UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ   FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS, FÍSICAS Y                    QUÍMICAS        ESCUELA DE ...
ILUMINACIÓN DE UN ESTADIO OLÍMPICO      ESTADIO FIREWALL
 Ofrecer      un ambiente            adecuado para la práctica            y     disfrute     de    lasOBJETIVOS   activid...
INTRODUCCIÓNEn las obras de ingeniería el proyectistarequiere conocimientos sólidos en elárea en que está implicado el pro...
Las fuentes de información indicanque en virtud de una buenailuminación se puede ver disminuidala parte estética del terre...
ANTECEDENTES GENERALESÁREA DE TRABAJO      El     estadio      olímpicoFirewall con un área total de7504.24 m2 ubicado en...
RECINTOS INVOLUCRADOS EN EL    PROYECTO DE ILUMINACIÓNCancha de céspedPista de atletismoÁrea de lanzamiento de jabalina...
• Flujo luminoso MARCO TEÓRICO              Se    define    el   flujo Y CONCEPTUAL               luminoso      como      ...
Intensidad luminosaSe    conoce     como      intensidadluminosa al flujo luminoso emitidopor unidad de ángulo sólido en u...
Se llama luminancia a laLuminancia   relación       entre     la             intensidad luminosa y la             superfic...
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Se define              iluminanciaIluminancia   como el flujo              luminoso              recibido por una         ...
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Iluminar este tipo de instalaciones no esfácil, pues hay que asegurarse de que losjugadores y demás objetos en movimientos...
REQUISITOS   DEL            Los usuarios de USUARIO     las instalaciones de             fútbol, pueden             clasif...
Tipos de actividadTipo Recreativo oEntrenamiento con pelota, incluyendo entrenamiento físico. oFútbol no competitivo. oCo...
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METODOS DE       ILUMINANCIAS PARA EL         ESTADIO FIREWALL ILUMINANCIA EN UN PLANO HORIZONTAL      Ya que el terreno ...
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El nivel de uniformidad              puede ser expresado              como la relación de laUNIFORMIDAD   iluminancia míni...
RESTRICCION DEL ALUMBRADOAl utilizarse fuentes de luz de alta intensidadluminosa, puede presentarse deslumbramientoperturb...
DISPOSICIONES DE POSTES Y ALTURA DE MONTAJE    DE PROYECTORES PARA NIVEL RECREATIVO,     INCLUYENDO ENTRENAMIENTO PARA NIV...
Si              las                  características de laRECOMENDACIONES   zona más allá de las DE INSTALACION   líneas d...
DETALLE  DE LA TORRE
DISPOSICIÓN ENCUATRO ESQUINAS      En esta disposición losproyectores    se   posicionansobre 4 columnas, postes otorres s...
Si añadimos en el tubo                               Cada una de estas  de descarga yoduros           sustancias aporta me...
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MÉTODO DEL FLUJO LUMINOSO    O DE LOS LÚMENES                  Donde:          oN es el número de proyectores          nec...
Una vez realizados los cálculos, convienehacer una comprobación de los resultados paraverificar la bondad de los resultado...
ESPECIFICACIONES DEL            PROYECTO DEPORTIVODe acuerdo con las características de la zona a iluminar, la solución má...
Proyector con alojamientoDescripción               incorporado        para   el Técnica de    arrancador      y    montaje...
Mantenimiento:   Reposición     de  la   lámpara   sincambiar el apuntalamiento del proyectorInstalación:     Montaje me...
Necesitamos una potencia                de 87.67 KVA por lo que se      EL        instalaran dosTRANSFORMADOR   transforma...
PROTECCION CONTRA CONTACTOS      DIRECTOS E INDIRECTOS.Las partes metálicas accesible de los soportes de luminaria estarán...
La instalación se realizara en tresniveles, pudiendo conectar losreflectores según la actividad arealizar:  o Para entrena...
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RESUMEN Y      CONCLUSIONES.DEL PROYECTO DEPORTIVO
El diseño de cualquier proyecto eléctricodestinado a la iluminación de un espaciorequiere    conocimientos      básicos  ...
Para     llegar     al    diseñopresentado,     fue     necesarioestablecer conversaciones conalgunos ingenieros eléctric...
Otra característica que no puedeser ignorada en la elección de losproyectores y que puede significarun ahorro de tiempo e...
Presupuesto del   proyecto
• Manual de Alumbrado,               Westinghouse Electric               Corporation.Bibliografía   • Manual de Alumbrado,...
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  1. 1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS, FÍSICAS Y QUÍMICAS ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA TRABAJO DE LUMINOTECNIA 31/01/2012MARÍA BELÉN CEVALLOS GILER SÉPTIMO “C”ZULAYKA ARROYO PAZMIÑO DOCENTE: ING. MANUEL SALTOSMARIANA QUINTERO QUIÑONEZ
  2. 2. ILUMINACIÓN DE UN ESTADIO OLÍMPICO ESTADIO FIREWALL
  3. 3.  Ofrecer un ambiente adecuado para la práctica y disfrute de lasOBJETIVOS actividades deportivas por parte de jugadores y publico.  El objetivo de este trabajo, es elaborar un proyecto eléctrico de iluminación para un estadio olímpico mediante un diseño eficiente, que permita proporcionar iluminación artificial y así desarrollar actividades en horarios nocturnos.
  4. 4. INTRODUCCIÓNEn las obras de ingeniería el proyectistarequiere conocimientos sólidos en elárea en que está implicado el proyecto,por esta razón se analizó una serie deartículos relacionados con la iluminacióndeportiva, entre ellos textos, páginas eninternet, catálogos de iluminación,normativas eléctricas y lumínicas, ytambién se realizaron algunas visitas aterreno.
  5. 5. Las fuentes de información indicanque en virtud de una buenailuminación se puede ver disminuidala parte estética del terreno, sinembargo se puede encontrar unequilibrio entre los elementos quecomponen la instalación y elambiente donde será construido elproyecto deportivo.Aquí especificamos losconocimientos básicos para manejarun proyecto deportivo
  6. 6. ANTECEDENTES GENERALESÁREA DE TRABAJO El estadio olímpicoFirewall con un área total de7504.24 m2 ubicado en laciudad de Buenos Aires,Argentina consta de unacancha de futbol encespedadacon un área de 6825 m2, unapista de atletismo de 7 carriles,área de lanzamiento dejabalinas, área de salto delongitud y triple salto, salto conpértiga, área de lanzamiento dedisco y martillo, área delanzamiento de peso sumandotodo esto la superficie total delestadio antes mencionada.
  7. 7. RECINTOS INVOLUCRADOS EN EL PROYECTO DE ILUMINACIÓNCancha de céspedPista de atletismoÁrea de lanzamiento de jabalinaÁrea de lanzamiento de disco ymartilloÁrea de lanzamiento de pesoÁrea de salto de longitud
  8. 8. • Flujo luminoso MARCO TEÓRICO Se define el flujo Y CONCEPTUAL luminoso como la potencia (W) emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible. Su símbolo es y su unidad es el lumen (lm). A la relación entre watts y lúmenes se le llamaPrincipales magnitudes equivalente luminoso deempleadas en luminotecnia la energía y equivale a: 1 watt-luz a 555 nm = 683 lm
  9. 9. Intensidad luminosaSe conoce como intensidadluminosa al flujo luminoso emitidopor unidad de ángulo sólido en unadirección concreta. Su símbolo es I ysu unidad la candela (cd).
  10. 10. Se llama luminancia a laLuminancia relación entre la intensidad luminosa y la superficie aparente vista por el ojo en una dirección determinada. Su símbolo es L y su unidad es la cd/m2. También es posible encontrar otras unidades como el stilb (1 sb = 1 cd/cm2) o el nit (1 nt = 1 cd/m2).
  11. 11. Iluminancia (nivel de iluminación)Si se pone la mano delante de la linternapodemos ver esta fuertemente iluminada porun círculo pequeño y si se ilumina una paredlejana el circulo es grande y la luz débil. Estasencilla experiencia recoge muy bien elconcepto de iluminancia.
  12. 12. Se define iluminanciaIluminancia como el flujo luminoso recibido por una superficie. Su símbolo es E y u unidad el lux (lx) que es un lm/m2.
  13. 13. DeslumbramientoSe llama deslumbramiento molesto aaquella sensación desagradable quesufrimos cuando la luz que llega anuestros ojos es demasiado intensa.El deslumbramiento perturbador seproduce por la aparición de un veloluminoso que provoca una visiónborrosa, sin nitidez y con pococontraste, que desaparece al cesar sucausa.
  14. 14. TIPOS Y MÉTODOS DE ILUMINACIÓN PARA ESCENARIOS DEPORTIVOS En este punto se debe tener encuenta las necesidades y requerimientosde todos los involucrados que hagan usode la iluminación, con el fin de satisfacertodas sus expectativas, así como tambiénbrindar comodidad visual. Entonces el objetivo de iluminarinstalaciones deportivas ya seaninteriores o exteriores es ofrecer unambiente adecuado para la práctica ydisfrute de actividades deportivas por partede jugadores y público.
  15. 15. Iluminar este tipo de instalaciones no esfácil, pues hay que asegurarse de que losjugadores y demás objetos en movimientosean perfectamente visiblesindependientemente de su tamaño, posiciónen el campo, velocidad y trayectoria. Es importante tanto el valor de lailuminancia horizontal como la vertical,aunque en la práctica esta última sólo setiene en cuenta en las retransmisionestelevisivas donde es necesario un buenmodelado que destaque las formas de loscuerpos.
  16. 16. REQUISITOS DEL Los usuarios de USUARIO las instalaciones de fútbol, pueden clasificarse de acuerdo a sus actividades en: – Los Jugadores. – El Equipo Técnico, (árbitros/jueces de línea y delegados técnicos). – Los espectadores
  17. 17. Tipos de actividadTipo Recreativo oEntrenamiento con pelota, incluyendo entrenamiento físico. oFútbol no competitivo. oCompetición nacional.Tipo Profesional. oEntrenamiento con pelota, incluyendo entrenamiento físico. oCompetición nacional. oCompetición y torneos de carácter nacional e internacional. oCobertura para HDTV y filmación.
  18. 18. Con elMÉTODOS DE conocimiento deALUMBRADO los requisitos generales del usuario, es posible determinar los métodos de alumbrado de acuerdo a los diferentes tipos de actividad.
  19. 19. METODOS DE ILUMINANCIAS PARA EL ESTADIO FIREWALL ILUMINANCIA EN UN PLANO HORIZONTAL Ya que el terreno de juego iluminadoforma la mayor parte del campo de visión,tanto de jugadores como de espectadores,es la iluminancia sobre un plano horizontala nivel de terreno, denominada iluminanciahorizontal (Eh), la cual nos ayuda a instaurar unestado de adaptación del ojo humano. Es necesaria una adecuada iluminanciahorizontal en dichas zonas en combinación conun alumbrado “de seguridad” en el caso de faltade energía eléctrica.
  20. 20. Este parámetro conocidoILUMINANCIA comúnmente como iluminancia vertical yEN UN PLANO designada por su VERTICAL abreviatura (Ev), es esencial para poder observar objetos verticales. Con el fin de proporcionar una visión e identificación óptimas y satisfactorias de los jugadores; es necesario desde todas las direcciones unas iluminancias específicas sobre planos verticales a una altura de 1,5 m; sobre el terreno de juego.
  21. 21. Una adecuada uniformidad de iluminancia tanto enUNIFORMIDAD los planos horizontales como en los verticales es de suma importancia con el fin de evitar, en primera instancia, problemas de adaptación de jugadores y espectadores y por otra, problemas de ajuste en las cámaras para diferentes direcciones de visión.
  22. 22. El nivel de uniformidad puede ser expresado como la relación de laUNIFORMIDAD iluminancia mínima a la máxima (U1) y como la relación de la mínima a la media (U2). Debe también considerarse la relación de uniformidad de las iluminancias en un punto de la retícula, sobre los cuatro planos verticales enfrentados a los lados del terreno de juego.
  23. 23. RESTRICCION DEL ALUMBRADOAl utilizarse fuentes de luz de alta intensidadluminosa, puede presentarse deslumbramientoperturbador. El efecto perturbador de laluz dispersa se encuentra directamenterelacionado con las cualidades ópticas de losproyectores o fuentes de luz elegidas. Con lafinalidad de limitar este problema, losproyectores deben elegirse no solo en base a sulimitación de luz dispersa por fuera del hazprincipal, sino que deben colocarse y enfocarsede manera correcta
  24. 24. DISPOSICIONES DE POSTES Y ALTURA DE MONTAJE DE PROYECTORES PARA NIVEL RECREATIVO, INCLUYENDO ENTRENAMIENTO PARA NIVEL PROFESIONAL.En lo que se refiere a las líneas de banda yde gol, deberá siempre existir una zona librede obstáculos que alcance un mínimo de 4 mmás allá de dichas líneas. Cuando se tratade actividades de tipo no competitivo, losproyectores se montarán a una alturamínima recomendada de 15 m. Una alturade montaje de al menos 18 m es lapreferible para cualquier otro nivel deactividad (recreativo).
  25. 25. Si las características de laRECOMENDACIONES zona más allá de las DE INSTALACION líneas de banda y de gol son tales que los postes han de ubicarse alejados de las mismas, su altura deberá aumentar de manera proporcional, teniendo en cuenta el ángulo de incidencia preferible del proyector de 25 con la horizontal, en la línea central longitudinal del campo.
  26. 26. DETALLE DE LA TORRE
  27. 27. DISPOSICIÓN ENCUATRO ESQUINAS En esta disposición losproyectores se posicionansobre 4 columnas, postes otorres situadas detrás de lascuatro esquinas del campo.Para evitar a los porteros eldeslumbramiento perturbador.Se debe comprobar que laestructura de las gradas nodisminuya el rendimiento delalumbrado.
  28. 28. Si añadimos en el tubo Cada una de estas de descarga yoduros sustancias aporta metálicos se consigue nuevas líneas al mejorar espectro (por considerablemente la ejemplo amarillo elcapacidad de reproducir sodio, verde el talio el color de la lámpara y rojo y azul el de vapor de mercurio. indio). La eficiencia de estas lámparas ronda entre los 75 y 95 lm/W y su vida media es de unas 11000 horas.
  29. 29. Un reflector proyecta luz hacia unREFLECTORES espacio u objeto a fin O de obtener niveles de iluminaciónPROYECTORES considerablemente mayores que los de áreas contiguas. El propósito de una instalación con este tipo de luminarias puede ser utilitario (áreas de trabajo o deportivas), comercial (fachadas comerciales) o simplemente decorativo (monumentos).
  30. 30. MÉTODO DEL FLUJO LUMINOSO O DE LOS LÚMENES Donde: oN es el número de proyectores necesarios. oEm es la iluminancia media recomendada para cada aplicación. oS es la superficie a iluminar en m2. oΦ es el flujo luminoso de un proyector. oCBU es el coeficiente de utilización del haz que se define como la relación entre los lúmenes que llegan a la superficie iluminada y los lúmenes del haz. Su valor que oscila entre 0.6 y 0.9. ofm es el factor de mantenimiento cuyo valor está entre 0.65 y 0.80.
  31. 31. Una vez realizados los cálculos, convienehacer una comprobación de los resultados paraverificar la bondad de los resultados. Losparámetros de calidad que se acostumbran autilizar son la iluminancia media (Em) de lainstalación y la uniformidad media (Emin / Em).
  32. 32. ESPECIFICACIONES DEL PROYECTO DEPORTIVODe acuerdo con las características de la zona a iluminar, la solución másadecuada es colocar cuatro torres, en las cuales se instalaran 9 proyectores encada una, pudiendo iluminar de forma independiente de tres en tres a fin deconseguir niveles de iluminación adecuados para entrenamiento y para mediacompetición.Los soportes de las luminarias de alumbrado exterior, se ajustaran a la normativavigente. Serán de materiales resistentes a las acciones de la imterperie o estarándebidamente protegidas contra esta, no debiendo permitir la entrada de agua delluvia ni la acumulación de agua del condensación.Las torres se colocaran a una distancia de 20 m desde el borde de lasinstalaciones y tendrán una altura de 45.04 m en cada una de sus esquinas.Las luminarias a emplearse son General Electric EF 2000 con una potencia de2000w a 400 v. Su intensidad luminosa es de 220.000 lum, aquí algunas de suscaracterísticas:
  33. 33. Proyector con alojamientoDescripción incorporado para el Técnica de arrancador y montaje remoto del resto della luminaria equipo. Diferentes ópticas disponibles con pantalla interna para reducción del deslumbramiento. Tanto la luminaria, como el equipo eléctrico y la lámpara son suministrados y verificados por GE Consumer & Industrial, asegurando así una adecuada calidad del producto final.
  34. 34. Mantenimiento: Reposición de la lámpara sincambiar el apuntalamiento del proyectorInstalación: Montaje mediante lira de aceropintada igual que la carcasa, con limbograduado para apuntalamiento. Laversión estándar de los proyectores nodebe funcionar con inclinacionessuperiores a 140º respecto al eje.
  35. 35. Necesitamos una potencia de 87.67 KVA por lo que se EL instalaran dosTRANSFORMADOR transformadores trifásicos de 45 KVA, con núcleo enrollado, devanado ovalado concéntrico con material conductor AT/BT de Cu esmaltado redondo/u fleje y alambre, fusibles tipo BAY-O-NET y seccionador de maniobra tipo ON-OFF, 15KV, 200 A; cada transformador alimentará a las dos torres más cercanas, las cuales tendrán una alimentación subterránea como protección.
  36. 36. PROTECCION CONTRA CONTACTOS DIRECTOS E INDIRECTOS.Las partes metálicas accesible de los soportes de luminaria estaránconectadas a tierra. Se excluyen de esta prescripción aquellaspartes metálicas que teniendo un doble aislamiento, no seanaccesibles al público en general.La resistencia máxima de puesta a tierra será tal que, a lo largo de lavida de la instalación y en cualquier época del año, no se puedanintroducir tensiones de contactos mayores de 24 V, en las partesmetálicas accesibles de la instalación.La puesta a tierra de los soportes se realizara por conexión a unared de tierra común para todas las líneas que partan del mismocuadro de protección, medida y control.
  37. 37. La instalación se realizara en tresniveles, pudiendo conectar losreflectores según la actividad arealizar: o Para entrenamiento se encenderán 3 luminarias por torre. o Para competición media se encenderán, 6 luminarias por torre. o Para competición nacional y transmisión TV y HDTV, 9 luminarias por torre
  38. 38. Con la siguiente formula calculamos el número total de CALCULOSLUMINOTECNICOS reflectores que debemos ubicar para la iluminación completa del estadio.
  39. 39. Para Número total de competicione reflectores que deben colocarse es de 34.80 s nacionales unidades, por y transmisión uniformidad son 36 TV y HDTV unidades, los cuales estarán divididos en 4 torres en partes iguales cada una con 9 reflectores colocadosoEm = 500 lx en 3 filas y 3 columnasoS= 7504.24 m2 por torre con unaoФ= 220. 000 lm separación entre sí deoCBU= 0.70 20 cm. Teniendo comooFm=0.7 resultado un nivel luminoso de 517.14 lux.
  40. 40. El número total de reflectores que deben Para colocarse es de 20.88competiciones unidades, hemos locales elevado por cuestión de uniformidad a 24 unidades, los cuales estarán divididos en 4 torres en partes iguales cada una con 6 reflectores,oEm = 300 lx encendiendo las dosoS= 7504.24 m2 filas superiores.oФ= 220. 000 lm Teniendo comooCBU= 0.70 resultado un niveloFm=0.7 luminoso de 344.76 lux.
  41. 41. El número total de Para reflectores que debenentrenamientos colocarse es de 6.96 unidades, hemos elevado por cuestión de uniformidad a 12 unidades, los cuales estarán divididos en 4 torres en partes iguales cada una con 3oEm = 100 lx reflectores,oS= 7504.24 m2 encendiendooФ= 220. 000 lm preferiblemente la torreoCBU= 0.70 superior. TeniendooFm=0.7 como resultado un nivel luminoso de 172.38 lux
  42. 42. Potencia de la POTENCIA lámpara = 2000 w TOTAL Potencia del balasto =70 wINSTALADA Factor de potencia corregido = 0.85 Potencia total de la línea = 2070 w Pt = (potencia de la línea * num. de lámparas)/ factor de potencia Pt = 2070w * 36/ 0.85 Pt = 87.67 KVA
  43. 43. RESUMEN Y CONCLUSIONES.DEL PROYECTO DEPORTIVO
  44. 44. El diseño de cualquier proyecto eléctricodestinado a la iluminación de un espaciorequiere conocimientos básicos enluminotecnia, así como también exige unmanejo con las normativas eléctricas,lumínicas y técnicas. Se profundizó en eltema del deslumbramiento, que producen lasfuentes luminosas de gran intensidad, y en lasposibles sensaciones de incomodidad quepueden provocar en los jugadores yespectadores si no tienen una posicióncorrecta.
  45. 45. Para llegar al diseñopresentado, fue necesarioestablecer conversaciones conalgunos ingenieros eléctricosdedicados a la iluminacióndeportiva, con el fin de conocerlos elementos utilizados en laactualidad y así adaptarlos alas condiciones que presenta elestadio.
  46. 46. Otra característica que no puedeser ignorada en la elección de losproyectores y que puede significarun ahorro de tiempo en los cálculosde iluminación es el precio; debidoa que se puede dilatar mucho laobtención de un nivel deiluminación para luego encontrarsecon la sorpresa que el valor final delequipo está por sobre lopresupuestado
  47. 47. Presupuesto del proyecto
  48. 48. • Manual de Alumbrado, Westinghouse Electric Corporation.Bibliografía • Manual de Alumbrado, Philips. • Campos Grandes y Atletismo, Instituto Navarro de Deporte y Juventud • http://www.transformadores.c om.co/interelec2.php?idcategori a=11&categoria1=Transformado res • http://www.gelighting.com/es/ resources/literature_library/catal ogs/fittings_catalog/downloads/d _egc_catalogo_fittings_out- func_es-eng_08.pdf • http://edison.upc.edu/curs/llu m/exterior/deportes.html • http://www.wamco.com.ar/pdf /218078.pdf

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