Instalaciones de alumbrado
Iluminar bien no es poner muchas lámparas: es poner las necesarias, del tipo adecuado y en el lugar correcto, para que cada tarea se haga con comodidad y sin fatiga. Y eso se calcula.
01Las magnitudes
| Magnitud | Unidad | Qué mide |
|---|---|---|
| Flujo luminoso Φ | lumen (lm) | Cuánta luz emite la fuente en total, en todas las direcciones. |
| Intensidad luminosa I | candela (cd) | Cuánta luz emite en una dirección determinada. Depende del reflector de la luminaria. |
| Iluminancia E | lux (lx) | Cuánta luz llega a una superficie: 1 lx = 1 lm/m². Es lo que se especifica y lo que se mide. |
| Luminancia L | cd/m² | Cuánta luz sale de una superficie hacia el ojo. Es lo que efectivamente se percibe, y la causa del deslumbramiento. |
| Eficacia | lm/W | Cuántos lúmenes entrega la lámpara por cada watt consumido. |
| Temperatura de color | K | Cálida a 2700 K, neutra a 4000 K, fría a 6000 K. No tiene relación con la cantidad de luz. |
| Índice de reproducción cromática | IRC | Qué tan fielmente se ven los colores bajo esa luz. Por debajo de 80 no sirve para trabajo fino. |
| Lámpara | Eficacia | Vida útil | Uso actual |
|---|---|---|---|
| Incandescente | 12 lm/W | 1000 h | Prácticamente fuera de uso: casi toda la energía se va en calor. |
| Halógena | 20 lm/W | 2000 h | Iluminación de acento donde se busca calidad de color. |
| Fluorescente | 60 a 90 lm/W | 10 000 h | En retirada. Requiere balasto y contiene mercurio. |
| Sodio de alta presión | 100 a 130 lm/W | 20 000 h | Alumbrado público antiguo: mucha luz, color anaranjado y IRC bajo. |
| LED | 100 a 160 lm/W | 30 000 a 50 000 h | El estándar actual en todos los usos: eficacia alta, encendido inmediato y regulación fácil. |
02El método de los lúmenes
| Recinto | Iluminancia recomendada |
|---|---|
| Circulaciones y depósitos | 100 a 150 lx |
| Estar de vivienda | 200 lx |
| Aula y oficina general | 300 a 500 lx |
| Taller de trabajo mecánico | 500 lx |
| Laboratorio de electrónica y trabajo fino | 750 a 1000 lx |
Aula de 8 × 6 m (48 m²), altura útil sobre el plano de trabajo 2,5 m, nivel requerido 400 lx. Luminarias LED de 4000 lm cada una. Cu = 0,55 y Cm = 0,80.
- Índice del local: k = (8 × 6)/(2,5 × (8 + 6)) = 48/35 = 1,37.
- Flujo total necesario: Φ = 400 × 48/(0,55 × 0,80) = 19 200/0,44 = 43 636 lm.
- Cantidad de luminarias: 43 636/4000 = 10,9 → 12 luminarias, distribuidas en 3 filas de 4 para que la iluminación quede pareja.
- Verificación de la potencia instalada: si cada luminaria consume 36 W, son 432 W en 48 m², o sea 9 W/m². Es un valor razonable; con fluorescentes hubiera sido casi el doble.
La distribución importa tanto como la cantidad: doce luminarias amontonadas en el centro dan el mismo flujo total y una iluminación pésima.
Representa la pérdida por suciedad y envejecimiento a lo largo de la vida de la instalación. Un Cm de 0,80 significa que el cálculo se hace para que al final del período de mantenimiento todavía se cumpla el nivel requerido. Ignorarlo produce instalaciones que arrancan bien y a los dos años están claramente oscuras, sin que nadie sepa por qué.
03Circuitos de alumbrado
| Circuito | Cómo se arma |
|---|---|
| Punto simple | Una llave interrumpe el conductor de fase que va a la lámpara. Nunca el neutro: si se interrumpe el neutro, el portalámparas queda con tensión con la llave apagada. |
| Combinación | Dos o más lámparas comandadas por llaves independientes desde la misma caja. |
| Escalera | Dos conmutadores unidos por dos conductores de retorno. Comando desde dos puntos. |
| Cruzamiento | Dos conmutadores en los extremos y uno o varios conmutadores de cruce en el medio. Comando desde tres o más puntos: pasillos largos, dormitorios. |
| Automatismos | Sensor de movimiento, célula fotoeléctrica, temporizador de escalera o pulsadores con telerruptor. Ahorro y comodidad, con la ventaja de que el cableado de comando es liviano. |
Obligatorio en locales con concurrencia de público, escuelas, industrias y medios de escape. Debe encenderse automáticamente al faltar la red y mantener la iluminación de las vías de evacuación durante un tiempo mínimo —del orden de una hora—, con el nivel que fije la reglamentación local.
Se ensaya periódicamente cortando la alimentación y verificando autonomía real: una batería agotada es indistinguible de una sana mientras haya red.
Alimentan motores y máquinas, y se proyectan aparte del alumbrado: otra sección, otra protección y, cuando corresponde, otro tablero. El arranque de un motor produce caídas de tensión momentáneas que, compartiendo circuito, se ven como parpadeo en las luminarias.
Los criterios de maniobra y protección de motores se desarrollan en instalaciones eléctricas y en motores de corriente alterna.
04En el laboratorio
Con un luxómetro —o la aplicación calibrada de un teléfono— medir la iluminancia sobre el plano de trabajo en una grilla de puntos del aula. Calcular el promedio y la uniformidad, y compararlos con el nivel recomendado. Repetir de día y de noche.
Aplicar el método de los lúmenes a un local real de la escuela: relevar dimensiones, definir el nivel requerido, calcular el flujo y la cantidad de luminarias, y proponer la distribución en planta. Comparar el resultado con la instalación existente.
Medir consumo con pinza amperométrica e iluminancia a distancia fija de lámparas incandescente, fluorescente compacta y LED de flujo declarado similar. Calcular la eficacia real de cada una en lm/W y compararla con la del envase.
Montar sobre panel un circuito de escalera y ampliarlo a cruzamiento con un tercer punto de comando. Dibujar el esquema funcional y el multifilar antes de cablear, y verificar que la lámpara responda desde los tres puntos en cualquier combinación.
05Errores frecuentes
| Error | Consecuencia |
|---|---|
| Interrumpir el neutro con la llave | El portalámparas queda con tensión aun con la luz apagada: es un riesgo directo al cambiar una lámpara. |
| Calcular sin coeficiente de mantenimiento | La instalación cumple el primer día y queda por debajo del nivel a los pocos años. |
| Confundir lumen con lux | El lumen es lo que emite la lámpara; el lux, lo que llega a la superficie. Se especifica en lux. |
| Elegir por watts en lugar de por lúmenes | Con LED, los watts ya no dicen nada sobre la cantidad de luz. |
| Distribución despareja | Zonas muy iluminadas y otras en penumbra: la uniformidad es tan importante como el promedio. |
| Temperatura de color inadecuada | Luz fría en un dormitorio o cálida en un taller de trabajo fino: incomodidad y fatiga visual. |
| Alumbrado y fuerza motriz en el mismo circuito | Las luminarias parpadean con cada arranque de motor. |
| Emergencia sin ensayar | Las baterías se agotan silenciosamente y el sistema falla justo cuando hace falta. |
06Autoevaluación
¿Cuál es la diferencia entre lumen y lux?
El lumen mide el flujo total que emite la fuente; el lux mide cuánta de esa luz llega a una superficie: 1 lx = 1 lm/m².
¿Qué nivel de iluminancia corresponde a un laboratorio de electrónica?
Entre 750 y 1000 lx: es trabajo visual fino, con componentes pequeños y marcaciones diminutas.
Calcular el flujo total para 60 m² a 300 lx, con Cu = 0,5 y Cm = 0,8.
Φ = 300 × 60/(0,5 × 0,8) = 18 000/0,4 = 45 000 lm.
¿Qué representa el índice del local?
La forma del recinto en relación con su altura útil. Se usa para entrar en las tablas del fabricante y obtener el coeficiente de utilización de la luminaria.
¿Para qué sirve el coeficiente de mantenimiento?
Para prever la pérdida de luz por suciedad y envejecimiento, de modo que la instalación siga cumpliendo el nivel requerido al final del período de mantenimiento.
¿Por qué la llave interrumpe la fase y no el neutro?
Porque si se interrumpe el neutro, el portalámparas y la lámpara quedan con tensión respecto de tierra aunque la luz esté apagada.
¿Qué hace falta para comandar una lámpara desde tres puntos?
Dos conmutadores en los extremos y un conmutador de cruce en el medio. Cada punto adicional agrega otro conmutador de cruce.
¿Por qué no conviene compartir circuito entre alumbrado y fuerza motriz?
Porque la corriente de arranque de los motores produce caídas de tensión momentáneas que se ven como parpadeo en las luminarias, y porque las protecciones deben dimensionarse con criterios distintos.
¿Cada cuánto se ensaya el alumbrado de emergencia?
Periódicamente, cortando la alimentación y verificando la autonomía real. Una batería agotada no se distingue de una sana mientras haya red.
¿Por qué ya no sirve elegir una lámpara por su potencia?
Porque la eficacia varía enormemente entre tecnologías: 12 lm/W en una incandescente y más de 100 lm/W en LED. Lo que hay que comparar es el flujo en lúmenes.