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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA

MECÁNICA Y ELÉCTRICA

PROPUESTA DE ILUMINACIÓN CON TECNOLOGÍA

LED EN LA BIBLIOTECA DE LA ESIME ZACATENCO

TESIS

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO ELECTRICISTA

PRESENTAN

ERNESTO ISMAEL RAMÍREZ CEDILLO

JOSÉ LUIS PÉREZ AGUILAR

ASESORES

M. EN C. DAVID HERNÁNDEZ LEDESMA

M. EN C. RENÉ TOLENTINO ESLAVA

MÉXICO D.F. SEPTIEMBRE 2013

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL ADOLFO LÓPEZ MATEOS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

TESIS:

PROPUESTA DE ILUMINACIÓN CON

TECNOLOGÍA LED EN LA BIBLIOTECA DE LA

ESIME ZACATENCO

JOSÉ LUIS PÉREZ AGUILAR

ERNESTO ISMAEL RAMÍREZ CEDILLO

Asesores:

M. en C. David Hernández Ledesma

M. en C. René Tolentino Eslava

México, D. F. Septiembre 2013

ÍNDICE

RESUMEN. I

INTRODUCCIÓN. II

OBJETIVO GENERAL. III

Capítulo 1: LA ILUMINACIÒN. 1

1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DE ILUMINACIÓN. 3

1.2 TIPOS DE ILUMINACIÓN. 8

1.3 ILUMINACIÓN EN BIBLIOTECAS. 10

1.4 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LÁMPARAS FLUORESCENTES

, Y LED. 13

Capítulo 2: LA IMPORTANCIA DE UN SISTEMA DE ILUMINACIÒN

ADECUADO. 146

2.1 FACTORES QUE AFECTAN UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN. 18

2.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS LÁMPARAS FLUORESCENTES Y LED´S FRENTE A UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN. 22

2.3 ESTADO ACTUAL DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN EN LA BIBLIOTECA

. DE LA ESIME ZACATENCO. 24

Capítulo 3: CÀLCULO DEL SISTEMA DE ILUMINACIÒN APLICADA A LA

BIBLIOTECA DE ESIME ZACATENCO. 29

3.1 DESCRIPCIÓN Y CÁLCULO APLICANDO EL MÉTODO DE WATT POR

. METRO CUADRADO. 31

3.2 DESCRIPCIÓN Y CÁLCULO APLICANDO EL MÉTODO

. DETERMINACIÓN DE LA ILUMINACIÓN PROMEDIO. 35

3.3 DESCRIPCIÓN Y CÁLCULO APLICANDO EL MÉTODO DE ILUMINACIÓN

. EN INTERIOR CON TECNOLOGÍA FLUORESCENTE. 39

3.4 CÁLCULO APLICANDO EL MÉTODO DE ILUMINACIÓN EN INTERIOR

. CON TECNOLOGÍA LED. 50

Capítulo 4: ANÀLISIS COSTO BENEFICIO. 58

4.1 COSTO DE LA ENERGÍA. 60

4.2 ANÁLISIS COSTO BENEFICIO. 62

4.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS. 68

CONCLUSIONES. 71

RECOMENDACIONES. 74

GLOSARIO. 77

BIBLIOGRAFÍA. 80

ANEXO 1: Método de Watt. 83

ANEXO 2: Plano del sistema de iluminación existente. 84

ANEXO 3: Metodo para evaluar los niveles de iluminación. 85

ANEXO 4: Plano mallado. 86

ANEXO 5: Plano del sistema de iluminación con tecnologia fluorescente. 87

ANEXO 6: Catalogo curvalume. 88

ANEXO 7: Catalogo D'carrlight. 89

ANEXO 8: Reporte fotométrico. 90

ANEXO 9: Catalogo de lampara T8. 91

ANEXO 10: Categorias de mantenimiento. 92

ANEXO 11: Factor de mantenimiento. 93

ANEXO 12: Cálculos del sistema de iluminación fluorescente. 94

ANEXO 13: Coeficiente de utilizacion. 118

ANEXO 14: Cálculos del sistema de iluminación LED. 119

ANEXO 15: Plano del sistema de iluminación con tecnologia LED. 138

ANEXO 16: Temperatura color. 139

ANEXO 17: Plano de la biblioteca. 140

ÌNDICE DE TABLAS

Tabla 1.1: Niveles de iluminación (2). 5

Tabla 1.2: Brillantez con luz natural y luz artificial (1). 8

Tabla 1.3: Colores de los LED. 15

Tabla 3.1: Especificaciones de la lámpara OCTRON ECO (OSRAM). 42

Tabla 3.2 Coeficiente de utilización. 45

Tabla 3.3: Número de luminarios en la biblioteca. 49

Tabla 3.4: Especificaciones de la lámpara LED. 53

Tabla 3.5 Coeficiente de utilización de la luminaria LED. 54

Tabla 3.6: Número de luminarios en la biblioteca con tecnología LED. 56

Tabla 4.1: Especificaciones generales. 59

Tabla 4.2: Costo de energía por lámpara. 60

Tabla 4.3: Costo de la energía por luminaria. 62

Tabla 4.4: Costo de energía en la biblioteca. 63

Tabla 4.5: Análisis del C.E. por sistema de iluminación. 64

Tabla 4.6 Costo de la energía a 1 año y a 9 años. 65

Tabla 4.7 Costo de la inversión de las luminarias a 1 año y a 9 años. 66

Tabla 4.8: Análisis costo beneficio. 67

Tabla 4.9: Sistema de iluminación con tecnología fluorescente. 69

Tabla 4.10: Número de luminarias por sistema de iluminación. 70

ÌNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1: Espectro electromagnético. 2

Figura 1.2: Flujo luminoso. 3

Figura 1.3: Cuerpo radiante (1). 4

Figura 1.4: Relación lx, ft/cd y Lm(1). 4

Figura 1.5: Densidad de la luz. 6

Figura 1.6: Eficiencia luminosa en una bombilla. 7

Figura 1.7: Ejemplos de brillantez directo o/e indirecto en una casa habitación (2). 8

Figura 1.8: Iluminación en exteriores. 9

Figura 1.9: Iluminación en interiores. 10

Figura 1.10: Iluminación en una biblioteca. 11

Figura 1.11: Dispositivos eléctricos de una luminaria fluorescente(3). 13

Figura 1.12: Dispositivo semiconductor LED. 14

Figura 2.1: Nave industrial iluminada. 17

Figura 2.2: Deslumbramiento directo (verde y amarillo) e indirecto (azul). 18

Figura 2.3: Reflexión especular(2). 19

Figura 2.4: Reflexión difusa. 20

Figura 2.5: Reflexión mixta. 20

Figura 2.6: Efecto cebra. 21

Figura 2.7: Reproducción de colores. 21

Figura 2.8: Flujo luminoso. 22

Figura 2.9: Lámpara fluorescente. 23

Figura 2.10: Lámpara LED. 23

Figura 2.11: Biblioteca de la ESIME Zacatenco. 24

Figura 2.12: Armonía entre luminarias. 25

Figura 2.13: Luz parasita en la biblioteca. 26

Figura 2.14: Separación entre luminarias. 26

Figura 2.15: Efecto cebra. 27

Figura 2.16: Separación de luminarias. 27

Figura 2.17: Reflexión por deslumbramiento(1). 28

Figura 2.18: Calidad de la iluminación. 28

Figura 3.1: Curva fotométrica 3D de una lámpara incandescente. 30

Figura 3.2: Plano de luminarias instaladas sin escala. 32

Figura 3.3: Luxómetro marca AEMC modelo 811. 36

Figura 3.4: Plano sin escala. 37

Figura 3.5: Plano sin escala del sistema fluorescente calculado. 40

Figura 3.6: Lámpara OSRAM OCTRON ECO. 41

Figura 3.7: Reflectancias del área de anaqueles. 43

Figura 3.8: Gabinete D’CARRLIGHT utilizado en la biblioteca. 44

Figura 3.9: Curva fotométrica del luminario. 44

Figura 3.10: Lámpara LED. 50

Figura 3.11: Gabinete adaptado. 51

Figura 3.12: Conexión para la medición de lámparas. 52

Figura 3.13: Curva fotométrica del luminario con LED. 54

Figura 3.14: Plano sin escala del sistema LED calculado. 57

Figura 4.1: Costo de la energía a 1 año. 65

Figura 4.2: Costo de la energía a 9 años. 65

Figura 4.3: Costo de las luminarias a 1 año. 66

Figura 4.3: Costo de las luminarias a 1 año. 66

Figura 4.4: Costo de la luminaria a 9 años. 66

Figura 4.5: Análisis costo beneficio. 67

Figura 4.6: Gráfica del análisis costo-beneficio. 68

Figura C1: Distribución inadecuada. 72

Figura C2: Lámpara encendida en el cuarto obscuro. 73

Figura R1: Concentración de luz natural en la biblioteca de la ESIME Zacatenco.

744

Figura R2: Espaciamiento inadecuado. 755

Figura R3: Plano físico de la biblioteca 76

Página i

RESUMEN: En el presente trabajo se desarrolló el cálculo del sistema de iluminación en la Biblioteca de ESIME Zacatenco utilizando tecnología fluorescente y tecnología LED, comparando los sistemas de iluminación calculado e instalado actualmente. La comparación se realiza por medio de un análisis costo beneficio dónde se estipula la inversión total de la instalación y el costo de la energía a 9 años. El sistema de iluminación se calculó por medio del método de iluminación en interiores, el cual es el método más preciso para dimensionar el número de luminarias que deben de instalarse en la biblioteca. Para saber si el sistema de iluminación actual cumple con los niveles de iluminación sugeridos por la S.M.I.I. y la NOM-025 se empleó el método de iluminación en promedio estipulado en la misma norma, y para revisar si el número de luminarias fue el correcto en la biblioteca se empleó el método del Watt por metro cuadrado. Se obtuvieron los niveles de iluminación que se encuentran actualmente en la biblioteca específicamente en el área de anaqueles y lectura principal; el número de luminarias que deben de encontrarse instaladas con tecnología fluorescente realizado con el método de Watt por metro cuadrado y el método de iluminación en interiores; el espaciamiento correcto de luminarias con la tecnología fluorescente y un nuevo espaciamiento de luminarias con tecnología LED utilizando el método de iluminación en interiores. Un análisis costo beneficio, en donde se demuestra el ahorro de energía y el costo de inversión de los diferentes sistemas de iluminación. El costo beneficio se desarrolló a 9 años, obteniendo una gráfica donde se compara el ahorro de la energía, con los tres sistemas utilizados. Al realizar el costo benéfico se concluyó que el ahorro de energía se manifiesta en el noveno año, donde el costo de la inversión más el costo de energía es mayor en las lámparas fluorescentes calculadas e instaladas que en las lámparas LED. Teniendo un sistema más eficiente utilizando tecnología LED, ya que se ilumina el área de trabajo de cada sección de la biblioteca y se instalan menor cantidad de luminarias; además de que el costo de la inversión puede disminuir ya que las lámparas LED en un periodo de un año han bajado de precio al irse a la mitad de lo que costaban al inicio del trabajo.

Página ii

INTRODUCCIÓN:

Un buen sistema de iluminación debe de proveer una visibilidad adecuada, brindar

iluminación de alta calidad, instalar en el lugar luminarias estéticas y ahorrar

energía eléctrica (2). Estas especificaciones se deben cumplir para la clasificación

de los tipos de iluminación; los cuales son: la iluminación exterior (NOM-013-

ENER-2004) y la iluminación interior (NOM-007-ENER-2004), donde se

encuentran los centros de educación.

En la biblioteca de la ESIME Zacatenco se observa que los niveles de iluminación

aunque son los adecuados provocan un cansancio visual en el alumno y en el

mismo bibliotecario, teniendo deficiencias en las especificaciones antes

mencionadas; como la mala distribución de las luminarias, la inadecuada

colocación de espacio, la utilización de los sensores de presencia en las

luminarias fluorescentes; afectando el desempeño del alumno.

Por lo que un buen diseño en la iluminación de la biblioteca logrará el confort a la

hora de leer y un ambiente agradable a la hora de estudiar, disfrutando de esta

área con nuevas tecnologías como las lámparas LED.

El cálculo del sistema de iluminación se realizara para la biblioteca ubicada en

Instituto Politécnico Nacional s/n U. Profesional Adolfo López Mateos, Gustavo A.

Madero, 07738 Ciudad de México, Distrito Federal, edificio número 3. Las

lámparas que se encuentran actualmente en la biblioteca son fluorescente T-8

marca OSRAM Curvalume de 31W, y las lámparas LED que se emplearán el

cálculo del sistema de iluminación son T-8 marca LEDCo de 9W.

El capitulado está dividido en 4 secciones. El capítulo 1 presenta una breve

introducción a los conceptos básicos de la iluminación, el principio de

funcionamiento de cada lámpara empleada y la iluminación en bibliotecas. El

capítulo 2 comprende los factores que afectan a un buen sistema de iluminación,

así como las ventajas y desventajas de las lámparas junto con el estado actual de

la biblioteca.

En el capítulo 3 se realizarán los diferentes cálculos de los sistemas de

iluminación utilizando métodos de iluminación para cada situación. Y para el

capítulo 4 se desarrollara la parte de costo-beneficio.

Página iii

OBJETIVO GENERAL:

Diseñar un sistema de iluminación que cumpla con los niveles de iluminación recomendados por la S.M.I.I. y los establecidos por la Norma NOM-025-STPS-2008 para la biblioteca de la ESIME Zacatenco utilizando tecnología LED.

Pérez Aguilar, Ramírez Cedillo

IPN-ESIME Zacatenco

LA ILUMINACIÓN

CAPÍTULO 1:

La iluminación debe de tomar en cuenta factores cómo eficiencia luminosa, la luz,

la estética y economía. Una iluminación adecuada permite un mejor desarrollo de

todas las actividades elevando su rendimiento. Para que una instalación de

iluminación sea eficaz, se debe de cumplir, entre otras cosas, con un buen nivel de

iluminación.

En términos básico de iluminación, la luz es una porción del espectro

electromagnético a la cual el ojo responde (1), esta energía visible es una parte del

espectro total. En la figura 1.1 se observa que la longitud de onda que el ojo

humano alcanza a percibir, se encuentra, entre 380 nm y 760 nm. El color de la

luz está determinado por su longitud de onda, la energía visible con la longitud de

onda produce una sensación que percibe el ojo como un color en específico.

Figura 1.1: Espectro electromagnético.

Las diversas fuentes de luz entregan energía en un espectro de distribución

continuo, algunas no emiten luz de color verde o azul, mientras otras no emiten luz

roja. La medición de ésta característica de emitir luz según la frecuencia de la

onda en función del incremento de temperatura se conoce como, temperatura

color.

La temperatura de color se mide en grados Kelvin y describe la calidez o la

frialdad producida por la fuente de luz. Una temperatura de color bajo, indica una

fuente de luz cálida o roja. Una temperatura de color alto, indica una fuente de luz

fría o de color azul. La temperatura de color define la blancura de la luz de una

lámpara incandescente, y está relacionada a la temperatura real medida en grados

Kelvin, por lo que su escala es la misma.

1.1 CONCEPTOS BÁSICOS DE ILUMINACIÓN

El flujo luminoso es la rapidez en el que la luz de cualquier fuente luminosa cae

sobre una superficie en 300000 km/s, el flujo luminoso se denota en la figura 1.2,

su unidad de medida es el Lumen.

Figura 1.2: Flujo luminoso.

El Lumen es la unidad de la cantidad de luz emitida por un radian sólido,

proveniente de una fuente de luz de una candela (cd) de intensidad. La candela es

la unidad de intensidad de una fuente de luz en una dirección dada, la cual se

define como la intensidad luminosa de 1/600000 m2 de un cuerpo negro radiante a

la temperatura de solidificación del platino. La candela es la unidad de intensidad

y describe la cantidad de luz en una unidad de ángulo solido como se observa en

la figura 1.3, esta unidad de ángulo solido se llama estereorradián (28.6 grados

sólidos), por una fuente puntiuniforme igual a 1 candela. Sus unidades son

Lumen/estereorradián.

Figura 1.3: Cuerpo radiante (1)

.

Cuando el flujo luminoso cae sobre una superficie se dice que está iluminada, por

consiguiente a estos efectos se le denomina iluminación. La iluminación, es la luz

cayendo sobre una superficie. La unidad de medida de la iluminación en el

sistema internacional es el lux (lx), en el sistema americano es pie sobre candela

(ft/cd) y su equivalente es el lumen sobre pie cuadrada (lm/ft2). Un lux equivale a

0.929 ft/cd. y un ft/cd. equivale a 10.76 lx. En la figura 1.4 se muestra la relación

que existe entre las candelas, lx. y ft/cd.

Figura 1.4: Relación lx, ft/cd y Lm(1)

.

En términos matemáticos la iluminación se define como el flujo luminoso por

unidad de superficie, sus unidades son Lumen/metros2 o lux (lx) y su ecuación es

la 1.1:

(1.1)

Donde:

E= Iluminación (lx) Φ= Flujo luminoso (Lm) S= Unidad de superficie (m2)

Lo niveles de iluminación varían según la luz proporcionada en un lugar en

específico. La luz proporcionada puede ser una fuente de luz natural (el sol) o una

luz artificial (lámpara). En la tabla 1.1 se muestran los niveles de iluminación con

luz natural y luz artificial:

Tabla 1.1: Niveles de iluminación (2).

SITUACIÓN NIVEL DE ILUMINACIÓN[lx]

Noche sin luz 0.01

Noche con luna llena 0.2

Noche con alumbrado público 5-20

Oficina con buena iluminación 500

Aparador bien iluminado 3000

Un día claro con cielo nebuloso 20000

El flujo luminoso sobre una superficie se conoce como iluminación aunque su

verdadero término es Iluminancia, ésta a diferencia de iluminación es definida por

la Intensidad luminosa dirigida hacia un punto en específico, dividido por la

distancia al cuadrado de la fuente y su ecuación matemática es la ecuación 1.2:

(1.2)

Donde:

E= Iluminación (ft/cd)

I= Intensidad luminosa (cd)

d= Distancia (ft)

A medida que el ángulo crece con la distancia de la fuente, el flujo de luz

permanece igual, la densidad de la iluminación como se muestra en la figura 1.5

de la luz de la superficie disminuye, pero si la luz incide en otro ángulo la ecuación

1.2 se transforma en la ecuación 1.3:

Donde:

E= Iluminancia (ft/cd)

D=Distancia (ft)

I= Intensidad luminosa (cd)

Ѳ= ángulo de incidencia (°)

Figura 1.5: Densidad de la luz.

Para medir el rendimiento de la luz artificial emitida por una lámpara, se hace

referencia a la eficiencia luminosa. La eficiencia luminosa es la relación entre el

flujo (lm) y la potencia absorbida por una lámpara como se muestra en la figura

1.6. Se expresa en Lm/W y su ecuación es la 1.4.

Donde:

=Flujo luminoso (Lm)

P= Potencia (W)

Figura 1.6: Eficiencia luminosa en una bombilla. 1.- Potencia en Watts, 2.- Menor flujo

luminoso (Lm) con la misma potencia, 3.- Mayor flujo luminoso (Lm) con la misma potencia.

Un factor que afecta a la iluminación es la luminancia o brillantez, y que se debe

de tomar en cuenta en cualquier proyecto de la misma. La Luminancia como se

muestra en la figura 1.6 es la intensidad luminosa emitida en una dirección

determinada, que se presenta en una superficie luminosa o iluminada.

Figura 1.7: Ejemplos de brillantez directo o/e indirecto en una casa habitación (2)

.

El efecto de la luminosidad que una superficie produce al ojo humano, ya sea por

una fuente primaria (lámpara) o una fuente secundaria (reflejo), se expresa por la

letra L y se mide en cd/m2. En la tabla 1.2 se observan los niveles de luminancia

en algunas fuentes de luz:

Tabla 1.2: Brillantez con luz natural y luz artificial. (1)

TIPO DE LUZ NIVEL DE LUMINANCIA [cd/cm2]

Lámparas fluorescentes 0.5-4

Lámparas incandescentes 200-100

Lámparas de arco 50000

Sol 150000

1.2 TIPOS DE ILUMINACIÓN

Dependiendo de la actividad que se realice será la intensidad de luz requerida en

un sitio, su visibilidad (contraste y tamaño), la velocidad y precisión requerida y la

edad de la persona que la realice. Todas estas variables influyen en elegir la

fuente de luz adecuada.

En el campo de aplicación de la NOM 007- Eficiencia energética para sistemas de

alumbrado en edificios no residenciales, comprende los sistemas de alumbrado

interior y exterior para uso general de los edificios nuevos no residenciales. La

NOM-013 comprende la eficiencia de la iluminación en sistemas de alumbrado

para vialidades y exteriores de edificios.

Los sistemas de iluminación para vialidades, estacionamientos públicos, exteriores

o abiertos y todo tipo de aéreas exteriores, se conocen generalmente como:

iluminación de exteriores, no se consideran los aeropuertos, alumbrados de feria,

plataformas marinas, anuncios luminosos, alumbrado temporal en aéreas de

construcción, entre otros (9).

Iluminación en exteriores es un sistema de iluminación ubicado en el exterior de

inmuebles y que tiene como finalidad principal resaltar en su entorno durante la

noche, la textura y/o la forma del área, estructura o monumento, para favorecer las

condiciones de seguridad, estética y comerciales de un sitio como se puede

observar en la figura 1.8. El alumbrado público es un sistema de iluminación que

tiene como finalidad proporcionar condiciones mínimas de iluminación para el

tránsito seguro de peatones y vehículos de vialidades y espacios.

Figura 1.8: Iluminación en exteriores

El diseño del alumbrado en un ambiente de trabajo interior mostrado en la figura

1.9, es proporcionar suficiente luz para el desarrollo de actividades visibles en

forma eficiente y correcta, creando al mismo tiempo un ambiente confortable, con

un mínimo de fatiga y esfuerzo visual. En particular, los edificios cubiertos por la

NOM 007 son aquellos cuyos usos autorizados en función de las principales

actividades y tareas específicas que en ellos se desarrollen, quedan comprendidos

dentro de los siguientes tipos:

Edificios para oficinas.

Escuelas y demás centros docentes.

Hospitales y clínicas.

Hoteles y moteles.

Restaurantes y cafeterías(8).

Figura 1.9: Iluminación en interiores

1.3 ILUMINACIÓN EN BIBLIOTECAS

Los proyectos de iluminación se encuentran en todas partes, casa habitación,

comercios, industria, oficinas y escuelas. Para tener una visibilidad adecuada se

requiere una iluminación correcta en donde se realiza el trabajo; la influencia que

tiene la iluminación en la realización de cualquier tarea es muy importante y puede

influir potencialmente en la ejecución de dicha labor. En cualquier trabajo se

requiere la vista; a estos se le llama rendimiento visual y es la velocidad de

funcionamiento del ojo y la exactitud del mismo con la que se lleva a cabo dicha

tarea, por eso en un proyecto de iluminación se deben de respetar los siguientes

parámetros:

Nivel de iluminación

Deslumbramiento

Sombras y modelado

Calidad de luz

Uniformidad en la iluminación.

Los parámetros de iluminación presentados se utilizan en cualquier proyecto, en la biblioteca, la iluminación debe hacer visibles las proporciones espaciales y orientar a los usuarios de la biblioteca como se muestra en la figura 1.10. Una luz de acentuación puede resaltar las zonas de circulación y los puntos de atención al usuario. Las condiciones de iluminación de los principales espacios de una biblioteca son la sala de exposiciones, los mostradores, las mesas y cabinas de estudio, el trabajo en la computadora, además de las estanterías y los almacenes(16).

Figura 1.10: Iluminación en una biblioteca

SALA DE EXPOSICIONES:

En la sala de exposiciones la Iluminación debe de ser flexible y direccional, para que ésta sea adaptada a los diferentes modos de exposición, además de contar con un sistema de regulación de la intensidad luminosa para darle efecto a ciertas exposiciones (teatro, danza, entre otros). Se recomienda una iluminación que bañe las paredes.

MOSTRADORES:

Una iluminación concentrada sobre el plano de trabajo evitara sombras y facilitará un mejor manejo de libros por parte del encargado, la iluminación debe ser la adecuada para agilizar trámites como el préstamo de libros. Debe tomarse en cuenta que la iluminación en ésta zona debe de diseñarse de manera particular por el ingeniero.

MESAS DE ESTUDIO:

La mesa de estudio es la más importante en una biblioteca, por eso su sistema de iluminación debe de tener la uniformidad e intensidad necesarias sobre el plano de trabajo, que evite las sombras, las cuales son muy molestas. Las luminarias de pie y de mesa permiten leer y escribir sin deslumbramientos, además de reforzar la iluminación general de la biblioteca. La iluminación en la lectura debe garantizar que en las mesas se podrá leer y escribir de forma idónea, sin esforzar la vista.

TRABAJO CON COMPUTADORA:

Desde hace una década las computadoras han cambiado la forma en realizar trabajos, por lo que una biblioteca sin computadora no es biblioteca. Cuando se trabaja con la computadora no puede haber incidencia directa de luz natural en las pantallas de la computadora, no se aconseja orientarlas a las aberturas exteriores, tampoco puede haber reflejos de luz artificial. La fuente luminosa debe situarse detrás de los equipos y en un punto elevado, ya que la luz que emite el monitor mas la reflexión de las luminarias podría causar molestia y cansancio visual de manera drástica.

ESTANTERÍAS:

No es lo mismo leer un libro que buscarlo; por lo que la estantería debe de tener un sistema de iluminación adecuado para la consulta rápida de cualquier libro, las repisas superiores como las inferiores deben recibir un nivel de iluminación excelente. La solución más efectiva es la luminaria lineal paralela fluorescente a las estanterías, de manera que la luz baña el plano vertical e ilumina perfectamente los lomos de los libros. Este efecto se puede conseguir con luminarias incorporadas a las estanterías o bien colgadas estratégicamente en función de la ubicación. La problemática de llegar al nivel apropiado en las repisas inferiores se puede reducir mediante la reflexión de la luz producida por el material y el color del piso.

ALMACENES:

Al igual que las estanterías los almacenes son fundamentales para la rápida consulta de algún libro que se encuentre guardado, por lo que se recomienda la luz fluorescente con filtros contra los rayos ultravioletas, dado que este tipo de luz no desprende calor. En las estanterías compactas, entre las que el pasillo de trabajo es variable se recomienda una alineación perpendicular a la de las estanterías.

1.4 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LÁMPARAS FLUORESCENTES Y LED.

Las lámparas fluorescentes son lámparas que por medio de un impulso eléctrico

genera una luz ultravioleta en forma de arco eléctrico, al hacer colisión con

elementos químicos en el interior de la lámpara emiten una luz blanca. Las

lámparas fluorescentes funcionan con dispositivos eléctricos mencionados en la

figura 1.8, que al conectarse a la red realizan un control para una excelente

iluminación, al conjunto de estos dispositivos de la lámpara se le conoce como

luminario.

Figura 1.11(3)

: Dispositivos eléctricos de una luminaria fluorescente.

1.- Interruptor, 2.- Electrodo, 3.- Cebador, 4.- Revestimiento de fósforo, 5.- Tubo de vidrio, 6.-

Electrodo, 7.- Arco eléctrico (Flujo de electrones) y 8.- Balastro (Bobina de inductancia)

Al encender el interruptor la corriente eléctrica viaja por el cable, ésta corriente

eléctrica pasa por un balastro que es una bobina de inductancia, la cual regula la

corriente y manda la necesaria para que la lámpara no sufra una sobre corriente y

pueda descomponerse. Estos dispositivos en la actualidad son electrónicos pero

siguen realizando la tarea de una bobina de inductancia, además de aumentar la

frecuencia hasta 20kHz. Para que el encendido de la lámpara sea rápido.

Después de que el balastro ha regulado la corriente eléctrica éste se conecta en

serie a la lámpara fluorescente emitiendo un impulso eléctrico capaz de convertir

la electricidad en una fuente de luz ultravioleta. La luz ultravioleta se colisiona con

los gases y sustancias químicas que se encuentran en el interior de la lámpara;

estas sustancias son 1.- el mercurio el cual es el que mantiene el arco eléctrico y

no deja que se extinga y 2.- el fósforo que es el recubrimiento blanco en el cual se

emite la luz. Esta operación no es posible sin el cebador, que se encuentra

conectado en paralelo. Éste dispositivo es el arrancador de la lámpara

fluorescente, ya que al llegar la descarga eléctrica del balastro, el cebador en su

interior, excita al argón y al neón que se encuentran en forma de gas para

precalentar a los electrodos que son dos placas bimetálicas (laminas de metal con

diferente dilatación) que al abrirse provoca una fuerte descarga capaz de

encender la lámpara fluorescente.

Un LED es un diodo emisor de luz observado en la figura 1.9 (Light Emitting

Diode por sus siglas en inglés). Comúnmente un diodo es un semiconductor que

permite a la energía eléctrica pasar por un sólo sentido; el LED de igual manera

permite el paso de la energía eléctrica en el ánodo (pin pequeño), la corriente

eléctrica es el flujo de electrones que pasa a través de una placa semiconductora

(PNP o NPN) la cual al momento de dejar espacios en la placa libera fotones de

luz visibles al ojo humano.

Figura 1.12: Dispositivo semiconductor LED. 1.-Encapsulado, 2.- Hilo puente,

3. Chip semiconductor, 4.-Cátodo con reflector, 5.- Cátodo, 6.- Ánodo

Ésta luz que emite el LED puede variar según el compuesto con el que se recubre

dicho LED. Éstos compuestos realizan la misma función que el recubrimiento del

fósforo en una lámpara fluorescente y en la tabla 1.3 se mencionan los elementos

y el respectivo color.

Tabla 1.3: Colores de los LED

COMPUESTO COLOR

Arseniuro de galio Infrarrojo

Arseniuro de galio y Aluminio Rojo e infrarrojo

Arseniuro de fósforo de galio Rojo, anaranjado y amarillo

Fósforo de galio Verde

Nitruro de galio Verde

Seleniuro de zinc Azul

Nitruro de galio e Indio Azul

Carburo de silicio Azul

Diamante Ultravioleta

Silicio En desarrollo

Para emitir la luz blanca en un LED se deben de juntar los tres colores primarios

los cuales son el rojo, el verde y el azul. La práctica anterior suele elevar el costo

del mismo, por lo que recubriendo el LED con fósforo, la luz azul que emite el LED

se convierte en luz blanca para mayores aplicaciones, ya que es tan efectiva como

la luz emitida por una fluorescente.


IPN-ESIME Zacatenco

LA IMPORTANCIA DE UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN

ADECUADO.

CAPÍTULO 2:

Un sistema de iluminación inadecuado afecta a las personas que fueron destinada

a tales luminarias (conjunto de equipos eléctricos que tienen la función de

encender una lámpara), provocando accidentes, bajo rendimiento y vista cansada.

El Centro de Estudios de Alumbrado de Alemania y varios países de Europa

incluyendo a Estados Unidos (2), realizó una investigación con 39 naves

industriales sobre los niveles de iluminación en dichos locales. Al observar la

figura 2.1 el objetivo era claro: En el trabajo intelectual, llegar a contribuir al

incremento en las cifras de producción, para realizar esta prueba se aumentaron

los niveles de iluminación que se encontraban en las naves.

Figura 2.1: Nave industrial iluminada.

La investigación lanzó resultados favorables para las industrias, el rendimiento de

los trabajadores se elevo, se redujeron las fatigas y también se redujeron los

accidentes, por lo que los investigadores quedaron satisfecho con los resultados

obtenidos concluyendo que la iluminación es importante en cualquier área de

trabajo (4). Ahora la parte difícil es saber si los niveles de iluminación son los

adecuados para cada trabajo en especifico, por lo que se deben de comprender

los factores que afectan a que la iluminación no sea la adecuada.

2.1 FACTORES QUE AFECTAN UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN

Al obtenerse la luz en una lámpara cual sea, se presenta un problema en el flujo

luminoso, actualmente es imposible controlar su flujo luminoso de tal forma que

sea el necesario para que la iluminación sea eficiente. Su aplicación directa puede

provocar problemas que bajan el rendimiento de la persona y el cansancio visual

de la misma.

Al ser aplicada directamente la luminaria ocurre un proceso denominado

deslumbramiento, que es la capacidad que tiene cualquier fuente de luz para

generar una sensación de molestia en la persona por el cambio repentino de

iluminación en un área; un claro ejemplo es en la BNCT, al medio día en la época

de primavera donde las nubes no cubren al sol en su totalidad, el

deslumbramiento genera dolor de cabeza al momento de salir de la biblioteca.

Este molesto factor mostrado en la figura 2.2 afecta a la hora de leer, de observar

y puede generar problemas como fatiga visual y accidentes al caminar. Existen

dos formas de deslumbramiento:

El deslumbramiento directo a través de la fuente luminosa sobre el campo

visual.

Deslumbramiento por reflexión de la luz por cualquier material en el plano

de trabajo, direccionado para el campo visual.

Figura 2.2: Deslumbramiento directo (verde y amarillo) e indirecto (azul).

La reflexión es cuando una superficie cual sea, devuelve el haz de luz emitido por

una fuente luminosa como una lámpara o el propio sol. La reflexión puede ser tan

brillante como la luz de la propia fuente, la persona puede sentir una sensación de

molestia causando problemas al leer u observar.

La reflexión necesita de elementos que la puedan reproducir, uno de estos

elementos dependen de las condiciones de la superficie; una superficie lisa puede

emitir más reflexión que un material áspero; el otro es el ángulo de la incidencia

luminosa necesaria para que la reflexión pueda generar molestias; y por último el

color de los rayos incidentes; el blanco es el que crea una mayor reflexión.

Existen varios tipos de reflexión, los cuales son:

Reflexión especular: Es aquella reflexión que se observa en la figura 2.3 y

que genera una molestia igual a la de la propia fuente luminosa y su ángulo

de incidencia es idéntico el original, por ejemplo la reflexión de un espejo.

Figura 2.3: Reflexión especular(2)

.

Reflexión difusa: El rayo incidente se refleja en todas direcciones del

hemisferio superior como se observa en la figura 2.4, lo que supone una

intensidad luminosa en todas partes, además produce una pérdida de

intensidad luminosa según la cantidad de flujo luminoso recibido.

Solamente se reproduce en materiales rigurosos dónde se puede ver el

objeto sin producir deslumbramiento, por ejemplo en una tela blanca.

Figura 2.4: Reflexión difusa.

Reflexión mixta: Predomina una dirección sobre las demás observada en la

figura 2.5, donde la dirección que predomina es más intensa que las demás

provocando deslumbramiento a la persona que observa tal objeto, un

ejemplo claro un metal sin pulir.

Figura 2.5: Reflexión mixta.

El efecto de la luz y la sombra técnicamente llamado efecto cebra mostrado en la

figura 2.6 es importante en la iluminación, se debe de tener cuidado en direccionar

una lámpara para evitar que se presenten sombras perturbadoras. El factor

principal es que no se debe de perder la identificación de la textura y el formato de

los objetos. Además, una buena iluminación no significa una luz distribuida por

igual.

Figura 2.6: Efecto cebra.

Un buen sistema de iluminación debe de tener una reproducción de colores

establecido. “El color de un objeto está determinado por la reflexión del espectro

de luz que incide sobre el mismo como se denota en la figura 2.7(2), por lo que una

buena tonalidad depende de la calidad de la luz que se incide en el lugar, donde

todos sus colores puedan distinguirse y reproducirse fácilmente.

Figura 2.7: Reproducción de colores.

El efecto estroboscópico es aquel en donde una lámpara parpadea más de una

vez en una fracción de tiempo, este tiempo no rebasa el medio minuto, por lo que

tal efecto puede producir malestar visual a la persona. El efecto estroboscópico da

un aviso del término de la vida útil de una lámpara fluorescente; por lo que una

lámpara de excelentes condiciones tardara en realizar tal efecto, si se compara

con una lámpara de bajo costo y de marca no muy reconocida.

Los factores anteriores se pueden evitar si tenemos una perfecta armonía entre

luminarias, aunque a veces esta armonía es la que falla a la hora de realizar un

proyecto de iluminación. La inadecuada proporción armoniosa entre luminarias,

produce la conocida fatiga visual, debido al trabajo excesivo para acomodar la

vista al pasar por variaciones de intensidad luminosa bruscamente.

2.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS LÁMPARAS

FLUORESCENTES Y LED´S FRENTE A UN SISTEMA DE

ILUMINACIÓN.

Las lámparas son dispositivos eléctricos que al momento de conectarlas a la red

eléctrica emiten un flujo luminoso constante, hay varios tipos de lámparas y cada

una de ellas ofrece un flujo luminoso diferente, pero en la actualidad se utilizan las

fluorescentes y una nueva tendencia utilizando tecnología LED mostrados en la

figura 2.8. Las lámparas al igual que cualquier equipo eléctrico son utilizados

según sea el caso indicado, por lo que no solamente se debe de observar el

diseño, la capacidad, y sus especificaciones sino que además se tienen que

visualizar otros factores como ventajas y desventajas que ofrecen para que pueda

realizar un mejor desempeño.

Figura 2.8: Flujo luminoso de A) lámpara incandescente (flujo mixto); B) lámpara

fluorescente (flujo semidirecto) y C) lámpara LED (flujo directo).

Las ventajas de la tecnología fluorescente mostradas en la figura 2.9 son que

ahorran mayor energía que la lámpara incandescente; la energía calorífica que

emiten es menor, tienen una vida útil de 7 500 horas; el color que reproduce al

iluminar es mejor y es más fiel al verdadero; la potencia luminosa es 4 o 6 veces

mayor que la incandescente, además la iluminación es más uniforme y menos

deslumbrante (21). Aunque han revolucionado a la iluminación, las lámparas

fluorescentes tienen grandes desventajas, una de ellas es que para tener un

excelente funcionamiento se debe de adquirir un balastro que se conecta a la

lámpara lo cual duplica el precio de la misma.

El efecto estroboscópico es una desventaja muy importante en las lámparas ya

que por ser de corriente alterna la lámpara realiza un parpadeo continuo, que con

el tiempo se puede retardar más a tal grado que la persona puede presentar dolor

de cabeza. Al encender la lámpara fluorescente, tarda en entregar su potencia

lumínica total y ocurre un gran desgaste en la lámpara al ser encendida y apagada

constantemente; ocupan mayor espacio que las demás lámparas; además de que

el gas que tienen en su interior (calcio o magnesio) se desgasta y pierde su

potencia lumínica adquiriendo un color negro en las esquinas de la lámpara,

afectando al color verdadero.

Figura 2.9: Lámpara fluorescente.

Al contrario de las lámparas fluorescentes la lámpara LED observadas en la figura

2.10, ofrece como ventajas un consumo de energía eléctrica menor a las

fluorescentes (3 Watts x 20 Watts); una vida útil mayor superando a las

fluorescentes, de 7 500 horas a 10 000 horas. Su mantenimiento es casi nulo; la

luz emitida por los LED´s puede variar ya que tiene la característica de reproducir

los tres colores primarios (rojo, verde y azul) además de que la luz blanquiazul

natural que emite el LED reproduce mejor los colores en una habitación. Consta

de un mayor flujo luminoso y un encendido rápido (20), por lo que no necesita de un

tiempo prolongado para entregar toda su potencia lumínica.

Figura 2.10: Lámpara LED.

Las lámparas LED no necesitan balastro para un excelente funcionamiento; no

contienen gas ni sustancias que puedan afectar al medio ambiente; emiten una luz

fría la cual es perfecta para las actividades dinámicas. La desventaja que tiene es

http://www.google.com.mx/imgres?q=lampara+fluorescente&um=1&hl=es&rls=com.microsoft:es-mx:IE-SearchBox&rlz=1I7GGLL_es&biw=922&bih=531&tbm=isch&tbnid=JYshCo21sAw4OM:&imgrefurl=http://www.afinidadelectrica.com.ar/articulo.php?IdArticulo=35&docid=yte3E5ABRsCqBM&imgurl=http://www.afinidadelectrica.com.ar/html/Image/Articulo 022 - Tubos fluorescentes/Articulo 022 - Tubos fluorescentes - tubos.jpg&w=360&h=360&ei=AuzLT7KSPMOw2wXs5MnZCw&zoom=1&iact=hc&vpx=654&vpy=178&dur=2007&hovh=225&hovw=225&tx=120&ty=131&sig=106017340988954845332&page=3&tbnh=167&tbnw=207&start=20&ndsp=12&ved=1t:429,r:7,s:20,i:131

que es una tecnología nueva por lo que su costo es 3 veces mayor que una

lámpara fluorescente. Éste tipo de lámparas no tienen una certificación o Norma

que las regule por lo que hay variedad de lámparas que pueden salir defectuosas;

no se tiene suficiente información para realizar un buen proyecto de iluminación

(aunque éste problema se puede resolver pero el tiempo del proyecto se

retardaría). La lámpara LED a altas temperaturas baja su rendimiento y su

iluminación es puntual, por lo que baja su eficiencia en alumbrado general.

2.3 ESTADO ACTUAL DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN EN LA

BIBLIOTECA DE LA ESIME ZACATENCO.

La biblioteca es un área que debe tener un confort visual agradable para realizar

lecturas, reconocimiento de libros y estudiar. En ocasiones el confort visual no es

el mejor y esto hace que el alumno esfuerce su vista, la biblioteca de la ESIME

Zacatenco aunque tiene un nivel de iluminación recomendado por la S.M.I.I. y la

Norma 025 observadas en la figura 2.11 no tiene la correcta distribución, por lo

que el alumno puede llegar a tener un bajo rendimiento. Por eso la iluminación es

un factor importante ya que puede resaltar en un lugar agradable al ojo humano

teniendo el confort visual deseado.

Figura 2.11: Biblioteca de la ESIME Zacatenco. La línea roja muestra como están separadas

las luminarias, de forma inadecuada.

La eficiencia luminosa es un factor importante dentro de la biblioteca. En algunas

zonas se respeta la distribución armónica de la iluminación, pero en otras sigue

siendo una iluminación inadecuada como se muestra en la figura 2.12. Donde la

armonía entre el espacio y las luminarias debe ser fundamental, ya que al tener

columnas la biblioteca, se debe de tomar por separado el área a la hora del

cálculo, si no se toma en cuenta este tipo de condiciones puede faltar iluminación

en el área.

Figura 2.12: Armonía entre luminarias. A) Zona de iluminación ineficiente en la biblioteca. B)

Zona de iluminación eficiente en la biblioteca.

Los muros de la biblioteca son ventanales donde la luz natural ilumina a la

biblioteca, el problema es que no cuentan con persianas o cortinas para evitar que

la luz entre de manera directa, creando el deslumbramiento que es igual de

perturbador que la reflexión; afectando los niveles de iluminación establecidos por

Norma y por la S.M.I.I. Al tener árboles y plantas de gran magnitud afuera de la

biblioteca en donde están los ventanales como se muestra en la figura 2.13 no

disminuye el deslumbramiento, sólo se concentra en ciertas zonas, ya que las

ramas del árbol hacen un recubrimiento irregular para que no entre la luz parasita

del sol. A todo esto, afecta que por tener tantos ventanales, la luz emitida por el

sol va disminuyendo de intensidad y los niveles de iluminación pueden ser

erróneos durante la noche.

Lo anterior se puede evitar si el sistema de iluminación fuera el indicado. Pero al

realizar las primeras observaciones en la biblioteca mostradas en la figura 2.14, se

captó que la separación de las luminarias no es la adecuada en ciertas zonas, a lo

cual puede crear reflexión a las personas que no alcancen el flujo luminoso total

de la luz.

Figura 2.13: Luz parasita en la biblioteca.

Figura 2.14: Separación entre luminarias (Lado izquierdo lámpara modelo, lado derecho

distancia de la lámpara modelo hacia las demás).

El espacio entre luminarias no solo afectaría en el flujo luminoso, sino que además

generaría el efecto cebra al no alumbrar toda la zona perdiendo el lugar color e

intensidad luminosa. Por lo que en el área de anaqueles y estantería los libros que

estén en una posición elevada no se alcanzarían a distinguir de manera inmediata

obsérvese la figura 2.15, y los alumnos que estén revisándolos libros esforzarían

la vista sino están cerca del área iluminada.

Figura 2.15: Efecto cebra. A) Lugar con inadecuada iluminación. B) Lugar con adecuada

iluminación. La línea amarilla es la reflexión del área iluminada.

Además de un posible efecto cebra, la posición de las luminarias y las mesas con

las que cuenta la biblioteca no son las idóneas. Por una parte las luminarias se

encuentran distribuidas en dos columnas, con un espaciamiento no favorable entre

ellas, esta disposición de luminarias sólo se plantea cuando se tienen mesas de

gran longitud, por lo que la biblioteca no cuenta con ese tipo de mesas, las mesas

son rectangulares para máximo cuatro personas como se muestra en la figura

2.16.

Figura 2.16: Lado izquierdo: Separación de luminarias, lado derecho: mesa para cuatro

personas (sin escala).

Las luminarias al ser de una longitud inferior a un metro, y al estar muy separadas

pueden emitir un ángulo muy favorable para la reflexión mostrada en la figura

2.17. El ángulo permitido es de 30°, evitando el deslumbramiento y reflexión.

Figura 2.17: Reflexión por deslumbramiento (1)

.

La reflexión afecta a un buen sistema de iluminación, además las lámparas al

estar separadas al momento de que una lámpara fluorescente termine su vida útil

la zona no iluminada será de mayor tamaño, por consiguiente las sombras serán

más densas y el espacio no iluminado más obscuro. Entre más luminarias o

lámparas mayor calidad de iluminación, y se puede observar al mirar al piso o al

nivel del lugar de trabajo, observando la zona que se encuentra perfectamente

iluminada, por lo que las sombras en el lugar de trabajo deben de ser mínimas, en

la figura 2.18 se muestra la calidad de la iluminación.

Figura 2.18: Calidad de la iluminación.


IPN-ESIME Zacatenco

CÁLCULO DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN APLICADA A

LA BIBLIOTECA DE LA ESIME ZACATENCO.

CAPÍTULO 3:

En el sistema de iluminación, los cálculos más utilizados son el cálculo de

iluminación promedio, método de Watt por metro cuadrado y el método de

iluminación en interiores.

El cálculo punto por punto determina el estado actual de la biblioteca, el método

de Watt por metro cuadrado ayuda a realizar un análisis de lo que se tiene en el

área o lo que se llegue a tener en ella, con ciertas restricciones que se

mencionaran más adelante. Por su parte el método de iluminación en interiores es

el método que establece el sistema de iluminación determinado para un área en

específico, es el más preciso y determina el número de luminarias que se deben

instalar.

Aparte de los cálculos ya mencionados se deben de estudiar factores que afectan

un sistema de iluminación (factor de mantenimiento, coeficiente de utilización,

cavidad del cuarto). También se realizan mediciones para sacar la curva

fotométrica que se muestra en la figura 3.1, la tensión mínima de arranque, los

niveles de iluminación en condiciones nominales de operación; estas mediciones

son variadas y las puede o no realizar el ingeniero aunque se recomiendan. Tales

mediciones la empresa encargada de fabricar las luminarias y lámparas debe de

tener el compromiso de proporcionarlas.

Figura 3.1: Curva fotométrica 3D de una lámpara incandescente (se puede observar el área

iluminada).

3.1 DESCRIPCIÓN Y CÁLCULO APLICANDO EL MÉTODO DE

WATT POR METRO CUADRADO.

El método de Watt por metro cuadrado se utiliza para obtener un número

aproximado de luminarias que se van a requerir en el área a iluminar. Esta área

debe contar con techos blancos y paredes claras o tonos ligeros. Éste método se

utiliza para obtener una iluminación en general con lámparas fluorescentes o

lámparas de descarga de alta intensidad HID (High Intensity Discharge), para

lámparas incandescentes o de halógeno se utiliza otros valores dados en la tabla

del anexo 1.

El cálculo se inicia al indicar el lugar que se va a iluminar, posteriormente se busca

en las recomendaciones de la S.M.I.I los lux requeridos para tal área. El método

debe de seguir una serie de especificaciones que se obtienen a través de la tabla

del anexo 1, la tabla denominada “MÉTODO DE WATT POR METRO

CUADRADO” específica los valores a utilizar en W/m2 .Se deberá identificar los

Watts requeridos y por último se deberá sacar el área del lugar a iluminar. Con los

datos previamente obtenidos determinaremos la potencia requerida por la

ecuación 3.1:

Donde:

W =Potencia requerida (W).

A= Área del lugar (m2).

Wm2= Watts por metro cuadrado.

Para obtener el número de luminarias requeridas se deberá de realizar la ecuación

3.2:

Donde:

Lt= Lámparas totales.

Wt=Potencia total (W).

W/lamp =Watts por lámpara (W/no. de lámparas).

En ocasiones se utiliza un luminario, si el gabinete del luminario tiene la capacidad

de almacenar más de 2 lámparas, se debe de multiplicar la potencia de las

lámparas que se encuentren en dicho luminario. SI por algún motivo en el cálculo

el número de luminarias sale con resultado decimal se debe de escoger el valor

siguiente, si el número de luminarias es irregular se debe de redondear para que

el espaciamiento sea regular entre luminarias.

El siguiente procedimiento se utiliza en el laboratorio de iluminación (2), el plano se

encuentra registrado en el anexo 2. Para seguir a detalle las zonas que se

calcularon el plano se observa en la figura 3.2.

Figura 3.2: Plano de luminarias instaladas sin escala.

Uso de la metodología:

1.- Área donde se va a realizar la iluminación: área de anaqueles

2.- Lux requeridos por la S.M.I.I:

3.- Identificar los Watts requeridos bajo norma:

4.- Área del lugar a iluminar:

5.-Determinar los Watts requeridos con la ecuación 3.1:

6.- Identificar el número de luminarias requeridas con la ecuación 3.2:

1.- Área donde se va a realizar la iluminación: área de lectura




5.-Determinar los Watts requeridos:

6.- Identificar el número de luminarias requeridas:

1.- Área donde se va a realizar la iluminación: área de lectura 2






1.- Área donde se va a realizar la iluminación: recepción






3.2 DESCRIPCIÓN Y CÁLCULO APLICANDO EL MÉTODO

DETERMINACIÓN DE LA ILUMINACIÓN PROMEDIO.

Frecuentemente el método determinación de la iluminación promedio se le conoce

como punto por punto, ya que el área a iluminar se divide en varias zonas, y en un

punto determinado en aquella zona se toma la medición de la iluminación con un

luxómetro. Así en cada punto de cada zona se va midiendo con el luxómetro el

nivel de iluminación hasta conseguir un cierto número de medidas que a la postre

nos llevara a una medida promedio.

Para determinar el número de medidas la NOM 025 utiliza un método llamado

constante de salón, donde por medio de la ecuación 3.3 se puede determinar los

puntos mínimos a medir en el área de trabajo.

Donde:

K= A la constante de salón.

A= Ancho (m).

L= largo (m).

h= altura (m).

Los niveles de iluminación se obtienen con un luxómetro marca AEMC modelo CA

811 como se muestra en la figura 3.3, el luxómetro debe de tener las siguientes

características determinadas por la NOM-025:

a) Detector para medir iluminación.

b) Corrección cosenoidal.

c) Corrección de color, detector con una desviación máxima de ± 5% respecto a la

respuesta espectral fotópica.

Figura 3.3: Luxómetro marca AEMC modelo 811

Al tener los puntos mínimos de medición se procede a dividir el salón, las

mediciones se deben de realizar en la noche ya que no existe luz parasita (luz del

sol) y las mediciones son más exactas, aparte se deben de realizar a la altura de

trabajo y con un luxómetro en buenas condiciones. Para saber más acerca del

método a utilizar a la hora de medir, véase la NOM 025-STPS-2008, condiciones

de iluminación en los centro de trabajo.

Una vez realizada la medición se procede a calcular la iluminación promedio, el

cálculo se realiza bajo especificaciones del anexo 3 y su ecuación es 3.4.

Donde:

Ep= Nivel promedio (lx).

N= Número de medidas realizadas.

Ej= Nivel de iluminación en cada punto (lx).

Para el cálculo en la biblioteca se realizó este método en dos áreas de las cuatro

que se encuentran disponibles, ya que una está ocupada, y la recepción es un

lugar muy pequeño para medir. El asesor recomendó realizar las mediciones

punto por punto dividiendo el lugar ya que la ecuación da las zonas mínimas a

medir y para tener una mejor exactitud se decidió dividir las zonas. El plano se

muestra en el anexo 4, y en la figura 3.4 se muestra el plano sin escala.

Figura 3.4: Plano mallado sin escala

1. Área a iluminar: Anaqueles

2. Altura de la medición: 0.13 m

3. Determinación de la constante de salón con la ecuación 3.3:

4. Número de mediciones según la norma 025: 16 mediciones mínimo.

5. Mediciones realizadas: 88 mediciones (para mayor precisión).

6. Iluminación promedio de la ecuación 3.4:

1. Área a iluminar: Área de lectura

2. Altura de la medición: 0.72 m

3. Determinación de la constante de salón:

4. Número de mediciones según la norma 025: de 9 a 16 mediciones

mínimo.

5. Mediciones realizadas: 60 mediciones (para tener mayor precisión).

6. Iluminación promedio:

7.

3.3 DESCRIPCIÓN Y CÁLCULO APLICANDO EL MÉTODO DE

ILUMINACIÓN EN INTERIOR CON TECNOLOGÍA FLUORESCENTE.

El método de lumen es el cálculo que más se utiliza en el área de iluminación para

saber el número de luminarias que deben de ir en el interior de un cuarto; en este

caso de la biblioteca. El método actual a diferencia del método de Watt por metro

cuadrado es más extenso, con más parámetros y variantes a considerar, y por

ende más preciso. El método de lumen comúnmente llamado cálculo de

iluminación en interiores, es el método que la mayoría de los ingenieros utiliza.

El método se debe de realizar por zonas, preferentemente simétricas dentro del

área total. Los datos a analizar son las dimensiones del lugar, la altura de plano de

trabajo, el tipo de techo y la actividad que se realiza. La actividad es muy

importante ya que de ahí se definen los niveles de iluminación, recomendados por

la S.M.I.I., aparte de los parámetros mencionados es importante señalar los

acabados del local, tanto del techo, el piso y las paredes.

Los parámetros establecidos deben de ser si no exactos si muy precisos, ya que

un mal cálculo con este método puede afectar el nivel de iluminación

recomendado. Además de que estos parámetros son esenciales para la obtención

de diferentes factores que se utilizan, como el factor de balastro y el factor de

mantenimiento. Por medio del programa Excel se realizaron los cálculos

correspondientes a cada una de las áreas dentro de la biblioteca, la metodología

siguiente se realizó para el área de anaqueles para tener una mejor comprensión

del cálculo, las demás áreas se encuentran en el anexo 5 y el plano sin escala se

muestra en la figura 3.5.

Figura 3.5: Plano sin escala del sistema fluorescente calculado.

Datos del área a analizar:

Área: Anaqueles de biblioteca Datos del proyecto: Lectura rápida y búsqueda de libros. Nivel de iluminación S.M.I.I.: 200 lx Largo: 18.35 m Ancho: 10.4 m Altura total: 2.65 m Altura de trabajo: 0.15 m Altura luminario al plano de trabajo: 2.5 m Reflectancia del piso: 20% Reflectancia de la pared: 50% Reflectancia del techo: 70% Tipo de área: Limpia Horas de operación por año (despreciando vacaciones y días festivos): 19500 h Horas al día: 13 h Horas a la semana: 65 h Horas al mes (30 días): 1950 h. Número de columnas: 10 u. Lámparas utilizadas para tal fin: La lámpara utilizada se especifica en la tabla 3.1 y su estructura física se observa en la figura 3.6 (para más especificaciones consultar el Anexo 6).

Figura 3.6: Lámpara OSRAM OCTRON ECO

Para saber el número de luminarias se utiliza la ecuación 3.5:

Donde:

E= Iluminancia (lx).

C.U.= Coeficiente de utilización [IES].

F.M.= Factor de mantenimiento.

Tabla 3.1: Especificaciones de la lámpara OCTRON ECO (OSRAM)

OCTRON ECO

W Acabado K[°] Flujo[Lm] Vida[h]

17 B. cálido 3000 1350 20000

17 Blanco 3500 1350 20000

17 B.frío 4100 1350 20000

25 B. cálido 3000 2150 20000

25 Blanco 3500 2150 20000

25 B.frío 4100 2150 20000

32 B. cálido 3000 2950 20000

32 Blanco 3500 2950 20000

32 B.frío 4100 2950 20000

32 Luz de día 5000 2800 20000

40 B.cálido 3000 3650 20000

40 Blanco 3500 3650 20000

40 B.frío 4100 3650 20000

59 B.cálido 3000 5900 15000

59 Blanco 3500 5900 15000

59 B.frío 4100 5900 15000

59 Luz de día 5000 5900 15000

Aunque la ecuación 3.5 es una operación básica que involucra multiplicación y

división, sus elementos como el coeficiente de utilización y el factor de

mantenimiento son ecuaciones que se tiene que realizar por separado. Para el

cálculo de C.U. se debe de realizar la ecuación relación de cavidad de cuarto

(room cavity ratio), ecuación 3.6:

Donde:

C.S.= Constante de suciedad (12).

Hcc= Altura de la luminaria al área del trabajo.

Sustituyendo:

Al tener el resultado del RCR las reflectancias de paredes, techo y piso es

indispensable para saber el C.U. Las reflectancias para el proyecto con

fluorescente se muestran en la figura 3.7.

Figura 3.7: Reflectancias del área de anaqueles.

Al tener conocimiento de las reflectancias se procede a observar las características del gabinete, el gabinete instalado es de la marca D´CARRLIGHT mostrado en la figura 3.8 el cual sus especificaciones se encuentran en el anexo 7.

Teniendo las características del luminario se observa que utiliza un acrílico, que es

el encargado de difundir la iluminación en un área determinada del cuarto, por lo

que es importante saber su curva fotométrica la cual se muestra en la figura 3.9,

ya que permitirá saber cuánta área cubre un solo luminario en los anaqueles.

Figura 3.8: Gabinete D’CARRLIGHT utilizado en la biblioteca.

Figura 3.9: Curva fotométrica del luminario.

Al tener los elementos necesarios por medio del catálogo de Holophane, se

obtiene el C.U., este coeficiente se encuentra en la tabla 3.2 (para ver tabla

completa diríjase a los anexo 8), al hacer un simple cruzamiento de las

reflectancias con el RCR. Pero si el RCR se encuentra en medio de los valores

nominales de la tabla se debe de realizar una ecuación de interpolación sencilla

que se muestra en la ecuación 3.7, necesaria para saber el C.U. real de la

luminaria.

Donde:

VM= Valor mayor. Vm= Valor menor. RCR= RCR calculado. RCRtm=RCR menor por tabla. S= Separación.

Tabla 3.2 Coeficiente de utilización.

C.U.

Rt 70

Rps 20

Rprd 70 50 30 10

RCR

0 0.75 0.75 0.75 0.75

1 0.69 0.66 0.64 0.61

2 0.63 0.58 0.54 0.51

3 0.57 0.52 0.47 0.43

4 0.53 0.46 0.41 0.37

5 0.49 0.41 0.36 0.32

6 0.45 0.38 0.32 0.29

7 0.42 0.34 0.29 0.25

8 0.39 0.31 0.26 0.23

9 0.37 0.29 0.24 0.20

10 0.34 0.27 0.22 0.19

Sustituyendo valores:

El resultado de la interpolación por medio del programa Excel es de 0.590, por lo

que el cálculo de interpolación es el C.U. utilizado.

El factor de mantenimiento (F.M.) es otra ecuación importante dentro de la

iluminación mostrado en la ecuación 3.7, este factor es la multiplicación de varios

factores que afectan el funcionamiento de la lámpara y/o luminaria. El factor de

balastro es la pérdida de la energía eléctrica (Watts) en calor, de modo que en

este caso el factor por pérdida de balastro recomendado por el catálogo de

Holophone (Anexo 8) es 0.88. Otro factor que altera el F.M. es la lámpara fundida,

la lámpara fundida es un valor de entre 0.95 y 1, en caso de que la lámpara se

apague por defectos de fabricación o por mala instalación este factor aporta la

cobertura de la zona fundida y se toma 0.95 por recomendación del IES(2).

Otro factor es la deprecación de los lúmenes por la lámpara ya que ningún aparato

eléctrico es 100% efectivo existen una serie de tablas (Anexo 9) que aportan este

factor, por lo que la lámpara tiene una depreciación de 0.92. Por último se maneja

la depreciación por suciedad acumulada, las luminarias por lo regular se le deben

de dar mantenimiento, y dependiendo de la luminaria existe una tabla que se

encuentra en el Anexo 10, la luminaria es de categoría de mantenimiento V por lo

la categoría correspondiente (anexo 11) se deduce que por un mantenimiento de

24 meses el factor es de 0.88.

Teniendo los parámetros se realiza la siguiente ecuación:

Donde:

F.B.= Es el factor de balastro.

L.L.D.= Depreciación de lúmenes de la lámpara.

L.D.D.= Suciedad acumulada en los luminarios.

L.F.=Lámpara fundida.

Sustituyendo:

Una vez teniendo los factores necesarios, se procede a sustituir la ecuación 3.5

por los valores de los factores adquiridos teniendo el siguiente resultado:

Para el acomodo de luminarias se debe de tener en cuenta 3 ecuaciones

fundamentales, estas ecuaciones son: espaciamiento real de luminaria (ecuación

3.9), luminarias por columna (ecuación 3.10) y luminarias por fila (ecuación 3.11),

respectivamente.

Donde:

N= Número de luminarias.

Sreal= Espaciamiento real de luminarias.

Columna= Luminarias por columna.

Fila= Luminarias por fila.

Sustituyendo los valores se tienen los siguientes resultados:

Al tener el resultado de número de luminarias entre fila y columna se debe de

realizar un ajuste, el número de luminarias debe de ser un número entero, por lo

que para el área de anaqueles las lámparas por fila son 4 y por columna son 7

teniendo un total de 18 luminarias (hay que recordar que entre más iluminación

mejor desempeño, pero un lugar con iluminación exagerada provoca reflexión y

deslumbramiento), lo recomendable es agregar más luminarias en lugar de

extraer, pero si las dimensiones no permiten utilizar más luminarias se reduce su

número sin reducir los niveles de lux recomendados por el S.M.I.I. en caso de que

los niveles de iluminación se reduzcan se deberá de realizar de nuevo el cálculo

ya que no se respetó la metodología.

Para éste se tomaron en cuenta el número de columnas, que como se puede

observar en la figura 3.4 afectan el área de anaqueles dividiéndose en tres áreas.

Para el lado izquierdo y derecho después de las columnas se realiza el cálculo de

luminarias por área, por lo que el lado izquierdo tiene las siguientes dimensiones:

19m de ancho por 1.55m de ancho con un área total de 29.45 m. Teniendo el área

se procede a calcular de igual manera el número total de luminarias con la

ecuación 3.5.

Al realizar el espaciamiento real que son las ecuaciones 3.9 a la 3.11 se observa

que salen 9 luminarias, 3 más que las 6 propuestas por la ecuación 3.5, este

aumento se debe a que las luminarias pueden descomponerse y dejar de

funcionar por lo que las demás luminarias realizaran su tarea de iluminar el área

fundida.

De igual manera en el lado derecho, donde se encuentran las demás columnas se

toma el área y se procede a realizar el cálculo, teniendo 9 luminarias.

Siguiendo la metodología antes explicada en el programa de Excel el número total

de luminarias en cada área se muestra en la tabla 3.3 (para mayor referencia

consulte anexo 12).Los cálculos se realizaron en el área de anaqueles, el área de

lectura se dividió en 2 áreas teniendo área de lectura 1 y área de lectura 2, los

pasillos y el área de recepción.

Tabla 3.3: Número de luminarios en la biblioteca.

Área Fluorescentes calculadas

Anaqueles 36

lectura 1 44

lectura 2 21

pasillo 1 2

pasillo 2 4

recepción 6

total de luminarias 113

3.4 CÁLCULO APLICANDO EL MÉTODO DE ILUMINACIÓN EN

INTERIOR CON TECNOLOGÍA LED.

La tecnología LED ha despertado la curiosidad de los ingenieros que trabajan en

el área iluminación, los LED han sido utilizados en la electrónica como

indicadores visuales en aparatos electrónicos, pero en la última década han

surgido interés en llevar la tecnología LED a una rama con mayor utilización,

primero se empezó a utilizar en lámparas de emergencia, ya que por su bajo

consumo las baterías utilizadas rendían más que con una bombilla incandescente.

Finalmente se han desarrollado lámparas LED que pueden sustituir a las lámparas

que se conocen actualmente (fluorescentes y de alta intensidad de descarga),

como se muestra en la figura 3.10 el rendimiento que los LED han proporcionado

junto con el ahorro de energía eléctrica un éxito en el área de iluminación,

lamentablemente es una tecnología muy reciente donde su campo de

investigación solo se reduce a la industria privada por lo que es difícil de obtener

información adecuada.

Por este motivo antes de iniciar cualquier cálculo de iluminación en interiores se

deben de realizar mediciones y pruebas que en realidad justifiquen los valores

nominales que los fabricantes mencionen en sus catálogos.

Un problema además del precio (mayor a una lámpara fluorescente) que enfrentan

las nuevas lámparas LED es que el flujo luminoso es menor a la de las lámparas

comunes, por lo se debe de encontrar una lámpara LED que ofrezca un flujo

luminoso igual al de las lámparas normales pero con un precio no excesivo, la

lámpara que se utilizó es de la marca LEDCo(23) con un flujo luminoso de 1060 lm.

Figura 3.10: Lámpara LED

Al tener 4 lámparas LED se adapto un gabinete de 60x60 cm como se muestra en

la figura 3.11 A, el gabinete además de adaptarle las lámparas LED, se adapto

para realizar mediciones en el cuarto obscuro mostrado en la figura 3.11B. La

adaptación se estableció en el cuarto de mantenimiento donde se encuentran los

laboratorios de pesados 2 dentro de la ESIME; para poder insertar las lámparas

dentro del gabinete primero se modificó el gabinete para que los pines sujetaran

las lámparas, para hacerlo se tuvo que desmantelar todo el gabinete, utilizando el

serrucho se segó a los lados del gabinete, realizando 8 aberturas para poder

empotrar los pines, se distribuyeron 4 en cada lado de tal forma que las lámparas

entraran rectas y paralelas. Par armar de nuevo el gabinete se remachó con una

remachadora pop todas las aberturas que unían al mismo gabinete, una vez

terminado de remachar se soldó un tubo con cuerda en la parte superior del

mismo, antes de soldar el tubo se midió en el cuarto oscuro la altura en que el

tubo de la lámpara tendría que hacer cuerda con el tubo del cuarto oscuro para

poder sujetar y hacer las mediciones, una vez teniendo las mediciones se elaboró

una cuerda alrededor del tubo, Las mediciones se realizaron en el laboratorio de

iluminación de la ESIME, donde se ajustó a una altura de 2.5m.

Figura 3.11: Gabinete adaptado.

Las mediciones del nivel de iluminación se desarrolló con un luxómetro y la

conexión se estableció bajo la norma NMX -J-230-ANCE-2001, el circuito para

medir la tensión, la corriente y la potencia se encuentra mostrado en la figura 3.12.

Hay que recordar que las normas se hicieron antes de utilizar las lámparas LED,

por lo que no hay una conexión específica aun para éste tipo de lámparas.

Figura 3.12: Conexión para la medición de lámparas.

Realizando las mediciones correspondientes se obtuvo que al tener una tensión

nominal de 130 V, la corriente es de 350 mA, la potencia es de 35 W y el nivel de

iluminación es de 186 lx. Pero los 130 V no es la tensión que realmente se

distribuye para una línea en baja tensión (B.T.), por lo que se vario la tensión a

127 V que es la distribuida, dando como resultado una corriente de 350 mA, una

potencia de 35 W y un nivel de iluminación de 185.8 lx por lo que la variación es

mínima, demostrando que la lámpara LED funciona a tensiones nominales de

B.T., como el fabricante especificó. Aunque la tensión permitida en B.T. es de 127

V en México existe una variación del +/- 10%, dando como resultado un valor

menor al nominal a lo que la lámpara LED no debe de sufrir variación de lectura; la

prueba se realizó a 110 V obteniendo que la corriente es de 375 mA, con una

potencia de 35 W y un nivel de iluminación de 185.7 lx. Al tener las

especificaciones generales y comprarlas con las del fabricante, el siguiente paso

es realizar el sistema de iluminación utilizando tecnología LED.

Datos del área a analizar:

Área: Anaqueles de biblioteca Datos del proyecto: Lectura rápida y búsqueda de libros. Nivel de iluminación S.M.I.I.: 200 lx Largo: 18.35 m Ancho: 10.4 m Altura total: 2.65 m Altura de trabajo: 0.15 m Altura luminario al plano de trabajo: 2.5 m Reflectancia del piso: 20% Reflectancia de la pared: 50%

Reflectancia del techo: 70% Tipo de área: Limpia Horas de operación por año (despreciando vacaciones y días festivos): 19500 h Horas al día: 13 h Horas a la semana: 65 h Horas al mes (30 días): 1950 h Número de columnas: 10 u Lámparas utilizadas para tal fin: La lámpara utilizada se específica en la tabla 3.4(23) y su estructura física se observa en la figura 3.10.

Tabla 3.4: Especificaciones de la lámpara LED CÒDIGO LEDT860 LEDT8120 LEDT8240

Watts (W) 9 18 40

Base G13

Voltaje (V) AC 120V

Flujo luminoso (Lm) 1060 1800 3800

Ángulo de apertura 150°

Temperatura color Blanco cálido

Blanco Blanco frio

Duración (h) 50000

Dimensión (cm) 60 120 240

Para realizar los cálculos se inicia con el RCR por lo que es el mismo resultado

que se obtuvo con las lámparas fluorescentes de 1.88. Para obtener el C.U., al no

contar con una curva fotométrica propia se realizó en el laboratorio de iluminación

una curva fotométrica con el gabinete adaptado para almacenar 4 lámparas LED

en su interior (figura 3.6). Para realizar la curva fotométrica se instaló el luminario

en el cuarto obscuro como se observa en la figura 3.19 y se realizaron mediciones

de la lámpara con el multímetro cada 5°; empezando desde 0° hasta llegar a 90°

por instrucciones del asesor, dando una curva fotométrica mostrada en la figura

3.13.

Obteniendo la curva fotométrica los demás valores para determinar el C.U. (tabla

3.5) se obtuvieron mediante un programa de Excel, el C.U. completo se observa

en el anexo 13.

Figura 3.13: Curva fotométrica del luminario con LED.

Tabla 3.5 Coeficiente de utilización de la luminaria LED.

C.U.

Rt 70

Rps 20

Rprd 50 30 10

RCR

0 1 1 1

1 0.88 0.85 0.82

2 0.77 0.72 0.67

3 0.67 0.61 0.56

4 0.6 0.52 0.47

5 0.53 0.46 0.4

6 0.48 0.4 0.35

7 0.43 0.36 0.31

8 0.39 0.32 0.27

9 0.36 0.29 0.24

10 0.33 0.26 0.22

Como el RCR se encuentra entre dos posibles resultados, se lleva a cabo la

ecuación 3.7.

El resultado de la interpolación por medio del programa Excel es de 0.783, por lo

que el cálculo de interpolación es el C.U. utilizado.

Para el F.M., el factor de balastro es de 0.9 ya que aunque el balastro no está

separado de la lámpara, en su interior tiene un circuito que hace la función del

propio y por lo tanto se debe de tomar en cuenta. La lámpara fundida es un valor

de 0.95 recomendado por la IES(12). La deprecación de los lúmenes por la lámpara

es de 0.99, y la suciedad es de 0.88 (ver catálogo Holophane), ya que es la

establecida para este tipo de gabinetes. Se sustituye la ecuación 3.7:

Una vez teniendo los factores necesarios, se procede a sustituir la ecuación 3.5

por los valores de los factores adquiridos teniendo el siguiente resultado:

Se realiza el espaciamiento con las ecuaciones 3.6, 3.7 y 3.8 respectivamente.

Sustituyendo los valores se tienen los siguientes resultados:

De igual manera, se realiza el cálculo en la parte derecha e izquierda dónde se

encuentran las columnas como se realizó para las luminarias fluorescentes,

teniendo 8 luminarias por cada lado.

Se realiza el ajuste necesario como en las luminarias fluorescentes como se

muestra en la tabla 3.5 obteniendo los siguientes resultados en la biblioteca

utilizando el programa Excel que se pueden consultar en el anexo 14, el plano se

encuentra en el anexo 15 y el plano sin escala se muestra en la figura 3.14

Tabla 3.6: Número de luminarios en la biblioteca con tecnología LED.

Área Lámparas LED

Anaqueles 25

lectura 1 34

lectura 2 18

pasillo 1 2

pasillo 2 4

recepción 4

total de luminarias 87

Figura 3.14: Plano sin escala del sistema LED calculado.


IPN-ESIME Zacatenco

ANÁLISIS COSTO BENEFICIO.

CAPÍTULO 4:

Para saber si un sistema de iluminación implementado en cualquier área de

trabajo, en este caso la biblioteca, es rentable o no se debe de realizar un análisis

económico. El análisis debe de ser claro y conciso ya que determina el costo total

de la operación y el beneficio de forma económica de lo que se instalará, en caso

contrario la pérdida monetaria que puede llegar a tener la empresa.

Todos los aspectos para comparar diferentes sistemas de iluminación debe incluir

el costo inicial como el costo de operación (4). Para realizar el costo beneficio se

deben de tener los precios de la lámpara que se desea emplear hasta la tarifa

eléctrica de la compañía de electricidad (CFE), los precios pueden variar según la

cantidad y el fabricante por lo que es indispensable saber el precio de la lámpara

que se desea utilizar.

Para el sistema de iluminación en la biblioteca se obtuvieron los siguientes datos

de cada lámpara, las lámparas que se emplearon son OCTRON CURVALIME 31

W marca OSRAM y LEDT860 marca LEDCO, sus especificaciones generales se

muestran en la tabla 4.1.

Tabla 4.1: Especificaciones generales.

Especificaciones OCTRON LEDT860

Precio de la lámpara $29 $350

Potencia consumida 31W 9W

Flujo luminoso 2725 Lm 1080 Lm

Temperatura de color 4100°K 5700°K

Tiempo de vida 20000h 50000h

Precio del balastro $135 $0

Precio de gabinete $1148.13 $1148.13

Al tener las especificaciones generales de las lámparas, gabinete y en su caso

balastro se procede a realizar el costo beneficio del sistema de iluminación. Hay

que resaltar que aparte de las especificaciones técnicas, en este caso también

cuenta el valor monetario de cada lámpara y sus demás accesorios.

4.1 COSTO DE LA ENERGÍA.

Para realizar un análisis adecuado, se debe de investigar el tipo de tarifa que la

compañía de luz suministra para el proyecto. Para las universidades de gran

magnitud se considera la tarifa HM (24), que consta de $1.2283 por kW/h

intermedio en la zona central del país. Teniendo la tarifa y el costo de cada

luminario que se muestra en la tabla 4.1 se procede a calcular el costo de la

energía, y su ecuación es la 4.1.

Al tener el costo de la energía se multiplica por el consumo por día, por mes,

bimestral y anual. A continuación en la tabla 4.2 se realiza el ejemplo del costo de

la energía consumida por lámpara con tecnología LED y fluorescente.

Tabla 4.2: Costo de energía por lámpara.

Especificaciones lámpara fluorescente

lámpara LED

Potencia de la lámpara 31W 9W

Precio de la lámpara $29 $350

Precio del balastro $135 0

Tiempo de vida del balastro 5 años 0

Precio del gabinete $1148 $1148

Precio de los pines $20 $20

Tiempo de vida en horas 20000 50000

Horas de operación al día 14 14

Horas de operación a la semana 70 70

Horas de operación al mes 280 280

Horas de operación bimestral 560 560

Horas de operación al año 5404 5404

Costo diario de energía $0.53 $0.15

Costo mensual de la energía $10.66 $3.10

Costo bimestral $21.32 $6.19

Anual $102.88 $29.87

Costo total $1,434.88 $1,547.87

Para realizar el costo de la energía se sustituye la ecuación 4.1 por la operación

por día, la tarifa de CFE y la potencia de la lámpara [W], para la tecnología

fluorescente se obtuvieron los siguientes resultados:

Para la lámpara LED el resultado del costo de energía es el siguiente.

El C.E. se multiplica por las horas de operación por día, semana, mes, bimestral y

anual, mostrado en la tabla 4.2. El costo total incluye el precio de la lámpara, el

precio del balastro, el precio de gabinete, de los pines y el costo anual que es

multiplicado por 9.65 que son los 9 meses 15 días que se encuentra en operación

la lámpara, teniendo como resultado el costo total en la tabla 4.2.

El Costo total de la energía por lámpara fluorescente es de $1,434.18 y de la

lámpara LED es de $1,547.87, por lo que a primera vista la lámpara fluorescente

tiene un ahorro económico de $113.49 respecto a la lámpara LED. Por lo que la

lámpara LED aunque reduce la potencia consumida por su costo es elevado no

es factible para esta sencilla comparación.

Aparte de realizar la comparación por lámpara se realizó por luminaria, por lo que

entraron los costos del balastro y gabinete por lámpara, como se muestra en la

tabla 4.3.

El C.E. para la luminaria fluorescente es de 1.06 y de la luminaria LED es de 0.61

teniendo un costo total en la luminaria con lámpara fluorescente de $1,586.77 y

con luminaria con lámpara LED es de $2,747.48. Al observar los resultados se

tiene que la tecnología fluorescente es más económica que la tecnología LED.

Tabla 4.3: Costo de la energía por luminaria.


lámpara LED

Potencia de la luminaria 62W 36W

Precio de las lámparas por gabinete $58 $1400

Precio del balastro $135 0

Tiempo de vida del balastro 5 años 0

Precio del gabinete $1148 $1148

Precio de los pines por gabinete $40 $80

Tiempo de vida en horas 20000 50000

Horas de operación al día 14 14

Horas de operación a la semana 70 70

Horas de operación al mes 280 280

Horas de operación bimestral 560 560

Horas de operación al año 5404 5404

Costo diario de energía $1.07 $0.62

Costo mensual de la energía $21.32 $12.38

Costo bimestral $42.65 $24.76

Anual $205.77 $119.48

Costo total $1,586.77 $2,747.48

1° año $1,586.77 $2,747.48

2° año $205.77 $119.48

3° año $205.77 $119.48

4° año $398.77 $119.48

5° año $205.77 $119.48

Total a 5 años $2,602.85 $3,225.40

6° año $205.77 $119.48

7° año $205.77 $119.48

8° año $398.77 $119.48

9° año $205.77 $119.48

Total a 9 años $3,618.93 $3,703.31

4.2 ANÁLISIS COSTO BENEFICIO.

El costo beneficio se destina para cada uno de los sistemas instalados, se evalúa

de forma individual y de forma conjunta se realiza una comparación para saber

qué sistema es el adecuado. Esta sencilla comparación se vuelve compleja

cuando se tiene que evaluar a corto plazo (menor a 5 años) y largo plazo (5 años

en adelante), hay que recordar que todos los proyectos deben de analizarse para

saber si es rentable o no.

Cuando el costo de la energía se debe de realizar a corto o largo plazo, entran

factores que determinan el costo neto de la operación, para el caso del sistema de

iluminación los factores que se consideraron son la vida útil de cada lámpara, la

vida útil del balastro, el precio de las lámparas, balastro y gabinete así como la

tarifa. Los factores antes mencionados son importantes ya que con estos factores

se observará más adelante si se realizó una buena inversión, si se podría haber

mejorado tal inversión o si se puede mejorar la inversión aplicando nuevas

tecnologías.

El costo beneficio se realizó para la biblioteca de la ESIME Zacatenco con el

número de luminarias que se obtuvieron en el capítulo 3, y con las lámparas

instaladas en la biblioteca actualmente. Las ecuaciones se realizaron en Excel,

por lo que el C.E. para cada sistema de iluminación se encuentran en la tabla 4.4.

Tabla 4.4: Costo de energía en la biblioteca.

Luminaria Costo de la energía

Fluorescente 98.08

LED 45.19

Teniendo el C.E. se obtiene el costo total de la energía eléctrica mostrado en la

tabla 4.5, para el sistema de iluminación instalado, y los sistemas de iluminación

calculados con tecnología fluorescente y tecnología LED. El costo total se elaboro

hasta los 9 años, teniendo en cuenta la vida útil del balastro y de cada lámpara.

Al observar los resultados del C.E., se tiene que en un periodo de 9 años la

tecnología LED proporciona un mayor ahorro de energía que la tecnología

fluorescente. Para una mayor comprensión en la tabla 4.6 se muestra el costo total

de la energía demandada a 1 año y a 9 años, con sus respectivas gráficas, figuras

4.1 y 4.2 respectivamente.

Tabla 4.5: Análisis del C.E. por sistema de iluminación.


calculado

lámpara fluorescente

instalado

lámpara LED

Potencia de la luminaria 62W 62W 36W

Precio de las lámparas por gabinete. $58 $58 $1400

Precio total de las lámparas $6554 $5336 $121800

Precio del balastro $135 $135 0

Precio total de los balastros $15255 $12420 0

Tiempo de vida del balastro 5 años 5 años 0

Cantidad de gabinetes 113u 92u 87u

Precio del gabinete $1148 $1148 $1148

Precio total de gabinetes $129724 $105616 $99876

Precio de los pines por gabinete $40 $40 $80

Precio de los pines totales $4520 $3680 $6960

Tiempo de vida en horas 20000 20000 50000

Horas de operación al día 14 14 14

Horas de operación a la semana 70 70 70

Horas de operación al mes 280 280 280

Horas de operación bimestral 560 560 560

Horas de operación al año 5404 5404 5404

Costo diario de energía $120.48 $98.09 $53.86

Costo mensual de la energía $2,409.53 $1,961.74 $1,077.17

Costo bimestral $4,819.06 $3,923.48 $2,154.34

Anual $23,251.98 $18,930.82 $10,394.69

Costo total $179,304.98 $145,982.82 $239,030.69

1° año $179,304.98 $145,982.82 $239,030.69

2° año $23,251.98 $18,930.82 $10,394.69

3° año $23,251.98 $18,930.82 $10,394.69

4° año $45,060.98 $36,686.82 $10,394.69

5° año $23,251.98 $18,930.82 $10,394.69

Total a 5 años $294,121.90 $239,462.08 $280,609.45

6° año $23,251.98 $18,930.82 $10,394.69

7° año $23,251.98 $18,930.82 $10,394.69

8° año $45,060.98 $36,686.82 $10,394.69

9° año $23,251.98 $18,930.82 $10,394.69

Total a 9 años $408,938.81 $332,941.34 $322,188.21

Tabla 4.6 Costo de la energía a 1 año y a 9 años.

Figura 4.1: Costo de la energía a 1 año.

Figura 4.2: Costo de la energía a 9 años.

También se realizó el costo total de las luminarias que se invirtieron, la tabla 4.7

muestra el costo total para cada sistema de iluminación. Las figuras 4.3 muestra la

$0.00

$5,000.00

$10,000.00

$15,000.00

$20,000.00

$25,000.00

LFC LFI LLEDC

$23,251.98

$18,930.82

$10,394.69

$0.00

$50,000.00

$100,000.00

$150,000.00

$200,000.00

$250,000.00

LFC LFI LLEDC

$209,267.81

$170,377.34

$93,552.21

Años

lámparas fluorescentes

calculadas

lámparas fluorescentes instaladas

lámparas LED

1 $23,251.98 $18,930.82 $10,394.69

9 $209,267.81 $170,377.34 $93,552.21

gráfica a 1 año y la figura 4.4 muestra la gráfica a 9 años, tomando en cuenta que

las lámparas fluorescentes y los balastros deben de cambiarse cada 4 años.

Tabla 4.7 Costo de la inversión de las luminarias a 1 año y a 9 años.

Años Luminarias fluorescentes

calculadas

Luminarias fluorescentes instaladas

Luminarias LED

1 $156,053.00 $127,052.00 $228,636.00

9 $177,862.00 $144,808.00 $228,636.00

Figura 4.3: Costo de las luminarias a 1 año

Figura 4.4: Costo de la luminaria a 9 años.

$0.00

$50,000.00

$100,000.00

$150,000.00

$200,000.00

$250,000.00

LFC LFI LLEDC

$156,053.00 $127,052.00

$228,636.00

$0.00

$50,000.00

$100,000.00

$150,000.00

$200,000.00

$250,000.00

LFC LFI LLEDC

$177,862.00 $144,808.00

$228,636.00

En los resultados anteriores se demuestra por separado que la tecnología

fluorescente calculada a la hora del costo de instalación es reducido a

comparación de las lámparas LED, pero el costo de la demanda de energía

eléctrica en las lámparas LED es menor que los sistemas fluorescentes. Al tener

estos datos se obtiene el análisis conjunto del costo beneficio mostrado en la tabla

4.8.

Tabla 4.8: Análisis costo beneficio

Inversión al año

Lámparas fluorescentes

calculadas

Lámparas fluorescentes instaladas

Lámparas LED

1 $179,304.98 $145,982.82 $239,030.69

5 $294,121.90 $239,462.08 $280,609.45

9 $408,938.81 $332,941.34 $322,188.21

Para poder observar mejor la inversión realizada por los tres sistemas de

iluminación se realizó la gráfica que se muestra en la figura 4.5.

Figura 4.5: Análisis costo beneficio

$0.00

$50,000.00

$100,000.00

$150,000.00

$200,000.00

$250,000.00

$300,000.00

$350,000.00

$400,000.00

$450,000.00

LFC LFI LLEDC

$179,304.98 $145,982.82

$239,030.69

$294,121.90

$239,462.08

$280,609.45

$408,938.81

$332,941.34 $322,188.21

inversion y costo de energia a 1 año costo de energia a 5 años costo de energia a 9 años

En la figura 4.6 se muestra una gráfica, donde se observa cómo se elevan los

costos de los dos sistemas de iluminación fluorescentes (calculado e instalado) y

como el sistema de iluminación LED no se eleva como en los sistemas

fluorescentes.

Figura 4.6: Gráfica del análisis costo-beneficio.

Al observar las tablas y gráficas, se demuestra que en un periodo de 9 años; antes

de realizar el cambio de lámparas LED en el sistema de iluminación de la

biblioteca de la ESIME Zacatenco, se obtiene una reducción de la demanda de la

energía en comparación del sistema fluorescente instalado y calculado,

demostrando que a largo plazo el sistema de iluminación con tecnología LED es

más eficiente que el sistema de iluminación con tecnología fluorescente.

4.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS.

En la tabla 4.9 se puede observar la comparación de los sistemas de iluminación

realizados por los métodos de Watt por metro cuadrado e iluminación en interior

junto con el sistema instalado actualmente en la biblioteca.

$0.00

$50,000.00

$100,000.00

$150,000.00

$200,000.00

$250,000.00

$300,000.00

$350,000.00

$400,000.00

$450,000.00

1 Año 5 Año 9 Año

Co

sto

de

la e

ne

rgia

po

r la

mp

ara

LFC

LFI

LLEDC

Tabla 4.9: Sistema de iluminación con tecnología fluorescente.

Área iluminada con tecnología

fluorescente

Por método W/m

2

Por método de iluminación en

interiores

Instaladas actualmente

Anaqueles 36 36 40

Lectura 1 36 44 32

Lectura 2 20 21 12

Pasillo 1 Omitida 2 2

Pasillo 2 Omitida 4 2

Recepción 6 6 4

Total de luminarias 98 113 92

Al comparar los resultados obtenidos por los dos métodos y el sistema de

iluminación utilizando tecnología fluorescente se tiene que por el método de W/m2

el número de luminarias obtenida por el método de iluminación en interiores, por

ejemplo en el área de anaqueles en los dos métodos el número de luminarias es el

mismo mientras que en la instalada actualmente aumenta, y en el área de lectura

2 las luminarias tienen un valor superior a las 12 luminarias en el sistema

instalado, por lo que el método de W/m2, siendo aún más eficaz que el sistema

instalado.

En el método de determinación de la iluminación promedio, se demuestra que los

niveles de iluminación obtenidos en la biblioteca son los ideales para tal área,

dando como resultado un nivel de iluminación en el área de anaqueles de 249.75

lx y para el área de lectura 1 se tiene una iluminación de 413.46 lx.

Los resultados anteriores aunque son los ideales no concuerdan con el número de

luminarias que se deben de instalar en el lugar como se puede observar en la

figura 3.4 del capítulo 3.3 en donde se realizó el método de iluminación en

interiores con tecnología fluorescente..

En el capítulo 3.4 que es referente al método utilizado de iluminación en interiores

pero ahora con tecnología LED, se demuestra que el número de luminarias es

menor que el calculado eh instalado en la biblioteca como se observa en la tabla

4.10.

Tabla 4.10: Número de luminarias por sistema de iluminación.

Área

Sistema de iluminación con tecnología

Fluorescente calculada

Fluorescente instalada

LED

Anaqueles 36 40 25

Lectura 1 44 32 34

Lectura 2 21 12 18

Pasillo 1 2 2 2

Pasillo 2 4 2 4

Recepción 6 4 4

Total de luminarias 113 92 93

Al realizar el análisis por lámpara y luminaria que se encuentra en el capítulo 4.2

los resultados han favorecido a las lámparas fluorescentes, pero se observa en el

costo total que la lámpara LED en la tabla 4.3 solo gasta la energía eléctrica que

consume la luminaria, mientras que la fluorescente cada 4 años gasta en el

balastro y lámparas nuevas en un periodo equivalente a 9 años.

Al realizar el costo beneficio de los sistemas mostrados en la tabla 4.10 se obtiene

que para una lámpara con tecnología fluorescente y LED, el número de luminarias

calculadas con tecnología fluorescente es mayor a la que se tiene actualmente

instalada, ya que al realizar el espaciamiento tomando en cuenta las columnas se

elevo el número de luminarias, y al realizar el cálculo con tecnología LED el

número de luminarias disminuye un total de 20 luminarias referente a la calculada

y se elevo a un luminario más que la instalada. Aunque se obtuvieron menos

luminarias la inversión que se realiza para el sistema de iluminación con

tecnología LED comparada con la fluorescente instalada es de $93,047.88, pero el

ahorro de energía anual se ve retribuido al obtener un ahorro de energía de

$10,753.12, de igual manera referente a la instalada.


IPN-ESIME Zacatenco

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES:

Se demuestra que el método de W/m2, aunque es un método sencillo y con una

metodología breve, puede deducir el número de luminarias que deberían de ser

instaladas en cualquier área, como en este caso la biblioteca. El método es

efectivo siempre y cuando se respeten las restricciones, y se siga la metodología

adecuadamente.

El sistema de iluminación que se encuentra instalado actualmente en la biblioteca

aunque tiene los niveles de iluminación recomendados tiene un mal diseño, ya que

no cuenta con una distribución uniforme de las luminarias. Además en el área de

anaqueles se tiene un exceso de luminarios instalados en el cual no se aprovecha

la iluminación obtenida de estos luminarios como se muestra en el capítulo 3.2,

dado a la mala distribución de los anaqueles como se observa en la figura C1.

Figura C1: Distribución inadecuada. A) Mala distribución crea reflexión especular en la parte

superior del anaquel. B) El flujo luminoso cae directamente en la parte superior sin ser

aprovechado en su totalidad.

Mientras que en los pasillos y recepción faltan luminarias para cubrir el nivel de lux

recomendados por la S.M.I.I., en el área de anaqueles como bien se dijo sobran

luminarias.

El análisis mostrado en las figuras 4.3 y 4.4 demuestran que tan efectiva es la

lámpara LED a la hora de ahorrar energía eléctrica, y como su costo de inversión

disminuye con el ahorro mismo que produce en 9 años.

Se concluye que a corto plazo el sistema de iluminación con tecnología

fluorescente es recomendable, pero a largo plazo el sistema de iluminación con

tecnología LED resulta ser el más conveniente, por el ahorro de energía y el

ahorro que se realiza al no cambiar ninguna lámpara.

Al realizar un análisis táctil de las lámparas LED, se comparó con las fluorescentes

y se noto que son más resistentes, ya que las lámparas fluorescentes son hechas

de vidrio, mientras las lámparas LED están recubiertas de plástico por lo que no se

rompen con la misma facilidad que las fluorescentes. Además que al momento de

romperse una lámpara fluorescente libera gases que pueden resultar tóxicos al

medio ambiente por lo que deben de ser desechadas en contenedores especiales,

mientras las LED no liberan ningún agente tóxico y pueden ser recicladas más

fácilmente.

El tiempo de vida de las lámparas LED es mayor que las fluorescentes, la

tecnología LED tiene una vida de 50000 horas, un periodo de 5 años 10 meses si

se tuviera encendida las 24 horas del día, mientras que las lámparas fluorescentes

tienen una vida de 20000 horas, un periodo de 2 años 2 meses. Además de que la

vida útil es más del doble para la lámpara LED, el consumo de energía es menor

comparado con la fluorescente, ya que una lámpara fluorescente consume 31 W y

la luminaria LED que se ajusto consume 36 W.

Al realizar el ajuste en el diseño del gabinete para realizar las curvas de

distribución, se observa que el nivel de iluminación es bastante amplio en el cuarto

obscuro como se muestra en la figura C2, además de que se cuida el ángulo de

reflexión. Si se llega a fundir un LED dentro de la lámpara, ésta sigue funcionando

de igual manera ya que las lámparas están conectadas en paralelo (llamado

encapsulado), por lo que el nivel de iluminación perdido es mínimo.

Figura C2: Lámpara encendida en el cuarto obscuro.

Las lámparas utilizadas para el sistema de iluminación con tecnología LED tienen

una tensión mínima de arranque de 70 V, con 141 lx de nivel de iluminación; 80 lx

menos que a tensión nominal. Además de que la temperatura color es mayor que

la fluorescente, la fluorescente tiene una temperatura color de 4100 K mientras

que las lámparas LED tienen un temperatura color de 5600 K la ideal para

universidades como se puede leer en el anexo 16.

El costo de las lámparas LED al inicio del proyecto era de $800 aproximadamente,

cuando se compro la lámpara LED el precio fue de $350 por lo que cada año el

precio de las lámparas LED es cada vez menos costoso. Aparte de que su

mantenimiento puede ser nulo ya que no afecta el nivel de iluminación como en

las lámparas fluorescentes.

RECOMENDACIONES:

El método de iluminación en interiores se debe de realizar considerando el

número de columnas y la distribución de las mismas en el espacio, ya que un

cálculo omitiendo dichas columnas puede repercutir a la hora de realizar el ajuste

entre luminarias por área, al momento de realizar el plano las columnas pueden

estorbar no dejando instalar la luminaria en dicho lugar moviéndola a un lugar no

tan adecuado, afectando en el nivel de iluminación.

Se recomienda instalar persianas ya que como se ve en la figura R1 la luz natural

(el sol) solo se concentra en ciertas zonas, ideal para las reflexiones que pueden

dañar la vista.

Figura R1: Concentración de luz natural en la biblioteca de la ESIME Zacatenco.

Si se quiere instalar sensores de movimiento, las lámparas LED son ideales ya

que la vida útil no afecta tanto como en las lámparas fluorescentes.

Se debe de adecuar el espacio; esto es, colocar de manera adecuada los

anaqueles, aunque el área cuenta con los niveles de iluminación recomendados

por la S.M.I.I., se está utilizando más luminarios de los necesarios como se

muestra en la tabla C1 por lo que la energía que se consume es mayor a la

necesitada.

Figura R2: Espaciamiento inadecuado. A) Luminarias en medio de los anaqueles

(iluminación adecuada). B) Luminarias arriba de anaqueles (Iluminación inadecuada)

Se deben de evitar los sensores de movimiento en el área de lectura, como los

alumnos están en constante reposo el sensor no identifica movimiento y por lo

tanto las luminarias se apagan, desgastando la vida útil de las lámparas

fluorescentes y dañando el rendimiento visual de los alumnos.

Se recomienda utilizar paredes y pisos más claros para que la reflexión difusa

ilumine los lugares más alejados a una fuente de luz.

Por último se debe espaciar de manera adecuada las luminarias, para que las

mesas y anaqueles que se muestran en la figura R3 o anexo 17 no tengan

deficiencias en su iluminación.

Figura R3: Plano físico de la biblioteca. A=Almacén; L1: Área de lectura 1 (central), L2=Área

de lectura 2 (lateral); PS=Pasillo superior; PI=Pasillo inferior; R=recepción.

PS

L1 A

PI L2

R

GLOSARIO:

Espectro electromagnético: Rango de todas las radiaciones electromagnéticas

posibles. El espectro de un objeto es la distribución característica de la radiación

electromagnética de algún objeto.

Kelvin: Unidad de temperatura del Sistema Internacional. Es igual al grado

centígrado, pero en la escala de temperatura absoluta el 0 está fijado en -

273,16°C. (Símb. K).

Cuerpo negro radiante: Objeto emisor y absorbente de energía, retiene

cualquier energía radiante que incide sobre él, no la refleja ni la transmite.

Puntiuniforme: Que tiene forma o tamaño de un punto.

Densidad de la luz: Intensidad de luz emitida por unidad de superficie en un determinado ángulo.

Rendimiento visual: Es el beneficio de una vista sin esfuerzo. Es lo único que se

puede afectar directamente si se cambian las condiciones de iluminación.

Rayos ultravioleta: Radiación electromagnética cuya longitud de onda está

comprendida aproximadamente entre los 400 nm y los 15 nm. Empieza desde

longitudes de onda más cortas como el color violeta. Esta radiación puede ser

producida por los rayos solares y produce varios efectos en la salud.

Bobina: Componente de un circuito eléctrico formado por un alambre aislado que

se arrolla en forma de hélice con un paso igual al diámetro del alambre.

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Longitud_de_onda

http://es.wikipedia.org/wiki/Nan%C3%B3metro

http://es.wikipedia.org/wiki/Violeta_(color)

Impulso eléctrico: Variación, generalmente breve, en intensidad o tensión de

una corriente pulsatoria. Idealmente debería tener una forma de onda cuadrada.

Dilatación: Aumento de longitud, superficie o volumen de un cuerpo por separación de sus moléculas con disminución de su densidad.

PNP: Transistor R el cual tiene una deficiencia de electrones, por lo cual su pata

base corresponde al cátodo, y las otras dos, colector y emisor a los ánodos

NPN: Transistor con un excelente número de electrones por lo que su pata base

se coloca a positivo y el emisor y colector son sus negativos

Fotón: Cada una de las partículas que constituyen la luz y, en general, la radiación electromagnética en aquellos fenómenos en que se manifiesta su naturaleza corpuscular

BNCT: Biblioteca Nacional de Ciencia y Tecnología "Víctor Bravo Ahuja”

Haz: Conjunto de partículas o rayos luminosos de un mismo origen, que se

propagan sin dispersión.

Angulo de incidencia: Punto de reflexión donde se ubica la normal de luz sobre

algún objeto reflejante cóncavo ó convexo.

Hemisferio: Cada una de las dos mitades de una esfera dividida por un plano que pase por su centro.

Espectro: Distribución de la intensidad de una radiación en función de una magnitud característica, como la longitud de onda, la energía, la frecuencia o la masa. Representación gráfica de cualquiera de estas distribuciones.

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_(electricidad)

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_pulsatoria

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Forma_de_onda&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Reflexion

http://es.wikipedia.org/wiki/Luz

http://es.wikipedia.org/wiki/Concavidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Convexo

Espectro luminoso. Banda matizada de los colores del iris, que resulta de la descomposición de la luz blanca a través de un prisma o de otro cuerpo refractor.

Potencia lumínica: La energía transportada por la luz, suficiente para iluminar una superficie.

Confort: Aquello que produce bienestar y comodidades.

u: Símbolo referente a unidades.

http://lema.rae.es/drae/srv/search?type=3&val=espectro&val_aux=&origen=RAE#espectro_luminoso.

http://es.wikipedia.org/wiki/Luz

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2012.

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C.V.

(4) Manual de ingeniería eléctrica. Donald G. Fink/ H. Wayne Beaty. Mc Graw Hill,

Colombia.

(5) Electricidad serie 1-7. Mileaf Harry, LIMUSA, México 2006,

(6) Benítez G.L.N., Benítez S.I., Torres G.A, Proyecto de ahorro de energía de un

salón de clases implementando un control, en el sistema de iluminación. Instituto

Politécnico Nacional. 2009

(7) NOM-025-STPS-2008, Condiciones de iluminación en los centros de trabajo,

2008.

(8) NOM-013-ENER-2004, Eficiencia energética para sistemas de alumbrado en

vialidades y áreas exteriores públicas.

(9) Luz para cada estilo de vida. Catálogo OSRAM 2004

(10) Luxómetro Modelos CA811 y CA813. Catálogo. AEMC instruments.

(11) The IESNA lighting handbook, IES, Illuminating Engineering Society of North

America, 2000.

(12) http://www.bulbs.com/espec.aspx?ID=9217 FEBRERO 2012

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(14) http://www.youblisher.com/p/98177-NIVELES-DE-ILUMINACION/ MARZO

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(15)http://instalacionesbus.pbworks.com/w/page/19997088/Iluminaci%C3%B3n

MARZO 2012

(16)http://www.siteco.com.es/es/luz/aplicaciones/public/bibliotecas.html ABRIL

2012

(17)http://www.muyinteresante.es/ipor-que-un-tubo-fluorescente-necesita-un-

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(18)http://free.onlinegratis.tv/bombillas-led-ventajas-desventajas-bajo-consumo-

vt10542.html MAYO 2012

(19)http://es.overblog.com/Que_ventajas_y_desventajas_tienen_las_bombillas_tip

o_led-1228321775-art215373.html MAYO 2012

(20)http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_fluorescentes/af_fluorescentes_5.

htm MAYO 2012

(21)http://www.ecured.cu/index.php/L%C3%A1mpara_fluorescente#Ventajas_y_d

esventajas_de_las_luces_fluorescentes MAYO 2012

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http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_fluorescentes/af_fluorescentes_5.htm

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(22) http://www.ledco.com.mx/t8tube.html OCTUBRE 2012

(23)http://app.cfe.gob.mx/Aplicaciones/CCFE/Tarifas/Tarifas/Tarifas_industria.asp?

Tarifa=HM&Anio=2012&mes=9 NOVIEMBRE 2012

(24) Catalogo general de Lámparas. Philips 2011

http://www.ledco.com.mx/t8tube.html%20OCTUBRE%202012

http://app.cfe.gob.mx/Aplicaciones/CCFE/Tarifas/Tarifas/Tarifas_industria.asp?Tarifa=HM&Anio=2012&mes=9

http://app.cfe.gob.mx/Aplicaciones/CCFE/Tarifas/Tarifas/Tarifas_industria.asp?Tarifa=HM&Anio=2012&mes=9

ANEXO 1: Método de watt.

ANEXO 2:

Plano del

sistema de

iluminación

existente.

Pérez Aguilar José Luis

Ramírez Cedillo Ernesto Ismael

Plano de Iluminación con Tecnología FluorescenteInstaladas

ANEXO 3: Método para evaluar los niveles de iluminación.

ANEXO 4:

Plano

mallado.



Mallas Donde se Realizaron las Mediciones deIluminación

ANEXO 5:

Plano del

sistema de

iluminación

con

tecnología

fluorescente.



Plano de con Tecnología Fluorescente CalculadaIluminación

ANEXO 6: Catalogo curvalume.

ANEXO 7: Catalogo D’carrlight.

ANEXO 8: Reporte fotométrico.

ANEXO 9: Catalogo de lámpara T8.

ANEXO 10: Categorías de mantenimiento.

ANEXO 10

ANEXO 11: Factor de mantenimiento.

ANEXO 12: Cálculos del sistema de iluminación fluorescente.

En éste respectivo anexo se muestran los resultados de los cálculos realizados

con Excel para determinar numéricamente el sistema de iluminación con

tecnología fluorescente, el área está dividida en secciones. Las secciones se

dividieron según el área a iluminar las cuales son; área de lectura, pasillos y área

de anaqueles.

El área de lectura se divide en dos partes, la primera de ellas es; área de lectura 1

(central)-columnas de lado derecho (si se mira el plano de frente, figura R3 y/ó

anexo 17). De la Tabla A12-1 a la Tabla A12-7 se encuentra las dimensiones y los

niveles de iluminación, así como el cálculo final para saber los números de

luminarias en la zona.

Tabla A12-1: Niveles de iluminación general en la biblioteca.

Tabla A12-2: Dimensiones del área respectiva y acabados de la biblioteca.

DIMENSIONES

(m)

ACABADOS DE LA

BIBLIOTECA

RESULTADO

LARGO 19

PISO liso y regular

ANCHO 1.63

TECHO liso y regular

ALTURA 2.65

PARED liso y regular

BIBLIOTECA RESULTADO

NIVEL DE LUX 400

Tabla A12-3: Datos del área.

Tabla A12-4: Coeficiente de utilización.

DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 19

TIPO DE ÁREA

media

ANCHO 1.63

HORAS DE OPERACIÓN AL

AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

fluorescente tipo u

ALTURA DE TRABAJO

0.72

LUMENS POR LUMINARIA

5000

ALTURA PISO AL LUMINARIO

2.65

REFLECTANCIA DEL PISO

20

REFLECTANCIA DEL PARED

70

REFLECTANCIA DEL TECHO

50

ALTURA DE LA LUMINARIA AL

PLANO DE TRABAJO Hcc

1.93

RCR

5 1.43 0.41

6.43 0.37

6 -0.43 0.38

Tabla A12-5: Factores que afectan el sistema de iluminación.

Tabla A12-6: Espaciamiento entre luminarias.

Tabla A12-7: Numero de luminarias.

NOTA: Para el caso del lado izquierdo de las columnas el número de luminarias es

el mismo.

F.M RESULTADOS

TEMPERATURA AMBIENTE

1

FACTOR DE BALASTRO 0.88

DEPRECIACION POR DETERIORO EN LAS SUPERFICIES DEL

LUMINARIO

1

FACTOR DE OPERACIÓN DEL EQUIPO

1

FACTOR FOTOMÉTRICO LÁMPARA BALASTRO

1

LUMENES DE SALIDA PARA LÁMPARAS

FLUORESENTES EN FUNCIO A SU POSICION

DE OPERACIÓN

1

LÁMPARAS FUNDIDAS 0.95

DEPRECIACION DE LOS LUMENES DE LA

LÁMPARA 0.92

DEPRECIACION POR SUCIEDAD ACUMULADA 0.88

INTENCIDAD EN

CANDELAS (I=E*H^2)

UNIDAD

RELACION DE

CAVIDAD DE

CUARTO

1489.96 cd 6.43

F.M

NÚMERO DE LUMINARIOS

FACTOR DE ESPACIAMIENTO

(SC)

0.6768256

10 10 1.24

11

FILAS COLUMNAS

11 1

El área de lectura 1-centro (si se mira el plano de frente, anexo 17). De la Tabla

A12-8 a la Tabla A12-14 se encuentra las dimensiones y los niveles de

iluminación, así como el cálculo final para saber los números de luminarias en la

zona. Como el área es de mayor dimensión se agregan más datos que el área

anterior.


DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA


LARGO 19

PISO liso y regular

ANCHO 5.71


ALTURA 2.65

PARED

liso y regular


DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 19

TIPO DE ÁREA

media

ANCHO 5.71

HORAS DE OPERACIÓN

AL AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

fluorescente tipo u

ALTURA DE TRABAJO

0.72


5000


2.65


20


70


50



1.93

Tabla A12-10: Intensidad en candelas y relación de cavidad de cuarto.

Tabla A12-11: Factores que afectan el sistema de iluminación y el coeficiente de utilización.

INTENCIDAD EN CANDELAS (I=E*H^2)

UNIDAD

RELACION DE CAVIDAD DE

CUARTO

1489.96 cd

2.20

F.M

RESULTADOS


1



LUMINARIO

1

FACTOR DE OPERACIÓN DEL

EQUIPO 1

FACTOR FOTOMÉTRICO

LÁMPARA BALASTRO 1


FLUORESENTES EN FUNCIO A SU POSICION DE OPERACIÓN

1


DEPRECIACION DE LOS

LUMENES DE LA LÁMPARA 0.92

DEPRECIACION POR SUCIEDAD

ACUMULADA 0.88

RCR

2 0.20 0.58

2.20 0.57

3 0.80 0.52

Tabla A12-12: Espaciamientos.

Tabla A12-13: Factor de mantenimiento y de espaciamiento, numero de luminarias.

Tabla A12-14: Número de luminarias.

El área de lectura se divide en dos partes, la segunda de ellas es; área de lectura

2 (lateral)-columnas de lado derecho (si se mira el plano de frente, anexo 17). De

la tabla A12-14 a la tabla A12-20 se encuentra las dimensiones y los niveles de


zona.


DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA


LARGO 13.13

PISO liso y regular

ANCHO 2.52

TECHO

liso y regular

ALTURA 2.65

PARED

liso y regular

ESPACIAMIENTO MAXIMO SERA (Smax)

ESPACIAMIENTO REAL UNIFORME (S real)

2.3932 2.17

F.M


FACTOR DE ESPACIAMIENTO (SC)

0.6768256

23 23 1.24

24

COLUMNAS FILAS

CALCULADA 2.63 CALCULADA 8.75

REAL 3 REAL 8


DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 13.13

TIPO DE ÁREA

media

ANCHO 2.52

HORAS DE OPERACIÓN

AL AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

fluorescente tipo u

ALTURA DE TRABAJO

0.72


5900


2.65


20


70


50



1.93


RCR

4 0.56 0.46

4.56 0.44

5 0.44 0.42

Tabla A12-17: Factores que afectan el sistema de iluminación y cavidad de cuarto.

Tabla A12-18: Factor de mantenimiento y número de luminarias.

F.M RESULTADOS


1


DEPRECIACION POR DETERIORO EN LAS

SUPERFICIES DEL LUMINARIO

1


EQUIPO 1


1


FLUORESENTES EN FUNCIO A SU POSICION

DE OPERACIÓN

1



LÁMPARA 0.92


ACUMULADA 0.88

INTENCIDAD EN CANDELAS

(I=E*H^2) UNIDAD

RELACION DE CAVIDAD DE CUARTO

744.98 cd

4.56

F.M



0.6768256

4 4 1.24

4




2.3932 2.88


El área de lectura 2-centro (si se mira el plano de frente, figura R3 y/ó anexo 17).

De la tabla A12-21 a la tabla A12-27 se encuentra las dimensiones y los niveles de


zona.


DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA


LARGO 13.13

PISO liso y regular

ANCHO

4.49

TECHO

liso y regular

ALTURA 2.65

PARED

liso y regular

COLUMNAS FILAS

1

4


DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 13.13

TIPO DE ÁREA media

ANCHO 4.49

HORAS DE OPERACIÓN AL

AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

fluorescente tipo u

ALTURA DE TRABAJO 0.72


5900


2.65


20


70


50

ALTURA DE LA

LUMINARIA AL PLANO DE TRABAJO Hcc

1.93


RCR

2 0.88 0.58

2.88 0.53

3 0.12 0.52


Tabla A12-25: Factor de mantenimiento y número de luminarias

F.M RESULTADOS


1

FACTOR DE BALASTRO

0.88


LUMINARIO

1


EQUIPO 1

FACTOR FOTOMÉTRICO

LÁMPARA BALASTRO

1



1



LÁMPARA 0.92


ACUMULADA 0.88

INTENCIDAD EN CANDELAS

(I=E*H^2) UNIDAD


744.98 cd

2.88

F.M



0.6768256

7 8 1.24

8



El área de pasillo inferior (si se mira el plano de frente, figura R3 y/ó anexo 17).Es

diferente a el área de lectura por lo que los niveles de iluminación son distintos. De

la tabla A12-28 a la tabla A12-35 se encuentra las dimensiones y los niveles de


zona.

Tabla A12-28: Niveles de iluminación.


NIVEL DE LUX 200




2.3932

2.71

COLUMNAS FILAS

2

4

DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA


LARGO 4.5

PISO liso y regular

ANCHO 2.87

TECHO

liso y regular

ALTURA 2.65

PARED

liso y regular


DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 4.5

TIPO DE ÁREA

media

ANCHO 2.87

HORAS DE OPERACIÓN

AL AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

fluorescente tipo u

ALTURA DE TRABAJO

0


5900


2.65


20


70


50



2.65


RCR

7 0.56 0.34

7.56 0.32

8 0.44 0.31




F.M RESULTADOS


1

FACTOR DE BALASTRO

0.88


LUMINARIO

1


EQUIPO 1

FACTOR FOTOMÉTRICO

LÁMPARA BALASTRO 1



1



LÁMPARA 0.92


ACUMULADA 0.88

INTENCIDAD EN

CANDELAS (I=E*H^2)

UNIDAD

RELACION DE

CAVIDAD DE

CUARTO

1404.5 cd

7.56

F.M



0.6768256

2 2 1.24



3.286

2.54


El área de pasillo superior (si se mira el plano de frente, figura R3 y/ó anexo

17).Es diferente a el área de lectura por lo que los niveles de iluminación son

distintos. De la tabla A12-36 a la tabla A12-42 se encuentra las dimensiones y los




COLUMNAS FILAS

1

2

DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA BIBLIOTECA

RESULTADO

LARGO 4.5

PISO liso y regular

ANCHO 4.6


ALTURA 2.65

PARED liso y regular



DIMENSIONES (m)

DATOS DEL

PROYECTO RESULTADOS

LARGO 4.5

TIPO DE ÁREA media

ANCHO 4.6

HORAS DE

OPERACIÓN AL

AÑO

2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE

LÁMPARA

Fluorescente

tipo u

ALTURA DE TRABAJO 0

LUMENS POR

LUMINARIA 5900

ALTURA PISO AL

LUMINARIO 2.65

REFLECTANCIA DEL

PISO 20

REFLECTANCIA DEL

PARED 70

REFLECTANCIA DEL

TECHO 50

ALTURA DE LA

LUMINARIA AL PLANO

DE TRABAJO Hcc

2.65

RCR

5 0.82 0.41

5.82 0.39

6 0.18 0.38



F.M RESULTADOS


1


DEPRECIACION POR DETERIORO EN LAS SUPERFICIES DEL LUMINARIO

1


1


1

LUMENES DE SALIDA PARA LÁMPARAS FLUORESENTES EN FUNCIO A SU POSICION DE OPERACIÓN

1


DEPRECIACION DE LOS LUMENES DE LA LÁMPARA 0.92


INTENCIDAD EN

CANDELAS (I=E*H^2)

UNIDAD

RELACION DE

CAVIDAD DE

CUARTO

2809 cd

5.82

F.M



0.6768256

6 6 1.24

4



NOTA: Para el área de recepción son las mismas luminarias ya que el espacio, es el mismo.

Así como en el área de lectura se necesita el cálculo para saber el sistema de

iluminación, de igual manera en los anaqueles es importante saber el nivel de

iluminación, las dimensiones y los datos generales. Se inicia el cálculo de los

anaqueles en las columnas de lado derecho (si se mira el plano de frente, figura

R3 y/ó anexo 17) y los datos generales están representados entre las tablas A12-

43 a la A12-50.

Tabla A12-43: Niveles de iluminación.



3.286 1.86

COLUMNAS FILAS


REAL 2 REAL 2


NIVEL DE LUX 200


DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA BIBLIOTECA

RESULTADO

LARGO 19

PISO liso y regular

ANCHO 1.55


ALTURA 2.65

PARED

liso y regular


DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 19

TIPO DE ÁREA

media

ANCHO 1.55

HORAS DE OPERACIÓN

AL AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

fluorescente tipo u

ALTURA DE TRABAJO

0.15


5900


2.65


20


70


50



2.5



RCR

8 0.7 0.31

8.72 0.30

9 0.3 0.29

F.M RESULTADOS


1

FACTOR DE BALASTRO

0.88


LUMINARIO

1


EQUIPO 1

FACTOR FOTOMÉTRICO

LÁMPARA BALASTRO 1



1



LÁMPARA 0.92


ACUMULADA 0.88


UNIDAD


1250 cd

8.72

Tabla A12-48: Factor de mantenimiento y número de luminarias .



NOTA: Para el caso del lado izquierdo de las columnas el número de luminarias es el mismo.

En el área central de los anaqueles (si se mira el plano de frente, figura R3 y/ó

anexo 17), se retoma el mismo nivel de iluminación. Los datos del área y el

número de luminarias se establecen en la tabla A12-51 a la tabla A12-56.


F.M



0.6768256

6 6 1.24

9



3.1

2.22

COLUMNAS FILAS

1

9

DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA


LARGO 19

PISO liso y regular

ANCHO 10.15

TECHO

liso y regular

ALTURA 2.65

PARED

liso y regular


DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 19

TIPO DE ÁREA

media

ANCHO 10.15

HORAS DE OPERACIÓN

AL AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

fluorescente tipo u

ALTURA DE TRABAJO

0.15


5900


2.65


20


70


50



2.5


RCR

1 0.9 0.66

1.89 0.59

2 0.1 0.58



INTENCIDAD EN

CANDELAS (I=E*H^2)

UNIDAD

RELACION DE

CAVIDAD DE

CUARTO

1250 cd

1.89

F.M RESULTADOS


1

FACTOR DE BALASTRO

0.88


1


1


1


1




F.M



0.6768256

19 18 1.24





3.1

3.27

COLUMNAS FILAS

3

6

ANEXO 13: Coeficiente de utilización.

rcc 80 70 50 30 10 0

rw 50 30 10 50 30 10 50 30 10 50 30 10 50 30 10 0

RCR Coeficiente de Utilización para una Reflectancia Efectiva en Cavidad de Piso (rfc) de 20 %

0 1.03 1.03 1.03 1.00 1.00 1.00 0.96 0.96 0.96 0.92 0.92 0.92 0.88 0.88 0.88 0.86

1 0.90 0.87 0.84 0.88 0.85 0.82 0.85 0.82 0.80 0.81 0.79 0.77 0.78 0.76 0.75 0.73

2 0.79 0.73 0.68 0.77 0.72 0.67 0.74 0.69 0.66 0.71 0.67 0.64 0.69 0.65 0.63 0.61

3 0.69 0.62 0.56 0.67 0.61 0.56 0.65 0.59 0.55 0.63 0.58 0.54 0.60 0.56 0.53 0.51

4 0.61 0.53 0.47 0.60 0.52 0.47 0.57 0.51 0.46 0.55 0.50 0.46 0.54 0.49 0.45 0.43

5 0.54 0.46 0.40 0.53 0.46 0.40 0.51 0.45 0.40 0.49 0.44 0.39 0.48 0.43 0.39 0.37

6 0.48 0.41 0.35 0.48 0.40 0.35 0.46 0.39 0.35 0.45 0.39 0.34 0.43 0.38 0.34 0.32

7 0.44 0.36 0.30 0.43 0.36 0.31 0.42 0.35 0.30 0.40 0.34 0.30 0.39 0.34 0.30 0.28

8 0.40 0.32 0.27 0.39 0.32 0.27 0.38 0.32 0.27 0.37 0.31 0.27 0.36 0.31 0.27 0.25

9 0.36 0.29 0.24 0.36 0.29 0.24 0.35 0.28 0.24 0.34 0.28 0.24 0.33 0.28 0.24 0.22

10 0.33 0.26 0.22 0.33 0.26 0.22 0.32 0.26 0.22 0.31 0.26 0.22 0.30 0.25 0.22 0.20

ANEXO 14: Cálculos del sistema de iluminación LED.

En anexo 14 se muestran los resultados de los cálculos realizados con Excel para

determinar numéricamente el sistema de iluminación con tecnología LED, el área

igualmente se divide en secciones.

El área de lectura se divide en dos partes, la primera de ellas es; área de lectura 1

(central)-columnas de lado derecho (si se mira el plano de frente, figura R3 y/ó

anexo 17). De la tabla A14-1 a la tabla A14-7 se encuentra las dimensiones y los



Tabla A14-1: Niveles de iluminación general en la biblioteca.


DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA


LARGO 19

PISO liso y regular

ANCHO 1.63

TECHO

liso y regular

ALTURA 2.65

PARED

liso y regular


BIBLIOTECA € RESULTADO

NIVEL DE LUX 400

DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 19

TIPO DE ÁREA media

ANCHO 1.63

HORAS DE OPERACIÓN

AL AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

LED

ALTURA DE TRABAJO

0.72


4240


2.65


20


70


50



1.93

Tabla A14-4: Coeficiente de utilización

RCR

6 0.43 0.48

6.43 0.46

7 0.57 0.43

Tabla A14-5: Factores que afectan el sistema de iluminación.

Tabla A14-6: Espaciamientos entre luminarias.

F.M RESULTADOS


1



1


1


1


1




INTENCIDAD EN

CANDELAS (I=E*H^2)

UNIDAD

RELACION DE

CAVIDAD DE CUARTO

1489.96 cd

6.43

F.M



0.744876

8 8 1.24



2.3932

1.97

Tabla A14-7: Numero de luminarias.


El área de lectura 1-centro (si se mira el plano de frente, anexo 17). De la Tabla

A14-8 a la Tabla A14-14 se encuentra las dimensiones y los niveles de


zona. Como el área es de mayor dimensión se agregan más datos que el área

anterior, igual que en el caso de la tecnología fluorescente.


DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA


LARGO 19

PISO liso y regular

ANCHO

5.71

TECHO

liso y regular

ALTURA 2.65

PARED

liso y regular

FILAS COLUMNAS


REAL 8 REAL 1


DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 19

TIPO DE ÁREA

media

ANCHO 5.71

HORAS DE OPERACIÓN

AL AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

LED tipo u

ALTURA DE TRABAJO

0.72


4240


2.65


20


70


50



1.93

Tabla A14-10: Intensidad en candelas y relación de cavidad de cuarto.


UNIDAD

RELACION DE CAVIDAD DE

CUARTO

1489.96 cd

2.20

Tabla A14-11: Factores que afectan el sistema de iluminación y el coeficiente de utilización.


F.M RESULTADOS


1

FACTOR DE BALASTRO

0.9


LUMINARIO

1


EQUIPO 1

FACTOR FOTOMÉTRICO

LÁMPARA BALASTRO 1



1



LÁMPARA 0.99


ACUMULADA 0.88

RCR

2 0.20 0.77

2.20 0.75

3 0.80 0.67



2.3932 2.46

Tabla A14-13: Factor de mantenimiento y de espaciamiento, numero de luminarias.


De la segunda área de lectura (lateral)-columnas de lado derecho (si se mira el

plano de frente, anexo 17) es el mismo proceso. De la Tabla A14-15 a la Tabla

A14-21 se encuentra las dimensiones y los niveles de iluminación, así como el

cálculo final para saber los números de luminarias en la zona.


DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA


LARGO 13.13

PISO liso y regular

ANCHO

2.52

TECHO

liso y regular

ALTURA 2.65

PARED

liso y regular

F.M



0.744876

18 18 1.24

COLUMNAS FILAS

3

6


DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 13.13

TIPO DE ÁREA

media

ANCHO 2.52

HORAS DE OPERACIÓN

AL AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

LED tipo u

ALTURA DE TRABAJO

0.72


4240


2.65


20


70


50



1.93

Tabla A14-17: Coeficiente de utilización

RCR

4 0.56 0.60

4.56 0.56

5 0.44 0.53


Tabla A14-19: Factor de mantenimiento y número de luminarias.

F.M



0.744876

7 7 1.24

6




2.3932

2.17

F.M RESULTADOS


1

FACTOR DE BALASTRO

0.9


1


1


1


1




INTENCIDAD EN

CANDELAS (I=E*H^2)

UNIDAD

RELACION DE

CAVIDAD DE

CUARTO

1489.96 cd

4.56


El área de lectura 2-centro (si se mira el plano de frente, figura R3 y/ó anexo 17).

De la Tabla A14-22 a la Tabla A14-28 se encuentra las dimensiones y los niveles

de iluminación, así como el cálculo final para saber los números de luminarias en

la zona.


DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA


LARGO 13.13

PISO liso y regular

ANCHO

4.49

TECHO

liso y regular

ALTURA 2.65

PARED

liso y regular

COLUMNAS FILAS

1

4


DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 13.13

TIPO DE ÁREA media

ANCHO 4.49

HORAS DE OPERACIÓN

AL AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

LED

ALTURA DE TRABAJO 0.72


4240


2.65


20


70


50

ALTURA DE LA

LUMINARIA AL PLANO DE TRABAJO Hcc

1.93


RCR

2 0.88 0.77

2.88 0.68

3 0.12 0.67



F.M



0.744876

11 11 1.24

12

F.M RESULTADOS


1

FACTOR DE BALASTRO

0.9


1


1


1


1




INTENCIDAD EN

CANDELAS (I=E*H^2)

UNIDAD

RELACION DE

CAVIDAD DE

CUARTO

1489.96 cd

2.88




2.3932

2.32

Tabla A14-28: Número de luminarias

Al igual que los cálculos anteriores, de la misma manera se inicia el cálculo de los

anaqueles en las columnas de lado derecho (si se mira el plano de frente, figura

R3 y/ó anexo 17) y los datos generales están representados entre las tablas A12-

29 a la A12-36.



DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA


LARGO 19

PISO liso y regular

ANCHO

1.55

TECHO

liso y regular

ALTURA 2.65

PARED

liso y regular

COLUMNAS FILAS

2 6


NIVEL DE LUX 200


DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 19

TIPO DE ÁREA

media

ANCHO 1.55

HORAS DE OPERACIÓN

AL AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

LED

ALTURA DE TRABAJO

0.15


4240


2.65


20


70


50



2.5


RCR

8 0.7 0.39

8.72 0.37

9 0.3 0.36



F.M RESULTADOS


1

FACTOR DE BALASTRO

0.9


1


1


1


1




INTENCIDAD EN

CANDELAS (I=E*H^2)

UNIDAD

RELACION DE

CAVIDAD DE

CUARTO

1250 cd

8.72

F.M



0.744876

5 5 1.24




En el área central de los anaqueles (si se mira el plano de frente, figura R3 y/ó

anexo 17), se retoma el mismo nivel de iluminación. Los datos del área y el

número de luminarias se establecen en la Tabla A14-37 a la Tabla A14-43.

Tabla A14-37: Dimensiones del área respectiva y acabados de la biblioteca



3.1 2.43

COLUMNAS FILAS

1

5

DIMENSIONES (m)

ACABADOS DE LA


LARGO 19

PISO liso y regular

ANCHO

10.15

TECHO

liso y regular

ALTURA 2.65

PARED

liso y regular


DIMENSIONES (m)

DATOS DEL PROYECTO

RESULTADOS

LARGO 19

TIPO DE ÁREA

media

ANCHO 10.15

HORAS DE OPERACIÓN

AL AÑO 2800

ALTURA TOTAL 2.65

TIPO DE LÁMPARA

LED tipo u

ALTURA DE TRABAJO

0.15


4240


2.65


20


70


50



2.5


RCR

1 0.9 0.88

1.89 0.78

2 0.1 0.77



F.M RESULTADOS


1



1


1


1


1




INTENCIDAD EN

CANDELAS (I=E*H^2)

UNIDAD

RELACION DE

CAVIDAD DE

CUARTO

1250 cd

1.89

F.M



0.744876

15 15 1.24



NOTA: Para el área de pasillos las luminarias son las mismas que con tecnología fluorescente.



3.1 3.59

COLUMNAS FILAS

2

4

ANEXO 15:

Plano del

sistema de

iluminación

con

tecnología

LED.



Plano de Iluminación con Tecnología LED Calculada

ANEXO 16: Temperatura color(24).

Tabla reconstituida para mejor visualización.

Temperatura de color

Kelvin Efectos y ambientes asociados Aplicaciones Recomendadas

Blanco Incandescente

2700K Amistoso, intimo, relajante, personal.

Restaurantes, hoteles, cafés.

Blanco Cálido 3000K Amistoso, invitante, exclusivo Recepciones, salones y boutiques.

Blanco Neutro 3500K-4000K

Fresco, limpio, eficiente, productivo.

Oficinas, salas de conferencia, escuelas,

negocios, varios.

Blanco frio 5000K Impersonal, dinámico, activo, movido

Escuelas Universidades, hospitales, consultorios, restaurantes de comida

rápida, negocios abiertos las 24 horas.

Blanco luz de día

6500K

ANEXO 17:

Plano de la

Biblioteca.

instituto politÉcnico nacional · la iluminación debe de tomar en cuenta factores cómo...

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