CÁTEDRA DE ACONDICIONAMIENTO LUMÍNICO. abril/2010

Transcripción

1 CÁTEDRA DE ACONDICIONAMIENTO LUMÍNICO abril/2010

2 La luz es una radiación que hace posible la visión en la medida que se refleja en las diferentes superficies

3 ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO RADIACION UV RADIACION IR LUZ VISIBLE Los límites son aprox: 380nm a 780nm. 1nm = 10-9 m nm violeta nm azul nm verde nm amarillo nm naranja nm rojo

4 RENDIMIENTO VISUAL EL EFECTO DE LA ILUMINACION SOBRE EL RENDIMIENTO DE LA TAREA DEPENDE DE LA ESTRUCTURA DE LA TAREA Y DEL ROL DE LA COMPONENTE VISUAL EN LA MISMA EL RENDIMIENTO VISUAL ES LO UNICO QUE SE PUEDE AFECTAR DIRECTAMENTE SI SE CAMBIAN LAS CONDICIONES DE ILUMINACION RENDIMIENTO DE LA TAREA Y PRODUCTIVIDAD: aumentar tamaño/contraste/color/forma del estímulo modificar entorno visual: fuentes con buena reproducción del color, que no haya deslumbramiento NO SIEMPRE ES NECESARIO AUMENTAR EL NIVEL DE ILUMIN ACION

5 CONFORT VISUAL CONDICIONES DE ILUMINACION QUE PRODUCEN DISCONFORT VISUAL : deslumbramiento fisiológico deslumbramiento psicológico variación temporal de la iluminación (flicker) sombras reflexiones de velo CAUSAS Y SINTOMAS DE DISCONFORT VISUAL alta exigencia visual subestimulación/sobreestimulación distracción causada por objetos que no son del interés del observador confusión perceptual lagrimeo ojos secos dolor de cabeza fatiga ocular problemas gastrointestinales dolores y molestias asociados con una mala postura

6 FOTOBIOLOGIA CICLO CIRCADIANO (RELACIONADO CON HORARIOS DE TRABAJO) ciclo fisiológico día/noche que regula el comportamiento humano a partir de las variaciones de los ritmos hormonales que ocurren en el periodo de las 24 horas (secreción de melatonina u hormona del sueño) la radiación luminosa (nivel y composición espectral) actúan a través del sistema circadiano y pueden alterar el desempeño humano no solo en los aspectos visuales sino en los cognitivos corrimiento de los ciclos hormonales por exposición a luz en tiempos especificados efecto agudo relacionado con la supresión de la hormona melatonina en la noche

7 FUENTES DE LUZ (Principios de funcionamiento) Radiación calorífica Radiación eléctrica Luminiscencia Fuentes de luz naturales sol Relámpago Luciérnaga Diodos emisores Fuentes de luz artificiales Lámparas incandescentes Lámparas de descarga

8 VALORES DE ILUMINANCIAS SUPERFICIE TERRESTRE CON LA LUNA LLENA 0,2 LUX ILUMINACIÓN DE EMERGENCIA: ESCAPE CALLE CON BUENA ILUMINACIÓN DORMITORIO OFICINA DE USO GENERAL SALA DE DIBUJO Y CARTOGRAFÍA QUIRÓFANO (CAMPO OPERATORIO) 1 LUX 15 A 25 LUX 70 A 100 LUX 500 LUX LUX A LUX SUPERFICIE TERRESTRE ILUMINADA POR LA BÓVEDA CELESTE (CIELO DESPEJADO - VERANO) LUX

9 FUENTES LUMINOSAS ELECTRICAS INCANDESCENTES DESCARGA LEDS

10 CARACTERISTICAS DE UNA FUENTE DE LUZ producción de calor luminancia posibilidad de reencendido inmediato equipos efecto estroboscópico regulación del flujo luminoso efectos biológicos de la radiación formas y dimensiones escala de potencias posición de funcionamiento distribución de la intensidad luminosa vida útil costo por lámpara instalada DISTRIBUCIÓN ESPECTRAL DE LA RADIACIÓN RENDIMIENTO LUMINOSO COLOR DE LUZ CALIDAD DE REPRODUCCION CROMATICA

11 DURACIÓN O VIDA es imposible predecir la duración de una lámpara individual, por lo que la misma se calcula considerando una muestra significativa de lámparas se define vida promedio de una lámpara incandescente a la cantidad de horas a las que dejan de funcionar un 50% de las lámparas de un grupo suficientemente grande en condiciones controladas de trabajo se define vida promedio de una lámpara de descarga al número de horas que transcurren entre su encendido (luego de las 100 horas iniciales) y el momento en que su flujo lumínico se reduce al 70% de su flujo inicial

12 ASPECTOS TECNOLOGICOS - FUENTES DE LUZ CUADRO COMPARATIVO DE EFICACIA LUMINOSA (lm/w) relación entre la cantidad de luz generada por la lámpara y la potencia consumida para producirla se expresa en lúmenes por vatio (lm/w) Fuente de luz Incandescente Lúmenes por Watt LIMITE TEORICO LUZ BLANCA ( nm) Vapor de mercurio Fluorescente Mercurio halogenado Sodio de alta presión Leds

13 DIAGRAMA DE DISTRIBUCIÓN ESPECTRAL LAMPARA INCANDESCENTE LAMPARA DE DESCARGA IRC (Ra) TºK 2700 IRC (Ra) 80.- TºK SODIO BP (Ra) 50 IRC (Ra) TºK 3000.

14 ESPECTROS DE EMISIÓN Incandescentes HQL V. Mercurio NAV Sodio A.P. NAV/ Super Luz del día (D65) HQI/D HQI/NDL HQI/WDL

15 ESPECTROS DE EMISIÓN INCANDESCENTE TUBO FLUORESCENTE LEDS

16 COLOR se define Temperatura Color Correlacionada (CCT) a la temperatura de color de un radiador térmico más parecido a la de la fuente analizada se define Índice de Reproducción Cromática (CRI/IRC/Ra) a la evaluación comparativa de colores bajo la fuente en estudio en relación con un radiador térmico de la misma temperatura de color correlacionada

17 ASPECTOS TECNOLOGICOS - FUENTES DE LUZ CUADRO COMPARATIVO DE TEMPERATURAS DE COLOR (KELVIN) Fuente de luz Incandescente Vapor de mercurio Kelvin (K) Fluorescente Fluorescente standard trifósforo Fluor. trifósforo de lujo Mercurio halogenado Sodio de alta presión Sodio de baja presión

18 ASPECTOS TECNOLOGICOS - FUENTES DE LUZ CUADRO COMPARATIVO DE INDICES DE REPRODUCCION CROMATICA (IRC/Ra) Fuente de luz Ra Incandescente Vapor de mercurio Fluorescente Fluorescente standard trifósforo Fluor. trifósforo de lujo Mercurio halogenado Sodio de alta presión Sodio de baja presión

19 Temperatura de color - Reproducción de color

20 SENSACIONES CROMATICAS composición espectral de la luz de la fuente características de los cuerpos iluminados características del receptor: ojo (receptor) cerebro (decodificador)

21 PODER REFLECTANTE DE ALGUNOS COLORES (%) Blanco 70/75% Amarillo claro 50/70% Verde claro 45/70% Gris claro 45/70% Gris oscuro 10/20% Negro 4/6%

22 POSICIÓN DE FUNCIONAMIENTO algunas lámparas presentan restricciones con relación a la posición de funcionamiento para evitar una reducción de la vida útil para un correcto funcionamiento su posición de operación podrá ser horizontal, vertical o indistinta

23 FUENTES LUMINOSAS ELECTRICAS INCANDESCENTES DESCARGA LEDS

24 PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO TERMORRADIACIÓN: calentamiento de un sólido hasta su incandescencia DESCARGA: descarga de electrones en una atmósfera gaseosa

25 ASPECTOS TECNOLOGICOS - FUENTES DE LUZ LEDS

26 FUENTES LUMINOSAS ELECTRICAS INCANDESCENTES: CONVENCIONALES HALOGENAS: TUBULARES BIPIN BAJA TENSION REFLECTORAS EFICACIA LUMINOSA: lm/w CARACTERISTICAS CROMATICAS: Ra = 100 VIDA: HORAS DEPRECIACION DEL FLUJO LUMINOSO (AL 50%VIDA): 88 %

27 DIAGRAMA DE DISTRIBUCIÓN ESPECTRAL INDICE DE REPRODUCCION CROMATICA : Ra Todas las lámparas incandescentes tienen un Ra =100. ESPECTRO CONTINUO

28 INCANDESCENTES COMUNES VENTAJAS buena reproducción cromática encendido instantáneo variedad de potencia facilidad de instalación bajo costo de adquisición apariencia de color cálido INCONVENIENTES reducida eficiencia lumínica vida corta elevada emisión de calor APLICACIONES alumbrado interior alumbrado de acento casos especiales de buena reproducción cromática

29 INCANDESCENTES HALÓGENAS AMPOLLA DE CUARZO FILAMENTO GAS DE RELLENO CASQUILLO

30 INCANDESCENTES HALÓGENAS

31 INCANDESCENTES HALÓGENAS VENTAJAS buena reproducción cromática encendido instantáneo bajo costo de adquisición variedad de tipos elevada intensidad luminosa facilidad de instalación INCONVENIENTES reducida eficiencia lumínica vida corta elevada emisión de calor APLICACIONES alumbrado interior en bajo voltaje, con equipos electrónicos con reflector dicroico, con reflector de aluminio

32 DIAGRAMA DE ILUMINANCIAS LAMPARAS REFLECTORAS Altura de E máx. Diámetro montaje del haz Apertura del haz= I max. 2 1 m (99 lx) 360 lx 1.40 m 2 m (25 lx) 90 lx 2.80 m 3 m (11 lx) 40 lx 4.20 m 4 m (6 lx) 22 lx 5.60 m

33 FUENTES LUMINOSAS ELECTRICAS DESCARGA DE BAJA PRESION : SODIO BP FLUORESCENTES DE INDUCCION DE ALTA PRESION: SODIO AP MERCURIO MERCURIO HALOGENADO MEZCLADORAS XENON

34 LAMPARAS DE DESCARGA EFECTOS ENCENDIDO/APAGADO EFECTOS TEMPERATURA AMBIENTE

35 FUENTES LUMINOSAS ELECTRICAS DESCARGA DE BAJA PRESION: SODIO BP FLUORESCENTES DE INDUCCION EFICACIA LUMINOSA: FLUORESCENTES lm/w SBP lm/w CARACT. CROMATICAS: FLUORESCENTES Ra = SBP Ra = 50 VIDA: FLUORESCENTES HORAS SBP HORAS

36 FLUORESCENTES LINEALES VENTAJAS buena eficiencia luminosa larga vida bajo costo de adquisición variedad de apariencia y color distribución luminosa adecuada para uso en interior posibilidad de buena reproducción de los colores INCONVENIENTES sin equipo electrónico: encendido no instanténeo sin equipo electrónico: efecto estroboscópico dificultad de lograr contraste e iluminación de acento forma y tamaño para algunas aplicaciones APLICACIONES alumbrado interior

37 FLUORESCENTES LINEALES RECUBRIMIENTO CASQUILLO FLUORESCENTE CASQUILLO ELECTRODO FLUJO DE ELECTRONES TUBO DE DESCARGA

38 FLUORESCENTES COMPACTAS VENTAJAS buena eficiencia luminosa larga vida mínima emisión de calor variedad de apariencia y color buena reproducción de colores facilidad de instalación en la opción casquillo Edison INCONVENIENTES costo medio a alto APLICACIONES sustitución de lámparas incandescentes y de vapor de mercurio

39 FLUORESCENTES COMPACTAS ELECTRODO TUBO DE DESCARGA PUENTE UNION DE CEBADOR Y CONDENSADOR

40 FLUORESCENTES LINEALES

41 FLUORESCENTES COMPACTAS

44 VAPOR DE SODIO BAJA PRESIÓN ELECTRODOS PUNTOS DE CONDENSACIÓN DEL VAPOR DE MERCURIO CASQUILLO TUBO DE DESCARGA AMPOLLA EXTERIOR

45 VAPOR DE SODIO BAJA PRESIÓN

46 VAPOR DE SODIO BAJA PRESIÓN VENTAJAS excelente eficiencia luminosa larga vida aceptable rendimiento en color en tipos especiales reencendidos instantáneos en caliente INCONVENIENTES muy baja reproducción cromática flujo luminoso no instantánea sensibilidad a descensos de tensión APLICACIONES alumbrado de seguridad alumbrado de túneles

47 VAPOR DE SODIO BAJA PRESIÓN

48 FUENTES LUMINOSAS ELECTRICAS DESCARGA DE ALTA PRESION: SODIO AP MERCURIO EFICACIA LUMINOSA: MH lm/w SAP 104 lm/w MERCURIO XENON HALOGENADO CARACTERISTICAS CROMATICAS: MH Ra = SAP Ra = 25 VIDA: MH HORAS SAP HORAS DEPRECIACION DEL FLUJO LUMINOSO (AL 50%VIDA): MH 74% SAP 90%

49 VAPOR DE MERCURIO ALTA ELECTRODO PRINCIPAL PRESIÓN AMPOLLA EXTERIOR TUBO DE DESCARGA ELECTRODO AUXILIAR CASQUILLO GAS DE LLENADO POLVO FLUORESCENTE

50 VAPOR DE MERCURIO ALTA PRESIÓN VENTAJAS buena eficiencia luminosa larga vida flujo luminoso unitario importante en potencias altas variedad de potencias INCONVENIENTES en ocasiones alta radiación UV flujo luminoso no instantáneo depreciación del flujo importante APLICACIONES alumbrado exterior e industrial en aplicaciones especiales con filtro UV lámpara de color mejorado

51 VAPOR DE MERCURIO ALTA PRESIÓN

52 VAPOR DE MERCURIO ALTA PRESIÓN

53 HALOGENUROS METÁLICOS GAS DE RELLENO ELECTRODOS TUBO DE DESCARGA AMPOLLA EXTERIOR CASQUILLO

54 HALOGENUROS METÁLICOS VENTAJAS buena eficiencia luminosa vida media flujo luminoso unitario importante en potencias medias variedad de potencias casos de reducidas dimensiones INCONVENIENTES alta depreciación del flujo sensibilidad a las variaciones de tensión requiere equipos especiales para arranque en caliente flujo luminoso no instantáneo APLICACIONES alumbrado deportivo y monumental Alumbrado interior (general y de acento)

55 HALOGENUROS METÁLICOS

56 HALOGENUROS METÁLICOS

57 VAPOR DE SODIO ALTA PRESIÓN TUBO DE DESCARGA AMPOLLA EXTERIOR ELECTRODOS GAS DE RELLENO CASQUILLO

58 VAPOR DE SODIO ALTA PRESIÓN

59 VAPOR DE SODIO ALTA PRESIÓN VENTAJAS muy buena eficiencia luminosa larga vida aceptable rendimiento en color en tipos especiales poca depreciación de flujo casos de reducidas dimensiones INCONVENIENTES mala reproducción cromática en versión estándar estabilización no instantánea en potencias pequeñas gran sensibilidad a sobre tensiones equipos especiales para reencendido en caliente APLICACIONES alumbrado exterior alumbrado interior industrial alumbrado de túneles

60 VAPOR DE SODIO ALTA PRESIÓN

61 FUENTES LUMINOSAS ELECTRICAS LEDS (LIGHT EMITTING DIODE) luz monocromática (evita uso de filtros) se pueden dimmerizar gran resistencia mecánica no emiten radiación IR ni UV bajas potencias posibilidad de mezclar colores pequeña geometría eficacia luminosa: lm/w características cromáticas: Ra aprox. 80 vida: horas depreciación del flujo luminoso (al 50%vida): 20%

62 LEDS FUENTES LUMINOSAS ELECTRICAS lámpara incandescente de 100w con filtro rojo = 1w de luz roja (ej. semáforo) led 12w = 1w de luz roja

63 MONUMENTO A LA BANDERA - ROSARIO -ARGENTINA

64 CARACTERÍSTICAS DE LAS LÁMPARAS

65 CARACTERÍSTICAS DE LAS LÁMPARAS

66 DISTRIBUCION LUMINOSA LÁMPARA INCANDESCENTE - SOLIDO FOTOMETRICO Si representásemos por medio de vectores la intensidad luminosa de un manantial en infinitas direcciones del espacio, obtendríamos un cuerpo sólido llamado sólido fotométrico

67 LAMPARAS Y LUMINARIAS