CONCEPTOS DE ILUMINACION

ÍNDICE: OBJETIVO. ALCANCE. CONCEPTOS DE ILUMINACION NORMAS Y ESTANDARES

1.- OBJETIVO: Definir los conceptos básicos del principio de iluminación 2.- ALCANCE: Conceptos básicos de iluminación aplicados al programa Visual Professional de cálculo de los niveles de iluminación

Definiciones: LUZ: Es una manifestación de la energía en forma de radiaciones electromagnéticas, capaz de afectar o estimular la visión. La radiación visible, es decir la que actúa sobre el ojo está comprendida entre las longitudes de onda de 3800 a 7800 Angstroms Donde El Ángstrom es la unidad de longitud de onda y equivale a: 1 Angstroms = metros

ILUMINACION: Se define con la luz incidiendo sobre una superficie, medida en Luxes o Footcandles, cuando ésta se distribuye de acuerdo a un plan técnico económico, se convierte en Ingeniería de Iluminación y por lo tanto, en iluminancia práctica. Flujo Luminoso: Es la cantidad de luz que fluye en una unidad de tiempo, y es medido en lúmenes. Es una medida del total de la luz emitida por una fuente y es comúnmente usada para determinar la salida total del flujo luminoso de una lámpara

Lumen (lm): Unidad de flujo luminoso La candela: Es la unidad de intensidad luminosa (I) igual a un lumen por sterradian (lm/sr). A veces es llamada "candlepower" (potencia en candelas) y describe la cantidad de luz (lúmenes) en una unidad de ángulo sólido. Esta unidad de ángulo sólido se llama Sterradian La fórmula es: I =(Lúmenes)/(sterradian)

Sterradian (sr): Angulo sólido que sustenta un área en una esfera igual al cuadrado del radio de la esfera La iluminancia (E): Es la cantidad de luz que incide en la unidad de área y es medida en Footcandles (pies candela) o Luxes. Es definida por la intensidad (I) en candelas, dirigida hacia un punto P, dividida por el cuadrado de la distancia (D) de la fuente (luminario) a la superficie a iluminar. E = I/D²

Si la luz incide en otro ángulo, la fórmula se transforma en: E = (I cos Ø)/D² Donde: E = iluminación en Footcandles (fc) o luxes I = intensidad en candelas (cd) hacia el punto P D = distancia en pies o metros Ø= ángulo de incidencia Lux (ln/m2); (lx) Unidad de nivel luminoso en el sistema internacional

Luminancia (L) o brillantez: La luminancia frecuentemente llamada "brillantez", es el nombre dado a lo que vemos. La “brillantez” es una sensación subjetiva que varía de muy tenue u oscuro a muy brillante. De una forma objetiva, se refiere a ella como la intensidad en una dirección dada dividida por un área proyectada tal como la ve un observador . NIT.- (cd/m2) Es la unidad de brillantez (luminaria) igual a una candela sobre metro cuadrado, (sistema internacional)

Contraste: Es la relación que existe entre las luminancias de un objeto y su inmediato alrededor. Los niveles altos de iluminación compensan en parte los bajos contrastes en brillantez y son de gran asistencia donde no se pueden tener condiciones de alto contraste Absorción: Es la particularidad que tienen los materiales de transformar parcial o totalmente la energía luminosa que incide sobre ellos en otra forma de energía.

Celdas fotovoltaicas para luces de ayuda a la navegación

Adaptación: Proceso mediante el cual el sistema visual se acostumbra a una menor o mayor cantidad de luz o la luz de color diferente. Ello resulta en un cambio de la sensibilidad del ojo a la luz. Balastro: Dispositivo electromagnético o electrónico usado para operar lámparas eléctricas de descarga. Sirve para proporcionar a estas las condiciones de operación necesarias como son: Tensión, corriente y forma de onda.

Excitancia (M): Es frecuente calcular la cantidad de luz reflejada en las superficies del cuarto; muchas de estas superficies son difusas y como resultado el término correcto a usar es Excitancia (M) donde: Excitancia = iluminancia x factor de reflexión M = E x p Donde: E = Iluminancia en Footcandles o Luxes p = es el factor de reflexión de la superficie expresado como la fracción de luz reflejada sobre la luz incidente M = es la excitancia resultante en Footcandles o Luxes

Cavidad del cuarto: Es la cavidad formada por el plano de luminarias y el plano de trabajo

Es la cavidad formada por el plano de trabajo y el piso. Cálculo de la relación de cavidad del cuarto: Cavidad del piso: Es la cavidad formada por el plano de trabajo y el piso. Cavidad de Techo: Es la cavidad formada por el techo y el plano del luminaria

Coeficiente de Utilización: El coeficiente de utilización se refiere al número de lúmenes que finalmente alcanzan el plano de trabajo en relación a los lúmenes totales generados por la lámpara Factor Mantenimiento: Factor utilizado en el cálculo de iluminancia bajo condiciones dadas de tiempo y de uso. En él se toma en cuenta el tipo de balastra, temperatura y tensión, acumulación de suciedad de las superficies del cuarto y en la luminaria, depreciación de la emisión luminosa de la lámpara, procedimientos de mantenimiento y condiciones atmosféricas

Cálculo de número de luminarias por el método de los Lúmenes: Donde: NI = Nivel de Iluminacion NL = Número de lámparas Área = Área del local en m Lúmenes/lámpara = El flujo luminoso por cada lámpara en lúmenes FM = Factor de Mantenimiento CU = Coeficiente de Utilización

Curva de Distribución: Es la representación grafica del comportamiento de la potencia luminosa emitida por un luminaria, Se presenta en coordenadas polares y los valores están dados en candelas, como se puede ver en la figura

Curva de Distribución luminosa:

Curva Isocandelas: Es la mejor representación de las variaciones luminosas de un haz irregular. Las curvas representadas unen puntos de igual potencia luminosa y estos son el resultado de un gran numero de lecturas de intensidad luminosa en diferentes puntos. Curvas isofootcandles o isopie-candela: Es un conjunto de curvas que unen puntos de igual nivel de iluminación medidos en footcandles (pie-candelas) sobre un plano de trabajo. Curvas Isolux: Es un conjunto de curvas que unen puntos de igual nivel de iluminación medido en luxes sobre un plano de trabajo

Ejemplo de Curvas Isolux.

Depreciación de lúmenes de la lámpara LLD (Lamp Lumen Depreciation). Es la pérdida de la emisión luminosa (lúmenes), emitidos por la lámpara debido al uso normal de operación. El factor de perdidas por este concepto para las lámparas fluorescentes viene dada por la relación entre la emisión luminosa cuando ha transcurrido el 70% de su vida nominal y el valor inicial a las primeras 100 horas de dicha emisión.

Ejemplo: Curva de depreciación luminosa para la lámpara de Vapor de Mercurio

Ejemplo: Curva de depreciación luminosa para la lámpara de Vapor de Sodio Alta Presión

Depreciación por suciedad en el luminaria: LDD (luminaire Dirt Depreciation): La acumulación de la sociedad en los luminarias trae como consecuencia una pérdida de la emisión luminosa y , por los mismo pérdidas de iluminación en el plano de trabajo, esta pérdida se conoce como el factor LDD (luminaire Dirt Depreciation) Eficacia luminosa (de una lámpara): Es la relación de flujo luminoso total emitido en lúmenes por la lámpara entre la potencia eléctrica consumida por la misma, su unidad esta dada en lúmenes/watt.

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Factor de lámparas quemadas: Pérdidas fraccionales de iluminacia debido a lámparas fundidas después de que han funcionado por largos periodos (depende del mantenimiento de la planta) Fuente luminosa: Es toda materia objeto o dispositivo, de la que parte de la energía radiante que emite cae dentro de los limites visible del espectro electromagnético.

Reflexión: Es el fenómeno por el cual la luz al incidir sobre una superficie cambia la dirección de manera tal que el ángulo de incidencias es igual a al ángulo de reflexión. Refracción: Es el cambio de dirección que sufren los rayos luminosos al pasar de un medio a otro de distinta densidad.

Sistema Métrico: A medida que EE. UU. tienda al sistema métrico para concordar con el área científica y el resto del mundo, la ingeniería de iluminación se convertirá al Sistema Internacional de Unidades (SI). Sólo los términos que involucren longitud o área, iluminancia y luminancia, son afectados. La Iluminancia (E) se establece en lux en el Sistema Métrico. 1 fc= 10.76 luxes. Luminancia (L) se establece en NITS en el sistema métrico.

Temperatura de color de lámparas en ºK: La temperatura de color de una fuente luminosa es aquella a la cual debe operarse un cuerpo negro radiante para tener la misma apariencia de color que la fuente luminosa. La temperatura de color es solamente una especificación de la apariencia de color y no tiene nada que ver con la distribución de la energía de la fuente luminosa. Ejemplos: Blanco cálido = 2700 ºK Blanco Frió = 4100ºK Blanco Luz de día = 5100ºK

Curva de distribución Candlepower: La curva de distribución fotométrica es una de las herramientas más valiosas de los diseñadores de iluminación. Es un corte "mapa" vertical de intensidad (candelas), medidas en diferentes ángulos. Es una representación gráfica en forma polar y por lo tanto muestra la información sólo para un plano. Si la distribución del flujo emitido por el luminario es simétrica, la curva en un plano es suficiente para todos los cálculos. Si es asimétrica, tal como la iluminación en calles y las unidades fluorescentes, se requieren tres o más planos de medición. En general, los luminarias incandescentes y HID son descritos por un plano vertical único de fotometría. Los luminarias fluorescentes requieren un mínimo de tres planos: uno a través del eje longitudinal del luminario, otro en el sentido transversal y otro en un ángulo de 45°.

Criterio de Espaciamiento: El criterio de espaciamiento le da al diseñador, información referente a qué tan separados deben colocarse los luminarios y mantener una uniformidad de iluminación aceptable en el plano de trabajo.

NORMAS Y ESTANDARES IESNA (Illuminating Engineering Society Of North America) Sociedad de Ingenieros en Iluminación de los Estados Unidos SMII sociedad Mexicana de ingenieros en iluminación MANUAL DE ALUMBRADO Westinghouse CATALOGO CONDENSADO de Holophane HANDBOOK LIGHTING USA