de color se mantiene constante, aún
cuando disminuye la intensidad luminosa. En el caso de los LEDs para la iluminación, no se
produce ninguna radiación ultravioleta (UV) ni infrarroja (IR).
Aplicándose una tensión al cátodo y al ánodo, el LED emite luz desde la capa barrera. Los
electrones cambian su nivel energético, y ceden fotones durante la recombinación en latransición pn. La longitud de onda de la luz producida depende de los materiales
semiconductores.
Modelos
LED tipo T:La forma T normal del LED cuenta con un cuerpo de
material sintético de 3-5mm de tamaño, para los LEDs
empalmados. La forma del lente determina el ángulo de salida
de la luz. Siendo fuente de luz con un flujo luminoso pequeño,
es empleado como luminaria de orientación y señalización.
LED SMD:En el tipo "Surface Mounted Device" (SMD), el
componente es pegado directamente en el circuito impreso, y
sus contactos se sueldan.
LED COB: La tecnología "Chip on Board" (COB) coloca el
chip directamente sobre el circuito impreso, sin ningún
cuerpo propio. El empalme entre el ánodo y el cátodo se
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puede realizar mediante hilos conductores finos. Contra las influencias externas se le
protege al chip mediante el embebido.
LED de alta potencia: Se denominan High Power LED aquellos diodos
luminosos cuyo consumo de potencia se sitúa por encima de 1W. Éstos
pueden ser tanto LEDs de tipo SMD como también de tipo COB. Lo
importante es el montaje especial para una resistencia térmica muy baja
entre el chip y el circuito impreso. Normalmente los LEDs de alta
potencia se montan en circuitos impresos de núcleo metálico, los que
requieren un control de calor especial en la luminaria.
Utilización de iluminación Led
Utilización en carreteras y túneles
El uso de esta tecnología en las vías de circulación garantiza una óptima visión para los
conductores y proporciona seguridad extra debido a su gran luminosidad.
Ahorra grandes costes de mantenimiento y sustitución ya que la vida útil se prolonga
durante 10 años en general.
Empleo en iluminación arquitectural
Resalta monumentos y edificios de una manera definitiva. Esta tecnología de control de la
luz proporciona a la arquitectura un nuevo concepto en la decoración de fachadas.
El coste energético es altamente reducido y las posibilidades son prácticamente ilimitadas.
Uso Industrial
Grandes almacenes, oficinas, fábricas, almacenes de frio. Debido a su baja emisión de
calor y a la gran eficiencia energética son el producto ideal para mejorar la calidad y
confortabilidad de luz en cualquier entorno de trabajo
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Ventajas de la tecnología led en la iluminación vial e industrial
• Menor consumo. Una luminaria LED de de 150W es capaz de sustituir a unaluminaria de Sodio de 250W.
• Menor gasto de mantenimiento. Con una utilización media de 12 horas diarias no
tendríamos que hacer mantenimiento en un tiempo estimado de unos 10 años.
• Mejor calidad de luz. Debido a su alta temperatura de color (5000-6000k)
proporciona una mejor visión y menor cansancio visual.
• Mayor durabilidad. La media de vida de estas luminarias supera las 50.000 horas
con un “light decay” decaimiento de la luz del 30%.• Resistente a impactos y golpes. No se emplean elementos frágiles en su
fabricación como cristales, filamentos, etc. que son comunes en las lámparas de
descarga.
• Fácil instalación. En casi la totalidad de los casos se pueden utilizar los báculos o
postes que ya están instalados.
• Sin retrasos en el encendido o rearranque. El encendido es instantáneo, no
necesitan de arrancadores y tiempos largos de espera para alcanzar el 100% de sucapacidad de iluminación.
• La iluminación LED posee una serie de ventajas que la convierten en la fuente de luz
ideal para un espectro cada vez mayor de aplicaciones, gracias a su fiabilidad
técnica, bajo mantenimiento y facilidad de encendido.
• La iluminación pública es hoy en día un feudo casi exclusivo de las lámparas de
vapor de sodio, tanto de alta como baja presión.
• La razón fundamental consiste en la eficiencia luminosa de estas lámparas, que
permite convertir cada vatio en una cantidad que varía entre 130 y 170 lumens.
Aunque ya existen LED en el mercado con capacidad para alcanzar hasta los 150
lumens por vatio, la mayoría de LEDs comerciales proporcionan entre 80 y 100
lumens, en base a un régimen de funcionamiento que prima la fiabilidad y
durabilidad. No obstante, la tecnología LED sigue destacando por ser la forma de
iluminación que evoluciona mas rápidamente y sus posibilidades de desarrollo aúnno han alcanzado techo.
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• Hoy en día, la iluminación LED ya tiene suficiente entidad y acumula ventajas
significativas como para medirse e incluso superar a las lámparas convencionales de
vapor de sodio, especialmente en aquellas aplicaciones críticas, donde se requieren
ciclos de apagado y encendido rápido o donde prima la calidad y reproducción de
colores y el bajo coste de mantenimiento.
Conclusiones
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Podemos decir que la tecnología Led es la evolución de la iluminación. Con su bajo
consumo, las luces LED son ideales para alumbrado vial, para el hogar, oficinas y
exteriores. Ahorrar electricidad es sencillo con la amplia gama de luces LED que existen en
la actualidad. La iluminación LED ayuda a ahorra energía y bajar las cuenta de luz. La
iluminación Led industrial, es una inversión real para empresas y hogares, generando un
masivo cambio en luminosidad, con una baja sustancial de gastos de energía.
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Referencia Bibliografía
http://www.erco.com
http://www.tuveras.com
http://www.hyperled.es/iluminacion_vial.php
http://edison.upc.es/curs/llum/lamparas/lamp0.html
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