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Fotometría y determinación de iluminación media 2014

Circuitos e instalaciones eléctricas industrialesPágina 1

GRUPO N° 8:

2014

FOTOMETRIA Y DETERMINACION DE ILUNIMACION MEDIA


FOTOMETRIA

I. GENERALIDADES:Con fotometría vamos a designar de forma general la actividad de medir la luz de la escena y decidir la combinación diafragma-tiempo para realizar la foto. La relación entre los parámetros de iluminación (brillo e iluminación de la escena) y fotográfico se citan al final del tema.

Fotografía del fotómetro donde se muestra la tapa que cubre la perilla del tornillo asíComo la carátula del medidor.

FOTOMETRÍA DE CUERPOS LUMINOSOS: Los cuerpos luminosos han sido medidos en el Laboratorio Fotométrico de

la Empresa a través de un goniofotómetro de espejo. Este proceso está completamente automatizado y se lleva a cabo en conformidad a las recomendaciones CIE 27 "Photometry of luminaries for street lighting", y CIE 34 "Road lighting lantern and installation dataphotometrics, calssification and performance", que son la referencia principal para las varias ediciones nacionales.

El proceso se lleva a cabo mediante el sistema C-g donde el eje vertical que pasa por el centro óptico del cuerpo luminoso, es el eje de rotación alrededor del cual giran los planos C. Está prevista una escanción de los planos C cada 5 grados. Los ángulos g se miden a partir de la vertical del centro óptico con escanciones variables de 10 - 5 - 2,5 grados.

La impresión de la tabla fotométrica en la ventana imprimir de "ficha técnica luminaria" resume explícitamente este sistema.



FOTOMETRIA DE TNOs: Se toma como magnitud absoluta de un TNO a la magnitud a un ángulo de

fase cero, a una distancia unidad entre heliocentro y geocentro. Lo más importante para caracterizar un cuerpo sólido es el tamaño, pero es lo más difícil de determinar, junto con el albedo, porque son necesarias mediciones de las temperaturas.

FOTOMETRIA DE LLAMA: La fotometría de llama es una técnica de emisión que utiliza la llama como fuente de excitación. Puede utilizarse con fines analíticos cualitativos y cuantitativos, si bien, las aplicaciones cualitativas son limitadas debido a que la energía de la llama permite excitar un número de elementos relativamente pequeño.

En este mismo capítulo, y dentro del epígrafe "Fundamentos de la emisión atómica" se ha considerado el origen de los espectros atómicos de emisión, indicando las transiciones entre distintos niveles energéticos. Casi todo aquello es aplicable a la llama, por lo que se recomienda su lectura de nuevo. La relativamente baja energía de la llama origina pocas líneas de emisión, por lo que los espectros son mucho más sencillos que los obtenidos con otras fuentes de excitación ya consideradas. En la figura Se muestra el espectro de emisión del sodio.

Espectro de emisión de llama del sodio



FOTOMETRIA FOTOELECTRICA:La fotometría fotoeléctrica es una de las distintas variantes de las que dispone la fotometría para determinar la magnitud de los diferentes astros (estrellas, planetas, galaxias, etc.).Tal como su nombre indica, está basada en el uso de un fotómetro fotoeléctrico como receptor y cuantificador de la luz recibida. El equipo consta de un detector (un semiconductor) capaz de convertir la luz en electricidad (efecto fotoeléctrico), un amplificador, un conversor voltaje-frecuencia y un visualizador digital en donde se leen las cuentas.

II. DATOS FOTOMETRICOS:

III. DIAGRAMA DE ISOLUX:



La curva isolux representa la unión de los puntos del plano que tienen el mismo valor de iluminación. Los dos ejes d/h y l/h de la figura 10 relacionan el ancho de la calle (l) con la distancia entre las columnas (d) y la altura de los mismos (h).

Curvas isolux

IV. DIAGRAMA DE COEFICIENTE DE UTILIZACION:



Determinar el factor de utilización ( , CU) a partir del índice del local y los factores de reflexión. Estos valores se encuentran tabulados y los suministran los fabricantes. En las tablas encontramos para cada tipo de luminaria los factores de iluminación en función de los coeficientes de reflexión y el índice del local. Si no se pueden obtener los factores por lectura directa será necesario interpolar.

Ejemplo de tabla del factor de utilización

Determinar 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. Para una limpieza periódica anual podemos tomar los siguientes valores:

Ambiente Factor de mantenimiento (fm)

Limpio 0.8Sucio 0.6

Cálculos:

Cálculo del flujo luminoso total necesario. Para ello aplicaremos la fórmula

Dónde:

o es el flujo luminoso totalo E es la iluminancia media deseadao S es la superficie del plano de trabajoo es el factor de utilizacióno fm es el factor de mantenimiento



Cálculo del número de luminarias.

Redondeado por exceso

Dónde:

N es el número de luminarias es el flujo luminoso total es el flujo luminoso de una lámpara n es el número de lámparas por luminaria.

V. DIAGRAMA DE ISOCONDELA: La curva isocondela es la proyección sobre un plano de las intensidades en candelas, de un cierto sólido fotométrico, que poseen el mismo valor crea las curvas isocondela. Por consiguiente, representan la unión de los puntos del plano que poseen la misma intensidad en candelas.

Curvas de isocondela

VI. PRUEBAS DE ACUERDO A NORMAS:



NORMA DESCRIPCIÓN

NTC 900 Reglas generales y especificaciones para el alumbrado público

NTC 1000 Sistema Internacional de Unidades.

NTC 1156 Productos metálicos y recubrimientos. Ensayos cámara salina.

NTC 1470 Electrotecnia. Casquillos y portalámparas roscados E27 y E40. Dimensiones y galgas de verificación.

NTC 2050 Código Eléctrico Nacional (conexiones internas).

NTC 2117 Balastos para bombillas de alta intensidad de descarga. Requisitos generales y de seguridad.

NTC 2118 Balastos para bombillas de alta intensidad de descarga. Requisitos de funcionamiento.

NTC 2119 Bombillas de vapor de mercurio a alta presión.

NTC 2154 Bloques terminales para uso industrial.

NTC 2230 Luminarias parte 1. Requisitos generales y ensayos

NTC 2243 Electrotecnia Bombillas de vapor de sodio a alta presión.

NTC 2394 Bombillas eléctricas de haluro metálico de 1000 W.

NTC 2466 Equipos de control a baja tensión. Contactores.

NTC 2470 Dispositivos de fotocontrol intercambiables para iluminación pública.



NTC 3200-1 3200-2 Arrancadores para bombillas de sodio alta presión.

NTC 3279 Grados de protección dado por encerramiento de equipo eléctrico [Grados IP]

NTC 3280 Equipo de control de baja tensión.

NTC 3281 Bombillas de vapor de mercurio. Métodos para medir sus características.

NTC 3547 Electrotecnia. Controles para sistemas de iluminación exterior.

NTC 3657 Pérdidas máximas en balastos, para bombillas de alta intensidad de descarga.

NTC 4545 Métodos de ensayo para la medición de pérdidas de potencia en balastos.

NTC ISO 2859-1

Procedimientos de muestreo para inspección por atributos. Parte 1: Planes de muestreo determinados por el nivel aceptable de calidad para inspección lote a lote.

IEC 60188 High Pressure mercury vapor lamps

IEC 60529 Degree of protection by enclosures [IP Code]

IEC 60566 Condensadores fijos para aplicaciones de corriente alterna.

IEC 60598 -2-3 Luminaries for road and street lighting. Particular requirements.

IEC 60662 High pressure sodium vapor lamps.

IEC 60922 Ballasts for discharge lamps (excluding tubular fluorescent lamps). General and safety requirements

IEC 60923 Ballasts for discharge lamps (excluding tubular fluorescent lamps). Performance requirements



IEC 61347-1 Lamp controlgear - Part 1: General and safety requirements.

IEC 61347-2-1

Lamp controlgear - Part 2-1: Particular requirements for starting devices (other than glow starters).

IEC 61048 Capacitors for use in tubular fluorescent and other discharge lamp circuits. Performance requirements".

IEC 61049 Capacitors for use in tubular fluorescent and other discharge lamp circuits. General and safety requirements".

IEC 67004-21 Características de bases o casquillos para bombillas

ANSI C 136-10

For physical and electrical interchangeability of photocontrol devices, plugs, and mating receptacles used in roadway lighting equipment

ANSI C78.42 High Pressure Sodium Lamps

ANSI C 82.4 Ballasts for high intensity discharge and low pressure sodium lamps.

ANSI C 82.6 Reference ballasts for high intensity discharge lamps methods of measurenment.

ANSIIEEE STD 428

Thyristor AC power controllers, definitions and requirements

ASTM B-88 Standard specification for seamless copper water tube.

CIE 115 - 1995 Recommendations for the lighting of roads for motor and pedestrian traffic

CIE 31 - 1976 Glare and uniformity in road lighting instalations - 1976

CIE 115 – Recommendations for the lighting of roads for motor and pedestrian trafic.



1995

CIE 136 - 2000 Guide to the lighting of urban areas

CIE 140 - 2000 Métodos de cálculo para la iluminación de carreteras

DIN 5035 Características de reproducción cromática y tonos de luz

DIN 49620 Características de bases o casquillos para bombillas

EN 50102 Grados de protección proporcionados por las envolventes de materiales eléctricos contra los impactos mecánicos externos (código IK)

NBR 5123 Relé fotoeléctrico y bases para Iluminación Pública. Especificación y métodos de ensayo.

NEMA ICS-4 Terminal blocks for industrial use.

CIDET

SC-E-024

Especificación técnica unificada. Luminarias de vapor de mercurio y de vapor de sodio a alta presión para alumbrado público.

DETERMINACION DE ILUMINACION MEDIA

I. GENERALIDADES:



El cálculo de la iluminación en un punto de una superficie por el uso de la curva de distribución de candelas de una luminaria, indica sólo la iluminación producida directamente por la luminaria: en el interior de un local, la iluminación en un punto sobre una superficie horizontal se obtiene no sólo por el flujo recibido directamente desde la luminaria, sino también por el reflejado desde el techo y las paredes laterales por encima de la superficie. El techo y las paredes reciben flujo luminoso de la luminaria, parte de este flujo es reflejado según la naturaleza de la superficie y las características espectrales del flujo incidente. Después de una o más reflexiones, una parte de dicho flujo puede recibirse eventualmente en la superficie horizontal considerada. La superficie investigada se denomina generalmente el plano de trabajo y puede ser un plano real (como la superficie de una mesa) o un plano imaginario a una distancia determinada sobre el suelo.

Si el flujo que incide sobre el plano de trabajo se divide por el flujo emitido por el elemento de iluminación, la relación puede denominarse Factor de Utilización para la unidad determinada y la sala particular considerada.

II. METODO DE LA ILUMINACION MEDIA PONDERADA:

El cálculo de los niveles de iluminación de una instalación de alumbrado de interiores es bastante sencillo. A menudo nos bastará con obtener el valor medio del alumbrado general usando el método de los lúmenes. Para los casos en que requiramos una mayor precisión o necesitemos conocer los valores de las iluminancias en algunos puntos concretos como pasa en el alumbrado general localizado o el alumbrado localizado recurriremos al método del punto por punto.Método de los lúmenes:La finalidad de este método es calcular el valor medio en servicio de la iluminancia en un local iluminado con alumbrado general. Es muy práctico y fácil de usar, y por ello se utiliza mucho en la iluminación de interiores cuando la precisión necesaria no es muy alta como ocurre en la mayoría de los casos.

Por último, nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si la iluminancia media obtenida en la instalación diseñada es igual o superior a la recomendada en las tablas.

III. METODO DEL FACTOR DE UTILIZACION:



Determinar el factor de utilización ( , CU) a partir del índice del local y los factores de reflexión. Estos valores se encuentran tabulados y los suministran los fabricantes. En las tablas encontramos para cada tipo de luminaria los factores de iluminación en función de los coeficientes de reflexión y el índice del local. Si no se pueden obtener los factores por lectura directa será necesario interpolar.

Ejemplo de tabla del factor de utilización


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