Luminarias
Características de las luminarias
Características fotométricas
La principal función de la luminaria es distribuir el haz de luz en la dirección elegida. Para conseguirlo se utilizan las propiedades físicas de la luz siguientes:
- Reflexión por medio de reflectores o lamas
- Refracción por medio de cierres transparentes de estructura prismática
- Absorción por medio de sustancias traslúcidas u opacas.
La distribución fotométrica, se puede representar en forma de gráficos o matricialmente como se verá en el apartado de fotometría . Se utilizan para conocer la intensidad emitida en cada una de las direcciones del espacio.
Un ejemplo de curva que se verán en el apartado de fotometría es la curva polar:
Imagen - Curva Polar (Fuente: Manual de iluminación INDAL)
El rendimiento de una luminaria es (ηA) es la relación entre el flujo emitido por la luminaria y el flujo emitido por la lámpara. El rendimiento solo considera las pérdidas debidas al funcionamiento de la luminaria, sin tener en cuenta las posibles pérdiads por envejecimiento, deterioro suciedad, etc.
Se calcula mediante la siguiente fórmula:
Donde:
- ηA es el rendimiento de la luminaria
- ΦA es el flujo luminoso de la luminaria en lumen [lm]
- Φ0 es el flujo luminoso de la lámpara en lumen [lm]
El rendimiento de cada luminaria suele estar especificado en los catálogos de los fabricantes, como se muestra en la Imagen 5
Imagen - Rendimiento de una luminaria (Fuente: LAMP)
El factor de utilización es el flujo luminoso total que incide sobre la superficie a iluminar y el emitido por la lámpara.
Para calcularlo, se utiliza la siguiente relación
Donde:
- u es el factor de utilización
- Φn es el flujo luminoso sobre la superficie en lumen [lm]
- Φ0 es el flujo luminoso de la lámpara en lumen [lm]
La utilancia es la relación entre el flujo sobre la superficie iluminada y el flujo emitido por la luminaria.
Se calcula de la siguiente forma:
Donde:
- ηn es la utilancia
- Φn es el flujo luminoso de la superfície iluminada en lumen [lm]
- ΦA es el flujo luminoso de la luminaria en lumen [lm]
La relación entre estas variables es:
-
El flujo hemisférico superior instalado (FHSi) es el porcentaje de flujo emitido por encima del plano horizontal y el flujo total de la luminaria.
El flujo hemisférico inferior (FHI) es la diferencia en % del flujo total de la lámpara de una luminaria y el flujo hemisférico superior de la luminaria.
El FHS y FHI solo se aplican para luminarias de exterior
Imagen - Flujo Hemisferico Superior e Inferior
Imagen - Alumbrado por reflexión
Imagen - Alumbrado por refracción
Imagen - Alumbrado por absorción
Las características fotométricas se definen a partir de los siguientes parámetros:
Imagen - Factot Utilización (Fuente: Manuel García Gil)
Características térmicas
Las propias lámparas tienen temperaturas máximas admisibles en el centro de la ampolla exterior y en la unión entre el vidrio y el portalámpras.
Para las reactancias electromagnéticas se considera la temperatura que alcanza el bobinado. Normalmente está alrededor de los 130ºC. La temperatura del bobinado se identifica con las letras tw.
El calentamiento del bobinado de las reactancias se calcula por el método de variación de la resistencia con la fórmula:
Donde:
Para cualquier otro tipo de componente, como condensadores, equipos electrónicoss, etc. los fabricantes deben indicar la máxima temperatura que pueden alcanzar, conocida como temperatura máxima en envolvente, tiene como símbolo tc. Los condensadores llegan a temperaturas alrededor de los 85ªC y los arrancadores a 105ºC.
Las características térmicas se consideran para la posición de funcionamiento más desfavorable de la luminaria. No obstante, no solo se deben tener en cuenta las temperaturas máximas. Los cuerpos de las luminarias si están diseñados para soportar temperaturas bajas, pero los equipos auxiliares no soportan temperaturas inferiores a los -25ºC (según el fabricante).
El método de ensayo de calentamiento de las luminarias se realiza según la norma UNE-EN 60598 apartado 12.4. con las siguientes condiciones:
- Luminaria para lámpara incandescente: tensión para producir 1,05 veces la potencia nominal asignada.
- Luminaria para lámparas fluorescentes y otras lámparas de descarga: 1,06 veces la tensión asignada.
- Para determinar las temperaturas tw y tc la tensión de ensayo es 1,00 veces la tensión asignada. Excepto para los condensadores que es 1,06 veces la tensión asignada cuando estén asociados a luminarias con lámparas fluorescentes o otros tipos de lámparas de descarga.
Características resistencia al ambiente
La Sección 9 de la norma UNE-EN 60598:2009 especifica los requisitos y ensayos aplicables a las luminarias para su clasificación.
La nomenclatura del grado de protección es del tipo IPXX, donde:
La primera cifra indica el grado de protección contra la penetración de polvo u objetos extraños.
La segunda cifra indica el grado de protección frente a la penetración de agua en la luminaria.
El significado de los valores se encuentran en la Tabla 1.
Tabla - Grado de protección (Fuente: PHILIPS)
Una luminaria que tenga un grado de protección IP20 significa:
Características mecánicas
Tabla - Resistencia Mecanica Luminarias (Fuente: Norma UNE-EN 60598-1:2009/A11:2009)
El grado de protección frente a los choques mecánicos se indica añadiendo una cifra característica más en la nomenclatura IPXX.
Tabla - Clasificación EN-60598 contra impactos mecánicos (Fuente: Manual de iluminación INDAL)
La norma UNE-EN 50102:19969 indica el grado de protección proporcionado por los envolventes de materiales eléctricos contra los impactos mecánicos externos. Se codifica mediante el código IK y un número comprendido entre el 0 y el 10; a medida que el número aumenta indica que la energía del impacto mecánico sobre la envolvente es mayor.
Tabla - Grados de Protección IK (Fuente: R.E.B.T.)
Por último, las luminarias de alumbrado público y los proyectores exteriores deben cumplir la normativa UNE-EN 60598-2-3 y la norma UNE-EN 60598-2-5 respectivamente donde se indican los ensayos que deben realizar para comprobar la resistencia a la velocidad del viento. Se calcula para una velocidad de 150 km/h.
Características eléctricas
Las luminarias deben estar protegidas contra las descargas eléctricas tanto en funcionamiento normal como durante su mantenimiento y servicio. Del mismo modo que las características mecánicas y térmicas, las luminarias deben garantizar protección y seguridad a los usuarios de las mismas.
Para un correcto funcionamiento de la luminaria es importante que la tensión y frecuencia de alimentación de la lámpara sea compatible con conjunto equipo auxiliar y luminaria. Además deben utilizarse sistemas de protección adicionales como portalámparas, regletas, pasacables, etc.
La norma UNE-EN 60598 Sección 5 especifica los requisitos generales para la conexión eléctrica con la red de alimentación y para el cableado interno de las luminarias.
Para asegurar la resistencia eléctrica los aspectos a tener en cuenta son:
- - 0,75 mm2 para luminarias ordinarias
- 1,00 mm2 para cualquier otro tipo
Las luminarias se clasifican en función de la protección eléctrica que ofrecen en:
Clase 0: aislamiento principal sin conexión a tierra
Clase I: aislamiento principal con conexión a tierra
Clase II: aislamiento doble o reforzado sin conexión a tierra
Clase III: luminarias creadas para conectar a circuitos de baja tensión, sin otros circuitos internos o externos que superen el voltaje de baja tensión
Tabla - Clasificación Protección Eléctrica (Fuente: PHILIPS)
Marcado
Las luminarias están etiquetadas para consultar e identificar fácilmente las características comentadas en los apartados anteriores.
La norma UNE-EN 60598 Sección 3 especifica la información que deben marcarse sobre las luminarias. Las características principales del marcado son:
Las características que deben aparecer en el marcado de las luminarias son:
Endurancia
La norma UNE-EN 60598:2009 Sección 12.3 especifica los requisitos para el ensayo de la endurancia de la luminaria para comprobar que la luminaria no deja de funcionar prematuramente bajo las condiciones de calentamiento o enfriamiento sufridos durante los ciclos de servicio. El ensayo consiste en:
- Para lámparas con funcionamiento anormal:168 horas (7 ciclos de 21 horas encendida y 3 horas apagada)
- Para lámparas sin funcionamiento normal: 240 horas (10 x 24 ciclos en funcionamiento normal)
- Funcionamiento en un recinto con temperatura 35ºC ±2
- Duración de la prueba:
Las fisuras, chamuscados y deformaciones son síntomas de un posible deterioro peligroso de la luminaria.
Características Funcionales
Las características funcionales que deben presentar las luminarias son:
Diseño
El diseño de las luminarias es un factor que puede no parecer determinante en la elección de la luminaria. Pero para proyectos de iluminación de exteriores sí que puede ser. Entre las características de diseño que debe tener una luminaria están:
Ejemplo aplicación de nomenclatura
A continuación se muestran algunos ejemplos de las características que se encuentran en los catálogos de luminarias:
Según las características comentadas anteriormente, esta luminaria es: