CÁLCULOS DE LUMINOTECNIA Integrantes: Canónaco, Santiago Colabraro, Franco Ariel Kanefsck, Pedro Mariño, Alan Martinez, Cristian

Temas Proyecto de iluminación Cálculo de interiores Cálculo de exteriores Análisis económico y medio ambiente

Resumen de ideas clave: Las magnitudes fundamentales de la Luminotecnia son las siguientes: Magnitud Unidad 1) Flujo luminoso (φ) lumen [lm] 2) Rendimiento luminoso o eficiencia luminosa (ɳ) lumen/watt [lm/w] 3) Intensidad Luminosa (I) candela [cd] = [lm/sr] 4) Iluminancia (E) lux [lx] = [lm/m²] 5) Luminancia (L) [cd/m²] = I/Saparente

EL PROYECTO DE ILUMINACION

Diseño de Iluminación 3 Premisas: A. Qué iluminar B. Cómo iluminar C. Con qué iluminar

A. Qué iluminar En general lo se ve es la reflexión de la luz en las superficies. Superficies de objetos claras u oscuras, opacas o brillantes, texturados o lisos. Destacar o suavizar.

Ejemplo 1 Iluminar las paredes: Ambiente amplio.

Ejemplo 2 Iluminar el cielorraso: Ambiente formal.

B. Cómo iluminar La iluminación define el espacio y lo convierte en “confortable”. Dos elementos de la ambientación: la iluminación directa la iluminación indirecta.

B. Cómo iluminar Iluminación directa flujo de las lámparas dirigido hacia el suelo sistema más económico de iluminación mayor rendimiento luminoso riesgo de deslumbramiento es muy alto

B. Cómo iluminar Iluminación indirecta casi toda la luz va al techo la más parecida a la luz natural muy cara  pérdidas por absorción muy elevadas.

B. Cómo iluminar Iluminación difusa el flujo 50% directa y 50% indirecta riesgo de deslumbramiento es bajo

C. Con qué iluminar La selección del sistema de iluminación. Orden: 1º: La lámpara 2º: La luminaria 3º: El sistema de Control

C. Con qué iluminar 1º: La lámpara Distribución de la luz -Fluorescentes  distribuciones amplias -Incandescentes y halógenas  acentos. Consumo energético Temperatura de color Costos de mantenimiento

C. Con qué iluminar 2º: La luminaria Soporte Redirige su flujo luminoso a los lugares deseados Apantalla a la lámpara  evita deslumbramiento. Parabólico Esférico Difusores

C. Con qué iluminar 3º: Sistema de control lumínico Controlar la iluminación. Crear un clima. Prolongar la vidas de las lámparas. Ahorro energético.

CÁLCULO DE INTERIORES

Cálculo de interiores Los métodos de cálculo para interiores se basan funda-mentalmente en un sistema de evaluación “promedio” a partir de la distribución del flujo luminoso en el espacio. Estos cálculos requieren de las dimensiones del local, de las reflectancias de sus superficies y del “Coeficiente de Utilización” de la luminaria que se utilizará. Dado que este dato parte del ensayo fotométrico de la luminaria, el fabricante es quién deberá facilitar dicha información.

Cálculo de interiores El Método de las Cavidades Zonales El método de las Cavidades Zonales divide al local en tres cavidades: La cavidad local, (que abarca desde el plano de trabajo hasta el plano inferior de la luminaria) La cavidad cielorraso, (desde la parte inferior de la luminaria hasta el techo) La cavidad piso (desde el plano de trabajo al piso).

Cálculo de interiores El Método de las Cavidades Zonales

Cálculo de interiores El Método de las Cavidades Zonales Cálculo de la Iluminancia Media (Lux) : Em: Nivel medio de iluminación sobre el plano de trabajo (en lux) S: Superficie total del local (m²) ft: Flujo luminoso total instalado en el local (en lúmenes) Cu: Coeficiente de utilización de la instalación fm: Factor de mantenimiento ó depreciación de la instalación

Cálculo de interiores El coeficiente de utilización (Cu) Depende de : Proporciones del local (Índice del local K) Poder reflectante de las superficies (reflectancias) según sus coles y texturas. Tipo de distribucion luminosa y su rendimineto

Cálculo de interiores Índice del local (K) El índice del local determina cuales son las “proporciones” de dicho local.

Cálculo de interiores Tabla de coeficiente de utilización (Cu) El Coeficiente de Utilización (Cu) varía notoriamente de un local amplio a uno pequeño. Ft= 166 Lm/m²/100 lux(para cu=0,60) Ft= 322 Lm/m²/100 lux (para cu=0,31)

Cálculo de interiores El Método de las Cavidades Zonales Cálculo de la Iluminancia Media (Lux) : Em: Nivel medio de iluminación sobre el plano de trabajo (en lux) S: Superficie total del local (m²) ft: Flujo luminoso total instalado en el local (en lúmenes) Cu: Coeficiente de utilización de la instalación fm: Factor de mantenimiento ó depreciación de la instalación

Cálculo de interiores Método del punto por punto El método de Punto por Punto consiste en la aplicación de las dos leyes fundamentales de la Luminotecnia, la Ley de la Inversa de los Cuadrados y La Ley del Coseno del Angulo. En el método de Punto por Punto, estas dos leyes se aplican en conjunto a los efectos de calcular la iluminancia en un punto del espacio.

Cálculo de interiores Método del punto por punto

Cálculo de interiores Método del punto por punto Este método suele utilizarse manualmente para realizar pequeñas verificaciones de iluminancias, ya que es muy simple y rápido (Por ejemplo: el nivel de iluminación en un punto de un plano de trabajo)

CÁLCULO DE EXTERIORES

Luminarias de exteriores La función principal de un proyector exterior es concentrar la luz en un ángulo sólido determinado por medio de distintos sistemas ópticos, con la finalidad de conseguir la mayor intensidad luminosa deseada. Se utilizan en: Alumbrado público (calles, plazas, etc.). Fachadas y/o monumentos. Zonas deportivas (canchas de futbol, tenis, etc). Áreas extensas (aeropuertos, estaciones de servicio, etc.).

Proyectores Definición: es una luminaria que concentra la luz en un ángulo sólido determinado por un sistema óptico (espejos o lentes), para conseguir una intensidad luminosa elevada. Características Distribución de flujo luminoso más concentrada (representación en coordenadas cartesianas) Distribución simétrica o asimétrica (curvas de isocandelas facilitadas por el fabricante) Tipos de proyectores: Proyector tipo NEMA-IES Apertura del haz en grados 1 10 a 18 2 18 a 29 3 29 a 46 4 46 a 70 5 70 a 100 6 100 a 130 7 Más de 100

Esquema de una luminaria

Luminarias de exteriores Para la elección del tipo de luminaria exterior es necesario establecer: Parámetros y dimensiones del área a cubrir Los niveles de iluminación requeridos La altura en el cual dichos niveles de iluminación serán calculados

Cálculo de un alumbrado por proyección (Método de “lúmenes de haz”) Número de proyectores necesarios: Em: Iluminancia media S: Superficie a iluminar fp: Lúmenes del haz del proyector Cu: Coeficiente de utilización del haz fc: Factor de conservación de la instalación

Alumbrado público Objetivos: Proporcionar una iluminación suficiente que ofrezca la máxima seguridad. Facilitar el mantenimiento de la ley y el orden durante la noche. Dar un aspecto atractivo a las vías urbanas. Factores determinantes de una instalación de alumbrado público: El tráfico La estética

Alumbrado público Tipo de lámparas empleadas Factores: rendimiento luminoso, utilización anual, costo de adquisición, color de la luz, etc. De vapor de mercurio y de vapor de sodio a alta presión Incandescentes y fluorescentes Tipo de luminarias empleadas En función del mejor aprovechamiento del flujo luminoso De distribución asimétrica De distribución simétrica

Alumbrado público Altura del punto de luz Ubicar los puntos de luz a gran altura implica: Ventajas: Mejor distribución de luminancias sobre la calzada Menor deslumbramiento Mayor separación entre los puntos de luz Inconvenientes: Dificulta el mantenimiento de la instalación e incrementa los costos Disminuye el factor de utilización Relación entre la separación y la altura de los puntos de luz A medida que esta relación es menor, la uniformidad de la iluminación es más elevada y es mayor el costo de la instalación.

Alumbrado público Factor de utilización Es la relación entre el flujo luminoso que llega a la superficie dada y el nominal emitido por la lámpara instalada. Se obtiene con: Curva de utilización de la luminaria (fabricante) Características de la calle a iluminar

Alumbrado público Factor de conservación Tiene en cuenta la depreciación luminosa a través del producto de dos factores: Envejecimiento de la lámpara y de la luminaria Pérdida de luz por acumulación de suciedad

Cálculo de un alumbrado público Método del flujo luminoso necesario Flujo luminoso para un tramo de la vía: Si el flujo obtenido es igual o inferior al dado por las lámparas elegidas, la solución puede considerarse como válida

Cálculo de un alumbrado público Método del punto por punto Se calculan las iluminancias de varios puntos de la calzada: Se obtiene la iluminancia media, que afectada por el factor de conservación debe ser igual o superior a la fijada en principio.

Luminarias Estancas Concepto de estanqueidad: Grado IP: La estanqueidad tanto de una luminaria como de una instalación eléctrica en general, refleja el grado de hermetismo que la misma presenta frente al ingreso de partículas sólidas, polvo y de líquidos. Grado IP: Para verificar que la luminaria cumpla con las condiciones que se necesitan para su correcto funcionamiento se utiliza el sistema de referencia IP.

Grados IP

IP 68 Luminarias Estancas Empotrable sumergible de pared modelo fabricado en PVC. Lámpara PAR-56 led en RGB o blanca de alta intensidad con una vida media de 100.000 horas y una potencia media de consumo de 60W. IP 68

Análisis económico Ahorros obtenidos por utilizar LED.

Los cálculos se realizaron mediante una aplicación en la pagina de LG España. A la aplicación se le puede ingresar la cantidad y el tipo de lámparas utilizadas y calcula el ahorro a largo plazo que se obtiene si se reemplazaran todas por la lámpara leds de similares características. El calculo para la vida útil de una lámpara led (25 años). Se encuentra calculado para los costos de España, cotización oficial=8,2 $/₠ Página: http://www.lg.com/es/lighting/calcula- ahorro-iluminacion

1289,20 $ 1656,97 $ 367,77 $

32.234,2 $ 41.426,4 $ 9.192,2 $

Reemplazo Led a las iluminaciones tradicionales.

Iluminación y medio ambiente

Algunos datos interesante La iluminación consume el 19% de toda la energía mundial. Si se cambia por métodos de iluminación eficientes al tener estos una mayor vida útil disminuye la cantidad de lámparas desechadas. Cuando se cambia la iluminación ineficiente por opciones ecológicas el impacto en el uso de energía, las emisiones de CO2 y el medio ambiente es inmediato.

Ventajas de las luminarias LED Son muchas las ventajas que poseen los LEDs ante los dispositivos tradicionales de iluminación como bombitas incandescentes, alógenos, tubos fluorescentes, etcétera. Por mencionar sólo algunas: Reducen a 1/10 el consumo energético en comparación con otros dispositivos. Elevado tiempo de vida (entre 30.000 y 100.000 horas de operación continua, dependiendo las condiciones de trabajo). Trabajo a muy baja corriente y tensión Virtualmente no generan calor. Por ser de estado sólido pueden ser adaptados a aplicaciones con ciertos grados de vibraciones o impactos. Son muy prácticos a la hora de incorporarlos a cualquier diseño debido a su reducido tamaño. Requieren muy poco mantenimiento por su larga durabilidad. Existe una gran variedad de LEDs (tipo, forma, tamaño). Al desecharse no contaminan porque no tienen mercurio como las lámparas de bajo consumo.

Gracias!