Reconversión y optimización del sistema de alumbrado público en municipios

AHORRO DE ENERGÍA
Reconversión y optimización del sistema de alumbrado público en municipios

El INTI, a través de la Unidad Técnica de Luminotecnia del Centro Física y Metrología, brinda asistencia a entidades públicas y privadas orientada a la racionalización técnica y económica de las instalaciones de alumbrado público y de grandes espacios iluminados tendientes a lograr menores gastos de explotación. Esto es posible mediante la implementación de un proyecto que contemple la reutilización de parte de las instalaciones existentes con la ejecución de proyectos optimizados de instalaciones nuevas. En este sentido, el INTI ha realizado trabajos de reconversión de las instalaciones de alumbrado público en diversas municipalidades de todo el país, como en Mar del Plata, Santa Fe, Buenos Aires, Salta, Tucumán, La Pampa, Misiones, Gran Buenos Aires y en la Ciudad de Buenos Aires.

Con el fin de promover el ahorro energético y la seguridad eléctrica, también se ha colaborado en la preparación de una propuesta de recomendación nacional referente al proyecto y ejecución de instalaciones de alumbrado público, lo cual ha conducido a unificar criterios y procedimientos, que se han plasmado en la Norma IRAM – AADL J 2022.

Cuando el INTI inició esta actividad, era una práctica común para las municipalidades comprar por puntos luminosos sin considerar la calidad del material provisto. A su vez, generalmente las compras se orientaban por los precios más económicos y no por el material más adecuado
 En una obra de alumbrado público, como parte de la información técnica, el municipio debe solicitar en los pliegos de licitación los datos fotométricos de la luminaria, el cumplimiento de los parámetros luminotécnicos exigidos en calzada y el cumplimiento con los requisitos de hermeticidad y estanqueidad, entre otra información. Para ello, el área de Luminotecnia interviene también asesorando a los Municipios en la redacción del pliego de especificaciones técnicas y evaluando la oferta técnica.

Aunque aún quedan Municipios que siguen comprando a la vieja usanza, se puede decir que en general, se ha establecido un nuevo concepto de compra a partir de una calidad mínima requerida.

El uso ineficiente de los recursos
 Como resultados de las visitas realizadas a diferentes localidades, se puede afirmar que en general existe un importante exceso de potencia instalada por cuadra. Esto se debe, por un lado, a la mala calidad de algunas luminarias que generalmente iluminan más los frentes de las casas que la calle generando un despilfarro de energía de entre 5 y 8 veces mayor que el necesario. Son diversas las variantes que intervienen en esta situación: la altura y ubicación de las columnas, el tipo de luminaria, la calidad de la misma y sus componentes y las condiciones de poda de la zona, entre otras. Si bien muchos municipios poseen las columnas adecuadas (en cuanto a altura y penetración en calzada), las luminarias se encuentran en medio de los árboles debido a que no se realiza una poda conciente. Ésta implicaría, por ejemplo, incorporar un cono en la zona de la luminaria para que la luz llegue a la calzada y a las veredas.

También, en muchos casos se ha detectado que las potencias instaladas suelen duplicar en capacidad a las necesarias. Esto sucede por un mal mantenimiento de las luminarias que conlleva a instalar lámparas de mayor potencia para mantener el mismo nivel de iluminación. Las recomendaciones orientadas al tipo y potencia de lámpara que debe emplearse se basan en mediciones previas sobre la cantidad de luz que emite cada lámpara instalada (medida en lúmenes) para determinar su eficiencia. Por ejemplo, las lámparas incandescentes poseen alrededor de 10 lúmenes por Watt consumido (lm/W), las de descarga a vapor de sodio de alta presión, del orden de 110 lm/W y las de vapor de mercurio alrededor de 70 lm/W. Esto implica que, de no haber inconvenientes en el suministro eléctrico, debería migrarse al uso de las lámparas de sodio por ser más eficientes. Sin embargo, también es necesario analizar previamente la luminaria para corroborar que ésta sea compatible con el nuevo tipo de lámpara.

A su vez, es importante realizar un análisis de la tensión en la columna de alumbrado debido a que las lámparas de sodio son sensibles a la variación de tensión y por debajo de los 205 Volts suelen apagarse.

 Otro aspecto importante, concierne al costo de la energía, ya que éste difiere según la zona. Existen municipios que están pagando 8 centavos por Kw. y otros algo más de 20 centavos, dependiendo del costo de la tarifa del lugar. En general, se trata de cobrar la tasa de alumbrado en la factura eléctrica, pero como no existe un cómputo real de la potencia consumida por el alumbrado público en el municipio, la tasa de alumbrado, que debe estar conformada por los gastos de mantenimiento y explotación, carece de una base real de cálculo.

 Cuando no se alcanza a cubrir el costo del mantenimiento, se hace necesario realizar un análisis exhaustivo de los costos reales de explotación del sistema. En este sentido, se ha observado que si se cambiaran todas las luminarias por otras eficientes sería posible amortizar la inversión necesaria para dicho cambio con el ahorro de energía en plazos que van del año y medio a los 4 años. A partir de ese momento se tendría un importante ahorro en el importe de la factura de la prestataria del servicio eléctrico que oscilaría entre el 10% y el 30% en promedio.

En la Ciudad de Junín, se encaró la reconversión de las instalaciones de alumbrado público de toda la ciudad, proyectándose también la iluminación de los accesos y del puente sobre la ruta mediante la utilización de 5 mil luminarias (que equivalen a la iluminación de 170 km. de vías de tránsito). Para ello, se evaluó el estado previo de la instalación, se realizó una clasificación de calles y se analizó el grado de aprovechamiento del material existente. Una vez concluidos dichos trabajos, se elaboró el Proyecto de Reconversión Técnico Económica con distintas variantes que permitió la reconversión de la instalación generando un ahorro anual en el gasto de energía del 30%.

 Fuente: INTI

Decálogo del buen usuario para el uso racional de energía

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Decálogo del buen usuario para el uso racional de energía

Para contribuir al plan que impulsó el Gobierno Nacional, CADIEEL ofrece diez reglas básicas que los usuarios pueden poner en práctica para el uso eficiente y racional de energía en el hogar sin dejar de disfrutar de todos su beneficios.

 

 

1. Reemplace las lámparas de luz incandescentes por las de bajo consumo. Si bien el precio es superior, la duración de las lámparas de bajo consumo es 6 veces mayor lo que permite amortizar el gasto y el consumo se reduce a la quinta parte en esa boca de luz.

 

2. Mantenga los equipos de aire acondicionado alrededor de 24º C, este nivel asegura una temperatura agradable y no es necesario llevar el equipo a niveles aún más bajos porque la energía utilizada aumenta notablemente. Es importante limpiar sus filtros mensualmente.

Mientras haga uso del aparato mantenga puertas y ventanas cerradas, a efectos de impedir el ingreso del aire exterior, de esta manera hace un uso más adecuado de su equipo. Además, apáguelo si sale de su casa. De esta manera evitará un gasto innecesario.

 

3. Aproveche al máximo la luz solar. La decisión tomada por el gobierno de adelantar una hora durante el lapso veraniego tiene como objeto también aprovechar mejor la luz natural en la tarde-noche. Realice el mayor número de actividades aprovechando la iluminación solar. Si va tener una jornada larga de trabajo es preferible iniciarla antes en la mañana que prolongarla en la tarde/noche.

 

4. Realice un buen mantenimiento de Heladeras y equipos de refrigeración. Entre las variables a tener en cuenta figuran:

 

- Mantener la parte trasera de la heladera y el congelador limpio y ventilado, ya que instalados en malas condiciones consumen hasta un 15% más.

- Descongelar antes de que la capa de hielo alcance 3 mm de espesor: se podrá conseguir un ahorro de hasta 30%.

- Comprobar que las gomas de las puertas (burletes) estén en buenas condiciones y cierren correctamente: se evitará pérdidas de frío.

- Mantener una temperatura de 6º C en el compartimiento de refrigeración y de -18º C en el de congelación. Cada grado que reduzca la temperatura, aumentará, innecesariamente, un 5% el consumo de energía.

 

5. La mayor parte de la energía que usan los lavarropas (entre el 80% y el 85%) se utiliza para calentar el agua. Por lo tanto, lave, siempre que se pueda, con los programas de baja temperatura. Intente que, tanto el lavarropa como el secarropa trabajen siempre a plena carga. Use sólo el jabón necesario, el exceso produce mucha espuma y esto hace que el motor trabaje más de lo necesario.

 

6. Revise la superficie de la plancha: debe estar siempre limpia para transmitir el calor de manera más uniforme. Rocíe ligeramente la ropa sin humedecerla demasiado. Planche la mayor cantidad posible de ropa en cada sesión. La cantidad de electricidad que requiere la plancha para calentarse se desperdicia cuando se utiliza en pocas prendas.

 

7. Encienda el televisor sólo cuando realmente desee ver algún programa.Mantenga bajos los niveles de iluminación en el lugar donde está instalada la TV, así se evitarán los reflejos en la pantalla y ahorrará energía en iluminación.

 

8. Apague el monitor de la computadora si no va a utilizarla por cierto tiempo. Esto equivale a dejar de utilizar una lámpara incandescente de 75 watts. Apague el aparato durante la noche.

 

9. Apague los aparatos que producen calor antes de terminar de usarlos –planchas, ollas eléctricas, alisador de cabello- así aprovechará el calor remanente.

 

10. Utilice colores claros en las cortinas. Así logrará una mejor iluminación natural y podrá reducir el alumbrado artificial. Lo mismo vale si planea repintar paredes y cielorrasos.

Ahorro de energía - la hora del planeta 2012

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Earth Hour 2009: La hora en que el mundo se une contra el cambio climático

El 28 de marzo entre las 20.30 y 21.30, tenemos una cita con el Planeta para demostrar que la lucha contra el Cambio Climático es posible. La idea consiste en apagar por una hora luces y equipos electrodomésticos para hacer frente al calentamiento global.
Esta iniciativa de WWF es la mayor campaña en defensa del medio ambiente de la historia en la que participarán 1.200 millones de personas. La Hora del Planeta está implicando a los gobiernos, ciudadanos y empresas en una acción conjunta para llamar la atención sobre los efectos del calentamiento global y exigir a los líderes políticos que actúen para controlar las emisiones de CO2 antes de que sea demasiado tarde. 

Más de 4.000 ciudades de 84 países se han comprometido ya a apagar las luces de sus edificios más emblemáticos, como gesto simbólico de apoyo a La Hora del Planeta. 

Earth Hour, La Hora del Planeta, empezó en 2007 en Australia como una iniciativa de la WWF para apagar las luces durante una hora que el 2008 se convirtió en un fenómeno global.


La idea no es, obviamente, que ese descenso en el consumo de electricidad durante una hora sea especialmente significativo en cuanto al consumo de recursos, sino la de concienciar a personas, empresas y gobiernos sobre la necesidad de hacer un consumo responsable de la energía de la que disponemos; el objetivo añadido de este año es lanzar un mensaje a los líderes mundiales de cara a la Conferencia sobre Cambio Climático de Copenhague. 

Por supuesto no se trata de apagar el alumbrado público, ni de dejar sin luz hospitales, servicios de emergencia, semáforos, ni nada parecido, pues se pretende que la iniciativa se celebre en un ambiente seguro para todo el mundo.

La Hora del Planeta de 2007 se celebró únicamente en Sydney y participaron más de dos millones de personas, 2.100 empresas, cines, teatros, restaurantes, bares, discotecas, clubes deportivos, escuelas, iglesias y famosos, según estadísticas registradas, recordó la WWF.


El objetivo principal de La Hora del Planeta es unir a las personas, las compañías y los gobiernos del mundo entero por medio del acto simbólico de oprimir un interruptor. La Hora del Planeta por sí misma no disminuirá nuestra huella de carbono, pero les comunicará a todos aquellos que ocupan cargos de poder que nosotros, como individuos y comunidades, estamos exigiendo acciones para frenar el cambio climático. 

Cada quien decide qué luces apagar, pero las más comunes suelen ser los focos en las habitaciones (sean estos los de su casa o de una oficina o negocio), la iluminación exterior que no afecte la seguridad, los computadores, las luces decorativas, los avisos de neón publicitarios, los televisores, las lámparas de mesa, etc.



Buenos Aires se suma al apagón mundial contra el cambio climático 
La Hora del Planeta es un evento a escala mundial de World Wildlife Fund (WWF), coordinada en la Argentina por la Fundación Vida Silvestre, que pretende demostrar a los gobiernos, ciudadanos y empresas que es posible una acción conjunta contra el cambio climático para reflexionar sobre nuestros hábitos de consumo de energía. “Es una oportunidad para que el Estado empiece a implementar políticas integrales y de esta forma, impactar menos en el medio ambiente y para que la población tome conciencia de que pueden modificarse los hábitos de consumo de diversas formas. Si bien necesitamos realizar cambios profundos, éstos no implican un pérdida en la calidad de vida de los ciudadanos”, sostuvo Diego Moreno, director general de la Fundación Vida Silvestre Argentina.

El objetivo es lanzar un mensaje a los líderes mundiales de cara a la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático que se realizará en Copenhague, Dinamarca, del 7 al 18 de diciembre de 2009, recordándoles que el mundo necesita un compromiso de acción decidida para reducir la emisión de gases invernadero. 
Este año, la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, junto con las principales ciudades del mundo, se unirá a La Hora del Planeta apagando monumentos y edificios emblemáticos como el Obelisco.


Apaga la luz. Actúa. 

Ventajas de las lámparas fluorescentes

Ventajas de las lámparas fluorescentes 
Entre las ventajas de las lámparas fluorescentes se encuentran las siguientes: 

-Aportan más luminosidad con menos watt de consumo.
-Tienen bajo consumo de corriente eléctrica.
-Poseen una vida útil prolongada (entre 5 mil y 7 mil horas).
-Tienen poca pérdida de energía en forma de calor. 

La vida útil de una lámpara fluorescente se reduce o termina por los siguientes motivos: 

-Desgaste de la sustancia emisora que recubre el filamento de tungsteno compuesta de calcio (Ca) y magnesio (Mg).
-Pérdida de la eficacia de los polvos fluorescentes que recubren el interior del tubo.
-Ennegrecimiento del tubo en sus extremos.
-Excesivo número de veces que se enciende y apaga de forma habitual la lámpara en períodos cortos de tiempo. 

¿Como funcionan las lamparas fluorescentes?

1. Cuando activamos el interruptor de una lámpara de luz fluorescente que se encuentra conectada a la red doméstica de corriente alterna, los electrones comienzan a fluir por todo el circuito eléctrico, incluyendo el circuito en derivación donde se encuentra conectado el cebador
   
   
2. El flujo de electrones de la corriente eléctrica al llegar al cebador produce un arco o chispa entre los dos electrodos situados en su interior, lo que provoca que el gas neón (Ne) contenido también dentro de la cápsula de cristal se encienda. El calor que produce el gas neón encendido hace que la plaquita bimetálica que forma parte de uno de los dos electrodos del cebador se curve y cierre un contacto eléctrico dispuesto entre ambos electrodos.
   
   
3. Cuando el contacto del cebador está cerrado se establece el flujo de corriente eléctrica necesario para que los filamentos se enciendan, a la vez que se apaga el gas neón.
   
   
4. Los filamentos de tungsteno encendidos provocan la emisión de electrones por caldeo o calentamiento y la ionización del gas argón (Ar) contenido dentro del tubo. Esto crea las condiciones previas para que, posteriormente, se establezca un puente de plasma conductor de la corriente eléctrica por el interior del tubo, entre un filamento y otro.
   
   
5. La plaquita bimetálica del cebador, al dejar de recibir el calor que le proporcionaba el gas neón encendido, se enfría y abre el contacto dispuesto entre los dos electrodos. De esa forma el flujo de corriente a través del circuito en derivación se interrumpe, provocando dos acciones simultáneas:
   
   a. Los filamentos de la lámpara se apagan cuando deja de pasar la corriente eléctrica por el circuito en derivación.
   
   b. El campo electromagnético que crea en el enrollado del balasto la corriente eléctrica que también fluye por el circuito donde éste se encuentra conectado, se interrumpe bruscamente. Esto provoca que en el propio enrollado se genere una fuerza contraelectromotriz, cuya energía se descarga dentro del tubo de la lámpara, en forma de arco eléctrico. Este arco salta desde un extremo a otro del tubo valiéndose de los filamentos, que una vez apagados se convierten en electrodos de la lámpara.
   
   
6. Bajo estas nuevas condiciones, la corriente de electrones, que en un inicio fluía a través del circuito en derivación de la lámpara donde se encuentra conectado el cebador, comienza hacerlo ahora atravesando interiormente el tubo de un extremo a otro, valiéndose de los dos electrodos.
   
   
7. La fuerte corriente que fluye por dentro del tubo provoca que los electrones comiencen a chocar con los átomos del gas argón, aumentando la cantidad de iones y de electrones libres. Como resultado se crea un puente de plasma, es decir, un gas compuesto por una gran cantidad de iones y de electrones libres, que permite que estos se muevan de un extremo a otro del tubo.
   
   
8. Esos electrones libres comienzan a chocar con una parte de los átomos de mercurio (Hg) contenidos también dentro del tubo, que han pasado del estado líquido al gaseoso debido a la energía que liberan dichos electrones dentro del tubo. Los choques de los electrones libres contra los átomos de mercurio excitan a sus electrones haciendo que liberen fotones de luz ultravioleta.
   
   
9. Los fotones de luz ultravioleta, invisibles para el ojo humano, impactan a continuación contra la capa de fósforo (P) que recubre la pared interior del tubo fluorescente. El impacto excita los electrones de los átomos fósforo (P), los que emiten, a su vez,  fotones de luz visible, que hacen que el tubo se ilumine con una luz fluorescente blanca.
   
   
10. El impacto de los electrones que se mueven por el puente de plasma contra los dos electrodos situados dentro del tubo, hace que estos se mantengan calientes (a pesar de que los filamentos se encuentran ya apagados). Mantener caliente esos dos electrodos se hace necesario para que la emisión de electrones continúe y el puente de plasma no se extinga. De esa forma, tanto el ciclo de excitación de los átomos de vapor de mercurio como el de los átomos de fósforo dentro del tubo continúa, hasta tanto activemos de nuevo el interruptor que apaga la lámpara y deje de circular la corriente eléctrica por el circuito.

Sistemas de Iluminación: Lámparas y Luminarias Eficientes

El sistema de iluminación representa dentro del consumo energético de los servicios generales de un edificio, un porcentaje significativo. El sector Oficinas es el que tiene un mayor peso relativo de la iluminación en el consumo energético, con un 33%, seguido por los centros comerciales con un 24%.

El aprovechamiento máximo de la luz natural, junto con la aplicación de tecnologías eficientes de alumbrado y sistemas de control de la iluminación, permiten reducir el consumo de energía de este sistema entre un 15% y un 50%.

Para poder elegir la iluminación más adecuada en cada recinto, es necesario conocer los siguientes conceptos:

Flujo luminoso (unidad=lumen)

Es la cantidad de luz que emite una lámpara determinada. Este concepto está relacionado con el de eficacia luminosa o rendimiento luminoso, que es la relación entre la cantidad de luz producida por la fuente (lúmenes) y la potencia eléctrica consumida de la red para su funcionamiento.

Eficacia luminosa (lm/W)

Es la relación entre el flujo luminoso de una fuente de luz y la potencia consumida en ella.

Intensidad luminosa (candela)

Intensidad con la que una fuente de luz proyecta la luz en una dirección determinada.

Iluminancia (lx)

Es el flujo luminoso recibido por unidad de superficie.

Luminancia (candela/m2)

Sensación de claridad que produce una fuente de luz o una superficie iluminada.

Componentes:

Lámparas

Para elegir el tipo de lámpara más adecuado para cada uso se tendrá en cuenta: el flujo, la eficacia o rendimiento, la vida útil y la temperatura de color.

Luminarias

Se denomina luminaria a la unidad destinada a albergar una o varias lámparas y se utiliza para focalizar la luz y evitar que esta se desperdicie.

Equipos Auxiliares

Los equipos auxiliares, reactancias o balastos, son accesorios para utilizar en combinación con las lámparas de descarga, limitando la corriente que circula por ellas, a los valores exigidos para un funcionamiento correcto.

Nota: las lámparas de descarga son aquellas en las que la luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos (fluorescente, vapor de mercurio o sodio).

Tipo de alumbrado	Magnético	Electrónico
Fluorescencia	25 %	10 %
Descarga	20 %	8 %
Halógena baja tensión (12V)	20 %	7 %

El consumo del equipo auxiliar puede representar un incremento del 5 % al 30 % sobre el consumo de la lámpara. Las lámparas halógenas de bajo voltaje (12 V) requieren de transformador para su funcionamiento. Todo transformador tiene unas pérdidas (transformación en calor) que en función de su construcción y potencia varían del 10 % al 20 %.

Equipos de control y regulación

Elementos responsables de la "gestión energética" de los sistemas de iluminación.

Alumbrado interior

Pulsador temporizado: Activa la iluminación de forma manual y la desactiva automáticamente tras un tiempo programado.

Detector de presencia: Activa la iluminación en respuesta a movimientos y la desactiva tras un tiempo programado.

Célula fotosensible: Activa la iluminación respondiendo al nivel de luz exterior.

Dimmer: Regula la intensidad luminosa de las lámparas, de forma manual o en combinación con células.

Alumbrado exterior

Reloj astronómico: Activa y apaga la iluminación de acuerdo con las horas de ocaso y de orto del lugar en el que está instalado.

Célula fotosensible o interruptor crepuscular: Activa y apaga la iluminación de acuerdo con el nivel de luz ambiente. Se suele usar en combinación con el reloj astronómico.

Reactancia de doble nivel: Activa un nivel de flujo reducido con un horario programado.

Estabilizador de tensión: Estabiliza la tensión de alimentación. Se instalan en cabecera de línea.

Reductor de tensión: Activa niveles de flujo reducido. Se instalan en cabecera de línea.

Regulador-Estabilizador de flujo: Activa niveles de flujo reducido y estabiliza la tensión. Se instala en cabecera de línea.

Medidas de Eficiencia:

Lámparas

·         Adecuar el nivel de iluminación al recomendado, en función de las necesidades.

·         Limpiar las lámparas y sustituir aquellas en las que el flujo se haya reducido hasta condiciones no adecuadas. La acumulación de polvo en los sistemas de alumbrado hace que se pierda hasta un 10% en iluminación.

·         La duración de los tubos fluorescentes se especifica para una conexión por cada tres horas de funcionamiento. Si se realizan conexiones cada poco tiempo, la duración de la lámpara se acorta.

·         Usar colores claros en las paredes, muros y techos, porque los colores oscuros absorben gran cantidad de luz y obligan a utilizar más lámparas.

Luminarias

·         Limpieza de luminarias para obtener el máximo rendimiento.

·         Utilizar luminarias apropiadas como las pantallas difusoras con rejillas. No utilizar difusores o pantallas opacas, porque generan pérdidas de luz.

·         Instalar superficies reflectoras, porque dirigen e incrementan la iluminación y posibilitan la reducción de lámparas en la luminaria.

Equipos Auxiliares

·         La utilización de los balastos electrónicos elimina el zumbido y parpadeo de las lámparas, lo que produce la disminución de la fatiga visual.

·         Utilizar balastos electrónicos, permite ahorrar energía hasta un 10%, corrige el factor de potencia, así como incrementa la vida útil de las lámparas fluorescentes.

·         Los balastos electrónicos debido a la baja aportación térmica que presentan, permiten disminuir las necesidades en aire acondicionado.

Equipos de Control y Regulación

·         Aprovechar la entrada de luz natural, utilizando protecciones solares móviles, claraboyas y lucernarios que permitan su entrada.

·         En áreas que precisen distintos niveles de iluminación con periodicidad variable, resulta aconsejable instalar reguladores de intensidad luminosa.

·         Sectorizar los circuitos de iluminación, de modo que se puedan conectar solamente las lámparas necesarias en la zona de trabajo.

Ejemplo de ahorro energético en una instalación

Reforma del sistema de iluminación para un edificio de oficinas, con las características de partida siguientes:

·         Poco aprovechamiento de la luz natural.

·         Encendido centralizado por plantas.

·         No dispone de sistema de regulación.

·         Balastos electromagnéticos.

·         Las lámparas son fluorescentes de 2x 36mm de diámetro.

Se propone sustituir las lámparas y luminarias por otras de alta eficiencia energética, lámparas de trifósforo con balastos electrónicos y un sistema de control y regulación basado en células fotoeléctricas para el aprovechamiento de la luz natural.

Glosario de Iuminacion

Balasto

Pieza auxiliar del equipo necesaria para encender y controlar correctamente el flujo de la corriente a las fuentes de luz por descarga de gas, como las lámparas fluorescentes y las de descarga de alta intensidad.

Balasto electromagnético

Balasto utilizado con lámparas de descarga formado fundamentalmente por hilos de cobre enrollados similares a los de un transformador en un núcleo de acero o hierro 

Balasto electrónico

Nombre abreviado del balasto electrónico de alta frecuencia de una lámpara fluorescente. Los balastos electrónicos utilizan componentes electrónicos, y normalmente hacen funcionar las lámparas fluorescentes en frecuencias de 25-35 kHz. Ventajas: mayor eficacia de la lámpara, pérdidas de balasto reducidas y balastos más pequeños y ligeros con respecto a los balastos electromagnéticos. Los balastos electrónicos también pueden utilizarse con lámparas HID (acrónimo inglés para descarga de alta intensidad) 

Factor de balasto

Es el porcentaje del flujo lumínico nominal que puede esperarse al utilizar la lámpara con un balasto comercial específico. Por ejemplo, un balasto con un factor de balasto de 0,93 hará que emita un 93% de su potencia lumínica nominal. Un balasto con un factor de balasto inferior emite menos luz y normalmente consume menos energía.

Lámpara de mercurio

Fuente de luz de descarga de alta intensidad que funciona a una presión relativamente alta (aproximadamente 1 atmósfera) y una temperatura a la que la mayoría de la luz la produce radiación procedente de vapor de mercurio excitado. Los revestimientos de fósforo de algunas lámparas generan luz adicional y mejoran la reproducción del color.

Lámpara de sodio de alta presión

Son lámparas de descarga de alta intensidad que generan luz mediante una descarga eléctrica a través de vapor de sodio, que funciona a presiones y temperaturas relativamente altas. GE comercializa estas lámparas con el nombre registrado de Lucalox®.

Lámpara fluorescente

Lámpara de alta eficiencia que usa una descarga eléctrica mediante vapor de mercurio a baja presión para generar energía ultravioleta (UV). La energía UV excita los materiales de fósforo aplicados como una capa delgada en la parte interna de un tubo de vidrio que forma la estructura de la lámpara. Los fósforos transforman la radiación UV en luz visible.

Lámpara fluorescente compacta

Término general aplicado a las lámparas fluorescentes de un extremo con tubos de diámetro inferior doblados para adoptar una forma compacta. AlgunasSome CFLs have integral ballasts and medium or candelabra screw bases for easy replacement oAlgunas lámparas fluorescentes compactas tienen balastos integrales y bases de roscado medias o de candelabro para sustituir con facilidad las lámparas incandescentes.

Lámpara fluorescente compacta

Término general aplicado a las lámparas fluorescentes con un solo extremo y tubos de diámetro inferior doblados para adoptar una forma compacta. Algunas lámparas fluorescentes compactas tienen balastos integrales y bases de roscado medias o de candelabro para sustituir con facilidad las lámparas incandescente

Lámpara halógena

Una lámpara halógena es una lámpara incandescente con un filamento rodeado por gases halógenos, como yodo o bromo. Los gases halógenos permiten usar los filamentos a temperaturas más altas y con mayor eficacia. El halógeno participa en un ciclo de transporte de tungsteno, devolviendo tungsteno a la lámpara y prolongando su vida útil.

Vida útil nominal de la lámpara

Para la mayor parte de tipos de lámparas, la vida útil es el periodo de tiempo transcurrido entre el primer uso y el momento en que el 50% de las lámparas ha dejado de funcionar. Es posible definir la vida útil de una lámpara basándose en consideraciones prácticas sobre la depreciación del lumen y el cambio de color

Voltaje

Medida de la fuerza electromotiva en un circuito eléctrico o un dispositivo, expresada en voltios. El voltaje puede considerarse análogo a la presión en un conducto de agua.

Voltaje de circuito abierto

Voltaje de circuito abierto medido en la toma de la lámpara, con el balasto encendido. Resulta peligroso introducir un voltímetro en este tipo de toma sin un conocimiento preciso del balasto, puesto que podría haber voltajes extremadamente altos.

Voltaje de funcionamiento

Para lámparas de descarga eléctricas, es el voltaje medido en la descarga cuando la lámpara está en funcionamiento. Está determinado por el contenido de la cámara y es en cierto modo independiente del balasto y otros factores externos.

Lamparas de descarga - clases

Las lámparas de descarga se pueden clasificar según el gas utilizado (vapor de mercurio o sodio) o la presión a la que este se encuentre (alta o baja presión). Las propiedades varían mucho de unas a otras y esto las hace adecuadas para unos usos u otros.

• Lámparas de vapor de mercurio:
• Baja presión:
• Lámparas fluorescentes
• Alta presión:
• Lámparas de vapor de mercurio a alta presión
• Lámparas de luz de mezcla
• Lámparas con halogenuros metálicos
• Lámparas de vapor de sodio:
• Lámparas de vapor de sodio a baja presión
• Lámparas de vapor de sodio a alta presión

Lámparas de vapor de mercurio

Lámparas fluorescentes

Las lámparas fluorescentes son lámparas de vapor de mercurio a baja presión (0.8 Pa). En estas condiciones, en el espectro de emisión del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas en la banda de 253.7 nm. Para que estas radiaciones sean útiles, se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles. De la composición de estas sustancias dependerán la cantidad y calidad de la luz, y las cualidades cromáticas de la lámpara. En la actualidad se usan dos tipos de polvos; los que producen un espectro continuo y los trifósforos que emiten un espectro de tres bandas con los colores primarios. De la combinación estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color sin penalizar la eficiencia como ocurre en el caso del espectro continuo.

Lámpara fluorescente

Las lámparas fluorescentes se caracterizan por carecer de ampolla exterior. Están formadas por un tubo de diámetro normalizado, normalmente cilíndrico, cerrado en cada extremo con un casquillo de dos contactos donde se alojan los electrodos. El tubo de descarga está relleno con vapor de mercurio a baja presión y una pequeña cantidad de un gas inerte que sirve para facilitar el encendido y controlar la descarga de electrones.

La eficacia de estas lámparas depende de muchos factores: potencia de la lámpara, tipo y presión del gas de relleno, propiedades de la sustancia fluorescente que recubre el tubo, temperatura ambiente... Esta última es muy importante porque determina la presión del gas y en último término el flujo de la lámpara. La eficacia oscila entre los 38 y 91 lm/W dependiendo de las características de cada lámpara.

Balance energético de una lámpara fluorescente

La duración de estas lámparas se sitúa entre 5000 y 7000 horas. Su vida termina cuando el desgaste sufrido por la sustancia emisora que recubre los electrodos, hecho que se incrementa con el número de encendidos, impide el encendido al necesitarse una tensión de ruptura superior a la suministrada por la red. Además de esto, hemos de considerar la depreciación del flujo provocada por la pérdida de eficacia de los polvos fluorescentes y el ennegrecimiento de las paredes del tubo donde se deposita la sustancia emisora.

El rendimiento en color de estas lámparas varía de moderado a excelente según las sustancias fluorescentes empleadas. Para las lámparas destinadas a usos habituales que no requieran de gran precisión su valor está entre 80 y 90. De igual forma la apariencia y la temperatura de color varía según las características concretas de cada lámpara.

Apariencia de color	Tcolor (K)
Blanco cálido	3000
Blanco	3500
Natural	4000
Blanco frío	4200
Luz día	6500

Las lámparas fluorescentes necesitan para su funcionamiento la presencia de elementos auxiliares. Para limitar la corriente que atraviesa el tubo de descarga utilizan el balasto y para el encendido existen varias posibilidades que se pueden resumir en arranque con cebador o sin él. En el primer caso, el cebador se utiliza para calentar los electrodos antes de someterlos a la tensión de arranque. En el segundo caso tenemos las lámparas de arranque rápido en las que se calientan continuamente los electrodos y las de arranque instantáneo en que la ignición se consigue aplicando una tensión elevada.

Más modernamente han aparecido las lámparas fluorescentes compactas que llevan incorporado el balasto y el cebador. Son lámparas pequeñas con casquillo de rosca o bayoneta pensadas para sustituir a las lámparas incandescentes con ahorros de hasta el 70% de energía y unas buenas prestaciones.

Lámparas de vapor de mercurio a alta presión

A medida que aumentamos la presión del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga, la radiación ultravioleta característica de la lámpara a baja presión pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible (violeta de 404.7 nm, azul 435.8 nm, verde 546.1 nm y amarillo 579 nm).

Espectro de emisión sin corregir

En estas condiciones la luz emitida, de color azul verdoso, no contiene radiaciones rojas. Para resolver este problema se acostumbra a añadir sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro. De esta manera se mejoran las características cromáticas de la lámpara. La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con índices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente. La vida útil, teniendo en cuenta la depreciación se establece en unas 8000 horas. La eficacia oscila entre 40 y 60 lm/W y aumenta con la potencia, aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia añadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visible.

Balance energético de una lámpara de mercurio a alta presión

Los modelo más habituales de estas lámparas tienen una tensión de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la red de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares. Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar próximo a uno de los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales. A continuación se inicia un periodo transitorio de unos cuatro minutos, caracterizado porque la luz pasa de un tono violeta a blanco azulado, en el que se produce la vaporización del mercurio y un incremento progresivo de la presión del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales. Si en estos momentos se apagara la lámpara no sería posible su reencendido hasta que se enfriara, puesto que la alta presión del mercurio haría necesaria una tensión de ruptura muy alta.

Lámpara de mercurio a alta presión

Lámparas de luz de mezcla

Las lámparas de luz de mezcla son una combinación de una lámpara de mercurio a alta presión con una lámpara incandescente y , habitualmente, un recubrimiento fosforescente. El resultado de esta mezcla es la superposición, al espectro del mercurio, del espectro continuo característico de la lámpara incandescente y las radiaciones rojas provenientes de la fosforescencia.

Espectro de emisión de una lámpara de luz de mezcla

Su eficacia se sitúa entre 20 y 60 lm/W y es el resultado de la combinación de la eficacia de una lámpara incandescente con la de una lámpara de descarga. Estas lámparas ofrecen una buena reproducción del color con un rendimiento en color de 60 y una temperatura de color de 3600 K.

La duración viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de fallo. Respecto a la depreciación del flujo hay que considerar dos causas. Por un lado tenemos el ennegrecimiento de la ampolla por culpa del wolframio evaporado y por otro la pérdida de eficacia de los polvos fosforescentes. En general, la vida media se sitúa en torno a las 6000 horas.

Lámpara de luz de mezcla

Una particularidad de estas lámparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actúa como estabilizador de la corriente. Esto las hace adecuadas para sustituir las lámparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones.

Lámparas con halogenuros metálicos

Si añadimos en el tubo de descarga yoduros metálicos (sodio, talio, indio...) se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reproducir el color de la lámpara de vapor de mercurio. Cada una de estas sustancias aporta nuevas líneas al espectro (por ejemplo amarillo el sodio, verde el talio y rojo y azul el indio).

Espectro de emisión de una lámpara con halogenuros metálicos

Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K dependiendo de los yoduros añadidos y un rendimiento del color de entre 65 y 85. La eficiencia de estas lámparas ronda entre los 60 y 96 lm/W y su vida media es de unas 10000 horas. Tienen un periodo de encendido de unos diez minutos, que es el tiempo necesario hasta que se estabiliza la descarga. Para su funcionamiento es necesario un dispositivo especial de encendido, puesto que las tensiones de arranque son muy elevadas (1500-5000 V).

Lámpara con halogenuros metálicos

Las excelentes prestaciones cromáticas la hacen adecuada entre otras para la iluminación de instalaciones deportivas, para retransmisiones de TV, estudios de cine, proyectores, etc.

Lámparas de vapor de sodio

Lámparas de vapor de sodio a baja presión

La descarga eléctrica en un tubo con vapor de sodio a baja presión produce una radiación monocromática característica formada por dos rayas en el espectro (589 nm y 589.6 nm) muy próximas entre sí.

Espectro de una lámpara de vapor de sodio a baja presión

La radiación emitida, de color amarillo, está muy próxima al máximo de sensibilidad del ojo humano (555 nm). Por ello, la eficacia de estas lámparas es muy elevada (entre 160 y 180 lm/W). Otras ventajas que ofrece es que permite una gran comodidad y agudeza visual, además de una buena percepción de contrastes. Por contra, su monocromatismo hace que la reproducción de colores y el rendimiento en color sean muy malos haciendo imposible distinguir los colores de los objetos.

Balance energético de una lámpara de vapor de sodio a baja presión

La vida media de estas lámparas es muy elevada, de unas 15000 horas y la depreciación de flujo luminoso que sufren a lo largo de su vida es muy baja por lo que su vida útil es de entre 6000 y 8000 horas. Esto junto a su alta eficiencia y las ventajas visuales que ofrece la hacen muy adecuada para usos de alumbrado público, aunque también se utiliza con finalidades decorativas. En cuanto al final de su vida útil, este se produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras lámparas de descarga. Aunque también se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior.

Lámpara de vapor de sodio a baja presión

En estas lámparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las pérdidas por calor y reducir el tamaño de la lámpara. Está elaborado de materiales muy resistentes pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequeñas hendiduras para facilitar la concentración del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible. El tubo está encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vacío con objeto de aumentar el aislamiento térmico. De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ºC).

El tiempo de arranque de una lámpara de este tipo es de unos diez minutos. Es el tiempo necesario desde que se inicia la descarga en el tubo en una mezcla de gases inertes (neón y argón) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz. Físicamente esto se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neón) a la amarilla característica del sodio. Se procede así para reducir la tensión de encendido.

Lámparas de vapor de sodio a alta presión

Las lámparas de vapor de sodio a alta presión tienen una distribución espectral que abarca casi todo el espectro visible proporcionando una luz blanca dorada mucho más agradable que la proporcionada por las lámparas de baja presión.

Espectro de una lámpara de vapor de sodio a alta presión

Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color (T_color= 2100 K) y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las lámparas a baja presión (IRC = 25, aunque hay modelos de 65 y 80 ). No obstante, esto se consigue a base de sacrificar eficacia; aunque su valor que ronda los 130 lm/W sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de lámparas.

Balance energético de una lámpara de vapor de sodio a alta presión

La vida media de este tipo de lámparas ronda las 20000 horas y su vida útil entre 8000 y 12000 horas. Entre las causas que limitan la duración de la lámpara, además de mencionar la depreciación del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento progresivo de la tensión de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento.

Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas (1000 ºC), la presión y las agresiones químicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga. En su interior hay una mezcla de sodio, vapor de mercurio que actúa como amortiguador de la descarga y xenón que sirve para facilitar el arranque y reducir las pérdidas térmicas. El tubo está rodeado por una ampolla en la que se ha hecho el vacío. La tensión de encendido de estas lámparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve.

Lámpara de vapor de sodio a alta presión

Este tipo de lámparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminación de interiores como de exteriores. Algunos ejemplos son en iluminación de naves industriales, alumbrado público o iluminación decorativa.