Fundamentos de Luminotecnia: Principios, Magnitudes y Sistemas de Radiación

Naturaleza de la Luz y Luminotecnia

La energía se propaga por el espacio mediante radiaciones electromagnéticas a una velocidad de 300,000 km/s.

La luminotecnia es la ciencia que estudia la producción de luz, así como su control y aplicación.

Magnitudes Fundamentales en Luminotecnia

Las principales magnitudes en luminotecnia son:

• Flujo luminoso
• Rendimiento luminoso
• Intensidad luminosa
• Iluminancia
• Luminancia

Flujo Luminoso

Es la luz emitida por una fuente luminosa en todas las direcciones durante un segundo, medida en lúmenes (lm).

Rendimiento Luminoso

Es el flujo luminoso que emite una fuente luminosa por cada unidad de potencia eléctrica, medido en lúmenes por vatio (lm/W).

Intensidad Luminosa

Es la cantidad de luz emitida por una fuente luminosa durante un segundo en una dirección dada y para un ángulo sólido de valor un estereorradián, medida en candelas (cd).

Iluminancia

Es la cantidad de luz que incide sobre la unidad de superficie. Se calcula como E = Φ/S, donde E es la iluminancia, Φ es el flujo luminoso y S es la superficie, medida en lux (lx).

Luminancia

Es la intensidad luminosa por unidad de superficie aparente de una fuente de luz, representada por L.

Temperatura del Color

Es la apariencia del color de la propia luz. Se clasifica en:

• Menor de 3300K: Color cálido
• Mayor de 5000K: Luz fría

Sistemas de Radiación de Luz

Termoradiación

Se basa en la radiación de luz y calor por parte de un cuerpo caliente (ejemplo: alumbrado incandescente).

Luminiscencia

Se basa en una descarga eléctrica en un recinto cerrado en el que se encuentra un gas y en el que se produce una radiación (ejemplo: alumbrado fluorescente y de descarga en gas).

Principio de Lámparas de Descarga

En estas lámparas, la corriente debe atravesar un gas o vapor metálico. Se basan en el fenómeno de la luminiscencia.

Lámparas Fluorescentes

Son lámparas de descarga eléctrica en atmósfera de vapor de mercurio a baja presión y un gas inerte cuyo efecto luminoso se basa en la fluorescencia. La fluorescencia es la transformación de radiaciones no visibles, generalmente ultravioletas, en radiaciones visibles.

Efecto Estroboscópico

El centelleo es un efecto óptico que se produce en estas lámparas cuando están alimentadas con corriente alterna (CA). Cuando la tensión en los electrodos pasa por valor 0, no circula corriente por la lámpara, por lo que tiende a apagarse, pero la tensión vuelve a tomar un determinado valor, generando fluctuaciones luminosas muy rápidas.

Para atenuar el efecto, se realiza la conexión de las diferentes lámparas de una instalación en las distintas fases de la red de distribución en sistemas trifásicos.

Constitución de Lámparas Fluorescentes

Tubo de Descarga

Tubo cilíndrico que aísla los electrodos y el gas relleno del medio ambiente. Sus dimensiones varían (ej: d: 16, 26, 38mm; l: 590, 1200, 1500mm).

Casquillo de Conexión

Tiene en cada lado un par de patillas unidas eléctricamente por los electrodos. Las patillas de conexión están separadas del cuerpo del casquillo por un aislante.

Electrodos

Son de hilo de tungsteno arrollados en doble o triple espiral y están recubiertos por sustancias que emiten gran cantidad de electrones (bario o cesio) mediante el efecto termoiónico.

Gas Relleno

Suele ser ionizable e inerte (argón o neón). Se le añade un poco de mercurio, que permanece en estado líquido mientras el tubo no funciona.

Polvos Fluorescentes

Las radiaciones ultravioletas producidas en la descarga excitan estos polvos, generando luz visible.

Equipos Complementarios

Sistemas de arranque con cebador rápido e instantáneo.

Encendido con Cebador

La reactancia se utiliza para suministrar una tensión superior a la de la línea para encender la lámpara fluorescente.

El cebador es el elemento para el arranque.

Portatubos y portacebadores son los soportes para estos componentes.