Manual del instalador de luminarias.

CONTENIDO pág.

INTRODUCCIÓN 1. BALASTOS 1.1 DEFINICIÓN 1.2 COMPONENTES 1.3 FUNCIONES 1.4 APLICACIONES 1.5 CLASIFICACIÓN Y NOMENCLATURA 1.5.1 Clasificación 1.5.2 Nomenclatura 2. PARÁMETROS ELÉCTRICOS A ANALIZAR EN UN BALASTO FLUORESCENTE 2.1 INSTALACIÓN DE BALASTOS PARA LUZ FLUORESCENTE 2.1.1 Ambiente del sitio 2.1.2 Voltaje de alimentación al balasto 2.1.3 Voltaje de encendido 2.1.4 Potencia de entrada 2.1.5 Potencia útil 2.1.6 Pérdidas 2.1.7 Rendimiento 2.1.8 Conexión a tierra 2.1.9 Montaje mecánico del balasto 2.1.10 Factor de balasto 2.1.11 Factor de eficacia de los balastos 2.1.12 Factor de cresta 2.1.13 Factor de potencia 2.1.14 Distorsión armónica de corriente 3. LÍNEAS DE BALASTOS PARA LUZ FLUORESCENTE 3.1 CARACTERÍSTICAS LÍNEA MAGNITRÓN 3.1.1 Mayor nivel de iluminación 3.1.2 Alambres largos 3.1.3 Baja distorsión armónica de corriente (THD) 3.2 CARÁCTERÍSTICAS LÍNEA EFECTIVA 3.2.1 Alambres largos 3.2.2 Baja distorsión armónica de corriente (THD) 3.2.3 Bajo factor de cresta 3.3 CARACTERÍSTICAS LÍNEA ENCENDIDO EN SECUENCIA E.S. 3.3.1 Menor tamaño

8 9 9 9 10 10 11 11 11 PARA LUZ

14 14 14 14 14 14 15 15 15 15 16 16 16 17 19 19 20 21 21 21 21 26 26 26 26 26 26

pág.

3.3.2 Menor peso 26 3.3.3 Diferente diseño eléctrico 26 3.3.4 Fácil instalación 26 3.3.5 Menor contenido de armónicos de corriente 27 3.3.6 Corriente de línea estable en un amplio rango de voltaje 28 3.3.7 Menor factor de cresta 28 3.3.8 Mejor factor de potencia 28 3.3.9 Mejor funcionamiento 28 3.3.10 Mejor precio 28 3.4 CARACTERÍSTICAS DE LOS BALASTOS ANTIHUMEDAD (fabricados bajo diseño tipo E.S.) 28 3.4.1 Alta impermeabilidad 28 3.4.2 Larga vida útil para los tubos fluorescentes 28 3.4.3 Bajos costos de mantenimiento 29 3.4.4 Seguridad eléctrica 29 3.5 CARACTERÍSTICAS DE LOS BALASTOS ELECTRÓNICOS PARA TUBOS T8 AHORRADORES DE ENERGÍA 29 3.5.1 Bajas pérdidas de energía 29 3.5.2 Bajo consumo de energía 29 3.5.3 Reducido calentamiento 29 3.5.4 Larga vida útil para los tubos fluorescentes 29 3.5.5 Respaldo integral 30 3.5.6 Alambres largos 30 3.5.7 Alto rendimiento 30 3.5.8 Bajo contenido de armónicos 30 4. BALASTOS PARA BOMBILLAS DE ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA H.I.D. (MERCURIO, SODIO Y METAL HALIDE) 31 4.1 BALASTO TIPO REACTOR 31 4.1.1 Balasto reactor para luz de mercurio o de metal halide 32 4.1.2 Balasto reactor para luz de sodio o de metal halide 32 4.1.3 Líneas de balastos para luz de H.I.D 34 4.2 BALASTO TIPO AUTORREGULADO (C.W.A.) 34 4.3 BALASTO TIPO REGULADO (C.W) 35 5. PARÁMETROS ELÉCTRICOS A ANALIZAR EN BALASTOS H.I.D. (SODIO, MERCURIO Y METAL HALIDE) 35 5.1 REGULACIÓN DE VOLTAJE 36 5.2 POTENCIAS 36 5.3 FACTOR DE POTENCIA 37 5.4 TRAPECIO DE SODIO 37 5.5 FACTOR DE CRESTA 37

pág.

TRANSFORMADOR HALÓGENO 6.1 FUNCIONAMIENTO 6.2 DIAGRAMA ELÉCTRICO 6.3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE HALÓGENOS 7. MANEJO DE BALASTOS 7.1 EMPAQUE 7.2 TRANSPORTE 7.3 ALMACENAMIENTO 8. ARRANCADORES 8.1 CARACTERÍSTICAS 8.2 TIPOS DE ARRANCADORES 8.2.1 Arrancador paralelo o de superposición 8.2.2 Arrancador semiparalelo 8.2.3 Arrancador de superimposición 9. CONDENSADOR O CAPACITOR 10. TIPOS DE LÁMPARAS 10.1 LÁMPARAS INCANDESCENTES 10.1.1 Sus principales características 10.2 LÁMPARAS FLUORESCENTES 10.2.1 Sus principales características 10.3 LÁMPARAS DE MERCURIO 10.3.1 Sus principales características 10.4 LÁMPARA DE SODIO A ALTA PRESIÓN 10.4.1 Sus características principales 10.5 LÁMPARAS DE METAL HALIDE 10.5.1 Características principales 11. LUMINARIAS 11.1 DEFINICIÓN 11.2 COMPONENTES 11.2.1 La pantalla reflectora 11.2.2 El difusor 11.2.3 El chasis 11.2.4 El cofre 11.2.5 El kit eléctrico 11.3 CLASIFICACIÓN DE LAS LUMINARIAS 11.3.1 Alumbrado público 11.3.2 Proyectores 11.3.3 Decorativas para exteriores 11.3.4 Decorativas para interiores

38 38 38

6.

LOS

TRANSFORMADORES

39 40 40 41 41 42 42 43 43 44 44 44 46 48 48 49 49 49 50 50 51 52 53 53 53 53 53 53 53 53 54 54 54 55 55 55

pág.

11.3.5 Luminarias fluorescentes 56 11.3.6 Luminarias industriales 59 11.3.7 Luminarias de emergencia 61 11.3.8 Luminarias para áreas clasificadas 61 12. ILUMINACIÓN DE INTERIORES 61 12.1 DEFINICIONES BÁSICAS 61 12.1.1 Flujo luminoso 61 12.1.2 Lumen 62 12.1.3 Nivel de iluminación (o iluminancia) 63 12.1.4 Lux 63 12.1.5 Rendimiento luminoso 63 12.1.6 Reflectancia 63 12.2 TIPOS DE ALUMBRADO 63 12.2.1 Alumbrado general 63 12.2.2 Alumbrado general localizado 64 12.2.3 Alumbrado suplementario 64 12.3 REQUISITOS PARA UNA BUENA ILUMINACIÓN 64 12.3.1 Calidad 65 12.3.2 Cantidad 65 12.4 SISTEMAS DE ALUMBRADO 65 12.4.1 Directa 65 12.4.2 Indirecta 65 12.5 SELECCIÓN DEL TIPO DE LUMINARIA 67 12.5.1 Calidad del color 67 12.5.2 Vida útil de las lámparas 67 12.5.3 Sitio de utilización 67 12.6 DISEÑO DE LA ILUMINACIÓN 68 12.6.1 Nivel de iluminación requerido (Nl) 68 12.6.2 Reflectancias 68 12.6.3 Coeficiente de utilización (cu) 68 12.6.4 Factor de pérdidas de luz (Fp) 71 12.6.5 Cálculo del número de luminarias requeridas (N) 72 12.6.6 Distribución de las luminarias 73 12.7 APLICACIONES (Ejemplos típicos) 73 12.7.1 Iluminación de una oficina 73 12.7.2 Iluminación de un taller 77 13. DIAGNÓSTICO Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS EN LUMINARIAS FLUORESCENTES 81 14. DIAGNÓSTICO Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS EN LUMINARIAS DE ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA Y HALÓGENAS 89

LISTA DE TABLAS pág.

Tabla 1. Rangos de eficiencia energética para los diferentes tipos de balastos

18

Tabla 2. Características técnicas de los balastos fluorescentes de precalentamiento

22

Tabla 3. Características técnicas de los balastos fluorescentes de encendido rápido (R.S.)

23

Tabla 4. Características técnicas de los balastos fluorescentes de encendido instantáneo (SLINE LINE)

24

Tabla 5. Características técnicas de los balastos fluorescentes electrónicos

25

Tabla 6. Características técnicas de los balastos de alta intensidad de descarga H.I.D. 33 Tabla 7. Características técnicas de los transformadores halógenos

40

Tabla 8. Arrancadores para luminarias con bombillas de sodio o metal halide

45

Tabla 9. Especificaciones técnicas de los condensadores ELECTROCONTROL

48

Tabla 10. Medidas para el empotramiento de ojos de buey (en milímetros)

57

Tabla 11. Medidas para el empotramiento de luminarias (en milímetros)

60

Tabla 12. Datos comparativos entre las fuentes luminarias más usuales

62

Tabla 13. Porcentajes de reflexión de algunos materiales y colores

64

Tabla 14. Niveles y fuentes de iluminación según la actividad

66

Tabla 15. Reflectancias efectivas de la cavidad del techo

70

Tabla 16. Separación máxima entre luminarias S.M.

74

Tabla 17. Referencias de balastos para luz fluorescente marca ELECTROCONTROL

99

Tabla 18. Referencias de reactancias, transformadores y arrancadores marca ELECTROCONTROL

100

LISTA DE FIGURAS pág.

Figura 1. Balasto fluorescente

9

Figura 2. Balasto de sodio, mercurio o metal halide

10

Figura 3. Balastos de precalentamiento

12

Figura 4. Balastos de encendido rápido

12

Figura 5. Balastos de encendido instantáneo

12

Figura 6. Balastos electrónicos

12

Figura 7. Balastos para alta intensidad de descarga

13

Figura 8. Balastos para bombillas de sodio

13

Figura 9.Balastos para bombilla de metal halide

13

Figura 10. Conexión a tierra

16

Figura 11. Montaje mecánico del balasto

16

Figura 12. Forma ideal de la onda de corriente en el tubo

17

Figura 13. Forma real de la onda de corriente en el tubo

17

Figura 14. Distorsión armónica de corriente

19

Figura 15. Esquema de conexiones para el balasto de 2x48 E.S.

27

Figura 16. Balasto reactor de mercurio o metal halide

32

Figura 17. Balasto con capacitor

32

Figura 18. Balasto reactor para luz de sodio o metal halide

34

Figura 19. Balasto cwa

34

Figura 20. Balasto tipo regulado (c.w)

35

pág.

Gráfica 1. Efecto de la variación de la tensión de alimentación

39

Figura 21. Diagrama eléctrico transformador halógeno

39

Figura 22. Transporte

41

Figura 23. Almacenamiento

42

Figura 24. Pulso de voltaje

43

Figura 25. Componentes de una lámpara incandescente

48

Figura 26. Principales componentes de una lámpara fluorescente

49

Figura 27. Principales componentes de una lámpara de mercurio

50

Figura 28. Principales componentes de una lámpara de sodio a alta presión

51

Figura 29. Lámpara de metal halide

52

Figura 30. Lámpara de doble contacto

52

Figura 31. Lámpara de alumbrado público de fácil mantenimiento

54

Figura 32. Configuración y medidas de rejillas parabólicas

58

Figura 33. Sistema de alumbrado

67

Figura 34. Cálculo del coeficiente de utilización (cu)

69

Figura 35. Rejilla de tres pulgadas

75

Figura 36. Rejilla de pulgada y media

75

Figura 37. Distribución de luminarias en el local

77

Figura 38. Distribución de las luminarias en el local

80

Figura 39. Manera de instalar tubos fluorescentes

82

Figura 40. Estado de los pines de un tubo fluorescente

82

INTRODUCCIÓN Las innovaciones que permanentemente se están presentando día a día en los productos de iluminación, con características y ventajas cada vez mayores, han motivado a los usuarios a conocer mas sobre el asunto y ser más exigentes a la hora de comprar. Por ésta razón, ELECTROCONTROL está empeñado en concientizar a los usuarios nacionales y extranjeros, de todos los aspectos técnicos que se deben tener en cuenta al momento de seleccionar un balasto, un arrancador, un condensador o una luminaria, ya que del cuidado que se tenga en esta escogencia, va a depender que el funcionamiento de la luminaria no sea antieconómico en el tiempo, ni vaya a presentar anormalidades de funcionamiento.

Con el presente manual se pretende cubrir la necesidad que existe entre todas aquellas personas que directa o indirectamente, tengan alguna relación con la iluminación, sea que se desempeñen en el área de diseño, comercial (compra o venta), o técnica (ensamble, instalación y mantenimiento), o deseen profundizar en el conocimiento de lo que es un balasto o un arrancador, para qué sirve, cuáles son sus aplicaciones, parámetros a tener en cuenta para elegir cada modelo, cómo se debe instalar, cuáles detalles pueden ayudar a mejorar los rendimientos de un proyecto de iluminación y cómo diagnosticar y/o solucionar posibles fallas en una luminaria, respondiendo a las reglas de la buena técnica y de una manera práctica.

Si se requiere mayor información sobre algún tema, será un placer servirle a través de la línea 01 800 05 27878 de servicio al cliente o el E-mail: sercliente@electrocontrol.com.co.

1.

1.1

BALASTOS

DEFINICIÓN

Son aparatos eléctricos que adecuan la energía eléctrica disponible en las redes de alimentación, a las condiciones de operación exigidas por las lámparas para su normal funcionamiento. Cada balasto está diseñado para hacer funcionar un tipo particular de lámpara a un voltaje específico. Aunque los balastos también reciben el nombre de balastas, balastros, balastras o reactancias, en éste manual se encontrarán como balastos.

Figura 1. Balasto fluorescente

1.2

COMPONENTES

El balasto electromagnético está constituído principalmente por bobinas y núcleo, mientras que el electrónico, además de lo anterior, está compuesto por elementos semiconductores. Todos los balastos cerrados para luz fluorescente, llevan un relleno para mejor disipación de calor, menor vulnerabilidad a la humedad y mayor resistencia eléctrica y los de alto factor de potencia tienen un condensador para la corrección del factor de potencia.

9

Figura 2. Balasto de sodio, mercurio o metal halide

1.3

FUNCIONES

Las principales funciones de un balasto pueden resumirse así: Suministra un nivel de voltaje adecuado durante un período muy corto de tiempo entre los “extremos de la lámpara”, con el fin de encenderla.

Controla el paso de corriente por la lámpara durante el tiempo que esté en funcionamiento, evitando así el daño de la misma.

Absorbe las variaciones de voltaje de la red en un amplio rango, con el fin de suministrar los adecuados parámetros eléctricos para el buen funcionamiento de la lámpara.

1.4

APLICACIONES

Después de analizar cada fuente luminosa, se encuentran las aplicaciones de los balastos, acorde con el tipo de luminaria que se describe mas adelante.

10

1.5

CLASIFICACIÓN Y NOMENCLATURA

1.5.1 Clasificación. Los balastos se pueden clasificar de acuerdo con el tipo de fuente luminosa que van a hacer funcionar. Dependiendo de ésto, los principales balastos son:

Balastos para Luz Fluorescente.

Balastos o Reactancias para Luz de Mercurio.

Balastos o Reactancias para Luz de Sodio de alta presión.

Balastos o Reactancias para Luz de Metal Halide.

Transformadores para Luz Halógena.

Balastos o Reactancias para luz de Sodio de baja presión.

Los balastos para luz fluorescente, dependiendo de la forma como encienden los tubos, se clasifican a su vez en:

Precalentamiento Encendido Rápido o Rapid Start Encendido Instantáneo o Slim Line 1.5.2 Nomenclatura. Para describirlos hay que tener en cuenta los siguientes aspectos: número de tubos (lámparas), potencia (a veces longitud) del tubo, factor de potencia del balasto, característica constructiva y voltaje nominal de alimentación del balasto, principalmente.

La nomenclatura de los balastos fabricados en ELECTROCONTROL, se describe como se detalla a continuación: Balastos de Precalentamiento: la estructura de su nomenclatura es la siguiente: (Véase figura 3).

Balastos de Encendido Rápido: similar a la anterior. (Véase figura 4).

Balastos de Encendido Instantáneo: similar a la anterior. (Véase figura 5).

Balastos Electrónicos: similar a la anterior. (Véase figura 6).

Balastos para Alta Intensidad de Descarga: similar a la anterior. (Véase figura 7).

Balastos para Bombillas de Sodio: similar a la anterior. (Véase figura 8).

Balastos para Bombillas de Metal Halide: similar a la anterior. (Véase figura 9).

11

Figura 4. Balastos de encendido rรกpido

Figura 3. Balastos de precalentamiento

Figura 5. Balastos de encendido instantรกneo

12

Figura 6. Balastos electrรณnicos

Figura 7. Balastos para alta intensidad de descarga

Figura 9. Balastos para bombilla de metal halide

metal halide

Figura 8. Balastos para bombillas de sodio

13

2.

PARÁMETROS ELÉCTRICOS A ANALIZAR EN UN BALASTO PARA LUZ FLUORESCENTE

2.1

INSTALACIÓN DE BALASTOS PARA LUZ FLUORESCENTE

De la correcta instalación de los diferentes tipos de balastos depende el buen funcionamiento de la lámpara, su más larga vida útil y la no presentación de accidentes debido a la maniobra de dichas luminarias. Para lograr los objetivos previamente citados, se recomienda seguir las instrucciones y el diagrama de conexiones que van colocados en cada una de las etiquetas que llevan pegadas todos los balastos ELECTROCONTROL. Además, se debe tener un especial cuidado con los siguientes aspectos: 2.1.1 Ambiente del sitio. Para alargar la vida útil del balasto y mantener excelentes condiciones de seguridad eléctrica en el sitio de utilización, es importante instalarlo alejado de las temperaturas extremas, de la intemperie y de la humedad. Para ambientes húmedos, ELECTROCONTROL cuenta con varias opciones de balastos antihumedad.

2.1.2 Voltaje de alimentación al balasto. Es el que se mide en la red eléctrica en la que se va a conectar la luminaria. A éste valor de voltaje de alimentación, se debe hacer coincidir el voltaje de entrada del balasto, para garantizar su normal funcionamiento y una larga vida útil.

2.1.3 Voltaje de encendido. Es el mínimo valor de voltaje de alimentación con el cual el balasto enciende los tubos fluorescentes, sin generar daño para éstos ni para él mismo. Para los balastos ELECTROCONTROL, el voltaje de encendido oscila entre 85 y 105 voltios (según el tipo de balasto), cuando el voltaje nominal del balasto es de 120V, dependiendo de la referencia utilizada. En las ciudades capitales (salvo contadas excepciones), donde la regulación de voltaje puede ser óptima, puede instalarse cualquier balasto. En zonas donde los valores de voltaje sean muy bajos con respecto al nominal, deben instalarse balastos de encendido en secuencia, los cuales están diseñados para soportar condiciones adversas de funcionamiento. Cuando el voltaje de red es extremadamente bajo, implica fallas en las instalaciones eléctricas, las cuales deben ser corregidas rápidamente para evitar el daño de otros elementos eléctricos conectados.

2.1.4 Potencia de entrada. Un balasto, tal como todo equipo eléctrico o electrónico (estufa, plancha, radio, televisor), realiza un consumo de potencia en vatios para poder funcionar. La potencia de entrada al balasto se obtiene de la red eléctrica suministrada por la empresa de energía, cuyo servicio tiene un costo que depende de la cantidad de potencia en vatios (W) y del tiempo en horas (H) en

14

que están funcionando, es decir, cobran los KWH (kilovatios-hora) consumidos, dependiendo del estrato social económico (1, 2, 3, 4, 5 ó 6) y del tipo de instalación (residencial, comercial o industrial). Analizado lo anterior, puede entenderse la gran ganancia que puede tenerse en dinero al utilizar balastos que consuman poca potencia a la entrada, es decir, que sean ahorradores y que suministren altos niveles de iluminación.

2.1.5 Potencia útil.

Es la parte de la potencia de entrada que es verdaderamente aprovechada por el balasto para generar luz por intermedio de los tubos fluorescentes. En aquellos sitios donde se requieran grandes concentraciones de luz, es indispensable utilizar balastos cuya potencia útil sea aproximada a la potencia nominal, sin que consuma una excesiva cantidad de potencia de línea, logrando así que los tubos fluorescentes aprovechen al máximo su capacidad lumínica y por lo tanto se necesitará instalar un menor número de luminarias, implicando alta eficiencia en las actividades a desarrollar y grandes ahorros en la inversión inicial y en los posteriores mantenimientos.

2.1.6 Pérdidas. La potencia consumida por un balasto no es la misma entregada a los tubos fluorescentes, es decir, el balasto entrega menos potencia de la que absorbe. Esa diferencia determina las pérdidas del balasto, las cuales se transforman en calor como ocurre en cualquier artefacto eléctrico, electrónico o mecánico. Esa potencia, aunque no es utilizada, sí es cobrada por la empresa de energía y por eso conviene comprar balastos que aparentemente son más costosos que los de otras marcas, pero que permanentemente generarán bajas pérdidas de potencia (en vatios) y por ende los pagos por consumo de energía serán mínimos y el ahorro de dinero será máximo.

2.1.7 Rendimiento. La economía mundial está en una época en que los consumidores finales no se pueden dar el lujo de utilizar productos antieconómicos a largo plazo, es decir, que aunque el costo inicial en un balasto sea bajo, en el tiempo resulte supremamente costoso por los gastos de operación derivados de las pérdidas de energía. El rendimiento se define como la relación entre la potencia útil y la potencia de entrada.

2.1.8 Conexión a tierra. Para el buen funcionamiento de una luminaria ensamblada con balasto de encendido rápido, es indispensable que el chasis metálico de esa luminaria que va paralelo a los tubos fluorescentes, vaya conectado a tierra y además, que la distancia “d” entre el chasis y el tubo no sea mayor de 13 milímetros. Para hacer la conexión a tierra del chasis, se recomienda disponer de una línea de tierra independiente del neutro o conectar el chasis a un elemento metálico que a su vez esté conectado a tierra. (Véase figura 10).

15

Figura 10. Conexión a tierra

2.1.9 Montaje mecánico del balasto. El adecuado aseguramiento del balasto al chasis de la luminaria como se aprecia en la figura 11, genera una excelente disipación del calor producido por el balasto y evita que el “leve zumbido” normal del balasto, se vea amplificado debido al mal contacto con superficies metálicas, como las de los perfiles de los cielos falsos.

Figura 11. Montaje mecánico del balasto

2.1.10 Factor de balasto. Se define como el grado de rendimiento luminoso entregado por el balasto a los tubos fluorescentes. Puede decirse que es equivalente al flujo luminoso real del tubo. El Factor de balasto, FB, es la potencia útil que el balasto entrega al tubo, dividida por la potencia nominal del tubo; o la cantidad de luz real que entrega el tubo dividido por la cantidad de luz nominal que debe entregar el tubo.

2.1.11 Factor de eficacia de los balastos. Una manera práctica para conocer el factor de eficacia de un balasto BEF, que no es más que la relación existente entre la luz de salida (en lúmenes) y la potencia de entrada al balasto (en vatios), es dividiendo el factor de balasto (FB) por la potencia de entrada al balasto, o potencia de línea.

16

Debe recalcarse que a mayor BEF del balasto, mejor es el aprovechamiento y suministro de potencia a los tubos fluorescentes que éste hace, o sea que mayor será la eficacia del balasto.

En balastos convencionales para luz fluorescente, la relación de luz de salida debe tener un valor mínimo de 92,5%, con lo cual los valores mínimos del BEF establecidos por norma, son los descritos en la tabla 1 (véase tabla).

2.1.12 Factor de cresta. Idealmente la forma de onda de corriente que el balasto le suministra a los tubos debería ser como la indica la figura 12 (véase figura). En el caso de los balastos para luz fluorescente (inductancias), los tubos funcionan mediante la descarga en gases y por ello son elementos no lineales (balastos y tubos) y trabajan con núcleos que son saturables, lo que transforma la forma de onda de la corriente que pasa a través de los tubos fluorescentes, como se aprecia en la figura 13 (véase figura), apareciendo picos (forma real de la onda de corriente en el tubo) en cada uno de los semiciclos. El factor de cresta de corriente (FC) es la relación existente entre el valor máximo del pico de corriente (IP) y el valor de la corriente IRMS. Idealmente, el FC debiera ser de 1,4142, algo utópico.

Por norma internacional, el FC no debe ser mayor a 1,70 para los balastos de precalentamiento y los de encendido rápido (se incluyen los electrónicos) ni mayor a 1,85 para los balastos tipo Slim line. Valores mayores disminuyen la vida útil de los tubos.

Los valores del FC de todos los balastos de ELECTROCONTROL son menores a los límites definidos por ésta norma (Véase tablas 2, 3, 4 y 5), permitiendo larga vida útil a los tubos y por lo tanto mínimos costos por mantenimiento de las luminarias.

Figura 12. Forma ideal de la onda de corriente en el tubo.

Figura 13. Forma real de la onda de corriente en el tubo.

17

18

2.1.13 Factor de potencia. El factor de potencia (FP) puede expresarse en porcentaje o en forma decimal y por ello un FP del 85% es lo mismo que uno de 0,85. Como Factor de Potencia se entiende la medida del porcentaje de la potencia eléctrica total absorbida por todos los equipos eléctricos y que es aprovechada para generar un trabajo determinado, y/o producir su calentamiento, por norma de fabricación ICONTEC, el FP mínimo permitido para los balastos fluorescentes de alto factor es de 0,9, características que son superadas ampliamente por todos los balastos de referencias EFECTIVO, LUMITRÓN y DE ENCENDIDO EN SECUENCIA fabricados por ELECTROCONTROL, como puede verse en las tablas 3 y 4, lo cual los hace apropiados para aquellas aplicaciones donde se disponga de dos contadores de energía, como sucede a nivel industrial y comercial, en las cuales las empresas de energía se valen de un contador de activa para cobrar la energía activa y de un contador de reactiva para cobrar la energía reactiva consumida. A mayor factor de potencia, menor es la cantidad de energía reactiva consumida. A nivel residencial sólo se utiliza el primero (el que mide la energía activa). A nivel industrial y comercial, debido a que la energía reactiva es mucho más costosa que la activa, se debe buscar que el consumo de reactiva sea lo más bajo posible, es decir, garantizar que el FP de los balastos a instalar sea lo más cercano al 100% (no mayor al 100%), lo que implicará ahorrar mucho dinero. Cuando se trata de luminarias con balastos de HID, debe instalarse el condensador adecuado que se recomienda en el diagrama de la etiqueta del balasto para corregir el FP, que lo lleva a disminuir el consumo de energía reactiva. Véase tabla 6.

2.1.14 Distorsión armónica de corriente. Los balastos para luz fluorescente están fabricados con núcleo saturable o con elementos de estado sólido (balasto electrónico), que a su vez están operando cargas no lineales (tubos fluorescentes), generando a la entrada una onda de corriente no senoidal como la de la figura 14 (Distorsionada), en vez de presentar una forma de onda como la de la figura 12 (onda ideal).

Figura 14. Distorsión armónica de corriente

19

La medida de esa distorsión se expresa como contenido de armónicos (% THD), lo que significa que todos los balastos generan armónicos y la presencia de excesivos armónicos en sistemas eléctricos, origina los siguientes problemas:

Disminución del factor de potencia.

Aumento de pérdidas en los núcleos y conductores.

Calentamiento de condensadores, motores y transformadores.

Sobretensiones en condensadores.

Operación indebida de fusibles.

Operación incorrecta en los instrumentos de medición.

Aumento de corriente en los neutros.

Interferencia con equipos de telecomunicaciones.

Oscilaciones mecánicas.

Pérdidas excesivas por calentamiento en máquinas de inducción y sincrónicas.

Sobretensiones y/o corrientes excesivas debido a resonancias de la red, a corrientes o tensiones armónicas.

Mundialmente, se recomienda que los balastos para luz fluorescente, concretamente los de sistema de encendido rápido (incluidos los electrónicos), no deben generar más de 20% THD de armónicos de corriente. En el caso específico de los balastos fabricados por ELECTROCONTROL, pueden evitar los problemas atrás enumerados porque el contenido de armónicos cumple con este valor y se tienen opciones de balastos con valores menores (véase tablas 2, 3, 4 y 5).

3.

LÍNEAS DE BALASTOS PARA LUZ FLUORESCENTE

Mediante investigaciones de mercado, ELECTROCONTROL ha censado que las necesidades más sentidas en el sector de la iluminación, son los niveles de iluminación, el rendimiento, el ahorro de energía, el bajo costo de la inversión inicial, la vida útil del balasto y la fácil instalación. Para satisfacer esas necesidades, ELECTROCONTROL ofrece las líneas Magnitrón, Lumitrón, Efectiva, Encendido en Secuencia y los Balastos Electrónicos (Véase tablas 3, 4 y 5), que maximizan el nivel de iluminación, el rendimiento y el ahorro de energía, a unos costos muy competitivos, brindando grandes facilidades para la instalación y montaje.

Las características generales de las líneas de los balastos enumerados en el párrafo anterior, se detallan a continuación:

20

MENORES PÉRDIDAS DE ENERGÍA. Las pérdidas de energía en un balasto están definidas como las pérdidas de potencia, multiplicadas por el tiempo que esté funcionando. Dichas pérdidas dependen específicamente del NÚCLEO (acero al silicio) y de las BOBINAS (alambre de cobre esmaltado), y es por ésto que las materias primas empleadas por ELECTROCONTROL para la fabricación de dichos elementos, son las de mejor calidad disponibles en el mercado, lo que garantiza bajo desperdicio de energía durante su funcionamiento.

MÍNIMO CALENTAMIENTO. Dichos balastos, al ser fabricados con bajas pérdidas de potencia, generan un mínimo calentamiento, lo que brinda una larga vida para el balasto. Además, si son utilizados en zonas donde se requiere un equipo de aire acondicionado, la capacidad de éste podrá ser menor, ya que hay que evacuar menor calor del medio ambiente.

TAMAÑO COMPACTO. Al ser empleada la más avanzada tecnología disponible para la fabricación de balastos y materias primas de excelente calidad, se pudo reducir el peso y el tamaño del balasto. Con ésto se logra que sean adecuados para cualquier tipo de luminaria disponible en el mercado.

3.1

CARACTERÍSTICAS LÍNEA MAGNITRÓN

Las principales características técnicas específicas de los Balastos Magnitrón son: 3.1.1 Mayor nivel de iluminación. El Balasto Magnitrón le suministra a los tubos fluorescentes la potencia nominal de éstos, tal como lo exige la Norma 1133. Con ésta característica se garantiza un excelente flujo luminoso en los tubos, logrando ambientes muy bien iluminados, lo que se traduce en confort y aumento de productividad en los puestos de trabajo y por lo tanto en ahorros de dinero.

3.1.2 Alambres largos. Ésta característica garantiza una adecuada instalación y una mayor comodidad en el momento de ensamblar la luminaria, ya que los alambres llegarán directamente a los sóckets, sin tener que realizar empalmes.

3.1.3 Baja distorsión armónica de corriente (THD). En el Balasto Magnitrón, la distorsión armónica es inferior al 20%.

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23

24

25

3.2

CARÁCTERÍSTICAS LÍNEA EFECTIVA

El Balasto línea EFECTIVA tiene las siguientes características: 3.2.1 Alambres largos. Ésta característica los hace adecuados para ensamblar cualquier tipo de luminaria fluorescente y muy especialmente para aquellas a las que se les instala por primera vez, ya que los alambres de conexión externa del balasto alcanzan hasta los sockets, obteniendo grandes ahorros en aspectos como: Ahorro de dinero: no hay que adicionar alambre al ensamble de la luminaria.

Ahorro de tiempo: ya que se evitan empalmes adicionales. Si esos empalmes son mal realizados, generan deficiencias en el funcionamiento de la luminaria y disminución de la vida útil de los tubos fluorescentes y del mismo balastos.

Todo lo anterior se traduce en ahorro de dinero ($) EFECTIVO. 3.2.2 Baja distorsión armónica de corriente (THD). Inferior al 20%.

3.2.3 Bajo factor de cresta. Éste es inferior a 1.8 para Balastos Slim Line e inferior a 1.65 para Balastos Rapid Start. Con éste comportamiento se obtiene una mayor duración de los tubos fluorescentes, lo cual se traduce en grandes ahorros de dinero. (Véase tablas 3 y 4).

3.3

CARACTERÍSTICAS LÍNEA ENCENDIDO EN SECUENCIA E.S.

3.3.1 Menor tamaño. Por tener solamente dos bobinas, los balastos de encendido en secuencia tienen una menor longitud que los balastos tradicionales.

3.3.2 Menor peso. Por la misma razón anterior, este balasto lleva menos núcleo y menor cantidad de alambre, pudiendo así alojarse en una caja metálica menor, para que todo el conjunto alcance un peso menor.

3.3.3 Diferente diseño eléctrico. Gracias a lo novedoso de su diseño, funcionando de tal manera que no permite que se dañe el tubo que queda bueno cuando se daña su compañero en una luminaria. Además, cuando un tubo termina su vida útil, automáticamente se reduce el consumo de corriente a través del balasto hasta que el tubo fallado sea reemplazado.

3.3.4 Fácil instalación. Al revisar el esquema eléctrico que aparece en la etiqueta del balasto, puede apreciarse lo fácil que resulta su interconexión dentro de una luminaria. Existen dos formas y tipos de balastos ES: aquellos en los cuales su conexión es idéntica a los de los balastos tradicionales y aquellos que se conectan según se ilustra en la figura 15, lo cual lo torna muy adecuado para la

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reposición en las luminarias existentes o para el ensamble de las nuevas luminarias.

Figura 15. Esquema de conexiones para el balasto de 2x48 E.S.

NOTA: para el Balasto de 2x96 E.S. el diagrama es similar, cambia las especificaciones del tubo y el color de los alambres del balasto.

3.3.5 Menor contenido de armónicos de corriente. Éste es el Balasto Magnético con menor contenido de armónicos que se encuentra en el mercado: menos del 10% en la referencia de 2x48 y de menos al 20% en la de 2x96 E.S. Este beneficio le genera al usuario las siguientes ventajas: Menor calentamiento y por lo tanto menores pérdidas en los transformadores.

Menores posibilidades de interferencia en los sistemas de comunicación, control y equipos sensibles a distorsiones, en aquellos lugares donde se encuentren instalados los balastos de encendido en secuencia.

Menor factor de cresta en la corriente de lámpara, alargándole la vida útil a los tubos fluorescentes.

Evita una sobrecarga en los bancos de condensadores de la subestación de energía del local.

Los equipos de protección y de medición funcionarán con mayor precisión.

No se presentarán aumentos de corriente por el neutro en los sistemas trifásicos.

No afecta el factor de potencia.

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3.3.6 Corriente de línea estable en un amplio rango de voltaje. Adecuado para ser instalado en sitios con altos o bajos voltajes (95 – 135 V).

3.3.7 Menor factor de cresta. El factor de cresta es menor de 1,7 alargando así la vida de los tubos fluorescentes.

3.3.8 Mejor factor de potencia. Para el caso del Balasto de Encendido en Secuencia de 2x48”, el factor de potencia es del 98%, entregando al usuario los siguientes beneficios: No se presenta un incremento de la corriente total. Al no aumentarse la corriente, no hay disminución en la capacidad de los equipos de generación y distribución.

Como no se disminuye la capacidad de generación y distribución, las pérdidas a través de los conductores serán reducidas y no se tendrá que recurrir a conductores de mayor calibre, los cuales serían más costosos.

Menores costos en la facturación de la energía eléctrica.

3.3.9 Mejor funcionamiento. Frente a condiciones adversas de funcionamiento, el Balasto de Encendido en Secuencia, a diferencia de otros productos, puede : Encender en un amplio rango, por debajo o por encima del voltaje nominal (95 V -135 V).

Soportar variaciones de voltaje durante su funcionamiento.

Funcionar con un sólo tubo, sin dañarse.

Funcionar con tubos deficientes (negros), sin dañarse.

3.3.10 Mejor precio. Compruébelo.

3.4 CARACTERÍSTICAS DE LOS BALASTOS ANTIHUMEDAD (fabricados bajo diseño tipo E.S.) 3.4.1 Alta impermeabilidad.

Característica que lo hace adecuado para aplicaciones de iluminación, especialmente en exteriores en donde se presente lluvia y/o humedad, tal como es el caso de avisos luminosos, aplicaciones de floricultura, entre otros.

3.4.2 Larga vida útil para los tubos fluorescentes. El diseño de este balasto antihumedad garantiza un encendido de los tubos fluorescentes a bajo voltaje y adicionalmente genera en los tubos fluorescentes un reducido factor de cresta (<1.8), protegiendo la vida útil del tubo fluorescente y evitando así reposiciones continuas.

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3.4.3 Bajos costos de mantenimiento. De las dos características anteriores, se puede deducir que la vida útil de los Balasto Antihumedad y los tubos fluorescentes va a ser alargada, lo cual reduce los costos de mantenimiento (reposición y mano de obra) y por ende genera grandes ahorros de dinero y más si se tiene en cuenta que muchos de estos balastos son empleados en avisos luminosos en donde el mantenimiento es costoso.

3.4.4 Seguridad eléctrica. Al garantizarse la alta impermeabilidad, se están previniendo los posibles cortocircuitos que se generen internamente en el balasto debido a la filtración de agua, con lo cual se evita recalentamiento excesivo (derretimiento del relleno) y energización de la carcaza del balasto, por lo tanto se garantiza un producto con alta seguridad eléctrica. (Véase tabla 4).

3.5 CARACTERÍSTICAS DE LOS BALASTOS ELECTRÓNICOS PARA TUBOS T8 AHORRADORES DE ENERGÍA 3.5.1 Bajas pérdidas de energía. Los componentes del Balasto Electrónico ELECTROCONTROL son: condensadores, resistencias, diodos, transistores, bobinas pequeñas, entre otros, los cuales tienen baja disipación de potencia (vatios), es decir, el desperdicio de energía que se presenta dentro del balasto es reducido, con lo que se obtienen GRANDES AHORROS DE ENERGÍA en los momentos actuales donde el costo de ésta es elevado.

3.5.2 Bajo consumo de energía. El Balasto Electrónico ELECTROCONTROL tiene bajas pérdidas de energía, garantizando altos niveles de iluminación en los tubos fluorescentes (similares a un balasto electromagnético), así consume menos energía de la red eléctrica (25% menos), generan grandes ahorros de dinero y a su vez contribuyen a la preservación de los recursos naturales. Adicionalmente, al ser utilizado el balasto con tubos T8 ahorradores de energía, se obtiene más economía por consumo de energías. (Véase tabla 5).

3.5.3 Reducido calentamiento. Dado el menor nivel de pérdidas, el Balasto Electrónico ELECTROCONTROL se calienta bajo condiciones normales de operación un 35% menos que un balasto tradicional, creando un mejor ambiente laboral y a su vez un ahorro de energía por consumo de aire acondicionado, ya que se va a requerir menos capacidad de éste para evacuar el calor del medio ambiente.

3.5.4 Larga vida útil para los tubos fluorescentes. Su diseño garantiza un encendido de los tubos fluorescentes a bajo voltaje y adicionalmente genera un reducido factor de cresta, protegiendo la vida útil del tubo fluorescente y evitando así reposiciones continuas hasta tal punto que aún tubos con cátodos

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desactivados que no encienden con balasto tradicional, pueden funcionar perfectamente con el Balasto Electrónico ELECTROCONTROL. 3.5.5 Respaldo integral. Al igual que todos los productos ELECTROCONTROL, el Balasto Electrónico tiene una garantía mínima de dos años, aplicable en cualquiera de los distribuidores. Además, todo el respaldo de una empresa colombiana con más de 40 años de experiencia en el mercado de iluminación.

3.5.6 Alambres largos.

Para la adecuada instalación, se construyó con alambres externos rígidos número 18, con una longitud tal que alcancen hasta los sockets donde son montados los tubos fluorescentes, evitando empalmes y contactos deficientes que podrían ocasionar problemas en la luminaria.

3.5.7 Alto rendimiento. El Balasto Electrónico ELECTROCONTROL hace que casi la totalidad de la potencia absorbida por el balasto sea entregada a los tubos fluorescentes, con el fin de que éstos lo conviertan en energía lumínica (luz). Así se garantiza un alto rendimiento en el balasto.

También, el Balasto Electrónico ELECTROCONTROL genera una corriente por los tubos fluorescentes de alta frecuencia (>20 KHZ), generando un mayor rendimiento lumínico (lúmenes / vatio) en el tubo, es decir, éste genera más luz que si estuviera trabajando a frecuencias industriales (50-60HZ).

3.5.8 Bajo contenido de armónicos. La cantidad de esta señal se llama THD (total distorsión armónica de corriente). Por norma internacional, el valor máximo del THD debe ser menor al 20%. EL Balasto Electrónico ELECTROCONTROL ha sido diseñado para que cumpla con esta norma internacional, ofreciendo tres alternativas al mercado: Balasto con THD menor al 20% (<20%), Balasto con THD menor al 15% (<15%) y Balasto con THD menor al 10% (<10%), para escoger según las exigencias del sitio y de esta forma evitar que se presenten los problemas antes mencionados y a su vez evitar costos innecesarios.

NOTA IMPORTANTE.

Todas las mediciones que se realizan sobre los tubos, en los Balastos Electrónicos, se deben hacer con equipo resistente a altas frecuencias, de lo contrario corre el peligro de dañar su equipo.

30

4.

BALASTOS PARA BOMBILLAS DE ALTA INTENSIDAD DESCARGA H.I.D. (MERCURIO, SODIO Y METAL HALIDE)

DE

Las bombillas de alta intensidad de descarga, al igual que las lámparas fluorescentes, se deben usar con un dispositivo auxiliar llamado BALASTO para que puedan funcionar adecuadamente (Véase numeral 1).

Existen varios tipos de balastos para bombillas de Alta Intensidad de Descarga como son: Balasto tipo REACTOR. Balasto tipo AUTORREGULADO (C.W.A.).

Balasto tipo REGULADO (C.W.).

Actualmente ELECTROCONTROL sólo fabrica el tipo REACTOR, porque como puede verse más adelante, son los más adecuados técnica y económicamente para trabajar con las bombillas de Alta Intensidad de Descarga.

4.1

BALASTO TIPO REACTOR

Las características principales del ELECTROCONTROL son las siguientes:

Balasto

REACTOR

marca

Bajas pérdidas de potencia.

Dimensiones y peso reducido.

Bajos costos.

Bajo factor de cresta de corriente (garantiza alta durabilidad de la bombilla).

Mínimo ruido.

Adecuados para instalar en redes cuyos voltajes pueden presentar variaciones en la alimentación de +/- 5%, lo que genera en la bombilla variaciones máximas de potencia del +/- 12%.

Baja distorsión de la onda de corriente.

Presenta corriente de arranque más alta que la de funcionamiento estable, (se debe tener en cuenta para el dimensionamiento de los alimentadores y de las protecciones). Lo anterior garantiza un calentamiento rápido de la bombilla, permitiendo que en poco tiempo la bombilla suministre el flujo luminoso normal.

El voltaje nominal de alimentación al balasto debe ser mínimo de 198 V. El Balasto Tipo Reactor para bombillas de Alta Intensidad de Descarga fabricado en ELECTROCONTROL, se puede instalar con los siguientes tipos de bombillas:

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4.1.1 Balasto reactor para luz de mercurio o de metal halide. Las luminarias con bombillas de mercurio y/o metal halide y balasto tipo reactor, tienen un factor de potencia normal (no corregido) entre 40% y 50% (véase figura 16), pero éste puede ser corregido agregándole un capacitor a través de la línea, según se indica en la figura 17 (véase figura). Con el capacitor no se afecta el circuito de la bombilla, por el contrario aumenta el factor de potencia del sistema a un valor superior al 90%, lo cual se traduce en una reducción de la corriente de línea tanto en el arranque como en funcionamiento estable. Esto permite usar un mayor número de balastos con conductores de un calibre determinado.

Figura 16. Balasto reactor luz de mercurio o metal halide

Figura 17. Balasto con capacitor

*Cuando se usa bombilla de metal halide, se debe verificar que la bombilla sea compatible con mercurio y se debe usar un arrancador adecuado para encender la bombilla (Véase tabla 6).

4.1.2 Balasto reactor para luz de sodio o de metal halide. Las luminarias para luz de sodio o de metal halide, emplean un Reactor que suministra las características eléctricas que requieren éstas bombillas y además se necesita el uso de un dispositivo adicional que ayuda a encender la bombilla y se llama arrancador, el cual se detalla en el numeral 8.

32

33

Figura 18. Balasto reactor para luz de sodio o metal halide

Figura 19. Balasto cwa

* Cuando se usa bombilla de metal halide, se debe verificar que la bombilla sea compatible con el balasto de sodio y se debe usar un arrancador adecuado para encender la bombilla (Véase tabla 6).

4.1.3 Líneas de balastos para luz de H.I.D. En la tabla 6 aparecen las opciones de balastos para luz de mercurio, de sodio y de metal halide, sus códigos y sus respectivas especificaciones técnicas.

4.2

BALASTO TIPO AUTORREGULADO (C.W.A.)

El primario está compuesto por una sola bobina que va conectada a la tensión de línea. De una derivación de la bobina primaria va conectada la bobina secundaria a través de un condensador en serie. Estas dos últimas partes forman el circuito regulador. (Véase figura 19).

Las características principales de dicho balasto, tomándolo en comparación con el tipo Reactor son:

Puede trabajar con voltajes de alimentación de 120 V. Corriente de arranque de línea menor que la corriente de operación.

Tiene mayores pérdidas de potencia.

Tiene mayor tamaño y peso.

Mayor costo.

Mayor factor de cresta de corriente.

Permite una mayor variación del voltaje de entrada, con poca variación de la potencia de salida (+/- 10% Vn se traduce en +/- 5% Wb).

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4.3

BALASTO TIPO REGULADO (C.W)

Los Balastos Tipo Regulado están compuestos por un núcleo de láminas magnéticas con dos bobinas aisladas eléctricamente una de la otra, donde una corresponde al circuito de alimentación y la otra al circuito de la bombilla. (Véase figura 20).

Figura 20. Balasto tipo regulado (c.w)

Las características principales de dicho balasto, tomando como comparación el Autorregulado, son:

Corriente de arranque baja.

También puede trabajar con voltajes de alimentación de 120V. Tiene mayor tamaño y peso.

Mayores pérdidas de potencia.

Mayor costo.

Similar factor de cresta.

Permite una mayor variación de voltaje de entrada con poca variación de la potencia de salida (+/- 13% Vn implica +/- 3% Wb).

5.

PARÁMETROS ELÉCTRICOS A ANALIZAR EN BALASTOS H.I.D. (SODIO, MERCURIO Y METAL HALIDE) En forma muy similar a como sucede en los balastos para luz fluorescente, en los balastos tipo reactor para H.I.D. es muy importante tener en cuenta al momento de seleccionarlos, los siguientes parámetros:

35

5.1

REGULACIÓN DE VOLTAJE

Con el fin de garantizar un funcionamiento adecuado del conjunto balastobombilla, los balastos tipo reactor deben trabajar con variaciones comprendidas entre +/- 5% del voltaje nominal, con el fin de obtener variaciones máximas en la potencia de la bombilla de +/- 12%, y de esta forma lograr una vida útil adecuada del conjunto balasto - bombilla.

Los balastos ELECTROCONTROL para luz de mercurio, de sodio y de metal halide, cumplen a cabalidad lo previamente enunciado.

5.2

POTENCIAS

En los balastos para luz de mercurio, de sodio y de metal halide, también pueden analizarse las diferentes potencias: Potencia de entrada.

Potencia útil.

Pérdidas de potencia.

Cada lámpara (bombilla), sea para luz de sodio, de mercurio o de metal halide, viene diseñada para una potencia determinada en vatios (W), y el balasto se debe diseñar de tal forma que garantice una potencia útil a la bombilla de por lo menos el 92.5 % de la potencia nominal de ésta cuando se tiene el voltaje nominal y así lograr un flujo luminoso adecuado de esa lámpara.

Lo anterior, se puede combinar garantizando unas pérdidas bajas de potencia en el balasto, es decir, con una potencia de entrada adecuada, ya que no se obtiene ningún beneficio cuando se entrega a la bombilla una buena potencia útil, pero a costa de altas pérdidas y de una potencia de entrada elevada que se va a traducir en el tiempo en elevados costos por consumo de energía.

Estamos en una época en que es indispensable generar políticas para el ahorro de energía y es por ésto que las empresas de energía del país están exigiendo en las compras de balastos para H.I.D., que éstos cumplan unos parámetros mínimos hacia la bombilla y lo más importante, que tengan bajas pérdidas de potencia (W), hasta tal punto que penalizan en $ (pesos), los vatios de pérdidas en exceso.

ELECTROCONTROL no es ajeno a la realidad actual del país y es por ésto que ha implementado nuevas tecnologías, apoyadas en el recurso humano, que le permitan ofrecer a todos los consumidores unos productos de excelentes especificaciones técnicas y ante todo con la premisa del ahorro de energía. (Bajas pérdidas de potencia).

36

5.3

FACTOR DE POTENCIA

Todos los Balastos Tipo Reactor que fabrica ELECTROCONTROL, vienen diseñados para operar externamente con un condensador (va en paralelo con la línea de alimentación), el cual tiene como función suministrar una parte de la energía eléctrica (reactiva) que requiere el balasto para mejorar el factor de potencia durante su funcionamiento. Dicho factor de potencia debe tener un valor mínimo de 0.9, el cual es el exigido por las normas de fabricación. En el caso de ELECTROCONTROL se garantizan valores del F.P. superiores al 0.90, cuando se usa el condensador adecuado, lo que ayuda a disminuir el consumo de energía reactiva que es tan costoso en los ámbitos comercial e industrial.

Todos los balastos ELECTROCONTROL vienen provistos en la etiqueta de la información correspondiente al condensador que se debe instalar con el balasto para lograr lo arriba descrito. En la tabla 6 aparece la información sobre el condensador que debe utilizar en cada luminaria.

5.4

TRAPECIO DE SODIO

Para el caso de los balastos para luz de sodio, se debe garantizar que para cada una de las referencias, la curva de funcionamiento del balasto, ya sea a voltaje nominal o a +/- 5% del Vn, esté dentro de los límites que exige el trapecio respectivo, el cual determina los límites de potencia y voltaje entre los que debe operar la bombilla, según se determina en la norma técnica Colombiana NTC 2243.

Garantizando lo anterior, podemos estar seguros de un funcionamiento adecuado del conjunto balasto – bombilla y por ende una vida normal de éstos, lo que se traduce en el tiempo en grandes ahorros de dinero.

5.5

FACTOR DE CRESTA

El análisis de dicho factor en bombillas de alta intensidad de descarga (sodio, mercurio, metal halide), es similar al descrito en el numeral 2.1.12., con la única salvedad que los valores permitidos por normas de fabricación son los siguientes: Bombilla de Sodio < 1.8 Bombilla de Mercurio < 1.8 Bombilla de Metal Halide < 1.8 Es importante que en este tipo de bombillas no se vea afectada la vida útil por causa de un alto factor de cresta, ya que los sitios donde son instaladas estas bombillas son casi siempre de difícil acceso (altura elevada, iluminación de vías

37

públicas, plantas industriales, entre otras), lo cual genera altos costos de mantenimiento por cambio de éstas.

ELECTROCONTROL, para el diseño de los balastos, insiste mucho en el control del factor de cresta, ya que es una forma de entregar a los consumidores un producto que le va a garantizar la vida útil de los elementos en la luminaria y por lo tanto genera grandes ahorros de dinero.

6.

TRANSFORMADOR HALÓGENO

ELECTROCONTROL no es ajeno a la realidad nacional del mercado de iluminación y es por eso que después de varios meses de arduo trabajo de investigación en donde se combinó el recurso humano con el desarrollo tecnológico, se ha sacado al mercado un nuevo producto de iluminación: se trata del Transformador Electrónico para Luz Halógena, que junto al transformador electromagnético, brinda a los clientes de ELECTROCONTROL dos opciones para escoger de acuerdo con sus necesidades.

6.1

FUNCIONAMIENTO

El Transformador Halógeno de 50W trabaja conjuntamente con la bombilla Halógena de 50W (Dicroica). Esta última normalmente viene diseñada para trabajar a 12V. Por tal motivo la función esencial del Transformador Halógeno es convertir un voltaje de alimentación de 120V a 12V, que finalmente es aplicado a la bombilla Halógena para su normal funcionamiento.

Es de anotar que la bombilla dicroica es muy sensible al voltaje que se aplica en los extremos de ésta, tal como se ve en la gráfica 1. Lo ideal es garantizar un voltaje casi constante de 12V, ya que como se puede observar, para valores mayores al normal, la vida útil disminuye apreciablemente. Caso contrario sucede para voltajes menores al nominal. (Véase gráfica 1).

6.2

DIAGRAMA ELÉCTRICO

En la figura 21, aparece el diagrama eléctrico de Transformador Halógeno, el cual rige tanto para el modelo magnético como para el modelo electrónico. (Véase figura 21).

38

Gráfica 1. Efectos de la variación de la tensión de alimentación

Figura 21. Diagrama eléctrico transformador halógeno

6.3 ESPECIFICACIONES HALÓGENOS

TÉCNICAS

DE

LOS

TRANSFORMADORES

En la tabla 7 parecen las especificaciones técnicas y los códigos de los Transformadores de Luz Halógena (véase tabla).

39

7.

MANEJO DE BALASTOS

De la forma como utilicemos los balastos, depende en un buen porcentaje su adecuado funcionamiento y larga vida. Hay que tener muy en cuenta aspectos tan esenciales y sencillos como: no golpearlo, no perforarlo, no abrirlo y no someterlo a humedad ni a condiciones de funcionamiento distintas a las especificadas en las etiquetas de todos los balastos ELECTROCONTROL. 7.1

EMPAQUE

Todos los balastos ELECTROCONTROL son debidamente empacados en cajas de cart贸n corrugado de excelente resistencia mec谩nica y adecuadamente

40

ubicados en dichas cajas, con el fin de evitar que los cables que traen externamente se corten y además prevenir peladuras en las cajas metálicas de los balastos.

7.2

TRANSPORTE

Éste se debe realizar sin malos tratos o golpes a las cajas de empaque, las cuales deben arrumarse en columna, haciendo coincidir verticalmente sus esquinas, como lo muestra la figura 22.

Figura 22. Transporte

Todo lo anterior con el fin de evitar la destrucción de las cajas y muy probablemente deficiencias en el funcionamiento de los balastos.

7.3

ALMACENAMIENTO

Ya que los balastos son empacados en cajas de cartón, es recomendable que sean almacenados sobre plataformas (estibas) de madera, para evitar que la humedad del piso o de las paredes pueda deteriorar las cajas.

(Véase figura 23).

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Figura 23. Almacenamiento

8.

ARRANCADORES

Las bombillas de sodio y de metal halide, a diferencia de las de mercurio, necesitan para el arranque, como se hace referencia en numerales anteriores, un dispositivo adicional, denominado ARRANCADOR, que se encarga de generar en asocio o no con el balasto, un pulso de voltaje alto para así lograr encender la bombilla.

8.1

CARACTERÍSTICAS

Las características eléctricas de los arrancadores ELECTROCONTROL son las siguientes: (dichos parámetros cumplen la norma ICONTEC NTC 3200).

Suministran un pulso de voltaje con una altura mínima de 2.500 voltios y un máximo de 4.500 voltios para lámparas (bombillas) de sodio de 100W, 150W, 250W y 400W. Una altura mínima de 1.800 voltios y un máximo de 2.500 voltios para lámparas de sodio 70W. (Véase figura 24).

Ancho del pulso: un microsegundo mínimo medido a 2.250 voltios. (Véase figura 24), para lámparas de sodio 100W – 400W y de 2 microsegundos medido a 1.680 voltios para lámparas de sodio 70W. Repetición del pulso, uno por ciclo para balastos tipo reactor y dos por ciclo para balastos tipo regulado y autorregulado.

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La posición del pulso con balasto reactor debe ocurrir durante el tiempo en el que la tensión de circuito abierto esté arriba del 90% de su pico y no debe ocurrir después de 20 grados eléctricos más allá del centro del medio ciclo (110 grados y/o 290 grados).

La posición del pulso con balasto regulado (C.W.) y autorregulado (C.W.A.) debe ocurrir durante el tiempo en que la tensión de circuito abierto esté arriba del 90% de su pico y no debe ocurrir después de 15 grados eléctricos más allá del centro del medio ciclo (105 grados y/o 285 grados).

El pulso se debe aplicar al terminal central de la bombilla.

Figura 24. Pulso de voltaje

A = Pico del impulso (altura).

B = √2 por el valor eficaz de la tensión de ensayo.

C = A menos B. D = 90 % de A. E = 30 % de C. T1 = Tiempo de elevación.

T2 = Duración.

8.2

TIPOS DE ARRANCADORES

Los arrancadores, según la forma de conexión con los restantes equipos del sistema, se pueden encontrar en tres tipos: 8.2.1 Arrancador paralelo o de superposición. No tiene toma del balasto y va en paralelo con los terminales de la bombilla. (Internamente dispone de un dispositivo que genera los pulsos).

ELECTROCONTROL dispone de las siguientes referencias: ASP -70 “Arrancador para Sodio de 70W, con dos terminales”.

ASP-100/400 “Arrancador para Sodio de 100/150/250/400W, con dos terminales”.

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8.2.2 Arrancador semiparalelo. Utiliza una toma del balasto para complementar los impulsos de alta tensión a aplicar a la bombilla. Presenta bajas pérdidas, reducidas dimensiones, peso y bajo costo.

ELECTROCONTROL dispone de las siguientes referencias: ASS -70 “Arrancador para Sodio de 70W, con tres terminales”.

AES- 01 “Arrancador para Sodio de 100/150/250/400W., con tres terminales”.

8.2.3 Arrancador de superimposición. Preparado para el encendido de la bombilla con independencia del balasto, debido a que genera directamente el impulso de alta tensión. En comparación con los anteriores, no genera pulsos de voltaje que se devuelven por el balasto, lo que aumenta la vida útil de este último y evita distorsión del voltaje a la entrada del balasto. ELECTROCONTROL cuenta con el arrancador ASSI -70 “Arrancador para Sodio Superimpisición de 70W” y ASSI - 100/400 “Arrancador para Sodio Superimposición de 100/400”.

OBSERVACIÓN: ELECTROCONTROL, también cuenta con el arrancador para lámparas (bombillas) con luz de Metal Halide 100W (AMHP 100-400), el cual sirve para las bombillas de metal halide de 70W, 100W, 150W, 250W y 400W que requieran las características eléctricas que genera este arrancador.

En la tabla 8, aparecen las especificaciones técnicas de los arrancadores para Luz de Sodio y de Metal Halide. (Véase tabla 8).

9.

CONDENSADOR O CAPACITOR

Un condensador es un dispositivo compuesto por dos materiales conductores llamados placas, paralelos entre sí, separados por un material aislante, cuya propiedad, fenómeno llamado capacitancia, es la de almacenar energía eléctrica después de conectar esas placas a una fuente de energía. La capacitancia se mide en faradios y se le identifica con el símbolo F. Puede decirse que un condensador presentará una capacidad de 1 faradio si la cantidad de electricidad almacenada aumenta en 1 culombio al aumentar en un voltio la tensión aplicada entre los terminales de ese condensador. Dado que un condensador de 1 faradio seria muy grande, se acostumbra usar condensadores cuyo valor se mide en microfaradios, los cuales son suficientes para cumplir la función para la cual se requiere, que en el caso de las luminarias, es mejorar el factor de potencia.

44

45

Si se desconecta la fuente de energía y los terminales del condensador se conectan a los extremos de una resistencia, circulará una corriente a través de esa resistencia durante un cierto tiempo, como resultado de la descarga del condensador. De lo anterior, se concluye que por un condensador circulará una corriente sostenida sólo mientras la tensión va variando, como es el caso de los circuitos de corriente alterna a los cuales se conectan las luminarias, donde la tensión varía permanentemente. En ese caso, al conectar el condensador, la corriente fluye en un sentido y luego en el sentido opuesto, descargándolo. Como la corriente que circula a través de cualquier tipo de oposición genera una caída de tensión, éste principio se utiliza para conectar un condensador en cada luminaria de alta intensidad de descarga, con el fin de corregir el factor de potencia originado por el desfase generado por el balasto entre la corriente y el voltaje sobre la red de energía.

La capacitancia del condensador a utilizar, depende de la fuente de iluminación y de la potencia manejada por el respectivo balasto, mientras que el voltaje de ese condensador está relacionado con el incremento de tensión que pueda existir con respecto a la red eléctrica. ELECTROCONTROL, pensando siempre en la eficiencia de la iluminación con razonables costos de energía para sus clientes, ofrece los condensadores descritos en la tabla 9 (véase tabla), con sus respectivos códigos comerciales para facilidad de los pedidos. En la tabla 7, aparecen los condensadores que se deben utilizar con cada balasto, dependiendo del tipo de iluminación (mercurio, sodio o metal halide), de la potencia y del voltaje nominal.

10.

TIPOS DE LÁMPARAS

Para obtener un diseño adecuado de la iluminación, es necesario conocer las características de los diferentes tipos de lámparas (tipos de bombillas o tubos), con el fin de que se haga una selección adecuada, y así obtener un mejor diseño de la iluminación, que como se verá posteriormente, requiere que sea de buena calidad y cantidad.

A continuación se describe brevemente cada uno de los principales tipos de lámparas utilizados en diseños de iluminación y muy especialmente en lo referente a su: funcionamiento, construcción, características y aplicaciones.

Aunque la gran mayoría de los diseños de iluminación interior se hacen con alguno de los cuatro (4) tipos que ampliaremos a continuación, también es bueno tener en cuenta que hay otros tipos: La HALÓGENA, la MIXTA (mercurio e

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47

incandescente), el METAL HALIDE, el SODIO BAJA PRESIÓN y la fluorescente COMPACTA, entre otras.

10.1 LÁMPARAS INCANDESCENTES Su principio de funcionamiento se basa en el hecho de que una corriente eléctrica al fluir a través de un alambre de alta resistencia se calienta, de tal forma que hace que éste brille y emita luz.

La lámpara incandescente se construye con un alambre (tungsteno), el cual se coloca dentro de un bombillo de vidrio al vacío o con un gas inerte (combinación de nitrógeno y argón). Ésto con el fin de poder aumentar la temperatura del filamento sin que éste se funda. La eficiencia va desde 9 hasta 24 lm/W (lúmenes por vatio), donde el valor más alto corresponde a lámparas de potencias altas. En la figura 25 se muestra sus principales componentes.

Figura 25. Componentes de una lámpara incandescente

10.1.1 Sus principales características. No necesita balasto, tiene corta vida, es barata, poco rendimiento y reproduce bien los colores.

Aplicaciones: Residencial, principalmente.

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10.2 LÁMPARAS FLUORESCENTES Es conocida generalmente como TUBO FLUORESCENTE. Su funcionamiento se basa en la descarga eléctrica en los gases, para lo cual está constituida de dos (2) electrodos (tungsteno), colocados dentro de un tubo recubierto interiormente de fósforo, una pequeña parte de mercurio y lleno de gas inerte. Al serle aplicada a la lámpara un nivel adecuado de voltaje (tensión) entre cátodos, origina una descarga eléctrica entre estos, con lo cual se presenta una irradiación de energía Ultravioleta, que es convertida en luz visible por el recubrimiento de fósforo del tubo. Su eficiencia oscila entre 45 a 93 lm/W. En la figura 26 se muestran los principales componentes de una lámpara fluorescente.

Figura 26. Principales componentes de una lámpara fluorescente

10.2.1 Sus principales características. Un alto rendimiento, necesita balasto, larga vida, buena reproducción del color y fabricada en una amplia variedad de colores.

Aplicaciones: Residencial Industrial Comercial 10.3 LÁMPARAS DE MERCURIO Al igual que las lámparas fluorescentes, las de mercurio también son de descarga, razón por la cual, al serle aplicado un nivel de voltaje adecuado a sus electrodos, se origina una descarga eléctrica, inicialmente entre uno de sus electrodos y el

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electrodo de arranque, hasta alcanzar su máxima intensidad entre los electrodos principales, aproximadamente a los 4 minutos.

La bombilla de mercurio consta de dos bulbos, uno interior de cuarzo (tubo de arco) donde se presenta la descarga, que contiene los electrodos, vapor de mercurio y gas argón, y otro exterior de vidrio Borosilicato, resistente al calor. El espacio entre los dos bulbos esta lleno de nitrógeno, con lo cual se garantiza la protección del bulbo interior contra el deterioro y la corrosión atmosférica. Su eficiencia es de 40 a 58 lm/W. En la figura 27 se muestra sus componentes principales.

Figura 27. Principales componentes de una lámpara de mercurio

10.3.1 Sus principales características. Necesita balasto, costo inicial alto y bajo costo de mantenimiento, larga vida útil, pero con alta depreciación lumínica Aplicaciones: Vías públicas.

Naves industriales.

Escenarios deportivos, entre otros.

10.4 LÁMPARA DE SODIO A ALTA PRESIÓN También pertenece a la familia de las lámparas de descarga. A diferencia de la de mercurio, no tiene electrodo de arranque, y en su defecto necesita para el

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encendido (adicionalmente al balasto) de un arrancador o Ignitor, el cual produce un pulso de voltaje al funcionar con el balasto, que es aplicado entre los electrodos, lo que inicia la descarga eléctrica. Al cabo de 3 a 4 minutos ésta se estabiliza totalmente, es decir, alcanza la intensidad luminosa a la que funcionará durante todo el tiempo que esté encendida. Después de iniciada la descarga, el arrancador deja de funcionar hasta que la lámpara se apague y se desee volver a encender.

La lámpara (bombilla) de sodio esta formada por dos bulbos, uno interior donde se presenta la descarga y que contiene los electrodos, sodio, mercurio y una pequeña cantidad de Zenón. El otro bulbo es exterior, de vidrio Borosilicato, resistente a la intemperie. Entre los dos bulbos existe el vacío con el fin de reducir las pérdidas de calor del bulbo interior. Su eficiencia se sitúa entre 90 y 130 lm/W. En la figura 28 se muestran sus principales componentes.

Figura 28. Principales componentes de una lámpara de sodio a alta presión

10.4.1 Sus características principales. Excelente rendimiento, necesita balasto o reactancia y arrancador, larga vida, no muy buena reproducción de los colores, excelente mantenimiento de flujo luminoso y menor tiempo de reencendido.

Aplicaciones: Fachadas.

Vías públicas.

Naves industriales.

Escenarios deportivos.

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10.5 LÁMPARAS DE METAL HALIDE También conocida como metal arc, mercurio halógeno o halogenuro metálico, con algunas diferencias. La lámpara de metal arc es ovoide y puede ser clara o fosforada (véase figura 29).

Figura 29. Lámpara de metal halide

La lámpara de metal halide o halogenuro metálico, presenta forma tubular clara y requiere de un arrancador para su encendido.

En potencias bajas (70W, 150W), existen lámparas de doble contacto como se ve en la figura 30, que también requiere balasto y arrancador.

Figura 30. Lámpara de doble contacto

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Las lámparas de metal halide o de metal arc, son más sensibles a las fluctuaciones de voltaje que las de sodio y las de mercurio. Su tiempo de encendido es de 5 minutos aproximadamente, mientras que su tiempo de reencendido puede llegar casi al doble. El principio de funcionamiento de una lámpara de metal halide es muy similar a la de una de sodio.

10.5.1 Características principales. Presenta el mejor índice de reproducción del color entre los sistemas de HID, su eficiencia oscila entre 55 a 90 lm/W, aplicable en interiores y exteriores, tiene la menor vida útil entre los sistemas de HID, es la mejor opción para la transmisión de eventos televisados.

11.

LUMINARIAS

11.1 DEFINICIÓN Una luminaria es un artefacto diseñado para difundir y dirigir los rayos originados en una fuente de luz hacia un punto que se quiera resaltar o hacia una superficie de trabajo, de tal manera que su uso sea técnicamente eficiente y económico, así como agradable y seguro para la vista de los usuarios.

11.2 COMPONENTES Dependiendo del tipo, tamaño, aplicación y potencia de la luminaria, ésta puede incluir los siguientes elementos: 11.2.1 La pantalla reflectora. Es la que dirige la luz hacia la superficie deseada, directa o indirectamente. Existen muchos tipos de pantallas, pero por efectos prácticos puede dividirse en dos grupos: las que dirigen la luz en forma dispersa y las que la dirigen en forma concentrante.

11.2.2 El difusor. Además de servir en unos casos como elemento protector, también cumple como elemento decorativo de la luminaria. Puede ser de vidrio, acrílico o policarbonato y según sus características constructivas, puede generar o no, algún grado de desviación a los rayos de luz que incidan sobre su superficie.

11.2.3 El chasis. Es el elemento estructural o de soporte de la luminaria, en el cual se aloja generalmente el conjunto eléctrico.

11.2.4 El cofre. En algunas ocasiones se requiere que los elementos eléctricos que componen la luminaria (balasto, arrancador y condensador), estén separados

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de la pantalla. En esos casos debe recurrirse a un cofre que además de alojar los elementos eléctricos, les permita un espacio adecuado que prevenga los cortos circuitos y que facilite las operaciones de instalación y mantenimiento. Es recomendable que el cofre posea facilidades para un cómodo mantenimiento, como el cofre de la luminaria ANI para uso industrial.

11.2.5 El kit eléctrico. No es mas que el grupo de elementos eléctricos necesarios para el correcto funcionamiento de la luminaria como son el balasto, el arrancador y el condensador, dependiendo del sistema de iluminación de la luminaria. En las tablas 2, 3, 4, 5, 6 y 7, puede consultarse los elementos utilizados por cada luminaria, de acuerdo con su fuente luminosa y sus correspondientes características técnicas.

11.3 CLASIFICACIÓN DE LAS LUMINARIAS A continuación se recopila una breve descripción de las luminarias más comerciales: 11.3.1 Alumbrado público. Este tipo de luminarias debe cumplir con una serie de requisitos importantes, no sólo desde la economía en la inversión inicial, sino en lo referente a su eficiencia, hermeticidad, durabilidad de los componentes y facilidad para el mantenimiento, como sucede con la luminaria conocida como LUMINAR de sodio 70W y 100W, que actualmente permite la mejor opción del mercado en interdistancia, necesitándose así menor número de luminarias para un trayecto que habitualmente demandaría mayor cantidad de otra referencia distinta y por lo tanto se reduciría el número de postes, de brazos, de fotoceldas y de bombillos, abaratando así el proyecto. Como puede apreciarse en la figura 31, es una luminaria de fácil mantenimiento, con sus componentes eléctricos debidamente separados para que su vida útil no se vea sacrificada.

Figura 31. Luminaria de alumbrado público de fácil mantenimiento

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11.3.2 Proyectores. También conocidos como luminarias direccionales. Son destinados a la iluminación de grandes áreas o espacios exteriores o para iluminar desde largas distancias, como sucede con las canchas deportivas, los parqueaderos descubiertos o los intercambios viales. Eventualmente pueden utilizarse para incrementar la iluminación de determinadas superficies verticales, como es el caso de las fachadas o de las vallas publicitarias. Los proyectores pueden ser de tipo parabólico (aro externo circular) o rectangular con dos planos de simetría (longitudinal y transversal) o asimétricos y los vidrios de cierre pueden ser planos o curvos. En proyectores rectangulares, ELECTROCONTROL tiene a su disposición las referencias LAGO, NLV, NLH y LUMENAC para potencias entre 70W y 400W, tanto para luz de sodio como de metal halide.

11.3.3 Decorativas para exteriores. Las luminarias para decoración de exteriores, son muy utilizadas en zonas verdes, alrededores de piscinas, plazoletas, patios y parqueaderos descubiertos, por lo cual deben garantizar resistencia a la intemperie y al vandalismo. Según la aplicación, existen diferentes formas, tamaños y colores, para satisfacer las necesidades de iluminación, para lo cual debe seleccionarse el sistema (tipo de luz) y potencia a utilizar. Cuando se trata de iluminar fachadas, patios, parqueaderos, entradas a edificios o zonas peatonales, se utiliza mucho la luminaria tipo wallpack, como la prisma, la mural o la dinastía. Si se quiere utilizar una luminaria tipo pedestal, para fijar al piso en jardines, zonas verdes o alrededores de piscinas, una buena opción es la luminaria Faro cono o la Faro persiana. También pueden fijarse a poste.

11.3.4 Decorativas para interiores.

Apliques: son luminarias para sobreponer a muro o techo. Existen en diferentes formas, materiales, tamaños y colores, de acuerdo con la necesidad y el gusto, para corredores, garajes, baños, cocinas, descansos de escaleras y zonas comunes como la FIZZA, el CILINDRO ILUSION, la SULTANA, la CIRRUS, la OLIVENZA, la VENUS FF y la ESTELAR, cuyas especificaciones técnicas pueden consultarse en el catálogo de luminarias de ELECTROCONTROL o en la página web: www.electrocontrol.com.co Balas - Ojos de buey: los ojos de buey son las pequeñas luminarias que se incrustan en el cielo falso de almacenes, auditorios, salones, museos y zonas de espera o de descanso, baños, cocinas y habitaciones modernas, para generar iluminación puntual o generalizada, de acuerdo con el diseñador.

Son fabricadas con diferentes diámetros, ángulos de abertura, profundidad y acabado interior. Son muy comunes NEPTUNO, FÉNIX, PLUTÓN, VENUS, ENCANTO y CENTAURO. Las pantallas pueden tener un acabado especular, prismático, estriado o antideslumbrante, como las referencias

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ARGOS y COSMOS y en algunos casos pueden presentar un anillo en la parte inferior interna para matizar los efectos de la luz, como la URANO. Las de pantalla dirigible son las referencias ZEUS, ENSUEÑO, DUAL y JÚPITER. Cuando llevan vidrio y funcionan con más de 50 vatios, esos vidrios son templados para resistir cambios de temperatura o golpes mecánicos. Los más utilizados presentan circunferencias concéntricas que le dan un toque de elegancia y reducen las posibilidades de deslumbramiento, como las referencias ILUSIÓN, ENSUEÑO y FANTASÍA. En la tabla 10 se encuentran las dimensiones a tener en cuenta para el empotramiento e instalación de los ojos de buey. (Véase tabla 10).

11.3.5 Luminarias fluorescentes. Con base en las necesidades o aplicaciones, estas luminarias pueden ser: Fluorescente con rejilla difusora de aluminio de haz concentrante: para incrustar, sobreponer o descolgar; apropiadas para áreas de oficinas, zonas de cómputo, auditorios, bibliotecas o salas de reuniones, donde conviene reducirse al mínimo el deslumbramiento. Por su apariencia estilizada, se conocen como las luminarias tipo IMPERIO. Conviene tener claridad si lo que se busca con una luminaria de rejilla es sólo decoración o si por el contrario se requiere máxima eficiencia y mínimo deslumbramiento. En el primer caso (véase figura 36), la rejilla es de pulgada y media de profundidad y por lo tanto no “abraza” al tubo, sólo permite la reflexión de algunos rayos de luz, perdiéndose y desaprovechándose gran cantidad de esos rayos. En ese caso, es posible que se necesite mayor número de luminarias. Cuando se requiere alta eficiencia y mínimo deslumbramiento, se recomienda utilizar rejilla de 3” (pulgadas) de profundidad, ya que se tendrá una canaleta abrazando a cada tubo, logrando que los rayos indirectos sean capturados y desviados hacia el punto de trabajo que se necesita iluminar. Adicionalmente, las luminarias imperio de ELECTROCONTROL, traen una pantalla especular en el fondo, detrás de la rejilla, que aumenta considerablemente la eficiencia total del conjunto, ayudando a reducir el número de luminarias necesarias en el mismo recinto (véase figura 35). Según las necesidades, la rejilla de la luminaria IMPERIO puede venir de un tamaño adecuado a la potencia y número de tubos fluorescentes, además del número de celdas, tal como se especifica en la figura 32 (véase figura).

Herméticas: ideales para zonas que pueden estar sometidas a humedad, goteo, polvo, plumas, pavesas de algodón, aserrín o cualquier partícula similar, gracias a su sistema de cierre con ocho broches. En el mercado se conoce con el nombre de luminaria ANTHU. Es importante aclarar que no se trata de una luminaria a prueba de explosión.

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Figura 32. Configuraci贸n y medidas de rejillas parab贸licas

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Fluorescente Industrial abierta: ésta es una luminaria de bajo costo y de ahí su consumo masivo por lo eficiente y por su forma fácil de instalación y mantenimiento. Permite ser descolgada o sobrepuesta y en algunos casos puede incrustarse. Se utiliza para iluminar parqueaderos cubiertos, bodegas, supermercados, plantas industriales, talleres y zonas de circulación.

Conocida comercialmente con el nombre de VISUAL. Fluorescentes cerradas con acrílico: son luminarias cerradas con un acrílico prismático que reduce el brillo molesto, brindando una iluminación decorativa para sitios que requieran niveles medios de iluminación, como hospitales, restaurantes, auditorios, baños, salas de reposo y salas de espera. Reciben el nombre de GLACIAR por su similitud con los prismas punta de diamante.

Hay referencias para incrustar o para sobreponer.

Fluorescente bañadora de pared: es la luminaria más apropiada para generar ambientes confortables mediante iluminación indirecta, por el efecto bañador que la luminaria brinda a las paredes, por lo cual recibe el nombre de CASCADA. En la tabla 11 (véase tabla), aparecen las dimensiones a tener en cuenta para el empotramiento de las luminarias fluorescentes en cielo falso.

11.3.6 Luminarias industriales. Línea de luminarias para la iluminación de altas naves industriales. Una buena luminaria industrial debe estar diseñada para generar las curvaturas que le permitan una excelente fotometría, aspecto que debe tenerse en cuenta cuando se requiera iluminar homogéneamente y con eficiencia una planta o bodega industrial, un escenario deportivo cerrado o un supermercado, con lámparas de sodio o metal halide de 250W ó 400W. El cofre del kit eléctrico debe estar, en lo posible, rodeado por todos sus lados por aletas disipadoras de calor que ayuden a que el conjunto eléctrico tenga mayor vida útil y preferiblemente debe estar dotado con una tapa lateral que facilite la instalación, mantenimiento y limpieza de la luminaria en su sitio, evitando así tener que bajar la luminaria, con sus consecuentes pérdidas de tiempo y dinero. Una luminaria que además de tener las anteriores ventajas, presenta un especial acabado estético y decorativo, es la conocida como luminaria ANI, cuya pantalla puede ser de aluminio, fabricada bajo proceso de repujado y recubierta con pintura electrostática blanca, o de acrílico prismático transparente. Para potencias de 70W y 150W con bombillo doble contacto de metal halide, es muy común en la zona de frutas y verduras de las grandes cadenas comerciales, la luminaria NABI.

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11.3.7 Luminarias de emergencia. Cuando se trata de lugares que presenten un importante tráfico de personas como los centros comerciales, terminales de transporte, sitios para espectáculos o reuniones sociales, hospitales, iglesias o fábricas, debe contarse con luminarias que ayuden a orientar a las personas para la evacuación en el evento de un apagón de energía o de cualquier tipo de emergencia (terremoto, explosión, inundación, desplome, pánico). Esas luminarias que se enciendan automáticamente ante la falta de fluido eléctrico y permanecen encendidas hasta que se supere la emergencia, pueden señalar el camino mediante flechas o símbolos e iluminar la ruta de evacuación, salvando así muchas vidas y bienes materiales. La selección de la luminaria apropiada, depende del área, la altura, la actividad desarrollada y del tiempo estimado de evacuación y de atención de la emergencia, labor en la cual se puede recibir la asesoría por parte de ELECTROCONTROL. 11.3.8 Luminarias para áreas clasificadas. Cuando se trata de lugares con ambientes húmedos, corrosivos, inflamables o explosivos, la iluminación es un aspecto que debe manejarse por personas expertas y con mucha responsabilidad, instalando las luminarias adecuadas y que estén certificadas por organismos competentes para garantizar el mínimo de riesgos. Acuda a una empresa que le brinde esa confianza y tranquilidad, como ELECTROCONTROL.

12.

ILUMINACIÓN DE INTERIORES

Con el conocimiento general de balastos, lámparas y luminarias, se puede ir entrando en el emocionante campo del diseño de iluminación.

Al diseñar un sistema de iluminación hay que diferenciar entre el de INTERIORES: cuando las lámparas están bajo techo, y el de EXTERIORES: cuando quedan a la intemperie (vías públicas y áreas deportivas, entre otros). A continuación se hace referencia al diseño de ILUMINACIÓN DE INTERIORES ya que es el que se presenta con más frecuencia en la práctica, para lo cual utilizaremos el método denominado de CAVIDAD ZONAL. 12.1 DEFINICIONES BÁSICAS 12.1.1 Flujo luminoso. Se define como la cantidad de luz que emite una lámpara.

Cada una, dependiendo del tipo y la referencia, tiene sus lúmenes, los que son suministrados en los catálogos por los respectivos fabricantes. En la tabla 12 aparecen algunos ejemplos típicos. (Véase tabla).

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12.1.2 Lumen. Es la unidad de medida del flujo luminoso de una fuente luminosa.

Se simboliza por (lm).

12.1.3 Nivel de iluminación (o iluminancia). Es la cantidad de luz que se debe tener sobre un punto determinado, donde se va a desarrollar una actividad visual, sin que se presenten molestias a la vista. Dependiendo de la tarea visual a desarrollar se debe tener un nivel de iluminación específico. Por ejemplo, para una oficina debe ser al menos de 500 luxes a la altura de los escritorios. Los niveles de iluminación recomendados vienen tabulados. Véase tabla 14.

12.1.4 Lux. Es la unidad de medida del nivel de iluminación y se denota por (lx).

12.1.5 Rendimiento luminoso. También es llamado eficiencia luminosa, y se define como la cantidad de luz que emite una lámpara expresada en lúmenes (lm), por cada vatio de potencia (W) que se le entrega a dicha lámpara. La unidad del rendimiento luminoso se simboliza por (lm/W), que se lee “lúmenes por vatio”.

Véase tabla 12.

OBSERVACIÓN: de lo anterior, se puede deducir la importancia que tiene seleccionar el balasto, la fuente de luz y el tipo de luminaria adecuados, dependiendo de la aplicación, del nivel de iluminación requerido, del rendimiento de la instalación y del ahorro de energía a obtener.

12.1.6 Reflectancia. Es la propiedad que tienen los materiales de devolver en diferentes ángulos, los rayos de luz que inciden sobre la superficie de ellos. A nivel de cálculos de iluminación se trabaja con reflectancias que oscilan entre 0% y 100%, siendo el primer valor para aquellas superficies que absorben o dejan pasar toda la luz que les llega (colores negros o superficies transparentes como ventanales de vidrio), y el último, corresponde a aquellas que devuelven gran cantidad de la totalidad de la luz que les incide (colores blancos o superficies forradas en espejos). Véase tabla 13.

12.2

TIPOS DE ALUMBRADO

El nivel de iluminación en un área dada, o en un lugar de trabajo específico, se puede lograr por cualquiera de los siguientes métodos: 12.2.1 Alumbrado general. Se obtiene distribuyendo las luminarias uniformemente en el área, con el fin de lograr un nivel de iluminación también uniforme en ésta.

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12.2.2 Alumbrado general localizado.

Sirve para lograr altos niveles de iluminación, concentrando las luminarias en las zonas específicas de trabajo, y donde las áreas adyacentes se iluminan mediante la luz difundida por dichas luminarias.

12.2.3 Alumbrado suplementario. Se utiliza para iluminar sitios específicos que exijan una elevada concentración de iluminación, por lo tanto, la luminaria se ubica muy próxima al sitio requerido. Las áreas adyacentes se iluminan con un alumbrado general.

12.3 REQUISITOS PARA UNA BUENA ILUMINACIÓN El estado de una iluminación se puede diagnosticar con base en 2 aspectos:

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12.3.1 Calidad. Se refiere esencialmente a los siguientes parámetros: Uniformidad: es decir, que el área iluminada no presente zonas oscuras, ni demasiado iluminadas, con niveles lejanos al promedio.

Color: tiene que ver con la actividad a desarrollar, ya que hay ciertas labores que requieren buena reproducción de los colores (tipografías), y otras que no son tan exigentes en dicho sentido (vías públicas).

Deslumbramiento: se refiere a aquella cantidad de luz, que ya sea directamente o a través de reflexiones en las superficies, afectan el campo visual del usuario, lo que se traduce en molestias, cansancio, fatiga visual y riesgos de accidentes. El deslumbramiento se debe disminuir al máximo.

12.3.2 Cantidad. Dependiendo de la naturaleza del trabajo a realizar, va a ser la cantidad de luz (luxes) que se requiere en el área de trabajo. Estudios han demostrado, que al aumentar los niveles de iluminación en las zonas de trabajo, la productividad crece, ya que la precisión, facilidad y velocidad para ejecutar la labor aumenta. Los luxes recomendados para las diferentes clases de actividades se muestran en la tabla 14, véase tabla.

12.4 SISTEMAS DE ALUMBRADO Una iluminación de buena calidad y cantidad, se puede lograr con los siguientes sistemas de alumbrado, los cuales tienen en cuenta la distribución vertical de la luz.

12.4.1 Directa. Cuando la luminaria envía la mayor parte de su luz emitida hacia abajo en ángulos por debajo de la horizontal y el resto hacia arriba.

12.4.2 Indirecta. Cuando la mayor parte de la luz producida por la luminaria, es dirigida hacia arriba en ángulos por encima de la horizontal y el resto hacia abajo.

Dichos sistemas de alumbrado se ilustran en la figura 33 (véase figura). En la curva polar de cada luminaria del catálogo de ELECTROCONTROL, aparece la distribución en porcentaje (%) de los lúmenes de la lámpara, lo cual nos determina si el alumbrado a utilizar es directo o indirecto.

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Figura 33. Sistema de alumbrado

12.5 SELECCIÓN DEL TIPO DE LUMINARIA Un buen diseño de iluminación depende de que se haga una escogencia adecuada de los componentes y de la forma de la luminaria a utilizar. Para facilitar lo anterior, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: 12.5.1 Calidad del color. Se refiere a que hay lámparas como la de sodio que no reproduce muy bien los colores, por lo cual no son aplicables a lugares exigentes en este sentido (tipografías). En cambio, las fluorescentes y las de metal halide tienen una buena reproducción del color (IRC) como se aprecia en la tabla 12 (véase tabla).

12.5.2 Vida útil de las lámparas. Se refiere a que a mayor dificultad o costo para cambio de una lámpara, se debe utilizar la de mayor vida útil, lo que las hace aptas para la industris y las vías públicas, donde es complicada la reposición.

12.5.3 Sitio de utilización. En lugares como vías públicas, zonas industriales y escenarios deportivos, se ha implantado el uso de luminarias de alta intensidad de descarga. A nivel residencial, comercial y oficinas, se utilizan las luminarias fluorescentes, o en bajas potencias las de metal halide. Zonas de trabajo que presentan polvo, aserrín o partículas textiles, no se deben iluminar con luminarias que acumulen la suciedad porque se reducirían los niveles de iluminación, aumentaría los períodos y los costos de mantenimiento y se mantendría el riesgo de incendios. Lugares susceptibles al goteo y la humedad, requieren luminarias herméticas resistentes a la corrosión, como la ANTHU. Cuando el sitio lo amerita, deben instalarse luminarias a prueba de gases o de explosión. Sitios frecuentados por mucha gente deben poseer luminarias de

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emergencia y/o de evacuación que iluminen o señalen el camino cuando exista un apagón o cualquier tipo de emergencia. Cualquiera de las luminarias referenciadas, pueden ser suministradas por ELECTROCONTROL.

12.6 DISEÑO DE LA ILUMINACIÓN Desde el punto de vista práctico, el método más utilizado para calcular el número de luminarias necesarias, para obtener por intermedio de un alumbrado general un nivel de iluminación promedio dado, es el de CAVIDAD ZONAL, el cual se explica a continuación.

Para el cálculo del número de luminarias hay que tener en cuenta los siguientes aspectos: 12.6.1 Nivel de iluminación requerido (Nl). Se expresa en luxes, y como se dijo anteriormente, es la cantidad de luz que debe tener la zona donde se desarrolla la actividad visual, sin que se presente molestias a la vista. Para ello puede verse la tabla 14 (véase tabla), donde se especifican los niveles recomendados de iluminación, dependiendo de la labor a desarrollar.

12.6.2 Reflectancias.

Los valores de éstas, están determinados por las condiciones de limpieza, color y estado de las superficies, siendo los siguientes valores los más típicos:

Reflectancias techo (RC): 80% - 70% - 50% - 30% - 10% Reflectancias paredes (RW): 50% - 30% - 10% Reflectancias piso (RF): 20%

Los valores altos de reflectancias corresponden a condiciones de más limpieza y claridad de los colores.

La reflectancia de la pared también es llamada reflectancia efectiva de la pared.

Para la inmensa mayoría de las aplicaciones, el valor del 20% para la reflectancia del piso es correcto, y además, la tabla de los coeficientes de utilización del catálogo de luminarias de ELECTROCONTROL, está así diseñada. Por lo anterior, no será necesario volverla a citar en los cálculos.

12.6.3 Coeficiente de utilización (cu). Se define como la división entre los lúmenes de la lámpara que alcanza el plano de trabajo y los lúmenes emitidos por la lámpara. El coeficiente de utilización tiene en cuenta el rendimiento de la lámpara, la distribución en porcentaje (%) de los lúmenes de la luminaria, su altura de montaje, las dimensiones del local y las reflectancias de paredes, techos y pisos.

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Para el cálculo del coeficiente de utilización (cu), se debe dividir el local en tres cavidades como se muestra en la figura 34.

Figura 34. Cálculo del coeficiente de utilización (cu)

De esta distribución de zonas se definen las llamadas Relación de la Cavidad del Local y Relación de la Cavidad del techo, con las siguientes fórmulas: Relación Cavidad del Local RCL = 5 x HL x (L+ A) ÷ (L x A) Relación Cavidad del Techo RCT= 5 x HT x (L+ A) ÷ (L x A) Donde HL, HT y HP son las diferentes alturas que se muestran en la gráfica, L es la longitud del local y A el ancho. Todas estas medidas se deben escribir en metros.

ACLARACIONES. Cuando las luminarias vayan suspendidas del techo, es necesario hallar la reflectancia efectiva del techo, para lo que se procede de la siguiente manera: Se halla la relación de la cavidad del techo (RCT) con la fórmula antes dada [RCT= 5 x HT x (L + A) ÷ (L x A)].

Con el valor de la (RCT) y las reflectancias del techo y reflectancia efectiva de la pared, se va a la tabla 15 (véase tabla) y se halla la reflectancia efectiva de la cavidad del techo.

Si las luminarias van incrustadas en el techo (cielorraso) o expuestas (sobrepuestas), en lugar de suspendidas, no será necesario hacer el mencionado procedimiento. Simplemente se toma la reflectancia del techo como la Reflectancia Efectiva del techo.

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Procedimiento para hallar el Coeficiente de Utilización. Con la fórmula previamente citada [RCL = 5 x HL x (L + A) ÷ (L x A)] se halla la relación de la cavidad del local.

Con ésta, y las reflectancias efectivas del techo y pared, se va a la tabla de coeficientes de utilización, correspondiente a la luminaria seleccionada en el catálogo de ELECTROCONTROL y con estos datos se procede a hallar el coeficiente de utilización de la tabla respectiva. En la tabla de coeficientes de utilización, la columna de la izquierda, enumerada verticalmente desde 0 hasta 10, corresponde a los diferentes valores enteros de RCL (relación de cavidad del local).

OBSERVACIÓN. Es de aclarar que en el caso que se requiera utilizar otro tipo de luminaria no existente en el catálogo, se debe disponer de los coeficientes de utilización.

12.6.4 Factor de pérdidas de luz (Fp). Involucra todos aquellos aspectos que inciden negativamente sobre el número de lúmenes emitidos por la lámpara. Estos aspectos son principalmente:

Características del balasto.

Voltaje de alimentación.

Temperatura ambiente.

Fallo de lámparas.

Disminución luminosa de la lámpara, debido al envejecimiento de ésta.

Disminución luminosa por suciedad.

Como se puede observar de los aspectos vistos anteriormente, hay unos que tienen que ver con el balasto y otros con la luminaria a utilizar y el sitio donde es instalada, lo que nos lleva a definir el factor de pérdidas de luz (Fp), como el producto de un factor de pérdidas del balasto (Fb) y un factor de pérdidas de la luminaria (Fl).

El (Fb) para luz fluorescente depende de las características eléctricas de éste y de la potencia que entrega a los tubos y dependiendo de la línea a emplear puede tomar los siguientes valores: LÍNEA

VALOR del Fb

Magnitrón

0.93 - 0.98

Efectivo - Lumitrón, los de Encendido en Secuencia y los Electrónicos

0.80 - 0.93

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En balastos para luz de mercurio, sodio o metal ELECTROCONTROL el (Fb) toma valores de 0.93 a 0.98.

halide

marca

El (Fl) tiene en cuenta todos aquellos aspectos externos al balasto vistos previamente y que perjudican el rendimiento luminoso de la luminaria. El (Fl) para los diferentes tipos de iluminación son: LUMINARIA

VALOR del Fl

Incandescente Fluorescente Mercurio Sodio Metal halide

0.60 - 0.80 0.75 - 0.90 0.75 - 0.85 0.80 - 0.90 0.77 - 0.88

Multiplicando entre si los factores (Fl) y (Fb) encontramos los siguientes valores típicos para el (Fp), los cuales se deben tener en cuenta en un diseño de iluminación interior.

LUMINARIA

VALOR del Fp

Incandescente Fluorescente Línea Magnitrón Efectivo, Lumitrón, los de Encendido en Secuencia y los Electrónicos

0.60 - 0.80 0.69 - 0.88

Mercurio Sodio Metal halide

0.70 - 0.83 0.74 - 0.88 0.72 - 0.86

0.60 - 0.84

Por ejemplo para iluminar una oficina se puede considerar un factor de pérdidas de 0.85, para una lámpara fluorescente montada con línea Magnitrón. Si se deseara iluminar una planta de carbón se deben utilizar, ya sea lámparas de metal halide, mercurio o sodio, con un factor de pérdidas de 0.75.

12.6.5 Cálculo del número de luminarias requeridas (N). Con todos los valores anteriormente hallados procedemos a calcular el número de luminarias, con la siguiente fórmula: N = (NI x A x L) ÷ (cu x Fp x LL)

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Donde: N = Nl = A = L = cu = Fp = LL =

Número de luminarias requeridas.

Nivel de iluminación requerido, en luxes.

Ancho del local, en metros.

Largo del local, en metros.

Coeficiente de utilización.

Factor de pérdidas de luz.

Lúmenes totales por luminaria.

12.6.6 Distribución de las luminarias. Se debe tratar de lograr una distribución uniforme de la iluminación en todo el local. Para lograr ésto, puede consultarse la tabla 16 (véase tabla) donde viene especificada la separación máxima entre luminarias, teniendo en cuenta la altura de montaje con respecto al plano de trabajo.

Otro factor a tener en cuenta en la distribución de las luminarias, es que éstas queden conectadas eléctricamente en forma escalonada o sectorizada, ésto con el fin de poder en un momento dado utilizar solo una parte de las luminarias, como es el caso cuando exista iluminación natural (ventanas, claraboyas, entre otras).

Con lo anterior se logra un gran ahorro en el consumo de energía.

12.7 APLICACIONES (Ejemplos típicos) 12.7.1 Iluminación de una oficina. Diseñar la iluminación de una oficina, cuyas dimensiones son: ancho 5.0 metros, largo 7.1 metros y altura 3.0 metros. Los colores del techo y paredes son claros y no presentan suciedad. Adicionalmente, las luminarias deben ir superpuestas en el techo y conectadas a un voltaje de 120V. Para el cálculo de este diseño de iluminación, se procede en forma secuencial, como fue explicado anteriormente.

Paso 1: Nivel de Iluminación Requerido (Nl). De la tabla 14 de niveles de iluminación (véase tabla), extraemos entre los valores recomendados para una oficina, el de 600 luxes.

Paso 2: Estimación de las Reflectancias. Ya que el estado físico del techo y las paredes son muy buenos, se trabajará con reflectancia para la cavidad del techo del 80% y para las paredes del 50%.

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Debido a que las luminarias van superpuestas en el techo, la reflectancia del techo de 80% se convierte en reflectancia efectiva de la cavidad del techo, ya que no hay que corregirla, lo que si sucedería si las luminarias estuvieran suspendidas en el techo.

Paso 3: Elección del Tipo de Lámpara. Analizando las características de las lámparas fluorescentes se puede deducir que son las más recomendables para utilizar en la iluminación de oficinas.

Paso 4: Elección del Tipo de Luminaria. Para este ejemplo se ha seleccionado la luminaria Imperio con rejilla de aluminio semiespecular de 2x8 celdas y 3 pulgadas de profundidad, la cual “abraza al tubo” como se aprecia en la figura 35.

No conviene utilizar rejillas con profundidades menores a 2” porque ya éstas no “abrazarían” al tubo para ayudarle a devolver los rayos de luz al plano de trabajo, sino que se convierten en un obstáculo para esos rayos de luz. (Véase figura 36).

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Figura 35. Rejilla de tres pulgadas

Figura 36. Rejilla de pulgada y media

Paso 5: Determinación del Coeficiente de Utilización (cu). Para hallar la relación de cavidad del local (RCL) se utiliza la fórmula previamente definida, teniendo presente que consideramos una altura del plano de trabajo de 75 centímetros, que es la altura normal de un escritorio.

RCL = 5 x HL x (A + L) ÷ (A x L)= 5 x (3 - 0.75) x (5 + 7.1) ÷ (5 x 7.1) = 3.83 Con el valor de 3.83 para la (RCL), la reflectancia efectiva de la cavidad del techo de 80% y la de pared del 50% vamos a la tabla de coeficientes de utilización de la luminaria Imperio que aparece en el catálogo de ELECTROCONTROL y procedemos a hallar el coeficiente de utilización (cu). Debido a que RCL= 3.83 debemos hallar (cu) para RCL= 3 y (cu) para RCL= 4 y de los anteriores valores sacamos (cu) para RCL= 3.83.

RCL = 3

u = 0.53 RCL = 3.83

RCL = 4

u = 0.49

u = 0.47

Paso 6: Factor de Pérdidas (Fp). Para determinar el factor de pérdidas de la luminaria a utilizar es necesario saber que tipo de balasto va a ser utilizado (Magnitrón, Lumitrón, Efectivo, Electrónico o E.S.), ya que el factor de pérdidas para cada uno de ellos es diferente.

Nota: no confundir Fp con factor de potencia.

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Los Fp para luminaria ubicada en oficina son los siguientes: Para línea Magnitrón

Fp= 0.85

Para línea Lumitrón, Efectivo, Electrónico, E.S.

Fp= 0.82

Paso 7: Cálculo del Número de Luminarias Requeridas (N). Para determinar el Número de luminarias, es necesario obtener los lúmenes totales de la lámpara a utilizar, para lo cual nos dirigimos a la tabla 12, y seleccionamos una lámpara tipo T8 y 92,19 lm/W de rendimiento, con lo cual sus lúmenes totales por luminaria de dos tubos será de: LL = 2 x 32W x 92.19 lm/W = 5.900 lúmenes.

Con la información de los pasos 1 a 7 podemos calcular el número de luminarias requeridas, utilizando las diferentes líneas de balastos para luz fluorescente.

Particularmente, trabajaremos con el balasto electrónico de 2x32 W: N = (NI x A x L) ÷ (Cu x Fp x LL) = (600 x 5 x 7.1) ÷ (0.49 x 0.82 x 5.900) = 8.98 Como podemos observar, dependiendo de la línea de balasto utilizado, va a ser el número de luminarias requeridas.

En nuestro caso utilizaremos 9 luminarias ensambladas con balasto electrónico, con el fin de no sacrificar el nivel de iluminación requerido (600 luxes).

Para poder tomar una decisión acertada en un diseño de iluminación, en cuanto a la línea de balasto más óptimo a utilizar, es necesario tener en cuenta ciertos parámetros como son:

Número de luminarias a instalar.

Valor de las luminarias.

Potencia consumida por las luminarias.

Valor del KWH. Tiempo de utilización.

Valor mano de obra por montaje luminaria.

Con los anteriores parámetros se hace un análisis económico en el tiempo de las diferentes opciones de balastos, con el fin de detectar con cual de ellas es más económica la instalación. ELECTROCONTROL, para evitarles a los clientes pérdida de tiempo en el diseño de iluminación, dispone de un programa por computador para dicho fin. Este servicio puede ser solicitado sin ningún costo, a través del teléfono de Servicio al Cliente 01 800 05 27878 o directamente a ELECTROCONTROL, teléfono 274 00 63.

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Paso 8: Distribución de las Luminarias en el Local. Para lograr una distribución uniforme de la iluminación en el local, la distancia entre luminarias debe ser aproximadamente el doble de la distancia a la pared, como lo muestra la figura 37.

Figura 37. Distribución de luminarias en el local

Paso 9: Selección del Balasto. Adicional al diseño de iluminación, se debe tener en cuenta el tipo de balasto a utilizar y el voltaje al cual irá conectado, ya que existen balastos de alto factor de potencia y factor normal. Generalmente a nivel industrial se utilizan de alto factor, a nivel residencial de factor normal y en las instalaciones comerciales se debe investigar el estado del factor de potencia, para poder utilizar uno u otro. Para nuestro caso, ya que se utiliza una luminaria con 2 tubos fluorescentes de 32W, se debe instalar con un balasto electrónico de 2x32W. 12.7.2 Iluminación de un taller. Se requiere diseñar el alumbrado general para un taller de 25 metros de largo, 14 metros de ancho y 7.5 metros de alto, en el cual se trabajará con máquinas-herramientas que alcanzan una altura de 5 metros, por lo cual se debe dejar una distancia libre desde el piso de 5 metros para el desplazamiento de dichas máquinas.

Las condiciones físicas del local son las siguientes: el techo es loza de concreto sin pintar, las paredes están pintadas con colores claros que no presentan suciedad y el valor del voltaje al cual deben ser instaladas las luminarias es 220V.

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Desarrollaremos este ejemplo en la misma forma que el anterior.

Paso 1: Nivel de iluminación requerido (Nl). De la tabla 14, escogemos el nivel de iluminación recomendado para un taller de máquinas herramientas. Trabajaremos con un valor de 350 luxes.

Paso 2: Estimación de las Reflectancias. Las condiciones físicas del recinto a iluminar, nos da pie para trabajar con una reflectancia del 60% para la cavidad del techo, y 50% para las paredes.

Ya que las luminarias deben estar ubicadas a más de 5 metros de altura, debido a las condiciones de trabajo del recinto, las suspenderemos a 5.5 metros del piso.

En el caso anterior, debemos hallar la reflectancia efectiva de la cavidad del techo; para lo cual hallamos la relación de cavidad del techo (RCT).

RCT = 5 x HT x (L + A) ÷ (L x A) = 5 x (7.5 – 5.5) x (25 + 14) ÷ (25 x 14) = 1.1 Con el valor anterior de (RCT) y además las reflectancias de la cavidad del techo (60%) y las paredes (50%), vamos a la tabla 15, y hallamos la reflectancia efectiva de la cavidad del techo.

1.0

51% 1.1

1.2

50% Reflectancia efectiva de la cavidad del techo

49%

Paso 3: Elección del Tipo de Lámpara. En una situación como ésta se debe analizar cual fuente de luz es más recomendable utilizar, ya sea por factores económicos, por la actividad laboral a realizar, por la altura de suspensión de las luminarias (mayor de 5 metros se recomienda de alta intensidad de descarga), etc.

Por lo anterior, debemos tener muy en cuenta las características de cada una de los tipos de lámparas. En nuestro caso iluminaremos con lámparas de metal halide.

Paso 4: Elección del Tipo de Luminaria. Ya que la lámpara elegida es de metal halide, procedemos a seleccionar el tipo de reflector más apropiado para lo cual se deben tener en cuenta las mismas consideraciones que en el ejemplo anterior.

Usaremos la luminaria ANI con pantalla de aluminio pintada de color blanco, por su alta eficiencia.

Paso 5: Determinación del Coeficiente de Utilización (cu). Calculemos inicialmente la relación de la cavidad del local (RCL), considerando una altura para el plano de trabajo de 75 centímetros.

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RCL = 5 x HL x (A + L) ÷ (A x L) = 5 x (5.5 – 0.75) x (25 + 14) ÷ (25 x 14) = 2.65 Con el valor de (RCL), la reflectancia efectiva de la cavidad del techo (50%) y de las paredes (50%), vamos a la tabla de coeficientes de utilización, correspondiente a la luminaria ANI en el catálogo de ELECTROCONTROL y buscamos el coeficiente de utilización.

RCL = 2

u = 0.71 RCL = 2.65

RCL = 3

u = 0.67

u = 0.65

Paso 6: Factor de Pérdidas (Fp). Para una luminaria de metal halide ensamblada con balasto ELECTROCONTROL, se puede considerar un factor de pérdidas de 0.83, ya que las condiciones de la zona de trabajo y de la luminaria se pueden considerar aceptables. (No confundir Fp con factor de potencia).

Paso 7: Cálculo del Número de Luminarias Requeridas (N). Inicialmente necesitamos obtener el rendimiento de la bombilla de metal halide a utilizar, el cual lo podemos conseguir de la tabla 12, donde seleccionamos una lámpara de metal halide de 400W sin reflector y un rendimiento o eficiencia de 90.0 Im/W, sin lo cual los lúmenes totales de la luminaria serán: LL = 400W x 90.0 Im/W = 36.000 lúmenes Con los datos previamente hallados, calculamos el número (N) de luminarias necesarias para obtener un nivel de iluminación uniforme de 350 luxes en el taller.

Para ello aplicamos la siguiente fórmula: N = (NI x A x L) ÷ (cu x Fp x LL) = (350 x 25 x 14) ÷ 0.67 x 0.83 x 36.000 = 6.1

Seleccionaremos 6 luminarias ANI de metal halide 400W. Paso 8: Distribución de las Luminarias en el Local. Como fue explicado en el ejemplo anterior, para lograr una distribución uniforme de la iluminación en el taller, la distancia entre luminarias debe ser aproximadamente el doble de la distancia a la pared, como lo ilustra la figura 38. (Véase figura).

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Figura 38. Distribución de las luminarias en el local

Paso 9: Selección del Balasto o Reactancia. Como ya es sabido, la lámpara de metal halide necesita para funcionar, un balasto o reactancia que va a ser conectada a un voltaje de 220V. Por lo anterior, la referencia de la reactancia para luz de metal halide de 400W a utilizar debe ser RM400W 208/220V. Con el fin de corregir el factor de potencia de la luminaria, ésta debe ser instalada con un condensador como lo muestra la respectiva etiqueta, de un valor de 25 microfaradios y 250V mínimo.

NOTA: si usted realiza el anterior cálculo, utilizando una lámpara de mercurio 400W en cuyo caso el rendimiento o eficiencia es de 55 lm/W, encontrará que el número mínimo de luminarias para lograr un nivel de 350 luxes será de 10 unidades, lo cual implicará mayores costos por consumo de energía y por mantenimiento, para iluminar el mismo espacio.

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13.

DIAGNÓSTICO Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS EN LUMINARIAS FLUORESCENTES

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Figura 39. Manera de instalar tubos fluorescentes

Figura 40. Estado de los pines de un tubo fluorescente

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14.

DIAGNÓSTICO Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS EN LUMINARIAS DE ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA Y HALÓGENAS

Para determinar posibles causas de problemas en instalaciones con luminarias de alta intensidad de descarga, se deben analizar las condiciones de operación, ya que en un sistema de iluminación basado en ese tipo de lámpara, es común el alto voltaje y por ello se recomienda que las revisiones y mediciones eléctricas, así como las medidas correctivas que se lleven a cabo, sean realizadas únicamente por personas calificadas que conozcan los riesgos y las debidas precauciones.

Los aspectos más frecuente a tener en cuenta, son los siguientes:

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