1) La luminotecnia estudia las formas de producción, control y aplicación de la luz. 2) Las instalaciones de alumbrado son importantes técnica y para el confort y seguridad. 3) Una deficiente iluminación reduce el rendimiento laboral y aumenta la fatiga.

2. La luminotecnia es la técnica que estudia las distintas formas de producción
de la luz, así como su control y aplicación.
Las instalaciones de alumbrado tienen gran importancia tanto desde el punto
de vista técnico, como en lo referente a la seguridad y el confort en nuestra
vida cotidiana.
En la realización de cualquier tarea la iluminación juega un papel muy
importante, puesto que una deficiente instalación de alumbrado disminuye el
rendimiento laboral y aumenta la fatiga.

3. La idea de que la luz de día es blanca y que percibimos en forma sencilla y
única no es cierta, pues en realidad esta compuesta por un conjunto de
radiaciones electromagnéticas.
La luz es considerada como una manifestación de la energía en forma de
radiaciones electromagnéticas de determinadas longitudes de onda,
perceptibles por el ojo humano.

4. Descomposición de la luz en un prisma provoca la generación de un arco iris.

5. Provocando una descarga eléctrica entre dos placas o electrodos situados en el
seno de un gas o un vapor metálico, fundamento de las lámparas de descarga.
La luz se produce por el calentamiento de cuerpos solidos hasta alcanzar su
incandescencia que es el fundamento de las lámparas incandescentes.
La luz se transmite a distancia a través del espacio por medio de ondas
similares a las formadas en el agua cuando se lanza un objeto.
Las ondas del agua y las luminosas tienen en común que sus efectos pueden
percibirse a distancia, diferenciándose en que las ondas del agua precisan este
elemento, mientras que las ondas luminosas no necesitan de ningún medio
material para su propagación.

6. El flujo luminoso se representa por “ɸ” y su unidad de medida es el lumen [lm];
el cual corresponde a 1/680 W emitidos en la longitud de onda de 555 [nm] a la
cual la sensibilidad de ojo es máxima.
El flujo luminoso es la cantidad de energía radiada o emitida por una fuente
(lámpara incandescente) en todas las direcciones, por unidad de tiempo.

7. La energía transformada por los manantiales luminosos no se puede aprovechar
totalmente para la producción de luz. Si una lámpara incandescente consume
una determinada energía eléctrica que se transforma en energía radiante, de la
cual solo una pequeña parte es percibida por el ojo en forma de luz mientras
que el resto se pierde en calor y en flujo no luminoso.
Indica el flujo que emite una fuente de luz por cada unidad de potencia eléctrica.
(o coeficiente de eficacia luminosa)

 
 
 
 
lm
eficacia luminosa
W W


8. Si se lograse fabricar una lámpara que transformara sin perdidas toda la
potencia eléctrica consumida en luz de una longitud de onda de 555[nm] esta
lámpara tendría el mayor rendimiento luminoso posible cuyo valor seria de 680
lm/W; pero como una sola parte se transforma en luz, entonces se tienen
rendimientos menores:
Un tubo fluorescente de 50[W] emite un flujo luminoso de 3200 [lumens], su
rendimiento será:
  
    
 
3200 [lm] lm
64
W 50[W] W


9. Análogamente a que la energía eléctrica es determinada por la potencia
eléctrica por unidad de tiempo. “La cantidad de luz o energía luminosa se
determina por la potencia luminosa o flujo emitido en la unidad de tiempo
La intensidad luminosa es la relación entre el flujo luminoso emitido por una fuente
de luz en una dirección por unidad de ángulo solido en esa misma dirección.
   
Q cantidad de luz [lm] * t [h] [lmh]

 
I [Candela]

Donde:
I = intensidad luminosa [cd]
ɸ= flujo luminoso [lm]
ω = ángulo solido en estereoradianes [sr].

10. La forma mas practica y sencilla de definir la distribución luminosa de una
lámpara y/o luminaria se la realiza mediante la representación grafica mediante
curvas de distribución luminosa o curvas fotométricas de intensidades.
Las fuentes de luz utilizadas en la practica tienen una superficie luminosa mas o
menos grande, cuya intensidad de radiación se ve afectada por la propia
construcción de la fuente.

11. El conjunto de la intensidad luminosa de una fuente de luz en todas las
direcciones constituye lo que se conoce como distribución luminosa.
Con aparatos especiales (goniofotómetro) se puede determinar la intensidad
luminosa de una fuente de luz en todas las direcciones de espacio con relación
a un eje vertical. Si representamos por medio de vectores la intensidad luminosa
de una fuente de luz en las infinitas direcciones del espacio creamos un
volumen que representa el valor del flujo total emitido por la fuente.
Solido Fotométrico
Con un plano por
El eje de simetría
Lámpara
Incandescente

12. Mediante la curva fotométrica de una fuente de luz se puede determinar con
exactitud la intensidad luminosa en cualquier dirección, dato necesario para
algunos cálculos de iluminación.
Las direcciones del espacio por las cuales se radia una intensidad luminosa la
podemos determinar por dos coordenadas. Las coordenadas mas usadas son
“C-y”
Las curvas fotométricas se dan
referidas a un flujo luminoso de
1000[lm] y como el caso mas
general es que la fuente de luz
emita un flujo superior, los valores
de la intensidad luminosa
correspondientes se hallan
mediante regla de tres simple.

13. Ejemplo.- Si se tiene un tubo fluorescente con un flujo luminoso de 3200
lúmenes, sus valores de intensidad luminosa deducidos de su curva fotométrica
dada para 1000 lúmenes habrá que multiplicar por el factor 3,2 que se
encuentra de aplicar la relación 3200/1000.
Curva de distribución
fotométrica simétrica
Curva de distribución
fotométrica asimétrica

14. Es la relación entre el flujo luminoso que recibe una superficie y su área.
Donde:
E = Iluminancia [lux]
ɸ = Flujo luminoso [lumen]
S = Área [m²]

 
E [lux]
S
Con este dato valoramos el nivel de
iluminación existente en un puesto
de trabajo, en una superficie de un
recinto, una calle, etc.

15. Valores de iluminancia o Niveles de Iluminación (se debe recurrir a las tablas
ANEXO “A” de las paginas 95 a 115 de la NORMA NB777).
Para efectos de cumplimiento de la
norma, esta propiedad se puede medir
utilizando un LUXOMETRO.

17. La luminancia es la que produce en el órgano visual la sensación de claridad
(brillo), ya que la luz no se hace visible hasta que es reflejada por los cuerpos.
La mayor o menor claridad con que vemos los objetos igualmente iluminados
depende de su luminancia.
Donde:
L = luminancia [cd/m²] ≈ [nt] o [cd/cm²]
ɸ = Intensidad luminosa [candela]
S = Área [m²]
 
   
 
2
I cd
L
S * cos m

Se mide con el LUMINANCIMETRO

18. (Valores típicos)

20. La temperatura de color es una expresión que se utiliza para indicar el color de
una fuente de luz por comparación de esta con el color del cuerpo negro, es
decir del radiante perfecto teórico.
Como cualquier cuerpo incandescente el cuerpo negro cambia de color a
medida que aumenta su temperatura, adquiriendo en principio el tono rojo sin
brillo, luego el rojo claro, el naranja, el amarillo, el blanco, el blanco azulado y al
azul.
Por ejemplo la llama de una vela es similar al de un cuerpo negro calentado a
1800 K. Por tanto en este caso decimos que tenemos una temperatura de color
de 1800K
Concluimos que la temperatura de color no es en realidad una medida de
temperatura, solo define color.

21. Valores Típicos

23. El dato de temperatura de color se refiere únicamente al color de la luz, pero no
a su composición espectral que resulta decisiva para la reproducción de colores.
Así dos fuentes de luz pueden tener un color muy parecido y poseer al mismo
tiempo unas propiedades de reproducción cromática muy diferente.

24. El IRC caracteriza la capacidad de reproducción cromática de los objetos
iluminados con una fuente de luz, y ofrece una indicación de la capacidad de la
fuente de luz para reproducir colores normalizados, en comparación con la
reproducción proporcionada por un patrón de referencia

25. ¿Qué tipo de lámpara reproduce los colores con más fidelidad? La respuesta nos
la da el Índice de Reproducción Cromática.
El índice de reproducción cromática (IRC o Ra) es un sistema internacional que
mide la capacidad de una fuente de luz para reproducir los colores fielmente. La
medición se realiza con la luz del día como referencia. Es decir, el IRC (Colour
Rendering Index o CRI en inglés) de la luz del día es de 100: toda la gama de
colores se reproducen perfectamente.

26. Esto significa que el color de un objeto iluminado por la luz del sol es, por así de
decirlo, el color “real”. Por tanto, una fuente de luz tendrá un mayor índice de
reproducción cromática cuanto más se acerque a ese color original el color de un
objeto iluminado por dicha fuente. Cuanto más cercano a 100 mayor fidelidad,
cuanto más lejano, más distorsión en la reproducción de colores.
El color que percibimos depende de la luz
con la que se ilumine, por tanto, del tipo de
lámpara que utilicemos. Pongamos un
ejemplo: estamos en una tienda de ropa y
vamos a comprar una bonita americana de
color beige. Bajo los focos de la tienda, el
color de la prenda nos parece perfecto.
Cuando llegamos a casa, nos la probamos
en nuestra habitación, y el color nos parece
diferente. Ya no nos convence.

27. Es un claro ejemplo de la diferencia de índice de reproducción cromática entre
diferentes tipos de bombillas. La luz de la tienda tiene un índice de reproducción
cromática más alto que la luz de casa (más cercano a 100) y, por lo tanto, más
fiel al color “real” que proporciona la luz del día. Lógico: los responsables de los
comercios saben que una buena iluminación es esencial para que los clientes
finalicen el proceso de compra.
En esta clase de negocios, invertir en una iluminación de calidad, con un
alto IRC, puede marcar la diferencia entre el éxito y el fracaso.
Para conocer el IRC de una lámpara hay que fijarse en la
numeración que figura tras la potencia, indicada en vatios
(W). Por ejemplo, si vemos: 14W / 840, el número que nos
indica el IRC es el primero tras la barra. El 8 nos indica que
esa lámpara tiene un índice de reproducción cromática entre
80 y 90. Los dos dígitos siguientes muestran la temperatura
de color de la lámpara: 40 = 4000 grados kelvin.

30. Al iluminar un cuerpo, una parte de la luz que llega al mismo es reflejada por
una superficie, otra parte se transmite atravesándolo y una tercera parte queda
absorbida por el material que lo compone.
Donde:
ɸi = Flujo luminoso incidente
ɸR = Flujo luminoso reflejado
ɸT = Flujo luminoso transmitido
ɸA = Flujo luminoso absorbido
      
i R T A

31. El factor de reflexión:



R
i

El factor de transmisión



T
i

Transmisión sobre superficie lisa
El factor de absorción



A
i


32. En un determinado material la suma de los tres
factores siempre es 1
Si solo se producen reflexión y absorción
Absorción de una superficie
Ejemplo: un factor de reflexión de 0,3 quiere
decir que de la luz incidente se refleja una
parte equivalente al 30%.
   1
  
  1
 

33. Factores de reflexión transmisión y absorción de algunos materiales

34. Factores de reflexión transmisión y absorción de algunos materiales

35. La producción de la luz en este tipo de lámparas se
basa en el principio de la luminiscencia obtenida por
la descarga eléctrica en el seno de mercurio
gasificado.

36. Contiene dos electrodos de wolframio unos miligramos de mercurio puro y gas argón
para facilitar la descarga.
Su rendimiento luminoso oscila entre 40 a 65 [lm/W]. Además una vez apagada la
lámpara no se puede encender hasta pasado un tiempo de enfriamiento muy similar
al de encendido.
Su empleo esta principalmente indicado para alumbrado exterior (alumbrado publico,
instalaciones industriales) y para el interior de naves de fabricación.

37. Son lámparas de vapor de mercurio a alta presión a las que se les ha añadido
yoduros metálicos además de mercurio, consiguiendo con ello rendimientos
luminosos superiores y mejores propiedades de reproducción cromática que con
lámparas de vapor de mercurio convencionales.
El rendimiento es de 95 [lm/W], su luz es blanco y el tiempo de arranque es de 3 a
8 minutos y el de enfriamiento de 5 minutos. Algunos modelos permiten
reencendido inmediato con lámpara en caliente, empleando para ello tensiones de
choque del orden de 35 a 60 kW.

38. Son una combinación de la lámpara de vapor de mercurio a alta presión y de la
lámpara incandescente como resultado de uno de los intentos para tratar de
corregir la luz azulada de las lámparas de vapor de mercurio, lo cual se consigue
incluyendo un filamento incandescente de wolframio dentro de la misma ampolla
del tubo de descarga de vapor de mercurio.
El rendimiento es de 20 a 32 [lm/W], las paredes interiores están recubiertas por un
material fluorescente.

39. En esta la descarga eléctrica se produce a través del metal sodio vaporizado a baja
presión, provocando la emisión de una radiación visible casi monocromática,
formada por rayas muy próximas entre si con longitudes de onda de 589 a 589,6
nm respectivamente.
El rendimiento es de 195 [lm/W], en el periodo de arranque el color de la luz
emitida por la descarga va variando paulatinamente del color rojo al amarillo.

40. Con el objetivo de mejorar mediante la presión de vapor mas elevada deja destacar
el espectro de otros vapores, obteniendo así un espectro con cierta continuidad
logrando una luz blanco dorado que permite distinguir todos los colores de la
radiación visible.
Durante el encendido es necesario aplicar altas tensiones de choque del orden de
2,8 a 5 [kV]. Su periodo de arranque con la lámpara fría dura de 3 a 4 minutos y
reencendido en caliente después de un minuto. Su elevado rendimiento y tono de
luz aceptable lo hacen apropiadas para alumbrado publico e industrial.

41. Un LED o diodo emisor de luz (light emitting diode) es un dispositivo electrónico
semiconductor que polarizado directamente entre ánodo (positivo) y cátodo
(negativo) emite luz al producirse el efecto conocido como electroluminiscencia. Y
surge como la mejor alternativa a la lámpara incandescente, a la luz de neón y al
fluorescente, y supone ahorro de energía, costes y tiempo.
Los semiconductores mas usados son el silicio, azufre y
germanio. Operan a 1,6 a 3,8 [V] y 10 a 40 [mA].
Se considera que aproximadamente a las 60000 horas es
cuando su flujo decae por debajo del 70 % inicial, eso
significa aproximadamente 6 años en una aplicación de 24
horas diarias los 365 días/año.

42. LED convencionales
Sus ventajas frente a otras fuentes de luz son: pequeño tamaño, bajo consumo
eléctrico, larga vida, alta eficacia luminosas (32/lm/W) y baja emisión de calor,
protección al medio ambiente, resistente y respuesta rápida (microsegundos)
LED de alta luminosidad
Sus desventajas frente a otras fuentes de luz son: problemas a temperaturas
elevadas, necesidad de equipo auxiliar y coste elevado.

43. LED en serie
COMPARACON CON OTRAS FUENTES DE LUZ
LED en paralelo

48. Lámparas de incandescencia, LED, de descarga de gases

51. ¿Cuánto se va ahorrar?
Si se utilizan bombillas LED
se logra un ahorro del mas del
85% con respecto a una
bombilla incandescente.
Se debe comprobar la
etiquetica energética
para evaluar la eficiencia
energética de la
bombilla.
Costo aproximado de consumo de electricidad al
año por bombilla con tiempo de uso de 3 h/dia. A
mas horas de uso mayor ahorro económico
¿Cómo escoger
una bombilla LED
adecuada a la
aplicación
requerida

52. Existen bombillas LED
para todo tipo de
aplicaciones
Partes y características de una
bombilla LED
Toda bombilla
debe incluir su
marca CE, que
indica que el
producto cumple
con toda la
legislación que le
es de aplicación.

53. ¿Cuánta luz necesito?
Hay que fijarse
los lúmenes [lm] y
no los vatios [W]
para seleccionar
la bombilla que
mejor se adapte a
la cantidad de luz
que se necesita.
Una bombilla es mas eficiente cuando es capaz de dar la
misma cantidad de luz (lúmenes) con una menor potencia
consumida (vatios).

54. ¿Cómo seleccionar una bombilla con los suficientes lúmenes para sustituir la
antigua?
Equivalencia en lúmenes con respecto a una
bombilla incandescente.
Se debe observar
en el envase, los
lúmenes de la
lámpara.

55. ¿Qué tipo de luz se desea?
La apariencia de color o tono de luz de la bombilla viene indicado
por la temperatura de color expresado en grados kelvin [K]

56. Se debe seleccionar la bombilla LED con la temperatura de color que mas se
ajuste al tipo de ambiente deseado.
Una luz mas cálida, con temperaturas de color bajas, es mas relajante. Por
otro lado, una luz mas fría, con temperaturas de color mas altas, mejora la
concentración y el rendimiento y es idónea en lugares de trabajo.

57. Las bombillas LED son la opción mas respetuosa con el medio ambiente, ya
que no contienen mercurio, gozan de una larga vida y tienen una alta eficiencia
energética.
LA DISTRIBUCION DE LUZ
MEDIO AMBIENTE
A la hora de sustituir bombillas
direccionales (como las halógenas) hay
que tener en cuenta el grado de apertura
de la bombilla LED para asegurar la
adecuada distribución de luz. Se debe
observar este dato en la información de
la bombilla.

58. De distribución simétrica
Una luminaria es un aparato que reparte, filtra o transforma la luz emitida por una
o varias lámparas y que comprende todos los dispositivos necesarios para el
soporte, fijación y protección de lámparas y en caso necesario los circuitos
auxiliares en combinación con los medios de conexión con la red eléctrica.
De distribución asimétrica

60. A su ves las luminarias de radiación directa y distribución simétrica pueden
dividirse según el ángulo de abertura

61. ILUMINACION MEDIANTE LUMINARIA DE HAS RECORTADO “CUT OFF”

62. ILUMINACION MEDIANTE LUMINARIA ASIMETRICA DE HAS
SEMIRECORTADO “SEMI CUT-OFF”

63. ILUMINACION MEDIANTE LUMINARIA ASIMETRICA DE HAS NO
RECORTADO “NO CUT-OFF”

64. Alumbrado General
En este la luminaria esta a una
altura de montaje y su
distribución simétrica en filas
garantiza una iluminación
uniforme en el ambiente.
Su ventaja es que la iluminación
es independiente de los puestos
de trabajo por tanto la
distribución de estos se puede
hacer en forma mas flexible.

65. Alumbrado General Localizado
El alumbrado permite
proporcionar una iluminación
general uniforme, además de
aumentar el nivel de las zonas
que lo requieran, según el
trabajo a realizar.
Presenta el inconveniente de
que si se efectúa un cambio de
dichas zonas hay que reformar
la instalación de alumbrado

66. Alumbrado Localizado Consiste en producir un nivel medio
de iluminación general mas o
menos moderado y colocar un
alumbrado directo para disponer de
elevados niveles medios de
iluminación en aquellos puestos
específicos de trabajo que lo
requieran.
Para eliminar en todo lo posible las
molestias de continuas y fuertes
adaptaciones visuales que lleva
consigo este sistema de alumbrado
debe existir una relación entre el
nivel de iluminación de la zona de
trabajo y el nivel de iluminación
general del local.