El ojo humano es sensible a la radiación electromagnética con longitudes de onda comprendidas entre 380 y 780 nm. aproximadamente, margen que se denomina luz visible. Las longitudes de onda más cortas del espectro visible corresponden a la luz violeta y la más larga a la luz roja, y entre estos extremos se encuentran todos los colores del arco iris.

Distribución espectral de la luz

Además del metro, para expresar la longitud de onda se emplea también el nanómetro (nm.)

Las fuentes de luz pueden ser naturales o artificiales.

• La fuente de luz natural más importante es el Sol.
• Las fuentes de luz artificiales se denominan en general, lámparas.

Actualmente disponemos de muchos tipos de lámparas para la producción de iluminación artificial; pero todos estos tipos están basados solamente en dos fenómenos físicos importantísimos, que son: calor y luminiscencia. Por lo tanto, podemos distinguir entre:

• Lámparas basadas en la elevación de la temperatura de un cuerpo, es decir, elementos que emiten radiaciones caloríficas
• Lámparas basadas en otras propiedades cuya característica común es que apenas existe elevación de temperatura; o sea, en elementos que permiten radiaciones luminiscentes. Algunas lámparas emiten ambas clases de radiaciones.

PRODUCCIÓN DE LUZ
Termorradiación		Luminiscencia
Natural	Combustión: Incandescencia Ilustración 2: Sol	Descarga en el seno de un gas Ilustración 3: Rayo	Radiación de un cuerpo sólido Ilustración 4: Luciérnaga
Artificial	Llama Luz de gas Arco eléctrico Lámpara incandescente	Lámpara de vapor metálico Lámpara de gas noble Lámpara de efluvios Lámpara Xenón	Sustancia luminiscente Placa luminosa Lámpara de cuerpo sólido Fuente de luz radioactiva

• Flujo Luminoso

Desde el punto de vista luminotécnico, las lámparas se caracterizan por el flujo luminoso producido que, generalmente, es un dato proporcionado por el fabricante.

El flujo luminoso producido por un elemento luminoso, es la cantidad de luz emitida en un segundo, en todas las direcciones.

Flujo luminoso

El flujo luminoso se representa por la letra griega Φ y su unidad es el lumen (lm).

Bombillas de 60 W y 25 W

Las lámparas van perdiendo potencia luminosa con el tiempo; es decir, "envejecen". Llamaremos vida útil o duración útil de una lámpara, al tiempo transcurrido para que el flujo luminoso de una lámpara haya descendido a un 80% del flujo luminoso inicial.

• Intensidad luminosa

Aunque el flujo luminoso nos da idea de la cantidad de luz que emite una fuente en todas las direcciones del espacio, a veces necesitamos saber cómo se distribuye ese flujo en cada una de las direcciones. Para ello definimos la intensidad luminosa como la cantidad de luz emitida en un cono cuyo vértice es la lámpara. Su unidad es la candela.

Intensidad luminosa

• Iluminancia o nivel de iluminación

Si un flujo luminoso emitido por una lámpara ilumina una superficie, se define la iluminancia como el cociente entre flujo y superficie. Su unidad es el lux.

Este concepto se comprende mejor cuando analizamos lo ocurrido al iluminar con una linterna una pared y nos vamos alejando progresivamente. Podemos comprobar que situando la linterna muy cerca de la pared veremos un círculo pequeño pero con una luz muy intensa, sin embargo, cuando nos alejamos veremos un círculo grande pero poco iluminado

El nivel de iluminación de un recinto será el adecuado, cuando las personas vean lo suficientemente bien para poder realizar de forma idónea sus tareas y el consumo de la instalación sea bajo.

En la siguiente tabla mostramos algunos valores orientativos recomendados de la cantidad de luz que debe existir en un local dependiendo de la actividad que en él se va a realizar:

Actividad o local	Flujo luminoso (lux)
Viviendas
Dormitorios	100
Cuartos de baño	100
Cocinas	200
Cuartos de estudio o trabajo	500
Pasillos y escaleras	100
Comercios
Alumbrado general	500
Alumbrado sobre mostradores	700
Vitrinas	1000
Establecimientos dedicados a enseñanza
Vestíbulo	50
Aulas, salas de conferencia y reuniones	500
Salas de delineación	700
Industria
Trabajos simples con requerimientos visuales bajos	200
Trabajos medios con requerimientos visuales normales	500
Montajes delicados	1000

• Luminancia

Las magnitudes hasta ahora estudiadas, hacen referencia a la luz que llega a una superficie, pero existe una magnitud la luminancia, que mide la luz que llega al ojo, y que por lo tanto vemos.

Definimos la luminancia, como la relación entre la intensidad luminosa y la superficie aparente vista por el ojo en una dirección determinada.

Se simboliza con la letra L y su unidad es la candela /metro cuadrado (cd/m²).

Luminanacia

• Rendimiento luminoso o eficacia luminosa

Otra característica muy interesante de las lámparas eléctricas es el rendimiento luminoso, que es la relación entre el flujo total producido por la lámpara (medido en lúmenes) y la potencia eléctrica consumida por la lámpara (expresada en vatios). Así, se expresa en lúmenes/vatio.

Esta magnitud es muy importante a la hora de elegir un sistema de alumbrado, ya que cuanto mayor sea el rendimiento luminoso de una lámpara, menor será su consumo de energía eléctrica.

• Índice de reproducción cromático (IRC)

Indica el grado de calidad que poseen las fuentes luminosas para reproducir los colores lo más exactamente posible.

Si el IRC es menor de 40, se considera que el nivel de reproducción cromático es limitado, y cuando tenemos un valor cercano a 100, se considera que el nivel de reproducción cromático es excelente.

• Temperatura del color

La temperatura de color nos mide "lo blanca que resulta la luz" y se mide en kelvin. Las luces más "amarillentas" tienen una Tª de color más baja (<3000 K), mientras que las más "azuladas" tienen mayor Tª (>6000 K).

En el lenguaje común, acostumbramos a hablar de luces frías y cálidas. Las luces frías son las que tienen radiaciones cercanas al azul y al verde, mientras que las luces cálidas son las que tienen radiaciones más cercanas al rojo y amarillo

Temperaturas de color en la escala Kelvin

Las fuentes de luz eléctricas se pueden dividir en tres grupos según el procedimiento que utilicen para convertir la energía eléctrica en luz.

• Un primer grupo lo constituyen las lámparas que recurren al fenómeno de la termoradiación, que abarcan lámparas incandescentes y halógenas-incandescentes.

• El segundo grupo lo constituyen las lámparas de descarga, que funcionan gracias al efecto de la luminiscencia, e incluyen todas las formas de lámparas fluorescentes, lámparas de descarga de vapor de mercurio o vapor de sodio, así como lámparas de halogenuros metálicos.

• El tercer grupo lo forman las lámparas con LED, que aprovechan el efecto de electroluminiscencia que aparece en los semiconductores. Aunque todavía queda mucho camino por recorrer en este tipo de lámparas, poco a poco se van imponiendo gracias a su larga vida útil y a su reducido consumo.

Tipos de lámparas

El principio de funcionamiento de la lámpara incandescente es extraordinariamente simple: se hace pasar una corriente a través de un filamento o hilo delgado de resistencia relativamente elevada de tal forma que éste alcance su temperatura de incandescencia, lo que provoca una emisión de radiaciones luminosas.

Por razones de compacidad y de conservación del calor, el hilo está generalmente enrollado en forma de espiral doble o sencilla y ubicado en el interior de una ampolla de vidrio bajo vacío o rellena de un gas inerte.

Espiral del filamento	Filamento

Las partes principales de una lámpara incandescente son:

• Filamento: Es el elemento que transforma la energía eléctrica en radiación. Está constituido por un hilo generalmente de wolframio o tungsteno, de diferente grosor dependiendo de la potencia de la lámpara.

• Soporte del filamento: Vástago de vidrio con hilos conductores embebidos e hilos soporte.

• Ampolla: Es una cubierta de vidrio sellado que evita que el filamento tome contacto con el exterior. Otra misión importante de la ampolla es permitir la evacuación del calor emitido por el filamento al ambiente.

• Gas de relleno: Generalmente una mezcla de argón y nitrógeno

• Casquillo de la lámpara:

Partes de una lámpara incandescente

• Balance energético: Si estudiamos el balance energético de una lámpara incandescente normal, vemos que la energía luminosa obtenida es muy poca comparada con la energía calorífica que irradia, es decir, gran parte de la energía eléctrica se pierde en calor y por ello su eficacia luminosa es pequeña. Sólo convierte en trabajo (luz visible) alrededor del 15% de la energía consumida.

Balance energético de la lámpara incandescente

• Vida de la lámpara: Tanto la vida de una lámpara, como su eficacia luminosa, están determinadas por la temperatura del filamento. Cuanto más elevada sea la temperatura de una lámpara dada, mayor será su eficacia luminosa, su temperatura del color y más corta su vida. Se ha normalizado el promedio de vida de una lámpara incandescente normal en 1000 horas.

• Depreciación: Existen dos razones por las que la luminosidad de una lámpara incandescente decrece con el tiempo:

  • El filamento está sometido a temperaturas muy altas, lo que provoca que se evapore haciéndose más fino, con lo que se incrementa su resistencia, reduciéndose por tanto su intensidad.

  • El filamento evaporado se deposita sobre las partes más frías (ampolla), y allí se forma una capa negra que intercepta la luz.

Lámparas halógenas (Osram)

En este tipo de lámpara, al gas de relleno se le añade una pequeña cantidad de yodo en forma de yoduro. Cuando la lámpara se pone en funcionamiento, en las zonas externas en las que la temperatura es del orden de los 600 ºC, tiene lugar una reacción química en virtud de la cual los átomos de tungsteno del filamento se recombinan con los átomos de yodo, dando como resultado un compuesto llamado yoduro de tungsteno

Por otra parte, cuando las moléculas de este nuevo compuesto se aproximan al filamento, zona en la que la temperatura es superior a los 2.000 ºC, se produce la reacción opuesta, es decir, el yoduro de tungsteno se disocia en yodo y tungsteno, depositándose los átomos volatilizados de tugsteno sobre el filamento, siguiendo el yodo otro camino, para repetir el proceso.

Ciclo del halógeno

Con este ciclo se evita que ennegrezca la ampolla y además el filamento se va regenerando, pero, para que pueda realizarse sin problemas el ciclo del halógeno en este tipo de lámparas, se requiere de temperaturas muy altas. Es por ello que las lámparas halógenas son más pequeñas y compactas que las normales, y su ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo.

Debemos evitar tocar con los dedos este tipo de lámparas, ya que la grasa que queda en la superficie de la ampolla combinada con las altas temperaturas que llega a alcanzar, puede desvitrificar el cuarzo y eso implicaría la rotura de la ampolla.

Las aplicaciones más comunes de estas lámparas las encontramos en alumbrado por proyección (escaparates, escenarios, proyectores de cine, fotografía...), alumbrado del automóvil y cada vez más con fines decorativos en el comercio y en iluminación doméstica.

Podemos encontrar lámparas halógenas alimentadas directamente a la tensión de red, y lámparas alimentadas a través de transformadores con baja tensión.

TIPOS DE LÁMPARAS INCANDESCENTES
Sin gases halógenos	Lámpara estándar	Es la lámpara clásica de forma ovalada. Se utiliza en iluminación doméstica y donde no es predominante la eficacia luminosa. Los gases de relleno suelen ser nitrógeno y argón	Ilustración 18: Lámpara incandescente estándar 60W
	Lámpara globo	Su ampolla es mayor que la de la lámpara estándar Se utiliza en iluminación decorativa.	Ilustración 19: lámpara incandescente globo
	Lámpara seta	Concentra más luminosidad debido a la forma de su ampolla. Se utiliza en proyectores de pequeño tamaño Tienen una vida corta y emiten un calor muy intenso	Ilustración 20: Lámpara incandescente de seta
	Lámpara cónica	Tienen muy buen control sobre el haz de luz emitido. Se utilizan en ambientes comerciales. Su principal inconveniente es que son muy calientes	Ilustración 21: Lámpara incandescente cónica
Con gases halógenos	Lámparas halógenas con reflector	Están formadas por una ampolla de cuarzo con un revestimiento. Originan un haz de luz muy concreto y muy denso	Ilustración 22: Lámpara halógena con reflector
	Lámparas bi-pin	Están formadas por un tubo de reducido tamaño de cuarzo, prensado en un extremo, lo que permite fijar las patillas y los soportes del filamento.	Ilustración 23: Lámpara bi-pin
	Lámparas lineales	El filamento está dispuesto de forma longitudinal al eje. Proporcionan una mayor brillantez y su duración es de aproximadamente 2000 horas. Se utilizan donde se precisa gran cantidad de luz dispersa (fachadas, instalaciones deportivas…)	Ilustración 24: Lámpara lineal

Su denominación comienza por un primer grupo de caracteres que indica el tipo de portalámpara:

Grupo de caracteres que indica el tipo de portalámpara

E	Rosca tipo Edison
B ó BA	Casquillo de bayoneta (tipo Swan)
G	Contacto por clemas de presión simple
GX	Contacto por clemas de presión reforzadas
C	Contacto presión de tubo circular
R	Casquillos para lámparas rectilíneas con terminales simples
RX	Casquillos para lámparas rectilíneas con terminales reforzados

El portalámparas tipo E es el más utilizado. Tienen como ventaja una sujeción muy precisa y una gran superficie de contacto con lo que se pueden utilizar en altas potencias. Como inconveniente podríamos citar que no podemos utilizarlos cuando existen vibraciones, ya que existe la posibilidad de desenroscado y falso contacto.

En los portalámparas tipo bayoneta los contactos son por medio de resorte y lateralmente presentan una superficie de contacto bastante pequeña. Son muy utilizados para vehículos y maquinaria y en cualquier caso, en usos que requieran de intensidades pequeñas.

En las lámparas halógenas el casquillo más utilizado es el G con los contactos tipo patilla.

El segundo grupo de caracteres nos indica el diámetro del portalámparas en milímetros:

Diámetro del portalámparas en milímetros

mm	Lámparas habituales	Denominación genérica del casquillo
10	Lámpara miniatura	Miniatura
11	Lámparas de bajo consumo
12	Lámparas tipo bipin
13	Tubos fluorescentes	Portatubos
14	Rosca Edison pequeña	Mignon o Candelabro
15	Lámparas rectilíneas, lámparas de gran bayoneta
27	Rosca Edison estándar	Estandard
40	Rosca Edison gigante	Goliat

Siguiendo al segundo grupo de caracteres, a veces se indica el tipo de contacto del casquillo y si es necesario el diámetro de sus pines de conexión. La designación del tipo de contacto se hace con las siguientes letras:

• s: contacto sencillo
• d: contacto doble
• q: contacto cuádruple

Tipos de casquillos

El fluorescente consta de un tubo de descarga relleno de un gas inerte (argón) y una pequeña cantidad de mercurio en ambas formas, líquida y vapor. En cada extremo del tubo va alojado un electrodo generalmente de wolframio sellado herméticamente.

Interior del fluorescente

Los filamentos del electrodo al calentarse generan electrones para ionizar el argón que llena el tubo, formando un plasma que conduce la electricidad. Este plasma excita los átomos de mercurio que, como consecuencia, emiten luz visible y ultravioleta (la mayor parte se muestra como ultravioleta).

El interior del tubo está recubierto por una mezcla de polvos fluorescentes. Estos polvos convierten la radiación ultravioleta de la descarga de mercurio en otras longitudes de onda más largas, de manera que sean visibles.

Según el tipo de luz deseada (más azul o más naranja) se usará un tipo de recubrimiento de fósforo u otro, por lo que las lámparas fluorescentes tienen gran cantidad de aplicaciones distintas. Básicamente, encontramos en el mercado fluorescentes en tres tonalidades básicas según su temperatura del color: blanco cálido, blanco frío o industrial y luz de día.

Resumiendo, una lámpara fluorescente se compone de las siguientes partes principales:

• Tubo.
• Recubrimiento(s) del tubo.
• Electrodos.
• Gas de relleno.
• Casquillos de la lámpara.

Emisión de luz en un tubo fluorescente

Las lámparas fluorescentes no funcionan de forma espontánea cuando son conectadas directamente a la red, sino que necesitan ser equipadas con un circuito de arranque que cumpla las siguientes funciones:

1. Al alimentar el circuito para encender el fluorescente, este equipo de arranque debe suministrar una tensión entre los electrodos del tubo mucho más elevada que la de la red. Sólo de esta forma podemos ionizar la atmósfera de argón, y que los electrones fluyan del electrodo negativo al positivo.

2. Cuando el tubo se ha encendido, la atmósfera del vapor metálico se hace muy conductora (cuantos más electrones libres existan, mayor será la corriente que circule por el circuito y menor la resistencia que ofrezca el tubo al paso de la corriente), lo que provoca una avalancha de electrones que debemos limitar antes de que se destruya el tubo.

• Cebador:

El cebador hace las funciones de pulsador automático. El cebador genera el impulso eléctrico necesario para encender el fluorescente. Después de ese impulso, y si ha logrado el objetivo de activar el proceso, deja de funcionar. Por tanto su misión es corta en el tiempo, pero vital.

Consta de unas láminas bimetálicas que se ponen en contacto o no, en función del calor de la atmósfera que las rodea. Estas láminas bimetálicas están situadas en el interior de una ampolla de vidrio con gas neón. Fuera de la ampolla de vidrio y conectado en paralelo con las láminas, se encuentra un condensador. La misión de este condensador es absorber la chispa producida en la desconexión de las láminas bimetálicas, para prolongar la vida del cebador.

Cebador

Cebador

• La reactancia o balastro:

La lámpara de descarga tiene una característica de resistencia negativa (los gases cuanto más calientes están, menos resistencia oponen, con lo cual más intensidad absorben), por lo que ha de trabajar en conjunción con un dispositivo limitador de corriente, o balasto, a fin de evitar que la corriente aumente sin control.

La reactancia más comúnmente utilizada está compuesta por un arrollamiento o bobina de hilo de cobre esmaltado sobre un núcleo de chapas magnéticas. El arrollamiento está alojado en una carcasa en la que se incluyen los bornes de conexión de la reactancia.

Reactancia

Actualmente existen reactancias electrónicas que mejoran el rendimiento del equipo, reducen el consumo de energía y tienen una vida útil superior a una normal.

Los balastos electrónicos constituyen un sistema de alimentación de alta frecuencia para lámparas fluorescentes, sustitutivo de la instalación convencional compuesta de reactancia electromagnética, cebador y condensador para alto factor de potencia. Este sistema consiste en un circuito impreso con componentes electrónicos que hacen trabajar a las lámparas a frecuencias por encima de los 20kHz, a diferencia de las reactancias convencionales en las que las lámparas trabajan a la frecuencia de red. Así proporcionan un arranque instantáneo y libre de parpadeos.

Reactancia electrónica

Circuito fluorescente

Cuando el circuito recibe tensión, observamos que inicialmente, la diferencia de potencial queda aplicada entre las dos láminas del cebador. Como consecuencia de la proximidad a la que se encuentran, se establece entre ellas y a través del gas de relleno un pequeño arco, el cual produce un aumento de la temperatura en la ampolla. Esto hace que las láminas bimetálicas se curven, llegándose a tocar.

Se puede observar que ahora la corriente circula por los filamentos del tubo y a través de los contactos del cebador. Ya no existe arco eléctrico, lo que provoca que las láminas bimetálicas se enfríen y abran bruscamente el circuito, induciéndose una sobretensión en la reactancia. Esta sobretensión ayuda a que se produzca la descarga a través del tubo.

Si se establece corriente eléctrica entre los electrodos del tubo fluorescente, éste se quedará encendido. Si esto no sucede, se volverá a repetir automáticamente la operación, puesto que nos encontraríamos en la situación inicial, es decir, con el cebador abierto y el tubo apagado. Cuando se consigue establecer el circuito eléctrico a través del tubo fluorescente, el cebador ya no sirve para nada, con lo que se determina que el cebador entra en funcionamiento sólo en el arranque.

La reactancia hace también las veces de regulador de corriente, puesto que un aumento de la ionización del gas implica una reducción de la resistencia eléctrica y, en consecuencia, un aumento de corriente, que implicaría, a su vez, un nuevo aumento de la ionización del gas, y así, sucesivamente, hasta que el equipo se destruye. Sin embargo, al estar intercalada la reactancia en serie con el equipo, el valor de la intensidad quedará limitado.

Las lámparas fluorescentes tienen un rendimiento luminoso que puede estimarse entre 50 y 80 lúmenes por vatio (lm/W).

Su vida útil es también mejor, del orden de 5000 a 8000 h.

Su rendimiento de color puede llegar a ser muy alto (5500 ºK, es decir, luz de día), pero si no alcanzamos estos niveles de temperatura del color, los fluorescentes tienen una luz fría. En la actualidad hay en el mercado distintos modelos de luz corregida (algunos modelos exclusivos pueden llegar hasta los 18000 ºK).

Portatubos

• Balance energético: Aproximadamente el 30% de potencia de entrada se emite en forma de radiación visible, y aproximadamente un 50% en forma de radiación ultravioleta de onda larga. El resto se "pierde" en forma de calor. (Recalentamiento de los electrodos, calor generado en la capa fluorescente,...)

• Vida de la lámpara y su depreciación: El final de la vida de una lámpara fluorescente se alcanza normalmente cuando ha desaparecido tal cantidad de material emisor de los electrodos (como resultado del constante bombardeo con iones procedentes de la descarga), que la tensión de trabajo ha llegado a ser demasiado elevada en relación con la tensión de la red de suministro, y la lámpara no arranca.

Durante la vida de la lámpara el flujo luminoso decrece. Después de 8000 h estará entre el 70 y el 90% de su valor inicial. La causa principal de la depreciación es que los polvos fluorescentes se han ido haciendo menos efectivos, probablemente como consecuencia del ataque químico producido por los iones de mercurio.

Es importante saber que la vida útil de las lámparas fluorescentes se acorta cuando la frecuencia con la que se encienden aumenta. Esto se debe a que, durante el arranque, el desprendimiento de material del filamento es mayor que funcionando en régimen normal. Por tanto es aconsejable, que los ciclos de encendido sean al menos de tres horas.

Portacebadores

La utilización de reactancias para el encendido de las lámparas fluorescentes produce un factor de potencia muy bajo (las reactancias consumen potencia reactiva).

Teniendo en cuenta que la potencia reactiva obliga a las compañías eléctricas a inversiones más grandes en materiales y suele estar penalizada si tenemos un consumo elevado, los fabricantes suelen indicar la capacidad del condensador que se deberá colocar en paralelo para compensar este factor de potencia, o lo incluyen en el equipo de encendido. Por tanto, donde se vayan a instalar un número considerable de este tipo de lámparas, habrá de añadir un sistema de compensación adecuado.

Se ofrecen a continuación un conjunto de esquemas de conexión del condensador para compensar el factor de potencia:

Conexión compensada. Compensación de la corriente desfasada mediante condensador conectado en paralelo

Conexión capacitiva. Sobrecompensación de la corriente desfasada mediante condensador colocado en serie

Conexión duo. Combinación de una conexión no compensada y otra sobrecompensada

Conexión de fluorescentes en serie compensados en paralelo

Por estos motivos, daremos algunas reglas generales de revisión, que habrá que seguir al pretender localizar averías en este tipo de instalaciones:

1. Si el tubo parpadea: puede deberse a dos causas

   • El tubo está agotado y debemos cambiarlo.

   • Está trabajando por debajo de la temperatura mínima de funcionamiento, unos 10º. Si necesitamos iluminación en lugares fríos debemos comprar un balasto apto para bajas temperaturas.

2. Si el tubo tiene bordes negros: El tubo está agotado o lo estará pronto, debemos cambiarlo.

3. El tubo solo se enciende en los bordes: La imprimación está fallando, debemos cambiarla.

4. Se escucha un ruido eléctrico: El balasto está funcionando mal, debemos revisar las conexiones por si no están bien fijadas. Si persiste debemos comprobar la potencia máxima de la reactancia, puede ser inferior a la requerida por el tubo.

5. El tubo no se enciende: Primero procederemos a comprobar que llega tensión. Casi siempre, los defectos están en las imprimaciones o en los balastos. Por tanto, la forma de localizar una avería será la siguiente:

   • Revisa la imprimación.
   • Compruebe el lastre.
   • Revisa la lámpara.

   • Verifique las conexiones.

6. Cuando la lámpara está funcionando mal, no debe dejarse en el circuito, ya que sobrecalentará el balasto, y este calor aumentará el mal funcionamiento de la lámpara (especialmente el parpadeo) que, a su vez, provocará un nuevo calentamiento en el balasto. ., y así sucesivamente hasta la destrucción del lastre y la lámpara.

7. Cuando se aprecia que la lámpara no se enciende, debido al agotamiento de la misma, es inútil intentar encendidos sucesivos; con esto lo que se logrará será destruir la imprimación.

8. Su conexión permanente al circuito es perjudicial para el balasto cuando la lámpara se enciende continuamente debido a que los contactos de soldadura se están soldando.

Montaje fluorescente

1. 1. Las lámparas tubulares estándar se utilizan habitualmente en instalaciones con una gran superficie a iluminar, pero donde no se necesita una elevada potencia (oficinas, cocinas...).

Podemos encontrarlas con diversas formas: circulares, tubos irregulares, U...

Tubo fluorescente

Fluorescente no lineal

2. 2. Las lámparas tubulares compactas están sustituyendo a las lámparas incandescentes en iluminación doméstica, debido al bajo consumo que ofrecen y a la facilidad de montaje. Básicamente son lámparas fluorescentes con potencias entre 5 y 60W, que se basan en la posibilidad de doblar el tubo varias veces, consiguiendo que la misma luz se emita desde un espacio más reducido.

Tienen el inconveniente de que el nivel de iluminación nominal no se alcanza hasta después de transcurridos unos tres minutos, pero tienen las ventajas de una elevada eficacia luminosa y una duración de vida larga (unas 6000 horas).

Por lo general, en este tipo de lámparas, el equipo de arranque está formado por un balastro electrónico y se encuentra integrado en su base.

Lámpara fluorescente compacta	Lámpara de bajo consumo es espiral
Lámpara fluorescente compacta	Lámpara fluorescente compacta
Equipo de arranque de una lámpara fluorescente compacta

En estas lámparas, la descarga tiene lugar en un tubo provisto de dos electrodos principales y uno o dos auxiliares, en cuyo interior se encuentra una pequeña cantidad de mercurio y un gas inerte que ayuda al encendido. Los electrodos auxiliares llevan una resistencia en serie que limita la intensidad que circula por ellos.

Este tubo de descarga está contenido en una ampolla de vidrio de mayor tamaño que lo protege.

Una parte de la radiación de la descarga se da en forma de luz en la región visible del espectro, pero otra parte se emite en la región ultravioleta. Si cubrimos la superficie interna de la ampolla exterior en que va alojado el tubo de descarga, con un polvo fluorescente, convertiremos la radiación ultravioleta en radiación visible.

Por tanto, una lámpara de mercurio de alta presión consta de las siguientes partes principales:

• Tubo de descarga y soporte.
• Electrodos.
• Ampolla exterior.
• Recubrimiento del gas.
• Gas de relleno.
• Casquillo.

Partes de una lámpara de vapor de mercurio

El encendido se realiza por ignición mediante los electrodos auxiliares de arranque, mientras que un electrodo principal ioniza el gas inerte contenido en el tubo. La duración del encendido es de aproximadamente cinco minutos, tiempo que necesita la lámpara para vaporizar la totalidad del mercurio.

El encendido de estas lámparas se hace directamente con la tensión de la red gracias a la ayuda del electrodo auxiliar, pero como ocurría en los fluorescentes, una vez encendida la lámpara se necesita un balastro externo que limite la tensión sobre ella. Se conecta un condensador en paralelo para compensar el bajo factor de potencia ocasionado por la reactancia

Circuito de lámpara de vapor de mercurio

La luz producida por estas lámparas carece casi por completo de radiaciones rojas, pero existen lámparas de mercurio de color corregido, en las que se mejora el índice de reproducción cromático recubriendo el interior de la ampolla con polvos fluorescentes de vanadato de itrio.

Como las lámparas de vapor de mercurio de color corregido consiguen:

• Larga duración.
• Buena eficacia luminosa.
• Temperatura del color intermedia.
• Índice de reproducción cromático aceptable.
• Se fabrican unidades de gran potencia.

Estas lámparas son adecuadas para iluminar grandes áreas como zonas de almacenaje, garajes, zonas deportivas, aeropuertos, estaciones de servicio, carreteras, etc...

Detalle del interior

• Balance energético: Aproximadamente sólo 12.5% parte de la potencia de entrada se convierte en luz visible, cerca de un 25% en ultravioleta y un 60% en calor.

• Vida de la lámpara y depreciación: La vida media de estas lámparas es elevada, unas 24000 horas, aunque los fabricantes aconsejan cambiar la lámpara antes de las 15000 horas, cuando el flujo aún no se ha depreciado más de un 25 %.

La salida de luz se reduce ligeramente durante las primeras horas de vida, y por tanto, la evaluación inicial de lúmenes de la lámpara no se establece hasta después de 100 h de funcionamiento, cuando la lámpara se ha establecido.

• Reignición: Si apagamos la lámpara, no podemos volver a encenderla inmediatamente, necesitamos esperar entre 3 y 6 minutos. La lámpara no volverá a arrancar hasta que el vapor de mercurio se haya enfriado suficientemente para que disminuya la presión de vapor. Transcurridos unos minutos la lámpara se habrá enfriado y podremos volver a encender. Este es un inconveniente muy serio para este tipo de lámparas.

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.

Tienen propiedades similares a las de vapor de mercurio de alta presión, aunque su eficacia luminosa y su duración de vida son claramente inferiores. 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 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 Es importante resaltar en estas lámparas que, durante el periodo de arranque, el exceso de tensión no absorbido por el tubo de descarga, sobrecarga considerablemente el filamento. 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.

Estas lámparas 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.

Lámpara luz mezcla

Estas sustancias aportan nuevas líneas al espectro luminoso y con su combinación se pueden conseguir una buena reproducción cromática y una buena eficacia luminosa.

El mercurio, como elemento generador de luz, se abandonó completamente con el desarrollo de los halogenuros metálicos, que se han añadido al relleno de mercurio. Son ellos los principales responsables de la radiación (el vapor de mercurio actúa simplemente como gas amortiguador, que fundamentalmente controla las características eléctricas del tubo de descarga).

En principio, la radiación se genera de la misma forma que en otras lámparas de descarga.

Partes de la lámpara de vapor de mercurio con halogenuros metálicos

Las principales partes de las que consta una lámpara de halogenuros metálicos son:

• Tubo de descarga
• Electrodos
• Bulbo exterior o ampolla. (Se suele fabricar cilíndrica u ovoide)
• Gas de relleno (del tubo de descarga y de la ampolla)
• Casquillo

Lámpara de halogenuros

El encendido de estas lámparas es lento (entre 3 y 10 minutos), al igual que el reencendido. Como la mayoría de las lámparas de descarga, las lámparas con halogenuros metálicos no se conectan rectamente a la red. Para el encendido de estas lámparas es necesaria la aplicación de tensiones muy elevadas (entre 1,5 y 5 kV), que se consiguen con arrancadores especiales en combinación con reactancias de alto carácter inductivo.

Sólo algunos de los tipos más pequeños pueden arrancar por medio de un electrodo auxiliar.

Esquema de conexiones para el encendido de una lámpara de vapor de mercurio con halogenuros metálicos

Antes de montar estas lámparas es importante leer las indicaciones que nos ofrecen los fabricantes, ya que las posiciones de funcionamiento, quedarán limitadas por la acción que ejerce la gravedad sobre los componentes halogenados.

• Balance energético: La potencia disponible a la salida en forma de radiación visible es aprox. de un 25% de la potencia eléctrica a la entrada.

• Vida de la lámpara: La tª de los electrodos es muy elevada. En consecuencia, se evaporarán muy rápidamente, lo que entraña que la vida de una lámpara con halogenuros metálicos sea más corta que la de las restantes lámparas de descarga. Son de aprox. 8000 h, frente a las 12000 h de las lámparas de mercurio de alta presión.

• Depreciación: Tienen una elevada depreciación del lumen, mayor que la correspondiente a las lámparas de mercurio de alta presión. Se debe principalmente al elevado grado de ennegrecimiento que sufre el tubo de descarga.

(Como los electrodos, desde el punto de vista térmico, están considerablemente cargados, es muy pronunciada la evaporación del volframio, y por ende el ennegrecimiento del tubo de descarga.)

• Reignición: Si se produce un corte de tensión en la red de suministro y la lámpara se apaga, pasarán aprox. de 10 a 20 min. antes de que la presión dentro de la lámpara hay descendido lo suficiente para que esta pueda ser reencendida por su cebador. No obstante existen algunas de estas lámparas, con tierras raras y casquillos superiores especiales para reignición, en los que sí es posible la reignición inmediata.

• Campos de Aplicación: Se utilizan en aquellos lugares donde la calidad de color de la luz sea importante. Se adaptan muy bien a sistemas de proyección y las prestaciones cromáticas de esta lámpara la hacen adecuada para la iluminación de exposiciones, retransmisiones de TV, proyectores, monumentos, estudios de cine...

Encuentran su aplicación principal en exteriores, pero también en grandes espacios interiores. Se trata en general de puntos de luz de potencia relativamente elevada (se fabrican en potencias que van desde 250 a 5000 W).

Lámpara de vapor de mercurio con halogenuros metálicos

La principal diferencia consiste en que, mientras que la lámpara fluorescente tubular emite sobre todo luz ultravioleta, que con ayuda de polvos fluorescentes se transforma en luz visible, el vapor de sodio ya emite luz visible. Por tanto las lámparas de vapor de sodio no necesitan utilizar sustancias fluorescentes.

El encendido de las lámparas de vapor de sodio resulta más difícil que en el caso de las de vapor de mercurio. Las lámparas de sodio de baja presión necesitan una alta tensión de encendido y una duración relativamente larga para el calentamiento hasta alcanzar la máxima potencia.

Estas lámparas tienen un tubo de descarga de vidrio en forma de U, al que se le practican unas hendiduras que facilitan la concentración y vaporización del sodio a la temperatura más baja posible.

Una lámpara de sodio de baja presión comprende las siguientes partes principales:

• Tubo de descarga y soporte.
• Relleno.
• Electrodos.
• Ampolla exterior.
• Casquillo.

Lámpara de sodio de baja presión

Cuando una lámpara de sodio de baja presión se conecta por primera vez, y el gas de arranque se ha ionizado, tiene una apariencia de color roja. A medida que la lámpara va calentándose lentamente, su apariencia de color cambia gradualmente hasta que en unos 10 min., ya no es roja, sino amarilla.

Esta radiación amarilla es su principal inconveniente. Desde el punto de vista cromático este tipo de lámparas es la peor valorada.

La gran ventaja de estas lámparas es su extraordinaria eficacia (de 100 a 200 lm/W) y su larga vida, características permiten que estas lámparas sean la fuente de luz más económica disponible y por tanto son apropiadas donde se requiera una gran cantidad de luz, un mínimo consumo de energía y una calidad de reproducción de los colores baja: autopistas, pasos subterráneos, puertos...

Para el encendido de estas lámparas se requiere una tensión relativamente elevada (400-600V) que habitualmente se consigue con un autotransformador o con un arrancador electrónico. El autotransformador proporciona el impulso de tensión inicial suficiente para el inicio de la descarga y posteriormente limita la corriente a valores aceptables para el funcionamiento de la lámpara.

Lámpara de vapor de sodio a baja presión

• Balance energético: Aproximadamente una tercera parte de la potencia disipada en la lámpara se convierte directamente en radiación visible, el resto se pierde en forma de calor.

• Eficacia luminosa: Ya hemos hablado de su excelente eficacia. Al caer la radiación de los átomos de sodio casi completamente en la parte visible del espectro, la eficacia luminosa de estas lámparas es aproximadamente el doble que la de una lámpara fluorescente tubular blanca.

• Depreciación del lumen: La depreciación es pequeña en comparación con otras lámparas.

• Vida de la lámpara: Su vida media es de unas 15000 h. El bajo índice de fallos de este tipo de lámparas también contribuye a su larga vida.

Las principales causas de eventuales fallos de la lámpara son:

• Agotamiento de los emisores, que produce una aumento de la tensión de la lámpara hasta un punto en el que la lámpara ya no arranca más.

• Daños mecánicos en el tubo de descarga, que conducen casi inmediatamente a un fallo catastrófico de la lámpara, o en el bulbo exterior (fisuras, fugas,..), que indican un fallo en el aislamiento térmico, lo que da lugar a que la lámpara luzca con una coloración roja, lo que indica que hay demasiado poco vapor de sodio participando en la descarga.

• Reignición: Las lámparas de vapor de sodio de baja presión necesitan para el arranque un tiempo de calentamiento de algunos minutos, así como un breve enfriamiento antes de volver a encenderla nuevamente después de un corte en el fluido eléctrico. Si se utilizan equipos especiales de estabilización es posible el reencendido inmediato.

• Corrección del factor de potencia: Para grandes instalaciones, parte de los circuitos de lámparas deberán estar dotados de la correspondiente corrección del factor de potencia por medio de un condensador en paralelo. Cuando se utilice la red de distribución como camino de envío de señales de alta frecuencia (conmutación remota del alumbrado público), se incorporará una bobina de filtro en serie con el condensador.

La descarga se realiza a través de vapor de sodio de alta presión, con lo que se consigue aumentar el rendimiento luminoso (entre 60 y 130 lm/W). El proceso que tiene lugar cuando se aumenta la presión del vapor de sodio, es el mismo básicamente que para las lámparas de mercurio.

Lámpara de sodio a alta presión

El color de la luz es inicialmente el blanco característico de la descarga en xenón, cambiando a amarillo transcurrido unos veinte segundos, tiempo a lo largo del cual el sodio se evapora y entra en la descarga. El tiempo de encendido hasta alcanzar las presiones de trabajo y la emisión de luz plena requiere varios minutos.

La luz que proporcionan es más agradable que las lámparas de vapor de sodio a baja presión y conservan sus ventajas como son la eficacia luminosa y la duración.

Las partes principales de estas lámparas son:

• Tubo de descarga y soporte
• Electrodos e hilos pasante de alimentación
• Relleno
• Ampolla exterior
• Interruptor térmico y/o ayudas para el arranque (si existen)
• Casquillo

Lámpara vapor de sodio alta presión

El proceso de encendido de este tipo de lámparas es muy similar al de las lámparas de vapor de mercurio con halogenuros metálicos. No obstante, debemos pensar que los esquemas de conexión pueden varias según el modelo comercial, por lo que se recomienda seguir las instrucciones del fabricante.

Circuito para lámpara de vapor de sodio alta presión

El desarrollo de este tipo de lámparas ha permitido elevar el índice de reproducción cromático a más de 65, lo que unido a su larga vida útil, hace que sean las más adecuadas para alumbrado público, monumentos, paseos...

• Balance energético: Un 30% de la potencia disipada en la lámpara se convierte en radiación visible, el resto de la potencia se disipa en forma de diversas pérdidas térmicas.

• Depreciación del lumen: El descenso en la salida de luz de estas lámparas a lo largo de su vida es muy gradual, y se debe principalmente al deterioro de la transmitancia del tubo de descarga.

En comparación con otras lámparas de descarga, la depreciación de lumen de estas lámparas es baja (aprox. la mitad que para una lámpara equivalente de mercurio de alta presión), y es debido a la elevada tª de trabajo de la pared del tubo de descarga y a la ausencia de polvos fluorescentes que con el tiempo se deterioran.

• Vida de la lámpara: Se estima su vida útil en 12000 horas, pero está influenciada por muchos factores, como pueden ser:

  • Valor y estabilidad de la tensión de red.

  • Forma de trabajo (ciclos de conmutación encendido/apagado).

  • Tipo de balasto y cebador.

  • Tª del punto frío del tubo de descarga.

Las principales causas de avería de las lámparas de sodio de alta tensión son las siguientes:

• Tensión de lámpara demasiado alta (por el ennegrecimiento del tubo de descarga o por pérdida de sodio de este), por lo que la lámpara se apaga antes de que haya alcanzado la tª de estabilización.

• Fugas en el tubo de descarga, en los cierres de las extremidades o en la ampolla exterior. (este defecto dará lugar al fallo inmediato de la lámpara)

• Corrección del factor de potencia: Para lámparas de sodio de alta presión, sólo se efectúa según una compensación en paralelo (shunt). Se conecta un condensador del valor adecuado, en paralelo con la entrada de red. Cuando hayan de enviarse señales de alta frecuencia a través de la red (para conmutación por control remoto del alumbrado público de calles), deberá conectarse una bobina de filtro en serie con el condensador.

Este tipo de lámparas es totalmente diferente a las estudiadas hasta ahora (no poseen ni filamentos, ni gases para descarga, ni ampolla de vidrio...) El LED es un semiconductor unido a dos terminales cátodo y ánodo, recubierto por una resina epoxy transparente. Si hacemos circular una corriente por sus terminales, se produce luz. A este efecto le denominamos "electroluminiscencia".

Lámpara de iluminación a base de LEDs para el exterior

Se trata de una nueva Tecnología, que aunque se encuentra en fase de crecimiento y desarrollo, la encontramos disponible en el mercado de la iluminación, y tiene un gran potencial frente a las fuentes de luz convencionales.

Como ventajas principales podríamos destacar:

• Pequeñas dimensiones
• Alta resistencia contra golpes y vibraciones.
• Vida extremadamente larga (cercana a las 100.000 horas)
• Se pueden fabricar lámparas de todos los colores, únicamente cambiando el chip-reflector con el que se elaboran.
• Bajo consumo
• Luz direccionable
• Fácilmente regulable

Todas estas ventajas, hacen que la utilización de los LED en iluminación esté cada vez más extendida. Un claro ejemplo es su utilización en carteles, pantallas gigantes, semáforos, iluminación decorativa para calles, etc.

Sin embargo, por el momento, no puede considerarse como una fuente adecuada para aplicaciones de iluminación general (no se puede conseguir altos niveles de iluminación de forma rentable como con otras fuentes de luz).

Podríamos señalar como principales inconvenientes y sobre los que se sigue investigando:

• falta potencia / flujo luminoso por punto de luz.
• caída de tensión al utilizar grandes distancia a muy baja tensión de alimentación.
• degradación a muy altas temperaturas (>a los 100ºC).
• Coste elevado-

Módulos LED de Osram	Aplicación de alumbrado con LED (philips)

En la siguiente tabla se muestran los tipos de lámparas más utilizados según el ámbito de uso:

Ámbito de uso	Tipos de lámparas más utilizados
Doméstico	Incandescente. Fluorescente. Halógenas de baja potencia. Fluorescentes compactas.
Oficinas	Para alumbrado general: fluorescentes. Para alumbrado localizado: incandescentes y halógenas de baja tensión.
Comercial (Depende de las dimensiones y características del comercio)	Incandescentes. Halógenas. Fluorescentes. Grandes superficies con techos altos: mercurio a alta presión y halogenuros metálicos.
Industrial	Todos los tipos. Luminarias situadas a baja altura. (6 m): fluorescentes Luminarias situadas a gran altura (>6 m): lámparas de descarga a alta presión montadas en proyectores. Alumbrado localizado: incandescentes.
Deportivo	Luminarias situadas a baja altura: fluorescentes. Luminarias situadas a gran altura: lámparas de vapor de mercurio a alta presión, halogenuros metálicos y vapor de sodio a alta presión.

Iluminación de la fachada exterior de la oficina de correos de Madrid

Agrupamos en la siguiente tabla las características más importantes de los diferentes tipos de lámparas:

Características de las lámparas de descarga

Tipo de lámpara	Flujo (lm)	Eficacia (lm/W)	Vida útil (horas)	Temperatura de color (ºK)
Fluorescentes	3200	50/80	8000	3000/6000
Luz de mezcla	23000	20/30	6000	3600
Mercurio a alta presión	28000	40/60	16000	3000/4500
Halogenuros metálicos	31500	65/90	10000	4000/6000
Sodio a baja presión	48000	100/200	15000	1800
Sodio a alta presión	450000	60/130	12000	2500

• Lámparas Incandescentes

  Temperatura de color: 2.100 a 3.200 ºK.

  Rendimiento luminoso: 8 a 20 lm/W.

  Características eléctricas: Conexión directa a la red.

  Aplicaciones: alumbrado doméstico y señalización. No son rentables para grandes espacios, naves industriales, o con alturas de montaje superior a 4 m.

• Lámparas Fluorescentes.

Son lámparas de descarga en atmósfera de vapor de mercurio a baja presión entre electrodos caldeados.

Temperatura de color: 3.000 a 6.000 ºK. Tres grupos: blanco cálido, blanco neutro y luz blanca día, con varios tonos en cada grupo.

Características eléctricas: Existe efecto estroboscópico.

Necesita reactancia (arco eléctrico con resistencia negativa), condensador, y cebador.

Aplicaciones: muy utilizada en interiores de oficinas, almacenes, comercio, escuelas, hospitales, etc. Alturas de montaje inferior a 5 m

• Lámparas de vapor de mercurio corregido a alta presión.

A mayor presión, mayor longitud de onda y mayor potencia.

Características eléctricas: Necesita reactancia (impedancia negativa).

Reencendido no inmediato (tarda unos 5 minutos en establecerse el arco principal)

Aplicaciones: se utiliza en exteriores e interiores de naves con elevada altura de montaje, o donde no sea necesario distinguir bien los colores.

• Lámparas de luz mezcla

Combinación de incandescente y vapor de mercurio a alta presión.

Rendimiento luminoso: intermedio entre incandescente y vapor de mercurio alta presión.

Características eléctricas: Pueden conectarse directamente a la red.

Reencendido no inmediato (debe enfriarse antes).

Aplicaciones: similares a vapor de mercurio alta presión..

• Lámparas de vapor de sodio a baja presión.

Descarga eléctrica a través de un metal de sodio vaporizado, que produce radiaciones visibles en longitud de onda casi monocromática (IRC muy bajo).

Características eléctricas: Tensión de encendido de 600 V, por lo que necesita un autotransformador o un arrancador electrónico.

Encendido no inmediato (unos 10 minutos).

Aplicaciones: donde interesa luz con poca calidad, como en carreteras...

• Lámparas de vapor de sodio a alta presión.

Descarga eléctrica a través de un metal de sodio y de mercurio junto con un gas noble, vaporizados a alta presión.

Características eléctricas: Tensión de encendido de unos 4 KV, por lo que necesita de reactancia (función de autotransformador) y condensador.

Encendido no inmediato, pero reencendido rápido si está caliente.

Aplicaciones: alumbrado público, monumentos paseos...

• Lámparas de halogenuros metálicos.

Son lámparas de vapor de mercurio a alta presión, que además contienen halogenuros de tierras raras.

Características eléctricas: Necesita arrancador para su encendido.

Encendido no inmediato, pero reencendido puede ser instantáneo.

Aplicaciones: alumbrado exterior e interior, donde se requiere calidad y cantidad de luz con gran altura de montaje (estudios de cine, exposiciones, retrasmisiones de TV).).

La luminaria es todo el conjunto de dispositivos que sirven de soporte a las lámparas, e incluyen todo el equipamiento y los accesorios para su instalación.

Estas luminarias tienen como funciones:

• Sostener y proteger la lámpara
• Recibir el circuito de alimentación
• Orientar y distribuir el flujo luminoso
• Mantener la temperatura de las lámparas dentro de los márgenes específicos que aseguran un buen funcionamiento.
• Función decorativa.

Luminarias en techo

La elección de la luminaria está condicionada por la lámpara utilizada y el lugar dónde se va a instalar. Hay muchas formas y tipos de luminarias, ya que podemos oscilar entre las más formales donde lo que prima es la función decorativa como ocurre en el alumbrado doméstico, a las más funcionales donde lo más importante es dirigir el haz de luz de forma eficiente como pasa en el alumbrado industrial.

Atendiendo a la distribución del flujo luminoso que realizan, podemos dividir las luminarias en difusoras, reflectoras y refactarias, aunque la mayoría presentan características mixtas:

• Difusoras: Son aquellos aparatos que atenúan los efectos deslumbrantes de las lámparas. Pueden ser de plástico o bien de vidrio con distintos acabados. Permiten aumentar la superficie de la fuente de luz y distribuir uniformemente el flujo luminoso en todas direcciones.

• Reflectoras: Permiten regular el ángulo de radiación luminosa concentrando o abriendo el flujo luminoso. Para ello se valen de superficies especulares de aluminio pulido, vidrio plateado, etc.

Los proyectores, por ejemplo, son luminarias reflectoras que pueden concentrar la luz en una dirección bien definida.

• Refractarias: Están diseñadas para orientar los rayos luminosos en las direcciones que se requiera. Modifican de un modo sustancioso la distribución del flujo luminoso gracias a que disponen de una cavidad profunda cuyo perfil y orientación han sido concebidos para esa misión.

Las luminarias para la iluminación general de interiores se encuentran clasificadas de acuerdo con el porcentaje de flujo luminoso total distribuido por encima y por debajo del plano horizontal en:

• Directo: cuando el flujo luminoso emitido bajo el plano horizontal que pasa por el vértice de la fuente de luz es igual o superior al 90% del flujo luminoso útil

• Semi-directo: cuando el flujo luminoso emitido bajo el plano horizontal que pasa por el vértice de la fuente de luz está comprendido entre el 60 y 90% del flujo luminoso útil

• Directo-indirecto y General-difuso: cuando el flujo luminoso emitido bajo el plano horizontal que pasa por el vértice de la fuente de luz está comprendido entre el 40 y 60% del flujo luminoso útil. La diferencia entre estos dos tipos de luminarias es que la radiación directa-indirecta prácticamente no emite luz en sentido horizontal, haciéndolo hacia arriba y hacia abajo.

• Semi-indirecto: cuando el flujo luminoso emitido bajo el plano horizontal que pasa por el vértice de la fuente de luz está comprendido entre el 10 y el 40% del flujo luminoso útil

• Indirecto: cuando el flujo luminoso emitido bajo el plano horizontal que pasa por el vértice de la fuente de luz es inferior al 10% del flujo luminoso útil.

Clasificación de las luminarias según la radiación del flujo luminoso

En esta instrucción no se incluyen prescripciones relativas al alumbrado exterior recogido en la ITC-BT-09 ni al alumbrado de emergencia en locales de pública concurrencia recogido en la ITC-BT-28.

Como puntos más importantes podemos destacar:

• Si una luminaria está suspendida de su cable flexible de alimentación, su peso no rebasará los 5 kg.

• La tensión asignada de los cables utilizados será como mínimo la tensión de alimentación y nunca inferior a 300/300 V.

• Las partes metálicas accesibles de las luminarias que no sean de Clase II o Clase III, deberán tener un elemento de conexión para su puesta a tierra. Se entiende como accesibles aquellas partes incluidas dentro del volumen de accesibilidad definido en la ITC-BT-24.

• Queda prohibido el uso de lámparas de gases con descargas a alta tensión (como por ejemplo neón) en el interior de las viviendas.

• Los portalámparas serán normalizados según UNE-EN 60061-2.

• Cuando se empleen portalámparas con contacto central, debe conectarse a éste el conductor de fase o polar, y el neutro al contacto correspondiente a la parte exterior.

• Para receptores con lámparas de descarga, la carga mínima prevista en voltiamperios será de 1,8 veces la potencia en vatios de las lámparas.

• En el caso de receptores con lámparas de descarga será obligatoria la compensación del factor de potencia hasta un valor mínimo de 0,9.

Al diseñar una instalación de alumbrado hay que tener en cuenta no sólo la cantidad de iluminación necesaria, sino también la calidad de la luz. Por tanto, debemos considerar otros aspectos como el deslumbramiento, el color, el rendimiento y los métodos de alumbrado:

• El deslumbramiento: Aparece cuando las lámparas, luminarias, ventanas u otras superficies se muestran mucho más brillantes que la luminancia general, y se traduce en una sensación molesta y desagradable que provoca fatiga visual y debe evitarse. Para reducirlo podemos optar por situar materiales traslúcidos alrededor de la lámpara para difuminar la luz, pero lo más adecuado, es situar las luminarias a la altura y con la orientación adecuada.

• El color: La apariencia en color de las lámparas provoca diferentes sensaciones sobre los usuarios. Esta apariencia se valora mediante su temperatura de color. Cuanto menor sea este parámetro, más rosada o cálida será su apariencia, y a la inversa, cuanto más blanco o frío sea su aspecto, mayor será su temperatura del color.

Definimos tres grados de apariencia según la tonalidad de la luz:

Apariencia de color	Temperatura de color
Fria (tono blanco azulado)	Tc > 5000 K
Neutra (luz blanca)	3000 < Tc < 5000 K
Cálida (tono blanco rojizo)	Tc < 3000 K

En general, para niveles de iluminación bajos es preferible utilizar lámparas de aspecto cálido, pero a medida que aumenta el nivel de iluminación también debe hacerlo la temperatura de color.

Imágenes obtenidas fotografiando con diferentes temperaturas de color, desde 3200 hasta 9100 K

• Rendimiento en color: es la medida de la capacidad que tienen las lámparas de reproducir los colores de los objetos que iluminan. Se mide con el Índice de Rendimiento del Color (IRC) que se obtiene al comparar la reproducción de una muestra normalizada de colores iluminada con una lámpara, con la misma muestra iluminada con una fuente de luz de referencia. Cuanto más alto sea este valor, mejor será la reproducción del color, pero a cambio debemos sacrificar la eficiencia y los consumos energéticos.

Las exigencias en este aspecto varían enormemente, desde las galerías de arte donde la reproducción de los colores es imprescindible, hasta el alumbrado vial donde la identificación del color no es necesaria.

La capacidad de una lámpara para satisfacer los requisitos de color viene definida por la combinación de sus propiedades relativas al aspecto cromático y al rendimiento de color.

Grupo de rendimiento en color	Índice de reproducción en color (IRC)	Apariencia en color	Ejemplos de aplicaciones
1	IRC>85	Fría	Industria textil, fábricas de pinturas, talleres de imprenta
		Intermedia	Escaparates, tiendas, hospitales
		Cálida	Hoteles, hogares, restaurantes
2	70 < IRC < 85	Fría	Oficinas, escuelas, grandes almacenes, industrias de precisión (en climas cálidos)
		Intermedia	Oficinas, escuelas, grandes almacenes, industrias de precisión (en climas templados)
		Cálida	Oficinas, escuelas, grandes almacenes, ambientes industriales críticos (en climas fríos)
3	Lámparas con IRC 70 pero con propiedades de rendimiento en color bastante aceptables para uso en locales de trabajo		Interiores donde la discriminación cromática no es de gran importancia

• Métodos de alumbrado: Nos indican cómo se reparte la luz en las zonas iluminadas. Dependiendo del grado de uniformidad deseado, podemos distinguir entre:

  • Iluminación general: Proporciona una iluminación uniforme sobre todo el área iluminada. Se consigue colocando las luminarias de forma regular en el techo del local.

  • Iluminación localizada: Consiste en proporcionar una iluminación suplementaria en las zonas de trabajo donde se requiere mucha precisión, y así obtenemos un gran ahorro energético. Debemos tener cuidado, porque si la diferencia de luminancias entre la zona de trabajo y el fondo es muy elevada, se pueden producir deslumbramientos.

  • Iluminación general localizada: Consiste en proporcionar una iluminación no uniforme concentrado la luz principalmente sobre las áreas de trabajo e iluminando el resto del local con una luz más tenue.

Métodos de iluminación

El diseño de un sistema de alumbrado es un proyecto complejo que requiere de la realización de cálculos. Aunque podemos efectuar estos cálculos aplicando fórmulas y obteniendo valores de diversas tablas, actualmente contamos con programas informáticos específicos, que consiguen con rapidez y exactitud, realizar los cálculos necesarios para determinar el número de lámparas y luminarias precisas en un local, bajo las condiciones marcadas por el proyectista.

El programa de cálculo de iluminación de interiores más extendido es el Dialux, un software gratuito que facilitan un gran número de compañías fabricantes de luminarias.

Aunque realicemos el proyecto de alumbrado con ayuda de un programa informático, hay algunos parámetros que nos solicita el programa y que debemos determinar con antelación.

• Lo primero que debemos conocer es la actividad que se va a realizar en el local y así podremos determinar el nivel de iluminación necesario. Estos valores podemos encontrarlos tabulados. Si el trabajo que se va a realizar es minucioso y preciso (por ejemplo un quirófano) el nivel de iluminación recomendable sería de 2000 lux, y si se tratara de una zona de almacenamiento con 100 lux sería suficiente.

• También debemos conocer las dimensiones del local, así como la altura a la que queremos suspender las luminarias y la altura del plano de trabajo (altura del suelo a la superficie sobre la que habitualmente se va a trabajar, que para una persona sentada es de 0,85 metros)

Alturas del local

• Otro aspecto importante es la elección del tipo de lámpara y luminaria más adecuado en cada caso, conociendo su eficacia luminosa, índice de reproducción cromático, temperatura del color, flujo luminoso, vida media, etc.

Datos de luminaria ASTROLUX de Philips

• Para un proyecto de iluminación debemos determinar los coeficientes de reflexión de techo, paredes y suelo. Estos valores se encuentran normalmente tabulados para los diferentes tipos de materiales, superficies y acabado.

Si no disponemos de ellos, podemos tomarlos de la siguiente tabla:

• Otro dato a tener el cuenta es el factor de mantenimiento (fm) o conservación de la instalación. Este coeficiente dependerá del grado de suciedad ambiental y de la frecuencia de la limpieza del local. En condiciones normales, con una limpieza periódica anual podemos tomar los siguientes valores:

Ambiente	Factor de mantenimiento
Limpio	0,8
Sucio	0,6

• Por último debemos escoger el sistema de alumbrado que mejor se adapte a nuestras necesidades.

Proyecto de iluminación realizado con programa informático

A continuación, ofrecemos un vídeo que muestra un ejemplo del cálculo de la iluminación de un local con un programa informático: