1 CONSUMO DE ENERGÍA PRIMARIA POR FUENTETotal mundial Argentina

2 TRILEMA ENERGETICO Agotamiento de recursos energéticos no renovables:Se consideran fuentes no renovables de energía, los combustibles fósiles (carbón, petróleo crudo y gas natural) y el uranio Factores económicos: Desarrollo ⇒ crecimiento económico ⇒ mayor PBI ⇒ mayor consumo energía. Impactos Ambientales

3 Uso eficiente de la energíaSe entiende por servicio energético (o uso final de la energía) a aquella prestación que utiliza energía para satisfacer una necesidad humana.

4 Luz y Visión Los rayos de luz, reflejados o transmitidos por el objeto, estimulan a los receptores del ojo, los cuales transmiten señales al cerebro, donde estos producen la sensación de visión. El cerebro y el ojo colaboran entre sí en transformar la energía radiante en sensación de visión. EL CEREBRO (decodificador) EL OJO (receptor) FUENTE DE LUZ OBJETO

5 LUZ La luz es energía electromagnética emitida dentro de la porción visible del espectro.

6 CAMPO VISUAL El CAMPO VISUAL es el área que el ojo abarca normalmente. Se extiende cerca de 180º en el plano horizontal y unos 130º en el vertical. No obstante, los detalles más finos solo se pueden ver dentro de un pequeño ángulo de tan solo 2º Detalles finos Movimientos Cambios de luminancia 180º 130º 2º

7 Acomodación es el proceso por el cual el ojo localiza y enfoca un objeto. Cuanto más cercano esté el objeto más convexa se pondrá la lente. Más lejano el objeto, más plana será la lente. Cuando la lente no puede adaptarse al cambio se utilizan cristales recetados. La Adaptación involucra el tamaño de apertura de la pupila y la sensibilidad de la retina. La pupila del ojo se contrae frente a elevados niveles de iluminación y se dilata en la medida que la iluminancia decrece. Necesita más tiempo en adaptarse de las altas luces a la oscuridad que a la inversa.

8 El Rango Visual se extiende desde la iluminancia de una noche de luna llena, aproximadamente 0.2 lux, hasta la de un día de verano al mediodía, aproximadamente lux. Los cuatro factores que en conjunto determinan la visibilidad son: * El tamaño * El contraste * La luminancia * Tiempo

9 Magnitudes y unidades 1 Lm = 1 Lux x 1 m²

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11 Luminancia e IluminanciaLa Iluminancia es la luz que incide sobre una superficie. Se mide en lux. Flujo luminoso por unidad de superficie. El ser humano no ve Iluminancia o “lux” sino brillo, resultante de la luz transmitida o reflejada por una superficie. Este brillo se denomina Luminancia (cd/m²). EL CEREBRO (decodificador) EL OJO (receptor) OBJETO FUENTE DE LUZ Lúmenes (lm) y candelas (cd) Iluminancia lux (lx) Luminancia candelas (cd/m²)

12 FUENTES DE LUZ

13 FUENTES DE LUZ Lámparas Incandescentes Lámparas fluorescentesLámparas de descarga de alta intensidad

14 Lámparas IncandescentesPrimer forma de generar luz a partir de Energía Eléctrica Principio de Funcionamiento : Efecto Joule Poca eficiencia: 85% de energía se transforma en calor 15% se transforma en luz

15 Lámparas IncandescentesIncandescencia Cuerpos calientes emiten energía en forma de radiación electromagnética A ↑ T°, ↑ porción de espectro electromagnético visible ocupado por las radiaciones emitidas

16 Lámparas IncandescentesTipos de Lámparas Incandescentes Lámparas Incandescentes de Vacío Lámparas Incandescentes Halógenas

17 Lámparas IncandescentesLámparas Incandescentes de Vacío Circula una corriente por el filamento de wolframio o tungsteno y por efecto Joule aumenta su temperatura hasta que emite radiación visible por el ojo humano.

18 Lámparas IncandescentesLámparas Incandescentes Halógenas Se basan en el mismo principio Filamento de tungsteno contenido en un gas inerte y una pequeña cantidad de halógeno La combinación de los gases halógenos y el filamento de tungsteno genere una reacción química conocida como ciclo de halógeno Mejora Rendimiento

19 Lámparas IncandescentesVacío Halógenas Gas Interior - Gas halógeno T° del Filamento 2100°C 2500°C Eficiencia luminosa lm/W 10-20 lm/W Duración 1000 horas

20 FUENTES DE LUZ Lámparas Incandescentes Lámparas fluorescentesLámparas de descarga de alta intensidad

21 Lámparas FluorescentesDos tipos: Convencionales y Compactas Convencionales Tubo de vidrio fino revestido interiormente con diversas sustancias químicas. Esos compuestos químicos emiten luz visible al recibir una radiación ultravioleta. Ventaja: Eficiencia Energética Desventajas: No apta para encendidos y apagados constantes Temperatura de trabajo ( 25º C) Uso: Iluminación Domestica o Industrial

22 Lámparas FluorescentesCompactas Mismo principio que las convencionales Lámparas de menor tamaño que puedan sustituir a las lámparas incandescentes Consumen menos energía eléctrica para producir la misma cantidad de luz que las lámparas incandescentes Dos tipos: Modulares: requieren equipo auxiliar externo Integradas: no requieren equipo auxiliar externo

23 Lámparas FluorescentesModulares Integradas

24 FUENTES DE LUZ Lámparas Incandescentes Lámparas fluorescentesLámparas de descarga de alta intensidad

25 Lámparas de Descarga de Alta IntensidadFuncionamiento: se basa en el fenómeno de la luminiscencia, por el cual se producen radiaciones luminosas con un escaso aumento de la temperatura, por lo que se las llama lámparas frías. Clasificación: Lámparas de Vapor de Mercurio Lámparas de Vapor de Sodio

26 Lámparas de Descarga de Alta IntensidadCaracterísticas: Vida útil muy larga (25000 horas de vida) Más eficientes que las luces incandescentes y fluorescentes más energía, con eficacias luminosas de 35 hasta 65 lm/volts. Usos: grandes luces de techo, como en las fábricas, almacenes y centros deportivos, así como para el alumbrado público. Las de mercurio producen una luz blanca con un tinte azul-verde debido a la combinación de las líneas espectrales del mercurio. Por esto, lámparas no se utilizan normalmente en las tiendas minoristas. 

27 EQUIPOS AUXILIARES

28 EQUIPOS AUXILIARES

29 EQUIPOS AUXILIARES Los equipos auxiliares que acompañan a los distintos grupos de fuentes son: Para lámparas incandescentes halógenas: Transformadores Para lámparas fluorescentes lineales o compactas: Balastos Arrancadores Capacitores Para lámparas a vapor de mercurio halogenado y sodio blanco: Ignitores

30 TRANSFORMADORES Permiten adaptar la tensión de red a la necesaria para operar lámparas de filamento, generalmente halógenas de baja tensión. Normalmente serán para una relación 220/12V

31 BALASTOS Dispositivo conectado al circuito entre la fuente de alimentación y una o más lámparas que tiene por objeto limitar la intensidad de corriente al valor requerido por las lámparas a él conectadas. Funciones: Controlar la corriente de la lámpara manteniéndola dentro de los límites aceptados por la misma. El contenido de armónicas de la corriente de línea debe estar acotado a los valores de la norma correspondiente.

32 ARRANCADORES Dispositivo que cierra y abre el circuito de precalentamiento de la lámpara fluorescente a los efectos de provocar el arranque de la misma Funciones: Caldear el filamento de la lámpara para lograr el arranque con la mínima degradación de la vida de la lámpara. Interactuar con el reactor de forma de provocar los pulsos de alta tensión necesarios para el arranque de la lámpara.

33 IGNITORES Un ignitor es un dispositivo que provee las condiciones eléctricas apropiadas necesarias para el arranque de lámparas de descarga gaseosa. Funciones: Producir pulsos de alta tensión para lograr el arranque de la lámpara. Cesar el funcionamiento después del arranque de la lámpara.

34 CAPACITORES Dispositivo eléctrico que permite compensar la potencia “reactiva-inductiva” que circula por el balasto Al mejorar el factor de potencia se obtiene: Disminuir las pérdidas de energía. Disminuir la sección de los conductores Anular o evitar un eventual recargo en la facturación de energía eléctrica

35 LUMINARIAS

36 LUMINARIAS Una luminaria representa en sí un completo sistema de iluminación. Según la Norma UNE-EN (Una Norma Española), se define luminaria como aparato de alumbrado que reparte, filtra o transforma la luz emitida por una o varias lámparas y que comprende todos los dispositivos necesarios para el soporte, la fijación y la protección de lámparas. (excluyendo las propias lámparas)

37 Contener a la lámpara o las lámparas LUMINARIAS Funciones: Contener a la lámpara o las lámparas Proporcionar energía a las lámparas Distribuir la luz Soportar las condiciones ambiente Controlar la temperatura de la lámpara

38 Forma en que distribuyen la luzLUMINARIAS Clasificación: Aislación Grado de Protección Forma en que distribuyen la luz

39 Forma en que distribuyen la luzLUMINARIAS Clasificación: Aislación Grado de Protección Forma en que distribuyen la luz

40 Aislación eléctrica para luminariasClase 0: Protección básica de sus partes bajo tensión pero sin conexión a tierra. Clase I: Protección básica de sus partes bajo tensión con borne de conexión a tierra. Clase II: Doble aislación de sus partes bajo tensión. No requiere de conexión a tierra. Clase III: Luminarias para lámparas de baja tensión. (Ej.: 12V ó 24V ) No requiere de conexión a tierra.

41 Forma en que distribuyen la luzLUMINARIAS Clasificación: Aislación Grado de Protección Forma en que distribuyen la luz

42 El grado de protección IP se indica por medio de 2 cifras: LUMINARIAS Grado de Protección: El grado de protección IP se indica por medio de 2 cifras: la primera indica la protección del aparato contra la entrada de sólidos la segunda está referida a los líquidos.

43 Primera cifra: sólidosLUMINARIAS Grado de Protección: Primera cifra: sólidos

44 Primera cifra: líquidosLUMINARIAS Grado de Protección: Primera cifra: líquidos

45 LUMINARIAS Ejemplo: IP 65 Primera cifra: sólidos = “Totalmente protegido contra entrada de polvo” Segunda cifra: líquidos = “Lanzamiento de agua de todas las direcciones”

46 Forma en que distribuyen la luzLUMINARIAS Clasificación: Aislación Grado de Protección Forma en que distribuyen la luz

47 LUMINARIAS Forma en que distribuyen la luz:

48 INFORMACIÓN FOTOMETRICA:LUMINARIAS INFORMACIÓN FOTOMETRICA: Para poder evaluar las diversas características de una luminaria, es necesario contar con la correspondiente “información fotométrica” de dicha luminaria. Esta información deberá ser solicitada al fabricante, quién tiene la obligación de proporcionarla. Aquí se encuentra la CURVA DE INTENSIDAD LUMINOSA

49 LUMINARIAS CURVA DE DISTRIBUCIÓN LUMINOSA:Diagrama polar donde se representa la intensidad luminosa de una lámpara o una luminaria, esta curva se obtiene al tomar mediciones de la intensidad luminosa desde distintos ángulos alrededor de una luminaria.

50 LUMINARIAS LOS SISTEMAS DE MONTAJE

51 LUMINARIAS LOUVERS Son unos aditamentos que forman parte de la luminaria y que están ubicados normalmente en la parte inferior de la misma. Tienen por misión ocultar las lámparas de la visión normal y redirigir con más precisión los haces de luz..

52 Sistemas de control Capítulo 10

53 ¿Para qué? Definir Ejemplo de la vida cotidiana Escenas ZonasIntensidad Ejemplo de la vida cotidiana

54 Consideraciones Zonas con mismo tipo de lámparaDiferentes intensidades en lámparas fluorescentes Incluirlo en proyecto inicial

55 El proyecto de iluminaciónCapítulo 11

56 Hace falta: Conocer cómo es el ambiente que se quiere iluminar ColoresSuperficies brillosas Focos de atención

57 Hace falta: Decidir: Qué iluminar? Cómo iluminar? Con qué iluminar?

58 ¿Qué iluminar? ¿Cómo iluminar? Punto de vista de CAPAS ConcretarIluminación general Trabajo Destaque ¿Cómo iluminar? Iluminacion general: seguridad para el traslado Trabajo: depende de a tarea, la edad, y la precision o velocidad de lo que se realice Destaque: Concretar

59 ¿Con qué iluminar? Lámpara Luminaria Sistema de control Variables:Distribución de luz Consumo energético Mantenimiento

60 Por último: El proyecto es del CLIENTE, no de uno.No se puede interferir en los gustos personales Suponer, igual, que no sabe NADA de luminotecnia y ofrecerle herramientas para visualizar

61 Iluminación de oficinasCapítulo 12

62 Lámparas fluorescentes

63 Dependencias OFICINAS DE PLANO ABIERTO (General)OFICINAS DE PLANO ABIERTO (Computación) OFICINAS DE DIBUJO OFICINAS PRIVADAS OFICINAS DE EJECUTIVO SALAS DE CONFERENCIAS RECEPCIONES Y LOBBYS CIRCULACIONES Y PASILLOS 

64 Tareas * LECTURA * ESCRITURA * TIPEO * DIBUJO* TRABAJOS EN COMPUTADORA * DISEÑO EN CAD * TELEFONIA * FAX * CONFERENCIAS * TOMA DE DECISIONES

65 Desglose TAREAS RECOMENDACIONES PARA ILUMINACION GeneralPlano de trabajo * Lectura * Escritura * Teléfono * Trabajo en computadora * Tipeo * Fax Nivel de iluminación (lux) Temperatura de color (kelvin) Rendimiento de color (CRI) Uniformidad (Em/Emin) Deslumbramiento (VCP) 3500K K > 70 > > 0.8 > 90

66 Iluminación comercialCapítulo 13

67 Objetivos Atraer al cliente Inducir la compra Concretar la venta

68 Eficiencia energética en alumbrado de interioresCapítulo 14 Capítulo preparado por el Ing. Leonardo Assaf de la Universidad Nacional de Tucumán

69 Impresiones globales Punto de partida Definir EFICIENCIAHay consenso generalizado de que la eficiencia es una meta deseable Hay ineficiencia en las instalaciones de alumbrado No hay política de regulación de energía El abordaje es parcial INCOMPLETO Desconfianza en las propuestas sobre eficiencia COSTOS Punto de partida Definir EFICIENCIA Establecer procedimientos para cuantificarla Establecer procedimientos para alcanzarla

70 CONDICIONES DE ILUMINACIÓN¿Qué es eficiencia? SISTEMA DE ILUMINACIÓN CONDICIONES DE ILUMINACIÓN INSUMOS ENERGÍA (85%) Instalación de alumbrado LÁMPARA (6,5%) Condición de visión BALASTO (1,5%) Usuario Confort visual Administrador OTROS (7%) Atmósfera visual TOTAL (100%)

71 Objetivo de una Instalación de iluminaciónLAS CONDICIONES DE ILUMINACIÓN SON EL OBJETIVO PRIMERO DE TODA INSTALACIÓN DE ALUMBRADO Definición de EFICIENCIA Eficiencia en iluminación es: Lograr las Condiciones de iluminación, con el menor gasto de energía posible. Energía = Potencia conectada x tiempo

72 ¿Cómo puede minimizarse la Energía?Minimizando la potencia conectada Minimizando el tiempo de conexión Eficiencia Integral de Iluminación Eficiencia del Sistema = Eficiencia de la instalación + Eficiencia de uso Mínimo requerimiento de potencia de la instalación Mínimo tiempo de conexión de la instalación Para lograr las condiciones de iluminación necesarias

73 Eficiencia de la Instalación de IluminaciónCombinación de las eficiencias de: Artefacto Lámpara Equipo Auxiliar El diseño de la instalación Evaluación: Pe Potencia Específica de Iluminación Situación Argentina

74 Eficiencia en el Uso de instalaciones de alumbradoConducta del usuario Responsabilidad del usuario: aprovechamiento y derroche energético Índices: Derroche por factor ocupacional (DFO) Contribución Energética de la Luz Natural (CELN)

75 Análisis Económico de la Iluminación EficienteCapítulo 15

76 ¿Por que el análisis económico?Iluminación eficiente: Mayor costo o inversión inicial Menor costo operativo por consumo de energía Objetivo del análisis económico: Determinar si la inversión adicional se recuperaría mediante la reducción de los costos operativos, a lo largo de la vida útil de la instalación. Perspectivas en el análisis económico Perspectiva del usuario Invierte en la iluminación eficiente Se beneficiaría con los ahorros a lograr Perspectiva de la empresa eléctrica Perspectiva de la sociedad

77 ¿Qué comprende un análisis económico?Consumo de energía de cada alternativa considerada. El costo de los componentes de cada sistema de iluminación a considerar, incluyendo el costo de instalación. El precio de la energía y potencia eléctrica La vida útil de los componentes de la instalación Formas de comparar distintas alternativas: Valor presente TIR incremental Costo anualizado total  Más sencillo para distintas vidas útiles El Costo Anualizado Total: suma del costo anual de operación y el costo inicial anualizado.

78 Ejemplo: Análisis económico de la iluminación eficienteTipo de lámpara Costo del consumo energético ($/año) Costo de compra actual ($) Costo anualizado de compra ($/año) Costo anualizado total ($/año) Incandescente, 75 W 7,50 1,2 1,38 8,88 Lámpara fluorescente compacta, 20 W 2,00 13 3,43 5,43

79 Conclusiones Alternativas eficientes de instalaciones de iluminación suelen requerir mayores inversiones o costos iniciales, dejando ahorros en el tiempo. La rentabilidad depende de: costo de los componentes de la iluminación eficiente el precio de la electricidad las horas de encendido la vida útil de los componentes la tasa de descuento