Iluminación fluorescente by GiancarloF

ILUMINACIÓN FLUORESCENTE Giancarlo Foschini Catalina Zapara Laura Luna Christian París

ABSTRACT En este documento se compartirá información sobre la iluminación fluorescente. El texto se desglosa en 4 diferentes capítulos: producción, diseño, huella ambiental y mercado. Finalmente, el grupo de trabajo definió un espacio donde sería interesante intervenir con luz fluorescente, sin embargo, es necesario leer la investigación para tener un mejor entendimiento de este.

PRODUCCIÓN NÓICCUDORP PRODUCCIÓN NÓICCUDORP PRODUCCIÓN NÓICCUDORP

PRODUCCIÓN

FABRICACIÓN La fabricación de un producto es todo el proceso de ensablaje, en esta etapa, los fabricantes deben tener planes de producción para así lograr crear un producto de calidad y tener ganancias por ello.

TUBO DE DESCARGA Está fabricado en vidrio. Su tamaño depende de la potencia en watt (w) de la lámpara, y el diámetro estandarizado es de 25,4 mm. Generalmente son rectos aunque también se encuentran circulares.

En su interior está recubierto con una sustancia fosforescente o fluorescente que convierte los rayos de luz ultravioleta (que se generan dentro y que no son visibles para el ojo humano), en radiaciones de luz visible.

Esto es posible gracias a un gas inerte (usualmente argón con un poco de mercurio líquido) que se encuentra dentro del tubo y que permite que aparezca un arco eléctrico para encender la lámpara y controlar la intensidad de luz que corresponde a los electrones que recorren el tubo.

CASQUILLOS DE FILAMENTOS se encuentran en los extremos del tubo, están conectados internamente con filamentos de caldeo o precalentamiento, fabricados con metal de tungsteno y recubiertos con calcio y magnesio que permite calentar el gas argón para encender la lámpara.

CEBADOR O ENCENDEDOR es un pequeño dispositivo que se utiliza para encender la lámpara, consiste en una lámina bimetálica encerrada en una cápsula de cristal rellena de gas neón que se curva cuando recibe calor del gas neón permitiendo que pase la corriente eléctrica y que el gas se encienda.

BALASTRO

http://cnlight-lighting.es/1-5b-electric-ballast.html

Es un transformador de corriente eléctrica compuesto por alambre de cobre, que consta de 4 partes: Núcleo: está formado por chapas metálicas donde va enrollado el alambre de cobre. Carcasa: es la envoltura metálica que recubre al balastro. Sellador: es un compuesto de poliéster que se encuentra entre la carcasa y el núcleo del balastro. Su función es servir de aislante entre el entre el enrollado, las chapas metálicas del núcleo y la carcasa. Filtro: facilita la potencia de la lámpara mejorando su funcionamiento.

ENSAMBLAJE El proceso de producci贸n de las l谩mparas fluorescentes es complejo, pues requiere la fabricaci贸n de dos de sus partes por separado para luego ensamblarlas.

Informaci贸n tomada del video : https://www.youtube.com/watch?v=nhv_6KWP2Q0

1. En primer lugar debe prepararse el tubo de vidrio a través de los siguientes pasos:

1. Limpieza con agua y aire caliente para eliminar impurezas. 2. Calentamiento por 30 segundos para poder doblarlos según una plantilla establecida previamente. (una máquina promedio forma 14 tubos por minuto) 3. Aplicación de capa fina de fósforo en las paredes internas del tubo 4. Eliminación del fósforo sobrante en los extremos del tubo para sellarlos posteriormente.

2. En segundo lugar deben fabricarse los filamentos según los siguientes pasos:

1. Fabricación de cátodo (cable que transmite la corriente) en la máquina de automontaje. 2. El cátodo es doblado y calentado para darle la forma. 3. Los filamentos se insertan en los soportes y se sumergen en una sustancia caliente que emite electrones. 4. Este soporte pasa a la máquina de sellado

3. En tercer lugar se ensamblan las dos piezas mediantes estos pasos:

1. Se unen el soporte y el tubo de cristal, mediante sellado a una alta temperatura. 2. El tubo de vidrio se vacía de aire y se rellena con gas, se descarbura el tubo y se inyecta una gota de mercurio (fundamental para producir la luz) 3. La máquina enhebradora pone los cables para las inserción en la tapa del tubo (generado del contacto eléctrico) 4. Se colocan las tapas externas laterales de forma hermética para evitar la fuga de gases, se sellan permanentemente. 5. Se pasan en una rueda de ensayo para probar su calidad y se inspeccionan para luego embalarse en cajas de cartón.

MATERIA PRIMA •

Bombillas.

•

Tubos para la bocina.

•

Tubos de soporte.

•

Tubos de vacío.

•

Alambres conductores.

•

Filamentos.

•

Capa protectora.

•

Óxido.

•

Ligadura fluorescente N° 1.

•

Ligadura fluorescente N° 2.

•

Barniz.

•

Mercurio.

•

Cemento base.

•

Soldadura.

•

Tubo de papel.

•

Cartones para el empaque.

DISTRIBUCIÓN

http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=051&fdname=ELECTRIC+ MACHINERY&pagename=Planta+de+produccion+de+lamparas+incandescentes

ESTRUCTURA Tiempo de uso: aproximado entre 8000 y 10000 horas

Las tonalidades están relacionadas con el grado de la temperatura.

Tonalidades de Blanco : Blanco extra cálido Blanco cálido Blanco Blanco Frío

MANO DE OBRA PERSONAS/TURNO. Administrador de la fábrica.

Supervisor.

Mecánico.

Operadores.

Ayudante de operadores.

TOTAL.

MAQUINARIA Y EQUIPO. ITEMS.

N° DE MÁQUINAS.

Máquina de producción de los tubos del filamento.

Máquina de producción de los tubos para el filamento.

Máquina de montaje.

Máquina de sellado y vaciado.

Máquina de rellenado de cemento.

Máquina de acabado.

Máquina mezcladora de cemento.

Soplador o fuelle.

Compresor de aire de alta presión.

EQUIPO DE INSPECCIÓN Y PRUEBA. ITEMS.

N° DE EQUIPOS.

Probador del flujo luminoso.

Probador de amperaje.

Probador de tiempo de vida del producto.

GASTOS GENERALES DE LA PLANTA. Requerimiento de electricidad: 22.5 Kw.

FUNCIONAMIENTO

Blanco FrĂo http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_fluorescentes/af_fluorescentes_4.htm

LÁMPARA FLUORESCENTE

Al encender una lámpara de este tipo, los electrones se desplazan a través de un circuito eléctrico que está conectado al cebador. Al llegar a este se produce un arco o chispa entre los dos electrones, haciendo que el gas neón se encienda. Esto produce el calor suficiente para que la placa bimetálica (el cebador) se curve y suspenda el contacto eléctrico que ocurre entre ambos electrodos. Una vez ocurrido el cierre, el flujo de corriente eléctrica enciende los filamentos mientras se apaga el gas neón. Al estar prendidos estos provocan la emisión de electrones por calentamiento y la ionización del gas argón al interior del tubo. Así se establece un puente que conduce la corriente eléctrica dentro del tubo a través del los filamentos.

LÁMPARA FLUORESCENTE

La placa bimetálica se enfría cuando deja de recibir el calor de gas neón y permite el contacto entre los dos electrodos. De esta forma el flujo de corriente se interrumpe generando: primero que los filamentos se apaguen cuando deja de pasar corriente eléctrica y segundo que se interrumpa la corriente eléctrica que fluye por el enrollado del balastro se detenga bruscamente, generando una energía que se descarga a través del tubo en forma de arco eléctrico. Este pasa de un extremo a otro a través de los filamentos que al apagarse se vuelven electrodos de la lámpara. De esta forma la corriente eléctrica comienza a desplazarse internamente en el tubo, a través de los electrodos, de un extremo a otro sin necesidad de pasar por el cebador. Esta corriente eléctrica, genera un choque entre los electrones y los átomos del gas argón, provocando un aumento en la cantidad de iones y electrones libres, crean un puente plasma, un gas con gran cantidad de electrones y iones libres que permite que estos se movilicen por los extremos del tubo. Al hacerlo, chocan con los átomos de mercurio, liberando fotones de luz ultravioleta. Éstos, que no son visibles por el ojo humano, chochan con la capa de fósforo que recubre el interior del tubo, haciendo que los átomos de fósforo emitan luz visible, haciendo que el tubo se ilumine con luz blanca, visible para el ojo humano.

DISEÑODISEÑ ÑESIDOÑESID DISEÑODISEÑ ÑESIDOÑESID DISEÑODISEÑ ÑESIDOÑESID

DISEﾃ前

ESTÉTICA Las luces fluorescentes se encuentran en diferentes variedades de forma, sin embargo, todas buscan un propósito en común; tener el mayor volumen interior posible para contener más cantidad de gases, de ésta manera los bombillos tendrán mas tiempo de uso.

TUBO

El diseño mas simple tiene forma de barra, viene en diferentes tamaños para acomodarlo en diferentes espacios y diferentes tipos de lámparas. Tiene a ventaja de cubrir mas espacio de iluminación y por no tener curvas, su producción es mas fácil.

TRES COLUMNAS El segundo diseño consiste de tres varillas diferentes, cada una curveada para tener mayor volumen sin la necesidad de hacer un bombillo de gran tamaño.

HELADO El diseño mas particular y único es el espiral, un bombillo con un tubo curveado con un aspecto similar al de un cono de helado. Este diseño contiene un tubo en su totalidad, haciendo de este un bombillo con un volumen apropiado para una duración larga en comparación a su tamaño.

OTROS

Los otros diseños están presentes en todos los tipos de bombillo. Estos tipos de diseño los utilizan los usuarios cuando van a estar visibles en una lámpara, de está manera el bombillo logra dar una estética bella y agradable de mostrar.

COLOR El color de iluminaci贸n logra crear diferentes tipos de atmospheras. Muchas veces el color de la luz puede definir si el espacio es: acogedor, fr铆o, calido, etc.

BLANCO

La gran mayor铆a de los bombillos de iluminaci贸n fluorescente son de color blanco; este puede llegar a ser incandescente para los ojos por la gran cantidad de luz que emite. Por esta raz贸n, este color de luz es utilizado en espacios que requieren gran cantidad de iluminaci贸n.

COLORES

Por diferentes razones estĂŠticas que busca el usuario, las luces fluorescentes ofrecen luces de colores. Estas luces son utilizadas en avisos o espacios que buscan dar un ambiente diferente y particular; es comĂşn verlo en almacenes y bares.

NEGRA

La luz negra es un tipo de luz única, utilizada para hacer brillar objetos de color blanco. Está no tiene el propósito de iluminar espacios en su totalidad; su particular característica, es normalmente utiliza para propósitos de experimentación artística.

MATERIAL El estudio de los materiales en un producto es importante para saber los procesos de producci贸n. La elecci贸n de materiales no solo define su est茅tica, tambi茅n su seguridad y forma de uso.

La parte de alumbrado es de vidrio, esto permite que la luz producida dentro de los tubos se propague de forma efectiva hacia la parte externa del bombillo. Gracias a la transparencia de este material, la gran mayoría de energía es emitida de forma exitosa para dar un alumbrado efectivo. El interior de los bombillos (circuito) es compuesta de metal, ya que este material es de gran conductividad; de esta forma, la electricidad fluye de forma eficiente, transmitiendo toda la energía para ser convertida en luz. Para proteger los circuitos, el bobillo contiene una carcasa hecha de plástico. Este material ayuda a que el circuito no sea visible y que el usuario pueda sujetar el bombillo sin ser electrocutado. Ya que el plástico no conduce electricidad, las personas no corren ningún riesgo para instalar el producto en su lámpara.

ANTROPOMETRÍA

Todos los diferentes diseños de bombillos que ofrece la iluminación fluorescente buscan tener un tamaño fácil de sujetar, esto permite que el usuario sostenga el producto de manera apropiada para evitar que se caiga.

INTERACCIÓN

La interacción principal que tiene el usuario con los bombillos fluorescentes es su instalación y desinstalación. Ya que el producto tiene un tamaño apropiado para sujetar con una mano, la instalación de este es de gran facilidad.

SEGURIDAD Los circuitos son cubiertos con una carcasa de plรกstico para que el usuario no corra el riesgo de ser electrocutado. Los gases que contienen este tipo de bombillos pueden ser de alta toxicidad, sin embargo, se han desarrollado nuevas versiones que contienen 80% menos de mercurio (toxico). El vidrio de los bombillos hace posible gran cantidad de iluminaciรณn, pero a su vez, hace que sea mรกs frรกgil y los usuarios corran el riesgo de inhalar gases tรณxicos.

ETICA Ultimamente, las fabricas y empresas buscan ser amigables con el medio ambiente. Para esto es necesario saber como el producto estรก afectando el medio ambiente y hacer combios en este si lo es necesario.

DERECHO SE EXISTIR Los bombillos de luz fluorescente buscan compensar su contaminación de materiales siendo una fuente de iluminación de poco consumo de energía. Los bombillos de luz fluorescente consume 70-80% menos de energía comparado a un bombillo convencional, lo que hace de este amigable con el medio ambiente. Sin embargo, su uso de materiales y componentes son contaminantes, sin embargo, las compañías buscan concientizar al usuario para reciclar los materiales que pueden ser reusados.

VALOR SOCIOCULTURAL

Hoy en día los usuarios conocen los beneficios ambientales presentes al comprar bombillos de iluminación fluorescente. Por esta razón, las personas acostumbran a comprar este tipo de bombillos cuando su propósito lo permite, de esta manera, se podrán ahorrar energía para ayudar al medio ambiente y reducir costos de servicios en el hogar.

H.AMBIENTAL LATNEIBMA.H H.AMBIENTAL LATNEIBMA.H H.AMBIENTAL LATNEIBMA.H

H.AMBIENTAL

IMPACTO Una de las propiedades de la iluminación fluorescente que la ha popularizado es que funcionan con un mecanismo que ahora energía como se ilustra en la figura 1. Al producirse se implementa un sistema en el que los componentes del tubo se han refinado por lo que la reproducción de color y la vida útil han mejorado. Esto se debe a que en el mecanismo actual los átomos de mercurio que producen la luz se concentran para maximizar la energía de luz. Las lámparas fluorescentes operan con corriente alterna, y la densidad del vapor de mercurio emitido hace que las lámparas sean muy eficientes, optimizando el diseño de la lámpara porque solo debe trabajar con longitudes de ondas primarias. Esto es lo que hace que esta iluminación tenga una buena devolución del color, larga vida y un costo razonable. “El sistema tri-fósforo mejora al máximo la eficacia de la lámpara de su previo máximo de alrededor de 75 lúmenes/vatio a alrededor de 90 lúmenes/vatio. El índice de devolución de color (CRI) se incrementa de alrededor del 60 a tanto como el 90 %. La pérdida de rendimiento de iluminación durante la vida de la lámpara se reduce desde el 20 % a alrededor del 7 %” (TODOPRODUCTIVIDAD).

AMBIENTAL

IMPACTO AMBIENTAL

Algunas de las ventajas de las lámparas fluorescentes en cuanto a su aporte al medio ambiente es que proveen más luminosidad con menos watts de consumo, tienen un bajo consumo de corriente eléctrica, poseen una vida útil prolongada de entre cinco mil y siete mil horas de uso, y tienen poca perdida de energía en forma de calor, por lo que también resultan ser seguras ya que se reduce el riesgo de quemaduras al entrar en contacto con ellas. Los motivos por los que una lámpara fluorescente puede terminar su vida útil según José Antonio E. García Álvarez son el desgaste de la sustancia emisora que recubre el filamento de tungsteno compuesta de calcio (Ca) y magnesio (Mg), la pérdida de la eficacia de los polvos fluorescentes que recubren el interior del tubo, el ennegrecimiento del tubo en sus extremos y un número excesivo de encendido y apagado de forma habitual la lámpara en períodos cortos de tiempo. Los bombillos de luminosidad fluorescente consumen el equivalente energético a nueve bombillas incandescentes (figura 2).

IMPACTO AMBIENTAL Por otro lado, algunos de los problemas que generan las lámparas fluorescentes es que como los tubos contienen una pequeña cantidad de mercurio, se convierten en elementos altamente contaminantes cuando se rompen y liberan el gas. “La rotura de un tubo de mercurio es capaz contaminar 30 mil litros de agua”(medioambientum). El mercurio es de alta toxicidad y puede afectar el sistema nervioso de las personas, sobretodo el de los niños y las mujeres embarazadas. Es por esto que se recomienda comprar tubos fluorescentes con bajo contenido de mercurio. “Los últimos avances permiten a los principales fabricantes producir luminarias con hasta el 80% menos de contenido en mercurio”(medioambientum). De igual forma los tubos que contengan mercurio deben ser desechados mediante un proceso diferente a cualquier residuo, y se debe evitar que terminen en basureros.

En el caso de que un tubo fluorescente se rompa y se encuentre frente a un riesgo directo se debe abrir la ventana y abandonar la habitación antes de recoger los vidrios, por al menos 15 minutos. Se debe apagar la calefacción, el aire acondicionado o la ventilación que esté encendida en la casa para luego proceder a limpiar la habitación. Luego se deben recoger los fragmentos de vidrio con cuidado de no cortarse y botarlos dentro de una superficie rígida que no se rompa. Si alguna prenda de ropa entra en contacto con la emisión de mercurio, de igual manera se debe desechar. En Colombia, existen algunos mitos frente a los bombillos fluorescentes ahorradores ya que se cree que al ser usados en hogares y oficinas puede causar enfermedades.

CICLO DE VIDA

También el proceso de producción es más complejo y costoso que el de los bombillos comunes. En la figura 3 se puede observar el ciclo de producción de los bombillos de luminosidad fluorescente. Se evidencia que para la producción y distribución de los bombillos hay un alto gasto de energía en transporte ya que deben ser traídos desde China y Europa por medio de transporte aéreo y luego dentro del país por transporte terrestre. También se evidencia como después de cumplir su ciclo útil en Colombia estos bombillos no son desechados de manera correcta.

MERCADO ODACREM MERCADO ODACREM MERCADO ODACREM

MERCADO

POSICIONAMIENTO Los productos deben tener una misi贸n y una visi贸n para tener claro en donde se va a posicionar y que tipo de competencia va a ser para los otros productos similares en el mercado.

DIFERENCIACIÓN • Su eficiencia energética, es decir, ahorradores de energía. • Emisión de luz cuatro veces mayor a otras lámparas comunes. • Duración cinco veces mayor a las incandescentes, aproximada mente de 6000~9000 horas.

FACTORES EXTERNOS En Colombia se favorece el uso de estas lámparas/ bombillas a través de la ley, debido a normativas impuestas respecto a su uso desde el 2007 en edificios dedicados a uso laboral público, además esto provoco que grandes empresas como Osram o Phillips se posicionaran en el mercado y aumentaran su distribución en la nación.

• Iluminación blanca generalmente, también se pueden producir en otros colores, temperatura fría.

POSICIONAMIENTO Caracterización de iluminación de uso doméstico o industrial, se ubican en zonas donde no se deba apagar o encender la luz constantemente. También, el valor real del producto no se encuentra en el desarrollo de lámparas sino en el de los Bombillos, es decir, en menor medida para usos decorativos sino para mejoramiento de la eficiencia.

PRECIO

Los costos de producción de las lámparas fluorescentes compactas y complejidad es mayor que las incandescentes por lo que aumenta el precio, pero en el caso de tubos fluorescentes es mucho menor su precio y complejidad pero son menos prácticos en el mercado (menor intensidad lumínica, menor cantidad de vida por nivel de uso, mayor fragilidad, susceptible a fallos). En general las lámparas Fluorescentes oscilan desde 8.000 pesos a 120.000 pesos, esto es debido a la marca que procede, la base que posee, el balastro y el bulbo + la forma

MARCAS

• 15. 0000 pesos/unidad • Calidad global: Muy bien • Otra buena opción. Dura 6.000 horas, según el etiquetado. La más luminosa (665 lúmenes) y su rendimiento es el segundo más alto (61). El envejecimiento más bajo (1,7% de pérdida de flujo luminoso). El coste total tras 15.000 horas de uso (bombillas más electricidad).

MARCAS

• 42.100 pesos/unidad • Calidad global: Bien • La más cara. La de vida más larga, según el etiquetado: 15.000 horas. La que más electricidad consume (11 W) y su rendimiento el segundo más bajo (54,5). El coste total tras 15.000 horas de uso (bombillas más electricidad).

MARCAS

• 21.700 pesos/unidad • Calidad global: Bien • La segunda más cara. Dura 8.000 horas, según el etiquetado. La que más electricidad consume (11 W), la menos luminosa (577 lúmenes) y, por tanto, el rendimiento más exiguo (52,5). El coste total tras 15.000 horas de uso (bombillas más electricidad).

MARCAS

• 14,800 Pesos/unidad • Calidad global: Bien • No incluye la dirección del fabricante. Dura 6.000 horas, según el etiquetado. La que más electricidad consume (11 W). El envejecimiento más alto, aunque satisfactorio (5,5% de decremento de flujo luminoso). El coste total tras 15.000 horas de uso (bombillas más electricidad)

CONTEXTO

HTTP://ARKINETIA.COM/RECURSOS/NADS/BARLOUNGE-NISHA-ACAPULCO-PASCAL-ARQUITECTOS _A559/

http://sanluis.olx.com.pe/sonas-lounge-para-resepciony-tu-evento-toldo-pista-de-baile-mesa-de-bar-luces-iid42654624

EL CONTEXTO QUE SELECCIONAMOS SON LOS BARES A LOS QUE ASISTEN PERSONAS ENTRE LOS 18 Y 25 AÑOS DE EDAD. NOS PARECIÓ UN CASO INTERESANTE PARA ANALIZAR YA QUE ES UN LUGAR EN EL QUE ES NECESARIO TENER PRENDIDAS LUCES DURANTE TODA LA NOCHE, PERO MANTENIENDO UN POCO LA OSCURIDAD DEL LUGAR. HAY DIFERENTES LUCES QUE INTERVIENEN ENTRE LAS QUE ALUMBRAN PERMANENTEMENTE, LAS DECORATIVAS Y LAS QUE HACEN PARTE DE LOS EFECTOS DEL LUGAR (LÁSER O LUCES DE COLORES). TAMBIÉN NOS PARECIÓ UN CONTEXTO RELEVANTE PORQUE ES UN LUGAR DONDE LA LUZ NO SOLO TIENE UN VALOR FUNCIONAL, SINO QUE ADEMÁS DEBE ESTAR ACORDE A LA DECORACIÓN DEL LUGAR, Y HACE PARTE DE LO QUE CONSTITUYE EL AMBIENTE Y CONCEPTO, QUE EL LUGAR DESEA TRASMITIR. EL COMPORTAMIENTO DE LAS PERSONAS QUE VAN A ESTOS LUGARES ES IR DIVERTIRSE CON SUS AMIGOS, BAILAR, PEDIR TRAGOS EN LA BARRA, TOMAR Y LUEGO SE VAN. LAS LUCES DEBEN MEZCLARSE CON EL AMBIENTE DEL BAR Y DEBEN ILUMINAR SOLO LO NECESARIO.

BIBLIOGRAFÍA http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_fluorescentes/af_fluorescentes_1.htm http://www.afinidadelectrica.com/articulo.php?IdArticulo=35 http://www.asifunciona.com/tablas/lamparas_cfl/lamparas_cfl.htm http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_fluorescentes/af_fluorescentes_4.htm García Álvarez, José Antonio. "ASÍ FUNCIONAN LAS LÁMPARAS FLUORESCENTES." ASÍ FUNCIONA. Web. 7 Sept. 2014. “documento_productolite4.pdf.” Web. 7 Sept. 2014. medioambientum. “Tubos Fluorescentes: Un Cáncer Para El Medioambiente| Crónicas de La Naturaleza.” Medioambientum | Crónicas de la naturaleza. N.p., 15 Apr. 2014. Web. 7 Sept. 2014. TODOPRODUCTIVIDAD. “TODOPRODUCTIVIDAD: Iluminación Fluorescente Y Eficiencia Energética (1a Parte).” TODOPRODUCTIVIDAD. N.p., 16 July 2011. Web. 7 Sept. 2014. http://revista.consumer.es/web/es/20031101/actualidad/analisis2/66589_3.php