Fuentes de luz y equipos auxiliares


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LED (light-emiting diodes)

Los diodos son dispositivos semiconductores unidireccionales. Cuando circula corriente a través de ellos, los electrones libres del a capa N se mueven a través del diodo y se combinan con los agujeros vacíos de la capa P. Esto implica una caída de la banda de conducción a un menor orbital, de manera que los electrones liberan energía en forma de fotones.
El tamaño del salto de banda define el color de la luz.

Para conseguir que un LED produzca luz blanca, se utiliza una fina capa de fósforo sobre un LED de color azul. Y para producir color, la composición de la capa de fósforo ha de ser controlada químicamente.

Existe una amplia gama de blancos que esta comprendida entre la temperatura de 2700K hasta los 5300K.
Además su Ra es mayor de 90 y su eficacia está entre los 50-90lm/W. Actualmente en laboratorio se llega a eficacias de 130 lm/W, pero dentro de luminaria y en condiciones de funcionamiento cuesta bajar de 100 lm/W.

Los LEDs tradicionales (ver Imagen 1) son los dispositivos más sencillos y presentan grandes limitaciones por culpa de la emisión térmica que producen.

Lámpara LED

Imagen - LED Convencional (Fuente: GLOBERED)

Actualmente se utilizan los LEDs de alta luminosidad, son más complejos porque incorporan elementos para disipar el calor que permiten soportar corrientes mayores para proporcionar más flujo luminoso

Partes de la lámpara

Imagen - Partes del LED

Funcionamiento

Los LEDs se diseñan para trabajar con corrientes concretas a diferencia de las lámparas que están construidas para trabajar con una tensión determinada.
Los diodos se alimentan con una fuente de corriente continua a través de una resistencia en serie que sirve para limitar y controlar la corriente para conseguir un correcto funcionamiento. Su conexión se muestra en la Imagen 3:

Lámpara LED

Imagen - Esquema de conexión de un LED (Fuente: ELT)

Los LEDs se alimentan con fuentes de alimentación, que dependen de la configuración de la lámpara, de corriente contínua para proporcionar y controlar la corriente que los atraviesa. El motivo fundamental es que las variaciones de la tensión pueden provocar la destrucción del LED cuando existe un aumento de potencia elevado. Por el contrario, una disminución de la potencia se aprovecha como método de regulación.

Modelos disponibles en el mercado

Los LEDs utilizados se diseñan a medida en cada luminaria.

Pero existen modelos disponibles en el mercado, para el cambio de las fuentes de luz actuales por esta nueva tecnología, que ya llevan incorporados sus correspondientes LED's. Algunos ejemplos, se muestran en la siguiente imagen:

modelos lamparas LED

Imagen - Modelos lámparas de LEDs (Fuente: PHILIPS y OSRAM)

Características Principales
Ventajas e inconvenientes
Aplicaciones

Los LED, gracias a la alta resistencia que tienen frente a las condiciones ambientales y sus ventajas frente a las lámparas incandescentes se pueden utilizar en cualquier ámbito de la iluminación exterior.

Led

Imagen - Aplicaciones de los LED (Fuente: PHILIPS)

Flujo luminoso | x

Cantidad de luz emitida por una fuente de luz en todas las direcciones del espacio, en lumen [lm]

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Intensidad luminosa | x

Flujo luminoso emitido por una fuente de luz en una dirección dada, en candelas [cd]

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Iluminancia | x

Flujo lumínico que incide sobre la unidad de superficie, en lux [lx]

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Luminancia | x

Intensidad luminosa por unidad de superficie aparente de una fuente que emite luz o que la refleja, captada por el ojo humano, en candela/metro2 [cd/m2]

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Uniformidad | x

La uniformidad hace referencia a la iluminancia proporcionada sobre la superficie de referencia, generalmente la iluminancia no será uniforme, pero es una magnitud importante para el confort y la visión.

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Deslumbramiento | x

Pérdida o disminución de la capacidad visual debido al exceso de luminancia del objeto que se observa o incide sobre el ojo.

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Contraste | x

Mide la relación entre la luminancia de un objeto y la luminancia de su fondo.

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Equilibrio Lumínico | x

El equilibrio lumínico es la uniformidad en 3D y de las luminancias. Es una magnitud muy compleja de calcular porque aunque el ojo humano no distingue entre los distintos niveles de iluminación del espacio, estos existen.

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Uniformidad General (Uo) | x

Relación entre la luminancia mínima y la luminancia media de una instalación

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Uniformidad longitudinal (UL) | x

Relación la luminancia mínima y máxima longitudinal de una instalación

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Uniformidad extrema (Ue) | x

Relación la iluminancia mínima y máxima de una instalación

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Uniformidad media (Um) | x

Relación la iluminancia mínima y la iluminancia media de una instalación

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Mantenimiento | x

La iluminancia inicial proporcionada por la instalación disminuye de manera gradual con el tiempo debido al uso, disminución de los lúmenes de las lámparas, a la suciedad del sistema, etc. Pero es posible mantener la iluminancia sobre un mínimo si se limpian las lámparas y luminarias, se reemplazan las lámparas quemadas o gastadas. Es decir, si se establece un programa de mantenimiento de la instalación.

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Eficacia luminosa | x

Flujo que emite una fuente de luz por cada vatio consumido, en lumen/vatio [lm/W]

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Distribución espectral | x

La distribución espectral representa la cantidad de energía radiada que emite la fuente de luz en las diferentes áreas visibles del espectro.

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Temperatura del color | x

La temperatura del color mide el grado de calidez o frialdad que reproduce una fuente de luz. Se expresa en grados Kelvin [K].

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Índice de reproducción cromática (IRC) | x

El IRC es la capacidad de la fuente de luz para reproducir fielmente el color, comparándola con un patrón de referencia.

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Depreciación Luminosa | x

La depreciación luminosa hace referencia a la pérdida de iluminancia que sufre la instalación a lo largo de uso.

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Adaptación | x

Habilidad del ojo para enfocar y ajustarse cuando hay cambios en el nivel de iluminación

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Capacidades Visuales | x

Habilidad del ojo para enfocar y ajustarse cuando hay cambios en el nivel de iluminación

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Vida Útil | x

La vida útil de una lámpara se define como el número de horas de funcionamiento antes de sufrir una depreciación del 30%.

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Tiempo de encendido | x

El tiempo de encendido es el tiempo necesario de las lámparas para llegar al nivel estable de flujo luminoso, arrancando en frío

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Flujo hemisférico superior instalado | x

Porcentaje de flujo emitido por encima del plano horizontal y el flujo total de la luminaria

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Índice de reflexión | x

Relación entre el flujo luminoso reflejado y el flujo incidente

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Deslumbramiento directo | x

Deslumbramiento que se produce por una luminaria situada dentro del campo visual.

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Fuentes de luz de alta intensidad (HID)| x

Dentro de este grupo se encuentran las lámparas de vapor de mercurio, halogenuros metálicos y vapor de sodio

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Agudeza visual| x

Capacidad del ojo para reconocer y distinguir detalles de objetos situados a distancias cortas.

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