Técnicas de Iluminación
Elementos Básicos
En la técnica de la iluminación hay dos elementos básicos: la fuente y el objeto a iluminar. Los efectos de las fuentes son los siguientes:
- Flujo luminoso
- Rendimiento luminoso
- Cantidad de luz
- Intensidad luminosa
- Iluminancia
- Luminancia
Flujo Luminoso
Flujo luminoso: La energía transferida por los manantiales luminosos no se puede aprovechar totalmente para la producción de la luz. A la energía radiante de una fuente que produce una sensación luminosa se la llama flujo luminoso, su unidad es lumen (lm).
Rendimiento Luminoso de una Fuente
Rendimiento luminoso de una fuente: Indica el flujo que emite la misma por cada unidad de potencia eléctrica consumida para su obtención. Su unidad es lumen por vatio (lm/W).
Iluminancia
Iluminancia: Es la relación entre el flujo luminoso que recibe la superficie y su extensión. Se deduce de la fórmula que cuanto mayor sea el flujo luminoso incidente sobre una superficie, mayor será su iluminancia. El lux (lx) es la unidad de iluminancia.
Medida de Iluminancia
Medida de iluminancia: Se realiza por medio de un luxómetro, que es una célula fotoeléctrica, que al incidir la luz sobre la superficie, genera una débil corriente eléctrica que aumenta en función de la luz incidente.
Tipos de Lámparas
Lámparas Incandescentes
Lámparas incandescentes: Es un termorradiador compuesto por un filamento metálico de wolframio en forma de espiral, alojado en el interior de una ampolla de vidrio evacuada, y calentado al rojo blanco por la corriente eléctrica, de manera que emita calor y luz. Solo un 10% de la energía consumida se aprovecha para la producción de la luz. Su construcción es sencilla y su funcionamiento simple. Sus propiedades mejoran cada vez más.
Posibilidades y Mejoras para Aumentar el Rendimiento de las Lámparas Incandescentes
Posibilidades y mejoras para aumentar el rendimiento de las lámparas incandescentes: Hasta ahora las medidas son las siguientes:
- Llenado de la ampolla de vidrio con un gas noble o mezcla de gases en combinación con un arrollamiento espiral del filamento.
- Llenado de la ampolla de vidrio con el gas noble kriptón.
- El ciclo halógeno.
Lámparas de Vapor de Mercurio a Alta Presión
Constitución
Constitución de las actuales lámparas de vapor de mercurio a alta presión: Su parte esencial es el tubo de cristal en el que se produce la descarga. La alta presión del mercurio se consigue aumentando la temperatura del arco, al circular una mayor intensidad de corriente. El tubo tiene un punto de fusión de cuarzo. Contiene dos electrodos principales de wolframio impregnados. La ampolla exterior de vidrio, resistente a los cambios bruscos de temperatura, sirve de soporte al tubo de descarga. Interiormente está recubierta de una sustancia fluorescente que es activada por las radiaciones ultravioletas del arco de mercurio. El espacio comprendido entre el tubo y la ampolla es de gas neutro.
Funcionamiento
Funcionamiento: Al conectar la lámpara a una red de corriente alterna (CA) a través del balasto, se produce una descarga entre el electrodo principal y el auxiliar. Esta descarga ioniza el argón, haciéndolo conductor, a la vez que disminuye la resistencia eléctrica del espacio. Al principio, la resistencia del arranque es casi nula y va creciendo con la temperatura hasta que supera la del arco principal. A medida que la temperatura va aumentando, aumenta la presión del vapor de mercurio, y la potencia y el flujo luminoso. Una vez apagada la lámpara, no puede volver a encenderse hasta pasado un tiempo de enfriamiento.
Cebador
Cebador: El más normal es el llamado de destello, compuesto por una ampolla de vidrio llena de gas neón a baja presión, en cuyo interior se encuentran dos electrodos, uno de los cuales o ambos son láminas bimetálicas. Paralelamente con los electrodos se halla conectado un condensador para eliminar las interferencias de radio. Todo el conjunto se encuentra en un recipiente de aluminio o material aislante. Al establecer la conexión se genera una descarga eléctrica entre las laminillas a través del gas, calentándose hasta que se doblan y se unen. Esta unión cierra el circuito y facilita durante un breve periodo el paso de la corriente por los electrodos que, al ponerse incandescentes, eliminan electrones en forma de nubes. Al enfriarse las laminillas se separan, abriendo el circuito y dando lugar a que actúe el balasto. Una vez la lámpara encendida, el cebador queda sin servicio.
Lámparas de Halogenuros Metálicos
Lámparas de halogenuros metálicos:
Objetivos Fundamentales
Objetivos fundamentales: Aumentar el rendimiento luminoso e igualar el color de la luz al de la luz diurna o solar. Teniendo en cuenta estos objetivos, se construyeron estas lámparas, que son lámparas de mercurio a alta presión, y que además contienen halogenuros de las tierras raras: disprosio, holmio y tulio. De esta manera se consiguen rendimientos luminosos más elevados y mejores propiedades de reproducción cromática.
Constitución
Constitución: Es similar a las de vapor de mercurio a alta presión. El recipiente o tubo de descarga es también de cristal de cuarzo con forma tubular, con un electrodo de wolframio.
Funcionamiento
Funcionamiento: Muy parecido a las de vapor de mercurio convencionales, estando dispuestas para ser conectadas en serie con un balasto limitador de la corriente a redes de alimentación de 220 o 380V. Su tensión de encendido es muy elevada, se necesita el empleo de un cebador con tensiones de choque de 1.5 a 5 kV. Constituye una excepción el tipo HQI-T 2000, que permite un reencendido inmediato de la lámpara en caliente.
Lámparas de Vapor de Sodio a Alta Presión
Lámparas de vapor de sodio a alta presión: Para mejorar el tono de luz y con ello la reproducción cromática de las lámparas de vapor de sodio a baja presión, se desarrollaron estas. Conservan un alto rendimiento luminoso. Su presión a vapor, más elevada, destaca en el espectro otros colores, obteniendo un espectro con cierta continuidad.
Constitución
Constitución: En el interior de una ampolla de vidrio duro se encuentra alojado el tubo de descarga, cuyo material se compone de óxido de aluminio muy resistente al calor y a las reacciones químicas con el vapor de sodio.
Condiciones
Condiciones: Debido a la alta presión a la que se encuentra el gas, para el encendido es preciso aplicar altas tensiones de choque. De esta forma se asegura el encendido con temperaturas de +100 a -25 °C. El periodo de encendido con la lámpara fría dura algunos minutos.
Lámparas Fluorescentes
Lámparas fluorescentes: Son fuentes de descarga eléctrica en atmósfera de vapor de mercurio a baja presión en las que la luz se genera por el fenómeno de la fluorescencia. El rendimiento luminoso que se obtiene es mucho más elevado, se ha podido alcanzar los 96 lm/W.
Constitución
Constitución: Están constituidas por un tubo de vidrio de diversas longitudes según su potencia, recubierto por una capa de sustancia fluorescente. En cada extremo hay un soporte con una espiral doble o triple de wolframio, impregnada de pasta emisora de electrones y protegida por medio de una pantalla metálica.
Funcionamiento
Funcionamiento: Los espirales de los electrodos se ponen incandescentes y comienzan a emitir electrones procedentes de la pasta que los recubre, los cuales circulan entre ambos electrodos iniciando así la descarga. Esta primera descarga produce el calor suficiente para evaporizar el mercurio. Estos electrones chocan con el mercurio evaporado formando capas que emiten radiaciones ultravioletas.
Balasto
Balasto: Su misión principal es la de limitar o controlar la intensidad de la corriente que circula por la lámpara. Además, regula la corriente necesaria para el precalentamiento de los electrodos y produce el impulso de tensión preciso que ayuda al encendido de la lámpara.
Lámparas de Luz Mezcla
Lámparas de luz mezcla: Son una combinación de la lámpara de vapor de mercurio a alta presión y la lámpara incandescente, como resultado de unos intentos para corregir la luz azulada de las lámparas de vapor de mercurio. Ha constituido un positivo avance en el desarrollo y mejora tecnológica de las lámparas de luz mezcla el haber recubierto interiormente la ampolla con una capa fluorescente. Una característica importante es que se pueden conectar directamente a la red sin emplear el balasto.