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Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez 3 INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA INGENIERIA ELÉCTRICA REPORTE FINAL DE RESIDENCIA PROFESIONAL PROYECTO LEVANTAMIENTO FISICO Y REDISEÑO DEL SISTEMA DE ALUMBRADO DEL EDIFICIO “H” DEL I.T.T.G. PERIODO AGOSTO 2010 - ENERO 2011 GARCIA DIAZ RAUL VALDEMAR No. CONTROL 06270343 ASESOR INTERNO ING. JULIO ENRIQUE MEGCHUN VÁZQUEZ ASESOR EXTERNO ING. ODILIO OROZCO MAGDALENO TUXTLA GUTIÉRREZ, CHIAPAS, ENERO DE 2011

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Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

3

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

INGENIERIA ELÉCTRICA

REPORTE FINAL DE RESIDENCIA PROFESIONAL

PROYECTO

LEVANTAMIENTO FISICO Y REDISEÑO DEL SISTEMA DE ALUMBRADO DEL EDIFICIO “H” DEL I.T.T.G.

PERIODO

AGOSTO 2010 - ENERO 2011

GARCIA DIAZ RAUL VALDEMAR

No. CONTROL 06270343

ASESOR INTERNO

ING. JULIO ENRIQUE MEGCHUN VÁZQUEZ

ASESOR EXTERNO

ING. ODILIO OROZCO MAGDALENO

TUXTLA GUTIÉRREZ, CHIAPAS, ENERO DE 2011

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................ 8

CAPÍTULO I ...................................................................................................................................... 11

I. GENERALIDADES DE LA EMPRESA................................................................................... 11

1.1 ANTECEDENTES. ...................................................................................................................... 11

1.2. MISIÓN ....................................................................................................................................... 13

1.3. VISION ....................................................................................................................................... 13

1.4. VALORES .................................................................................................................................. 13

1.5. LOCALIZACIÓN. ...................................................................................................................... 14

CAPÍTULO 2 ..................................................................................................................................... 16

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................................................... 16

2.1. PROBLEMÁTICA A RESOLVER. ........................................................................................... 16

Unidades de potencia eléctrica ................................................................................................... 26

Potencia de los equipos eléctricos .............................................................................................. 27

3.6.1. DEMANDA MÍNIMA ................................................................................................... 30

3.6.2. DEMANDA MÁXIMA ................................................................................................. 31

3.6.3. DEMANDA CONTRATADA ....................................................................................... 31

3.8.2. CARGO POR DEMANDA .................................................................................................. 32

CAPITULO IV .................................................................................................................................. 34

4. INSTALACIONES ELECTRICAS ........................................................................................... 34

4.1. DESCRIPCIÓN. .......................................................................................................................... 34

4.2. OBJETIVOS DE UNA INSTALACIÓN. ................................................................................... 34

4.3. CARACTERÍSTICAS: ............................................................................................................... 34

4.4. TIPOS DE INSTALACION ELECTRICA ..................................................................................... 35

4.4.1. Por el nivel de voltaje predominante ............................................................................................ 35

4.4.2. Por la forma de instalación: ......................................................................................................... 36

4.4.3. Por el lugar de la instalación: ...................................................................................................... 36

DENTRO DE ESTAS CLASIFICACIONES TAMBIÉN SE SUBDIVIDEN POR EL TIPO DE

LUGAR: ................................................................................................................................................. 37

4.5. ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UNA INSTALACION ELECTRICA ........................... 37

4.5.1. Acometida. ............................................................................................................................... 38

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pág. 5

4.5.2. Equipos de medición. .............................................................................................................. 38

4.5.3. Interruptores. ............................................................................................................................ 38

4.5.4. Interruptor general. ................................................................................................................... 39

4.5.5. Interruptor derivado.................................................................................................................. 39

4.5.6. Interruptor termo magnético. .................................................................................................... 39

4.5.7. Arrancador. .............................................................................................................................. 40

4.5.8. Transformador. ........................................................................................................................ 40

4.6. TABLEROS. .............................................................................................................................. 40

4.6.1. Tablero general. .................................................................................................................. 40

4.6.2. Tableros generales auxiliares: .................................................................................................. 41

Son tableros que serán alimentados desde un tablero general y desde ello se protegen y operan sub.-

alimentadores que alimentan tableros de distribución. ...................................................................... 41

4.7. SALIDAS PARA ALUMBRADO Y CONTACTOS. .................................................................... 42

4.8. TIERRA O NEUTRO EN UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA. .................................................. 42

4.8.1. Resistencia a tierra. ................................................................................................................ 43

4.8.2. ....................................................................................................................................................... 43

4.8.3. Toma de tierra. ....................................................................................................................... 43

4.8.4. Sistemas de tierra. .................................................................................................................. 43

4.8.5. Conexión a tierra. ................................................................................................................... 44

4.8.6. Tierra física. ........................................................................................................................... 44

4.8.7. Neutro aislado. ....................................................................................................................... 44

4.8.8. Neutro del generador. ............................................................................................................. 44

4.8.9. Neutro conectado sólidamente a tierra. .................................................................................. 45

4.8.10. Neutro de un sistema. ............................................................................................................. 45

4.8.11. Neutro flotante........................................................................................................................ 45

4.9. INTERCONEXIÓN. .................................................................................................................. 45

4.9.1. Empalme ...................................................................................................................................... 45

CAPITULO V .................................................................................................................................... 47

5. BALASTRO ............................................................................................................................... 47

5.1. ¿QUÉ ES UN BALASTRO? ...................................................................................................... 47

5.2. CARACTERÍSTICAS DE LOS BALASTRO: ......................................................................... 47

5.3. EN FORMA GENERAL SE PUEDEN CLASIFICAR DE LA SIGUIENTE MANERA: ....... 48

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5.4. ¿CUÁL ES SU FUNCIÓN? ....................................................................................................... 48

5.5. ¿EN DÓNDE SE INSTALA? .................................................................................................... 49

5.6. ¿POR QUÉ EXISTE UN LÍMITE DE DISTANCIA DENTRO DE LA INSTALACIÓN

REMOTA? ............................................................................................................................................. 49

5.7. ¿QUÉ ELEMENTOS INTEGRAN LA ESTRUCTURA DE UN BALASTRO? ..................... 50

5.8. BALASTROS ELECTRÓNICOS, SE INTEGRAN POR CIRCUITOS ELECTRÓNICOS: ... 52

5.9. CARACTERÍSTICAS DE UN BALASTRO ELECTRÓNICO ................................................ 52

5.10. RESISTORS ........................................................................................................................... 53

5.10.1. ¿Cuáles son las ventajas de un balastro Intellivolt? ........................................................... 53

5.11. ¿CUÁLES SON LOS PROBLEMAS QUE PUEDE OCASIONAR UN BALASTRO DE

MALA CALIDAD O MAL INSTALADO? .......................................................................................... 54

CAPITULO VI ....................................................................................................................................... 56

6. P R I N C I P I O S D E I L U M I N A C I Ó N ............................................................................ 56

6.1. INTENSIDAD LUMINOSA ...................................................................................................... 56

6.2. ESPECIFICACIONES Y CALCULO DE ALUMBRADO ...................................................... 56

6.3. Método de los lúmenes ............................................................................................................... 57

6.4. MÉTODO DEL PUNTO POR PUNTO ..................................................................................... 65

CALCULOS EDIFICIO H ....................................................................................................................... 74

AIRES ACONDICIONADOS .................................................................................................................. 76

LAMPARAS UTILIZADAS EN LA ACTUALIDAD EN EL EDIFICIO H. ............................................................ 77

TUBOS FLUORESCENTES T 12 UNIVERSALES .......................................................................................... 77

BALASTRO A PROPONER: ....................................................................................................................... 79

BALASTRO AHORRADOR PHILIPS ........................................................................................................... 79

PROPUESTA DE CAMBIO DE LUMINARIAS ............................................................................................. 81

GENERALIDADES. .................................................................................................................................... 81

IMPACTO FINANCIERO: .......................................................................................................................... 82

LAMPARAS T8 PHILIPS. ........................................................................................................................... 84

Philips ALTO T8 Plus ............................................................................................................................... 88

Philips ALTO T8 Advantage ..................................................................................................................... 89

LÁMPARAS T5 ALTO II ............................................................................................................................ 91

LAS FUENTES DE ILUMINACIÓN ARTIFICIALES Y SU EFECTO EN LA REPRODUCCIÓN DE LOS COLORES 92

VIDA ÚTIL ................................................................................................................................................ 93

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pág. 7

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................................... 96

CONCLUSIÓN ........................................................................................................................................ 95

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INTRODUCCIÓN

En los últimos años el consumo de energía eléctrica se ha elevado a un ritmo superior al crecimiento

económico, ya que suple las necesidades del aparato productivo, porque está relacionado con mayores

niveles de vida y propósitos no materializados, mezcla esta que lleva a reflexionar, sobre todo si se

tiene en cuenta que en energía se gasta una importante cantidad. Debido a este ritmo de crecimiento se

deben tomar una serie de acciones que impidan aumente el índice físico del consumo energético, y para

esto resulta imprescindible identificar y explotar todas las reservas de eficiencia, extendiéndose el

proceso al acomodo de carga, lo que es sinónimo de eliminar todas las producciones y servicios que no

están haciendo trabajo útil en el horario de máxima demanda. Sin embargo, es fácil percibir que algo se

está malgastando cuando se observa una llave que derrama agua, combustible, petróleo, etc., pero

cuesta percibir que está sucediendo igual cuando se deja encendida una lámpara, se tiene la radio, el

televisor y el calentador de agua funcionando mientras se está planchando o leyendo el periódico.

Esta realidad pone de manifiesto que la electricidad no es sólo ese enchufe donde se conectan los

equipos, es el final de la inmensa cadena que se origina en las grandes centrales de generación y para

que llegue hasta un hogar debe: ser generada en grandes y costosas plantas, en el mismo instante en

que se requiera; transportada hasta los centros poblados, recorriendo muchos kilómetros y utilizando

inmensas torres, transformadores y cantidades de cables; distribuida en menores bloques de energía,

hasta su hogar, utilizando cientos de transformadores, postes y kilómetros de cable; entregada, medida

y facturada, para lo cual se requiere de equipos de medición, herramientas, personal para emitir y

entregar facturas, así como para atender reclamos y solicitudes. Todo este sistema eléctrico debe

mantenerse al día, lo cual requiere personal especializado y alta tecnología en materiales y equipos.

Es de imaginarse cómo se podría vivir sin la vital electricidad, qué sería de todos los adelantos y la

tecnología, si un día dejara de existir. Nada, en su gran mayoría, tendría el valor que por ello se paga,

sin la electricidad para hacerlo funcionar. Entonces, ¿quién tiene más valor, aquél televisor súper-

moderno de 90 pulgadas, el computador de 1000 MHz, el útil equipo desintegrador de cálculos renales

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o la electricidad que lo hace funcionar. Todo esto para reflexionar y pensar en la necesidad de no

malgastar este recurso, ni los que la hacen posible. En vista de esto se están emprendiendo planes,

programas económicos y energéticos, con la finalidad de aumentar las reservas existentes y paliar el

uso desproporcionado que se tiene de la energía eléctrica, como es el caso del presente trabajo que

enmarca dentro de sus lineamientos un programa de ahorro de energía eléctrica por iluminación, en una

institución educativa, ya que la iluminación es la responsable por más o menos del 20 % del consumo

de energía, abarcando en este número la industria, el comercio y las residencias.

Además, son muchas las posibilidades de reducción del consumo de energía que se gasta en

iluminación, desde el simple cambio de una lámpara hasta la implementación de nuevos sistemas con

equipamiento electrónico inteligente. Pensando en ello se ha desarrollado una tecnología de bajo

consumo de energía, lámparas, balastos, controles electrónicos y sistemas de iluminación que ahorran

energía, tienen una mayor duración y ayudan, de esta forma, a evitar riesgos de racionamiento.

Para una mejor comprensión de este trabajo se ha dividido en seis capítulos, donde se explican los

procedimientos realizados para cumplir con los objetivos propuestos.

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CAPÍTULO 1

GENERALIDADES DE LA EMPRESA

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CAPÍTULO I

I. GENERALIDADES DE LA EMPRESA

1.1 ANTECEDENTES.

En la década de los 70’s, se incorpora el estado de Chiapas al movimiento educativo nacional

extensión educativa, por intervención del Gobierno del Estado de Chiapas ante la federación.

Esta gestión dio origen a la creación del Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

(ITRTG) hoy instituto tecnológico de Tuxtla Gutiérrez (ITTG)

El día 23 de agosto de 1971 el Gobernador del Estado, Dr. Manuel Velasco Suárez, colocó la

primera piedra de lo que muy pronto sería el Centro Educativo de nivel medio superior más

importante de la entidad

El día 22 de octubre de 1972, con una infraestructura de 2 edificios con 8 aulas, 2 laboratorios

y un edificio para talleres abren sus puertas el Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez con

las carreras de Técnico en Máquinas de Combustión Interna, Electricidad, Laboratorista

Químico y máquinas y herramientas

En el año 1974 dio inicio la modalidad en el nivel superior, ofreciendo las carreras de

Ingeniería Industrial en Producción y Bioquímica en Productos Naturales.

En 1980 se amplió la oferta educativa al incorporarse las carreras de Ingeniería Industrial

eléctrica e Ingeniería Industrial Química.

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En 1987 se abre la carrera de Ingeniería en Electrónica y se liquidan en 1989 las carreras del

sistema abierto del nivel medio superior y en el nivel superior se reorientó la oferta en la

carrera de Ingeniería Industrial Eléctrica y se inicia también Ingeniería Mecánica.

En 1991 surge la licenciatura en Ingeniería en Sistemas Computacionales.

Desde 1997 el Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez ofrece la Especialización en

Ingeniería Ambiental como primer programa de postgrado.

En 1998 se estableció el programa interinstitucional de postgrado con la Universidad

Autónoma de Chiapas para impartir en el Instituto Tecnológico la Maestría en Biotecnología.

En el año 1999 se inició el programa de Maestría en Administración como respuesta a la

demanda del sector industrial y de servicios de la región.

A partir de 2000 se abrió también la Especialización en Biotecnología Vegetal y un año

después dio inicio el programa de Maestría en Ciencias en Ingeniería Bioquímica y la

Licenciatura en Informática.

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1.2. MISIÓN

Formar de manera integral profesionales de excelencia en el campo de la ciencia y la

tecnología con actitud emprendedora, respeto al medio ambiente y apego a los valores éticos

1.3. VISION

Ser una Institución de excelencia en la educación superior tecnológica del Sureste,

comprometida con el desarrollo socioeconómico sustentable de la región

1.4. VALORES

El ser humano

El espíritu de servicio

El liderazgo

El trabajo en equipo

La calidad

El alto desempeño

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1.5. LOCALIZACIÓN.

Contacto:

Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez

Carretera Panamericana Km. 1080

Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, México

C. P. 29000, Apartado Postal 599

Teléfonos: (961) 61-5-03-80 y (961) 61-5-04-61

Fax: (961) 61-5-16-87

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CAPÍTULO 2

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CAPÍTULO 2

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Analizar el sistema eléctrico en lo que respecta las instalaciones eléctricas de este edificio y

posteriormente medir el consumo de la corriente eléctrica con las luminarias que actualmente

cuanta el inmueble, en seguida mejorar la iluminación de acuerdo a las normas y proponer el

tipo de mejora que se requiere tanto en iluminación (cantidad de lúmenes) como en consumo

de energía.

2.1. PROBLEMÁTICA A RESOLVER.

La problemática es el consumo de la energía eléctrica de una forma irracional ya que aun

sabiendo de que existen nuevas tecnologías no se aplican que no se tiene el cuidado de medir

y de comparar el sistema con una propuesta que realmente mejore su aplicación tanto en

consumo de energía como la eficiencia de la iluminación

2.2. OBJETIVO.

Mejorar la iluminación en la cantidad mínima que marca la norma mexicana, así como

también reducir el consumo de energía.

2.3. METAS.

Mejorar la calidad de iluminación en el aula de clases así como también el consumo de energía

eléctrica.

Establecer las bases para la correcta instalación de luminarias.

Proponer el tipo de luminarias y/o lámparas en base a un análisis previo

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Mejorar el servicio en el suministro de energía eléctrica.

Cambio de lámparas con una nueva tecnología “ esto si el presupuesto del ITTG lo permite”

Disminuir los índices de fallas.

Establecer las bases para el rediseño del alumbrado de la institución.

Mejorar la eficiencia de luminosidad para mejor aprendizaje en el aula.

2.4. JUSTIFICACIÓN.

Ahorrar energía eléctrica no es reducir el nivel de bienestar o grado de satisfacción de las

diferentes necesidades, sino por el contrario es dar lugar a una reflexión y un cambio en los

comportamientos que conduzcan a un uso racional de la misma. Es por esto que el uso

racional y efectivo de la energía para minimizar costos y destacar las situaciones competitivas

se presenta como el objetivo principal de un programa de ahorro de energía, donde se

consideran estrategias para el ahorro, las áreas pertinentes al programa, presupuestos y

estimaciones de ahorro, etc.

El programa de ahorro de energía eléctrica permitirá obtener el mejor costo beneficio de los

sistemas de iluminación, ya que se considerará la sustitución de todas las luminarias que

presentan bajo rendimiento, también se tratará de obtener un sistema de distribución de

energía eléctrica que esté acorde a las normas de seguridad exigidas por el nom sede-2005,

haciendo un balance total de todos los tableros eléctricos. De esta manera se estarían

resolviendo la mayoría de los problemas eléctricos que se presentan en la institución. Así

mismo, este programa contendrá los aspectos más relevantes sobre un alumbrado eficiente,

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donde se tiene: Diseño eficiente y bajo normas, uso apropiado de lámparas, balastros

adecuados y mantenimiento frecuente al sistema eléctrico. Por lo que se ha visto la

iluminación es la responsable por más o menos un 20 por ciento del consumo de energía,

abarcando en este número la industria, el comercio y las residencias. Muchas son las

posibilidades de reducción del consumo de energía que se gasta en iluminación, desde el

simple cambio de una lámpara hasta la implementación de nuevos sistemas con equipamiento

electrónico inteligentes.

2.5. BENEFICIOS ESPERADOS.

Tener un consumo menor de energía y una mejor calidad de visibilidad, reducir la

contaminación visual y con esto realizar un programa de energía general de la institución y

hacer menos los gastos económicos para poder invertir en otras áreas de la universidad….

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CAPÍTULO 3

MARCO TEÓRICO

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CAPITULO 3

3. MARCO TEÓRICO

3.1 DEFINICIONES.

3.1.1. DEFINICIONES ELÉCTRICAS BÁSICAS

El sistema eléctrico y sus características abarcan no solamente los diversos tipos de equipos

que se usan y su agrupación para conformar la carga, sino también el grupo de consumidores

que integran un sector. Antes de proceder al diagnóstico y estudio de carga es necesario definir

las relaciones más importantes y útiles.

La electricidad (del griego elektrón, cuyo significado es ámbar) es un fenómeno físico cuyo

origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos,

térmicos, luminosos y químicos, entre otros, en otras palabras es el flujo de electrones. Se

puede observar de forma natural en fenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son

descargas eléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y la

superficie terrestre (proceso complejo del que los rayos solo forman una parte). Otros

mecanismos eléctricos naturales los podemos encontrar en procesos biológicos, como el

funcionamiento del sistema nervioso. Es la base del funcionamiento de muchas máquinas,

desde pequeños electrodomésticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta

velocidad, y asimismo de todos los dispositivos electrónicos. Además es esencial para la

producción de sustancias químicas como el aluminio y el cloro.

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También se denomina electricidad a la rama de la física que estudia las leyes que rigen el

fenómeno y a la rama de la tecnología que la usa en aplicaciones prácticas. Desde que, en

1831, Faraday descubriera la forma de producir corrientes eléctricas por inducción fenómeno

que permite transformar energía mecánica en energía eléctrica se ha convertido en una de las

formas de energía más importantes para el desarrollo tecnológico debido a su facilidad de

generación y distribución y a su gran número de aplicaciones.

3.1.2. Corriente eléctrica

Es la carga eléctrica que pasa a través de una sección o conductor en la unidad de tiempo. En

el Sistema Internacional de Unidades se expresa en culombios por segundo, unidad que se

denomina amperio.

Si la intensidad es constante en el tiempo se dice que la corriente es continua; en caso

contrario, se llama variable. Si no se produce almacenamiento ni distribución de carga en

ningún punto del conductor, la corriente es estacionaria. Según la Ley de Ohm, la intensidad

de la corriente es igual al voltaje dividido por la resistencia que oponen los cuerpos:

𝑰 = 𝑽

𝑹

DONDE: I = corriente en amperes.

V = voltaje aplicado en volts

R = resistencia del circuito en ohms.

EC.1

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3.1.3. Circuito eléctrico

Un circuito eléctrico es un conductor unido por sus extremos, en el que existe, al menos, un

generador que produce una corriente eléctrica. En un circuito, el generador origina una

diferencia de potencial que produce una corriente eléctrica. La intensidad de esta corriente

depende de la resistencia del conductor.

3.1.4 Voltaje

La tensión, voltaje o diferencia de potencial es una magnitud física que impulsa a los

electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de

una corriente eléctrica. La diferencia de potencial también se define como el trabajo por

unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de

un lugar a otro.

𝑽 = 𝑹 ∙ I

3.1.5. Resistencia eléctrica

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito

eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o

electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en

sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o

menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea

esa resistencia, mayor será el orden existente en el micromundo de los electrones; pero cuando

la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de

EC.2.

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calor. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además,

adquiera valores más altos en el punto donde los electrones encuentren una mayor resistencia a

su paso.

𝐑 = 𝐕

𝐈

3.1.6. Caída de tensión

Llamamos caída de tensión de un conductor a la diferencia de potencial que existe entre los

extremos del mismo. Este valor se mide en voltios y representa el gasto de fuerza que implica

el paso de la corriente por ese conductor. Así mismo, la caída de tensión es medida

frecuentemente en tanto por ciento de la tensión nominal de la fuente de la que se alimenta

3.1.7. Circuitos serie

Se define un circuito serie como aquel circuito en el que la corriente eléctrica solo tiene un

solo camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. En el caso

concreto de solo arreglos de resistencias la corriente eléctrica es la misma en todos los puntos

del circuito.

EC.3.

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Donde Ii es la corriente en la resistenciaRi, V el voltaje de la fuente. Aquí observamos que en

general:

I1 = I2 = I3 = ⋯ = I

V = V1 + V2 + V3 + ⋯ + VX

R = R1 + R2 + R3 + ⋯ + RX

Donde I = a corriente de la fuente

V = el voltaje de la fuente

R = es la resistencia total

R = la resistencia a i

Vi De la resistencia de Ri

EC.4.

EC.5.

EC.6.

Fig. 1.

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3.1.8. Circuitos paralelo

Se define un circuito paralelo como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se bifurca

en cada nodo. Su característica más importante es el hecho de que el potencial en cada

elemento del circuito tiene la misma diferencia de potencial.

Donde, en general

V1 = V2 = V3 = ⋯ = V

I = I1 + I2 + I3 + ⋯ + IX

R = 1

1

R1 +

1

R2 +

1

R3 …+

1

RX

Donde I = a corriente de la fuente

V = el voltaje de la fuente

R = es la resistencia total

Ri = la resistencia a i

Vi = de la resistencia de Ri

Ii = la corrinte de i de la resitencia Ri

Fig. 2.

EC.7.

EC.8.

EC.9.

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3.1.9. POTENCIA ELÉCTRICA

La potencia eléctrica es la relación de paso de energía por unidad de tiempo; es decir, la

cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado

( 𝑃 = 𝑑𝑊 / 𝑑𝑡)La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio o watt, que es

lo mismo.

Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo

mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas

maneras útiles, como calor, luz (lámpara incandescente), movimiento (motor eléctrico), sonido

(altavoz) o procesos químicos. La electricidad se puede producir mecánicamente o

químicamente por la generación de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz

en las células fotoeléctricas. Por último, se puede almacenar químicamente en baterías.

Unidades de potencia eléctrica

La unidad básica de potencia es el Watt, que equivale a voltaje multiplicado por intensidad de

corriente, o sea la cantidad de coulombs de electrones que pasan por un punto en un segundo.

Esto representa la velocidad con que está realizando el trabajo de mover electrones en un

material. El símbolo P indica potencia eléctrica. He aquí como se determina la potencia

utilizada en una resistencia

En un circuito consiste en una resistencia de 15 ohms con una fuente de tensión de 45 volts,

pasan 3 amperes por la resistencia. La potencia empleada puede hallarse multiplicando tensión

por intensidad de corriente.

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Potencia de los equipos eléctricos

Cuando la resistencia utiliza demasiada potencia, la rapidez con la que la energía eléctrica se

convierte en calor aumenta y la temperatura de la resistencia sube. Si la temperatura se eleva

demasiado, el material puede modificar su composición, dilatarse, contraerse o quemarse por

el calor. Por ese motivo todos los equipos eléctricos indican la cantidad máxima de watts que

soportan. Esta indicación puede expresarse en watts o, a menudo, en términos de tensión e

intensidad de corriente máximas, las cuales en realidad indican la capacidad en watts.

Las resistencias también vienen identificadas en watts, además de los ohms de resistencia.

Existen resistencias de iguales valores en ohms, pero distinto wattaje. Las resistencias de

carbón por ejemplo, se hacen comúnmente de 1/3, 1/2, 1 y 2 watts. Cuanto mayor sea el

tamaño de la resistencia de carbón, mayor será su capacidad en watts, dado que habrá una

cantidad mas grande de material para absorber y transmitir el calor fácilmente.

Para resistencias de más de 2 watts se emplean las de alambre bobinado. Estas resistencias se

hacen para disipaciones de 5 a 200 watts, habiendo tipos especiales para potencias superiores a

200 watts.

EC.10.

Fig. 3.

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3.2. POTENCIA ACTIVA

Es la razón a la cual se efectúa el trabajo útil en un circuito eléctrico. La unidad que por lo

regular se usa es el vatio (W) o kilovatio (KW). El kilovatio-hora representa la potencia

eléctrica de un kilovatio actuando en un intervalo de una hora; así pues, éste representa una

medida del trabajo total que realiza un circuito eléctrico. La representación matemática de esta

potencia trifásica está dada:

𝑷𝟑𝝋 = √𝟑∗𝑽∗𝑰∗ 𝐜𝐨𝐬 𝜽

3.3. POTENCIA REACTIVA

Es la potencia que no se traduce en trabajo útil, pero representa la interacción de la energía

magnética que hace posible el funcionamiento de las máquinas eléctricas. Se representa en los

sistemas de potencia, como una reactancia. Esta reactancia se expresa en ohmio al igual que la

resistencia y la energía que interviene en ella en kilo – voltios – amperios - reactivos (Kvar), y

está dada por la siguiente ecuación:

𝑸𝟑𝝋 = √𝟑∗𝑽∗𝑰∗ 𝒔𝒊𝒏 𝜽

3.4. POTENCIA APARENTE

Es la potencia suministrada por la fuente de energía (CADAFE) y se obtiene como la suma

fasorial de la potencia activa y reactiva. El conjunto de ellas forma el llamado triángulo de

EC.11.

EC.12.

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potencia. La unidad de medida se expresa en voltios - amperios (VA) y está dada por la

siguiente ecuación:

𝑺𝟑𝝋 = √𝟑∗𝑽∗𝑰∗ = 𝑷 + 𝑱𝑸

3.5. FACTOR DE POTENCIA

Denominamos factor de potencia al cociente entre la potencia activa y la potencia aparente,

que es coincidente con el coseno del ángulo entre la tensión y la corriente cuando la forma de

onda es sinusoidal pura, etc. O sea que el factor de potencia debe tratarse que coincida con el

coseno phi pero no es lo mismo. Es aconsejable que en una instalación eléctrica el factor de

potencia sea alto y algunas empresas de servicio electro energético exigen valores de 0,8 y

más. O es simplemente el nombre dado a la relación de la potencia activa usada en un circuito,

expresada en vatios o kilovatios (KW), a la potencia aparente que se obtiene de las líneas de

alimentación, expresada en voltio-amperios o kilovoltio-amperios (KVA).

Las cargas industriales en su naturaleza eléctrica son de carácter reactivo a causa de la

presencia principalmente de equipos de refrigeración, motores, etc. Este carácter reactivo

obliga que junto al consumo de potencia activa (KW) se sume el de una potencia llamada

reactiva (KVAR), las cuales en su conjunto determinan el comportamiento operacional de

dichos equipos y motores. Esta potencia reactiva ha sido tradicionalmente suministrada por las

empresas de electricidad, aunque puede ser suministrada por las propias industrias. Al ser

suministradas por las empresas de electricidad deberá ser producida y transportada por las

redes, ocasionando necesidades de inversión en capacidades mayores de los equipos y redes de

EC.13.

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transmisión y distribución. Todas estas cargas industriales necesitan de corrientes reactivas para

su operación.

cos 𝜑 =𝑝

𝑠 Ec.14

3.6. DEMANDA

La demanda de una instalación o sistema es la carga en las terminales receptoras tomada en un

valor medio a determinado intervalo. En esta definición se entiende por carga la que se mide

en términos de potencia (aparente, activa, reactiva) o de intensidad de corriente. El período

durante el cual se toma el valor medio se denomina intervalo de demanda y es establecido por

la aplicación específica que se considere, la cual se puede determinar por las constantes

térmicas de los aparatos o por la duración de la carga.

La demanda depende del monto mayor incurrido de acuerdo a los siguientes criterios:

Demanda mínima.

Demanda máxima

Demanda asignada contratada.

3.6.1. DEMANDA MÍNIMA

Corresponde al cargo que se efectúa en aquellos casos en que la demanda leída en el mes, es

menor a la demanda mínima de la tarifa y demanda asignada contratada. Este criterio se aplica

sólo en aquellos casos de líneas de CADAFE instaladas como respaldo.

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3.6.2. DEMANDA MÁXIMA

Corresponde a la lectura máxima registrada durante el período de un mes.

3.6.3. DEMANDA CONTRATADA

Es la demanda de referencia contratada por la empresa para ser suministrada, y se considera la

demanda máxima incurrida en cualquiera de los meses previos como referencia para su

asignación.

3.7. CARGA CONECTADA

La carga conectada es la suma de los valores nominales de todas las cargas del consumidor

que tienen probabilidad de estar en servicio al mismo tiempo para producir una demanda

máxima. La carga conectada se puede referir tanto a una parte como al total del sistema y se

puede expresar en vatios, kilovatios, amperes, HP, kilovoltios - amperes, entre otros,

dependiendo de las necesidades y requerimientos del estudio.

3.8. FACTURACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Es la forma de expresar y saber la cantidad de energía eléctrica que se ha consumido en un

período de un mes y los costos que representa, según las tarifas que se tenga. La forma de

realizar la facturación consiste en el cargo por consumo de energía (KWH) y por demanda

(KW).

Además se presenta una serie de implicaciones que deben ser comprendidas por las personas

responsables de la instalación.

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3.8.1. CARGO POR CONSUMO DE ENERGÍA

Es el producto directo de la energía eléctrica utilizada para la generación de trabajo mecánico

o generación de calor (potencia activa) durante un tiempo determinado, multiplicado por la

tarifa (Bs./KWH).Para obtener reducciones en este concepto se debe asegurar que aquellos

equipos que estén utilizando la energía eléctrica, produzcan un trabajo mecánico o generen un

calor, que luego pueda contabilizarse como parte del producto terminado, es decir darles un

uso productivo.

3.8.2. CARGO POR DEMANDA

El cargo por demanda tiene implicaciones que penalizan el mal uso de la energía eléctrica, ya

sea por falta de control de operación de la planta (picos de demanda), o por el uso indebido

que se le puede dar a la energía, es decir un bajo factor de potencia. En el cargo por demanda

es donde hay lugar a posibles reducciones y esto depende en gran medida de la comprensión

que se tenga de algunos aspectos técnicos. Se debe mencionar que la demanda es registrada

por un medidor, el cual requiere de una lectura sostenida superior a la registrada previamente.

Esto es, en otras palabras, aquellos picos de demandas instantáneas originados por el arranque

de motores o máquinas.

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CAPÍTULO 4

INSTALACIONES ELÉCTRICAS

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pág. 34

CAPITULO IV

4. INSTALACIONES ELECTRICAS

4.1. DESCRIPCIÓN.

Se le llama instalación eléctrica al conjunto de elementos que permiten transportar y distribuir

la energía eléctrica, desde el punto de suministro hasta los equipos que la utilicen. Entre estos

elementos se incluyen: tableros, interruptores, transformadores, bancos de capacitares,

dispositivos, sensores, dispositivos de control local o remoto, cables, conexiones, contactos,

canalizaciones, y soportes.

Las instalaciones eléctricas pueden ser abiertas (conductores visibles), aparentes (en ductos o

tubos), ocultas, (dentro de paneles o falsos plafones), o ahogadas (en muros, techos o pisos) .

4.2. OBJETIVOS DE UNA INSTALACIÓN.

Una instalación eléctrica debe de distribuir la energía eléctrica a los equipos conectados de una

manera segura y eficiente.

4.3. CARACTERÍSTICAS:

Confiables: Que cumplan el objetivo para lo que son, en todo tiempo y en toda la extensión de

la palabra.

Eficientes: Que la energía se transmita con la mayor eficiencia posible.

Económicas: Su costo final sea adecuado a las necesidades a satisfacer.

Flexibles: Que se refiere a que sea susceptible de ampliarse, disminuirse o modificarse con

facilidad, y según posibles necesidades futuras.

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Simples: Que faciliten la operación y el mantenimiento sin tener que recurrir a métodos o

personas altamente calificados.

Seguras:, o sea que garanticen la seguridad de las personas y propiedades durante su operación

común.

Agradables a la vista, pues hay que recordar que una instalación bien hecha simplemente se ve

“bien”.

4.4. TIPOS DE INSTALACION ELECTRICA

4.4.1. Por el nivel de voltaje predominante

A) BAJA TENSIÓN ELÉCTRICA: Aquella que distribuya o genere energía eléctrica para

consumo propio y a las receptoras en los siguientes límites de tensiones nominales:

Corriente alterna: igual o inferior a 1000 voltios.

Corriente continua: igual o inferior a 1500 voltios.

B) ALTA TENSIÓN ELÉCTRICA: Que genere, transporte, transforme, distribuya o

utilice energía eléctrica con tensiones superiores a los siguientes límites:

Corriente alterna: Superior a 1000 voltios.

Corriente continua: Superior a 1500 voltios.

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4.4.2. Por la forma de instalación:

A) Visible, la que se puede ver directamente.

B) Oculta, la que no se puede ver por estar dentro de muros, pisos, techos, etc.

C) Aérea, la que está formada por conductores paralelos, soportados por aisladores,

que usan el aire como aislante, pudiendo estar los conductores desnudos o forrados. En

algunos casos se denomina también línea abierta.

D) Subterránea, la que va bajo el piso, cualquiera que sea la forma de soporte o

material del piso.

4.4.3. Por el lugar de la instalación:

Las instalaciones eléctricas también pueden clasificarse en normales y especiales según, el

lugar donde se ubiquen:

A) Las instalaciones normales pueden ser interiores o exteriores. Las que están a la

intemperie deben de tener los accesorios necesarios (cubiertas, empaques y sellos) para

evitar la penetración del agua de lluvia aun en condiciones de tormenta.

B) Se consideran instalaciones especiales a aquellas que se encuentran en áreas con

ambiente peligroso, excesivamente húmedo o con grandes cantidades de polvo no

combustible

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DENTRO DE ESTAS CLASIFICACIONES TAMBIÉN SE SUBDIVIDEN POR EL TIPO

DE LUGAR:

A) Lugar seco, aquellos no sujetos normalmente a derrames de líquidos.

B) Lugar húmedo, los parcialmente protegidos por aleros, corredores techados pero

abiertos, así como lugares interiores que están sujetos a un cierto grado de humedad

pos condensación, tal como sótanos, depósitos refrigerados o similares.

C) Lugar mojado, en que se tienen condiciones extremas de humedad, tales como

intemperie, lavado de automóviles, instalaciones bajo tierra en contacto directo con el

suelo, etc..

D) Lugar corrosivo, en los que se pueden encontrar sustancias químicas corrosivas.

E) Lugar peligroso, en donde las instalaciones están sujetas a peligro de incendio o

explosión debido a gases o vapores inflamables, polvo o fibras combustibles

dispersasen el aire.

4.5. ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UNA INSTALACION ELECTRICA

En el presente capítulo se da una descripción general de los elementos más comúnmente

encontrados en una instalación eléctrica, la intención es familiarizar al usuario con la

terminología y los conceptos que serán utilizados.

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4.5.1. Acometida.

Se entiende el punto donde se hace la conexión entre la red, propiedad de la compañía

suministradora, y el alimentador que abastece al usuario. La cometida también se puede

entender como la línea aérea o subterránea según sea el caso que por un lado entronca con la

red eléctrica de alimentación y por el otro tiene conectado el sistema de medición. Además en

las terminales de entrada de la cometida normalmente se colocan aparta rayos para proteger la

instalación y el equipo de alto voltaje.

4.5.2. Equipos de medición.

Por equipo de medición se entiende a aquél, propiedad de la compañía suministradora, que se

coloca en la cometida con el propósito de cuantificar el consumo de energía eléctrica de

acuerdo con las condiciones del contrato de compra-venta. Este equipo esta sellado y debe de

ser protegido contra agentes externos, y colocado en un lugar accesible para su lectura y

revisión.

4.5.3. Interruptores.

Un interruptor es un dispositivo que está diseñado para abrir o cerrar un circuito eléctrico por

el cual está circulando una corriente. Consiste en dos contactos de metal inoxidable y el

actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen para permitir que la corriente circule.

El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos

para mantenerlos unidos.

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4.5.4. Interruptor general.

Se le denomina interruptor general o principal al que va colocado entre la acometida (después

del equipo de medición) y el resto de la instalación y que se utiliza como medio de

desconexión y protección del sistema o red suministradora.

4.5.5. Interruptor derivado.

También llamados interruptores eléctricos los cuales están colocados para proteger y

desconectar alimentadores de circuitos que distribuyen la energía eléctrica a otras secciones de

la instalación o que energizan a otros tableros.

4.5.6. Interruptor termo magnético.

Es uno de los interruptores más utilizados y que sirven para desconectar y proteger contra

sobrecargas y cortos circuitos. Se fabrica en gran cantidad de tamaños por lo que su aplicación

puede ser como interruptor general. Tiene un elemento electrodinámico con el que puede

responder rápidamente ante la presencia de un corto circuito, Al circular la corriente por el

electroimán, crea una fuerza que, mediante un dispositivo mecánico adecuado (M), tiende a

abrir el contacto C, pero sólo podrá abrirlo si la intensidad I que circula por la carga sobrepasa

el límite de intervención fijado. Este nivel de intervención suele estar comprendido entre 3 y

20 veces la intensidad nominal (la intensidad de diseño del interruptor magneto térmico) y su

actuación es de aproximadamente unas 25 milésimas de segundo, lo cual lo hace muy seguro

por su velocidad de reacción. Esta es la parte destinada a la protección frente a los

cortocircuitos, donde se produce un aumento muy rápido y elevado de corriente.

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4.5.7. Arrancador.

Se conoce como arrancador al arreglo compuesto por un interruptor, ya sea termo magnético

de navajas (cuchillas) con fusibles, un conductor electromagnético y un relevador bimetálico.

El contacto consiste básicamente de una bobina con un núcleo de fierro que sierra o abre un

juego de contactos al energizar o desernegizar la bobina.

4.5.8. Transformador.

El transformador eléctrico es u equipo que se utiliza para cambiar el voltaje de suministro al

voltaje requerido. En las instalaciones grandes pueden necesitarse varios niveles de voltaje, lo

que se logra instalando varios transformadores (agrupados en subestaciones). Por otra parte

pueden existir instalaciones cuyo voltaje sea el mismo que tiene la acometida y por lo tanto no

requieran de transformador.

4.6. TABLEROS.

El tablero es un gabinete metálico donde se colocan instrumentos con interruptores

arrancadores y/o dispositivos de control. El tablero es un elemento auxiliar para lograr una

instalación segura confiable y ordenada.

4.6.1. Tablero general.

El tablero general es aquel que se coloca inmediatamente después del transformador y que

contiene un interruptor general. El transformador se conecta a la entrada del interruptor y a la

salida de este se conectan barras que distribuyen la energía eléctrica a diferentes circuitos a

través de interruptores derivados.

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4.6.2. Tableros generales auxiliares:

Son tableros que serán alimentados desde un tablero general y desde ello se protegen y operan

sub.-alimentadores que alimentan tableros de distribución.

4.6.3. Tableros de distribución:

Son tableros que contienen dispositivos de protección y maniobra que permiten proteger y

operar directamente los circuitos en que está dividida la instalación o una parte de ella. Pueden

ser alimentados desde un tablero general, desde un tablero general auxiliar o directamente

desde el empalme.

4.6.4. Tablero de paso.

on tableros que contienen fusibles cuya finalidad es proteger derivaciones que por su

capacidad de transporte no pueden ser conectadas directamente al alimentador, sub.-

alimentador o línea de distribución de la cual está tomada.

4.6.5. Tablero de comando

Son tableros que contienen dispositivos de protección y maniobra que permiten proteger y

operar en forma simultanea sobre artefactos individuales o grupos de artefactos pertenecientes

a un mismo circuito.

4.6.6. Tableros centro de control:

Son tableros que contienen dispositivos de protección y de maniobra o únicamente

dispositivos de maniobra y que permiten la operación de grupos de artefactos en forma

individual, en conjunto, en sub.-grupos en forma programada o no programada.

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4.6.7. De acuerdo al uso de la energía eléctrica, tenemos:

TABLEROS DE ALUMBRADO

TABLEROS DE FUERZA

TABLEROS DE CALEFACCIÓN

TABLEROS DE CONTROL

TABLEROS DE SEÑALIZACION

4.7. SALIDAS PARA ALUMBRADO Y CONTACTOS.

Las unidades de alumbrado, al igual que los motores, están al final de las instalaciones y son

consumidores que transforman la energía eléctrica en energía luminosa y generalmente

también en calor.

Los contactos sirven para alimentar diferentes equipos portátiles y van alojados en una caja

donde termina la instalación.

4.8. TIERRA O NEUTRO EN UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA.

TIERRA:

Se consideran que el globo terráqueo tiene un potencial de cero se utiliza como referencia y

como sumidero de corrientes indeseables.

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4.8.1. Resistencia a tierra.

4.8.2.

Este término se utiliza para referirse a la resistencia eléctrica que presenta el suelo de cierto

lugar.

4.8.3. Toma de tierra.

Se entiende que un electrodo enterrado en el suelo con una Terminal que permita unirlo a un

conductor es una toma de tierra. D) Tierra remota. Se le llama así a un a toma de tierra lejana

al punto que se esté considerando en ese momento.

4.8.4. Sistemas de tierra.

No todos los sistemas de puesta a tierra gozan de buena calidad y su durabilidad es escaza,

otros tienen un rendimiento mínimo y hay que darles mantenimiento constantemente. En fin,

existen algunos factores que deben considerarse al momento de adquirir un sistema de tierra

fisca o pararrayos.

La varilla copperweld es comúnmente usada como tierra física por su facilidad de instalación

Por ejemplo, un sistema tradicional de puesta a tierra como los electrodos de varilla (varilla

copperweld) presentan condiciones desfavorables para su desempeño como variables no

controlables entre las que destacan la humedad, la temperatura del ambiente o el terreno, la

época del año, etcétera, además su método de instalación y operación así como los materiales

de construcción tienen un tiempo de vida corto y al ser un sistema bidireccional logra disipar

corrientes de falla pero a la vez recibe impulsos electromagnéticos del subsuelo.

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Por ello, un buen sistema debe tener amplia garantía y asegurar beneficios significativos.

4.8.5. Conexión a tierra.

La unión entre un conductor y un sistema de tierra. “Las instalaciones de puesta a tierra

estarán constituidas por uno o varios electrodos enterrados y por las líneas de tierra que

conecten dichos electrodos a los elementos que deben quedar puestos a tierra”.

4.8.6. Tierra física.

Es la red de conductores eléctricos unidos a una o más tomas de tierra y provisto de una o

varias terminales a las que puede conectarse puntos de la instalación de un circuito eléctrico o

de una parte conductora perteneciente al mismo, se efectúa mediante la instalación de puesta a

tierra que, es “el conjunto formado por electrodos y líneas de tierra de una instalación

eléctrica”.

4.8.7. Neutro aislado.

Es el conductor de una instalación que está conectado a tierra a través de una impedancia.

4.8.8. Neutro del generador.

Se le llama así al punto que sirve de referencia para los voltajes generados en cada fase.

Neutro de trabajo. Sirve para conexión alimentado por una sola fase

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4.8.9. Neutro conectado sólidamente a tierra.

Se utiliza generalmente en instalaciones de baja tensión para proteger a las personas contra

electrocutación.

4.8.10. Neutro de un sistema.

Es un potencial de referencia de un sistema que puede diferir de potencial de tierra que puede

no existir físicamente.

4.8.11. Neutro flotante.

Se la llama así al neutro de una instalación que no se conecta a tierra.

4.9. INTERCONEXIÓN.

Para la interconexión pueden usarse alambres, cables de cobre o aluminio, estos pueden estar

colocados a la vista en ductos, tubos o charolas.

4.9.1. Empalme

El empalme de la conexión de las terminales de los equipos debe de hacerse de manera que se

garantice el contacto uniforme y no exista defectos que representen una disminución de la

sección. Las tuberías que se utilizan para proteger los conductores pueden ser metálicas o de

materiales plásticos no combustibles también se utilizan ductos cuadrados o charolas. El

soporte de todos estos elementos debe de ser rígido y su colocación debe hacerse de acuerdo

con criterios de funcionalidad, estética, facilidad de mantenimiento y economía.

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CAPÍTULO 5

BALASTRO

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CAPITULO V

5. BALASTRO

5.1. ¿QUÉ ES UN BALASTRO?

El balastro, es un dispositivo electrónico, electromagnético o híbrido, que por medio de

inductancia, provee Un arco de energía necesario para el arranque de la lámpara, además de

que limita la corriente eléctrica para brindar un funcionamiento correcto. El tipo de balastro,

depende del tipo de lámpara y aplicación que se necesite:

5.2. CARACTERÍSTICAS DE LOS BALASTRO:

Fig. 4.

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5.3. EN FORMA GENERAL SE PUEDEN CLASIFICAR DE LA SIGUIENTE

MANERA:

Balastro Electromagnético para lámparas fluorescentes

Balastro Electrónico para lámparas fluorescentes

Balastro de Emergencia para lámparas fluorescentes

Balastro Electromagnético para lámparas fluorescentes

Balastro Electrónico para lámparas fluorescentes

T12, T8, T5, Compacta y Dimming (atenuación)

Balastro de Emergencia para lámparas fluorescentes

Balastro Magnético para lámparas HID

Balastro de Electrónico para lámparas HID

5.4. ¿CUÁL ES SU FUNCIÓN?

Las principales funciones del balastro son:

a) Proporcionar la tensión de encendido para el arranque de la lámpara, así como la tensión de

Operación necesaria para que funcione la lámpara, proporcionando un voltaje continúo.

a) Proporcionar las condiciones específicas para un buen funcionamiento y vida plena de la

lámpara (Regulación)

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a) Controlar y limitar la energía eléctrica a los valores apropiados para que la lámpara opere en

Condiciones nominales. Limita la corriente de operación a través de la lámpara y controla la

Potencia que llega a la lámpara para un funcionamiento adecuado

5.5. ¿EN DÓNDE SE INSTALA?

Lo ideal es instalar el balastro dentro del luminario ya que esto da la adecuada protección al

balastro, sin embargo, también es muy común instalarlo por encima del luminario, a fin de

disminuir la temperatura y dar mejor operación al balastro; o de forma remota (fuera del

luminario).

Para la instalación remota, normalmente se tiene un límite de distancia. Por ejemplo, en el

caso balastros electrónicos para lámparas fluorescentes, de los rango de distancia de1.80 a 6

mts; y en los balastros magnéticos HID de hasta 15 mts, pero se requiere del uso de un ignitor

de largo alcance .Sin embargo, debemos considerar que no todos los balastros permiten una

instalación remota, sin importarla marca.

5.6. ¿POR QUÉ EXISTE UN LÍMITE DE DISTANCIA DENTRO DE LA

INSTALACIÓN REMOTA?

Esto se debe, a que conforme se incrementa la distancia remota de un balastro, se incrementa

la capacitancia a lo largo del cableado que va del balastro a la lámpara. Este incremento en

capacitancia es Importante por 2 razones. La primera es que si la capacitancia es muy alta no

habrá suficiente voltaje de circuito abierto a lo largo de la lámpara para que exista un

encendido apropiado

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En segundo lugar, si la lámpara es capaz de encender a pesar de la distancia remota, la

capacitancia incrementada causará una pérdida en la corriente que va a la lámpara. La

capacitancia incrementada crea lo que se conoce como “Shunt” alrededor de la lámpara; en

otras palabras la corriente se fugara del cable azul(o rojo) hacia el cable o alambre amarillo

by-paseando completamente a la lámpara. La corriente a través de la lámpara se reducirá,

resultando en una salida de luz menor, con la posibilidad de que la lámpara no sea capaz de

tener una operación sostenida.

5.7. ¿QUÉ ELEMENTOS INTEGRAN LA ESTRUCTURA DE UN

BALASTRO?

Los elementos que integran un balastro, dependerán fundamentalmente si es magnético o

electrónico.

Por ejemplo los balastros magnéticos para lámparas HID, constan de:

Laminado y Bobinas

Capacitor

Ignitor

En lo que refiere a los balastros electromagnéticos para lámparas fluorescentes, podemos

encontrar los siguientes elementos:

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Fig. 5.

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5.8. BALASTROS ELECTRÓNICOS, SE INTEGRAN POR CIRCUITOS

ELECTRÓNICOS:

Resistores

Capacitores

Diodos

Transistores

Circuitos Integrados

Transformadores

Tarjeta Cto. Impreso

5.9. CARACTERÍSTICAS DE UN BALASTRO ELECTRÓNICO

(Para lámpara fluorescente y HID)

En lo que refiere a los balastros electrónicos para lámparas fluorescentes, son más

eficientes y nos otorgan las siguientes ventajas frente a sus equivalentes magnéticos,

como son:

Menor consumo de energía (25- 30% de ahorro de energía)

Flujo Luminoso constante (a +_ 5 % de variación en el voltaje de alimentación)

Prolongación de la vida de la lámpara (factor de cresta < 1.7)

Baja Distorsión Armónica Total (THD < 30%)

Menor Temperatura de Operación (30° C más frío que los electromagnéticos)

Alto Factor de Potencia (0.99)

Amplio voltaje de operación (120-277V /120-127V / 277V)

Funcionamiento muy silencioso (Clasificación de ruido menor a 20 db.)

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Menor peso

Sistema de protección del Fin de Vida de la Lámpara (EOL)

Amplia Garantía contra defectos de fabricación (5 años)

Modelos con Sello FIDE y productos verdes (ahorradores de energía

5.10. RESISTORS

Las lámparas Fluorescentes presentan Conexión en circuito serie: circuito en el que los bornes

o terminales de los dispositivos se conectan secuencialmente.

Conexión en circuito paralelo: circuito en el que la corriente eléctrica se bifurca en cada nodo.

Su Característica más importante es el hecho de que el potencial en cada elemento del circuito

tiene la misma diferencia de potencia.

La ventaja que ofrece la conexión en paralelo Cuando se conectan más de 2 lámparas en

paralelo y una de ellas llega a fundirse o falla, las demás

Tensión de operación La tensión de operación varía dependiendo de cada modelo, pero en lo

que respecta a balastros fluorescentes para lámparas T12 el voltaje va de 120-127V. Para

lámparas T8, contamos con balastros Intellivolt que operan a 120-277V, o balastros a voltaje

dedicado que operan de 120-127V ó 277V

5.10.1. ¿Cuáles son las ventajas de un balastro Intellivolt?

Se pueden reducir los inventarios, ya que con un mismo balastro se pueden cubrir

diferentes tensiones de operación, que van de 120V hasta 277V

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El grado de sonido que tienen todos los balastros electrónicos tienes una clasificación

de sonido A. Menos a 20 db.

Se puede sustituir sin complicación un balastro magnético por un electrónico siempre y

cuando sea de la mismo tipo de encendido

Los balastros electrónicos, tienen una vida promedio de 25,000 hrs. aproximadamente,

bajo condiciones normales de operación.

5.11. ¿CUÁLES SON LOS PROBLEMAS QUE PUEDE OCASIONAR UN

BALASTRO DE MALA CALIDAD O MAL INSTALADO?

Un balastro de mala cálida, puede provocar un corto circuito, sobrecalentamiento, y por

consecuencia un posible incendio.

De preferencia el instalador que coloca un balastro, debe ser calificado, ya que al tratarse de

un equipo eléctrico se deben todas las precauciones que la instalación requiere. Esto es tanto

para que el sistema se coloque correctamente, así como para prevenir cualquier accidente.

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CAPÍTULO 6

PRINCIPIOS DE ILUMINACIÓN

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pág. 56

CAPITULO VI

6. P R I N C I P I O S D E I L U M I N A C I Ó N

Flujo Luminoso El flujo luminoso es frecuencia la del paso de la luz medido en lúmenes. Es

una medida del total de luz emitida por una fuente y es usada comúnmente para la medición de

la salida de lámpara total.

6.1. INTENSIDAD LUMINOSA

La candela es la unidad de intensidad (I) y es análoga a la presión en el sistema hidráulico. A

veces es llamada candela y describe la cantidad de luz (lúmenes) en una unidad de ángulo

sólido. Esta unidad de ángulo sólido se llama steradian. Se observará en la figura 1 que

mientras la luz se aleja de la fuente, el ángulo sólido cubre un área más y más grande; pero el

ángulo permanece así como la cantidad de luz que contiene. Por lo tanto, la intensidad en una

d i r e c c i ó n d a d a e s c o n s t a n te independientemente de la distancia.

I= (lumens)

(steradians)

6.2. ESPECIFICACIONES Y CALCULO DE ALUMBRADO

El cálculo de los niveles de iluminación de una instalación de alumbrado de interiores es

bastante sencillo. A menudo nos bastará con obtener el valor medio del alumbrado general

usando el método de los lúmenes. Para los casos en que requiramos una mayor precisión o

necesitemos conocer los valores de las iluminancias en algunos puntos concretos como pasa

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pág. 57

en el alumbrado general localizado o el alumbrado localizado recurriremos al método del

punto por punto.

6.3. Método de los lúmenes

La finalidad de este método es calcular el valor medio en servicio de la iluminancia en un

local iluminado con alumbrado general. Es muy práctico y fácil de usar, y por ello se utiliza

mucho en la iluminación de interiores cuando la precisión necesaria no es muy alta como

ocurre en la mayoría de los casos.

El proceso a seguir se puede explicar mediante el siguiente diagrama de bloques:

Datos de entrada

Dimensiones del local y la altura del plano de trabajo (la altura del suelo a la superficie de la

mesa de trabajo), normalmente de 0.85 m.

Fig. 6.

Fig. 7.

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Determinar el nivel de iluminancia media (Em). Este valor depende del tipo de actividad a

realizar en el local y podemos encontrarlos tabulados en las normas y recomendaciones que

aparecen en la bibliografía.

Escoger el tipo de lámpara (incandescente, fluorescente...) más adecuada de acuerdo con el

tipo de actividad a realizar.

Escoger el sistema de alumbrado que mejor se adapte a nuestras necesidades y las luminarias

correspondientes.

Determinar la altura de suspensión de las luminarias según el sistema de iluminación escogido.

h: altura entre el plano de trabajo y las

luminarias

h': altura del local

d: altura del plano de trabajo al techo

d': altura entre el plano de trabajo y las

luminarias

Fig. 8.

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Altura de las luminarias

Locales de altura normal (oficinas,

viviendas, aulas...)

Lo más altas posibles

Locales con iluminación directa,

semidirecta y difusa

Mínimo:

Óptimo:

Locales con iluminación indirecta

Calcular el índice del local (k) a partir de la geometría de este. En el caso del método europeo

se calcula como:

Sistema de iluminación Índice del local

Iluminación directa, semidirecta,

directa-indirecta y general difusa

Iluminación indirecta y

semiindirecta

Tabla.1

Ec.14

Ec.15

Ec.16

Ec.17

Ec.18

Ec.19

Tabla.2

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Donde k es un número comprendido entre 1 y 10. A pesar de que se pueden obtener valores

mayores de 10 con la fórmula, no se consideran pues la diferencia entre usar diez o un número

mayor en los cálculos es despreciable.

Determinar los coeficientes de reflexión de techo, paredes y suelo. Estos valores se encuentran

normalmente tabulados para los diferentes tipos de materiales, superficies y acabado. Si no

disponemos de ellos, podemos tomarlos de la siguiente tabla.

Color

Factor de

reflexión ( )

Techo

Blanco o muy

claro

0.7

claro 0.5

medio 0.3

Paredes

claro 0.5

medio 0.3

oscuro 0.1

Suelo

claro 0.3

oscuro 0.1

En su defecto podemos tomar 05 para el techo, 0.3 para las paredes y 0.1 para el suelo.

Tabla.3

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Determinar el factor de utilización ( ,CU) a partir del índice del local y los factores de

reflexión. Estos valores se encuentran tabulados y los suministran los fabricantes. En las tablas

encontramos para cada tipo de luminaria los factores de iluminación en función de los

coeficientes de reflexión y el índice del local. Si no se pueden obtener los factores por lectura

directa será necesario interpolar.

Ejemplo de tabla del factor de utilización

Determinar el factor de mantenimiento (fm) o conservación de la instalación. Este coeficiente

dependerá del grado de suciedad ambiental y de la frecuencia de la limpieza del local. Para

una limpieza periódica anual podemos tomar los siguientes valores:

Ambiente

Factor de mantenimiento

(fm)

Limpio 0.8

Sucio 0.6

Tabla.5

Tabla.4

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Cálculos

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

𝚽𝒓 = 𝑬 .𝑺

𝑵 . 𝒇 𝒎

Dónde: Φr = es el flujo luminoso total

E = es la iluminancia media deseada

S = es la superficie del plano de trabajo

η = es elfactor de utlisacion

f m = el factor de mantenimiento

Calculo del número de luminarias

𝑵 = 𝜱𝒓

𝒏 ∙ 𝜱𝑳 Redondeado por exceso

Dónde: N = Es el número de luminarias

Φr = Es el flujo total

ΦL = Es el flujo luminoso total

n = Es el número de lámparas por luminaria

Ec. 20

Ec. 21

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Emplazamiento de las luminarias

Una vez hemos calculado el número mínimo de lámparas y luminarias procederemos a

distribuirlas sobre la planta del local. En los locales de planta rectangular las luminarias se

reparten de forma uniforme en filas paralelas a los ejes de simetría del local según las

fórmulas:

𝑁𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 = √𝑁𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 × 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜

𝑁𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 = 𝑁𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 × [𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜

𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜]

Donde :

N es el número de luminarias

Ec. 23

Ec. 22

Fig. 9.

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La distancia máxima de separación entre las luminarias dependerá del ángulo de apertura del

haz de luz y de la altura de las luminarias sobre el plano de trabajo. Veámoslo mejor con un

dibujo:

Como puede verse fácilmente, mientras más abierto sea el haz y mayor la altura de la

luminaria más superficie iluminará aunque será menor el nivel de iluminancia que llegará al

plano de trabajo tal y como dice la ley inversa de los cuadrados. De la misma manera, vemos

que las luminarias próximas a la pared necesitan estar más cerca para iluminarla (normalmente

la mitad de la distancia). Las conclusiones sobre la separación entre las luminarias las

podemos resumir como sigue:

Tipo de luminaria Altura del local

Distancia máxima

entre luminarias

intensiva > 10 m e 1.2 h

extensiva 6 - 10 m

e 1.5 h

semiextensiva 4 - 6 m

extensiva 4 m e 1.6 h

distancia pared-luminaria: e/2

Tabla.6

Fig. 10.

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Si después de calcular la posición de las luminarias nos encontramos que la distancia de

separación es mayor que la distancia máxima admitida quiere decir que la distribución

luminosa obtenida no es del todo uniforme. Esto puede deberse a que la potencia de las

lámparas escogida sea excesiva. En estos casos conviene rehacer los cálculos probando a usar

lámparas menos potentes, más luminarias o emplear luminarias con menos lámparas.

Comprobación de los resultados

Por último, nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si la iluminancia media

obtenida en la instalación diseñada es igual o superior a la recomendada en las tablas.

𝑬𝒎 = 𝒏∙𝚽𝑳∙𝜼∙𝒇𝒎

𝑺≥ 𝑬𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂𝒔

6.4. MÉTODO DEL PUNTO POR PUNTO

El método de los lúmenes es una forma muy práctica y sencilla de calcular el nivel medio de la

iluminancia en una instalación de alumbrado general. Pero, qué pasa si queremos conocer

cómo es la distribución de la iluminación en instalaciones de alumbrado general localizado o

individual donde la luz no se distribuye uniformemente o cómo es exactamente la distribución

en el alumbrado general. En estos casos emplearemos el método del punto por punto que nos

permite conocer los valores de la iluminancia en puntos concretos.

Ec. 24

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Consideraremos que la iluminancia en un punto es la suma de la luz proveniente de dos

fuentes: una componente directa, producida por la luz que llega al plano de trabajo

directamente de las luminarias, y otra indirecta o reflejada procedente de la reflexión de la luz

de las luminarias en el techo, paredes y demás superficies del local.

Luz directa

Luz indirecta proveniente del techo

Luz indirecta proveniente de las paredes

En el ejemplo anterior podemos ver que sólo unos pocos rayos de luz serán perpendiculares al

plano de trabajo mientras que el resto serán oblicuos. Esto quiere decir que de la luz incidente

sobre un punto, sólo una parte servirá para iluminar el plano de trabajo y el resto iluminará el

plano vertical a la dirección incidente en dicho punto.

Fig. 11.

Fig. 12.

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𝑬𝑯 = 𝑰∙𝒄𝒐𝒔 𝜶

𝒅𝟐

𝑬𝑽 = 𝑰∙𝒔𝒊𝒏 𝜶

𝒅𝟐= 𝑬𝑯 ∙ 𝒕𝒂𝒏 𝜶

6.5. COMPONENTES DE LA ILUMINANCIA EN UN PUNTO

En general, para hacernos una idea de la distribución de la iluminancia nos bastará con

conocer los valores de la iluminancia sobre el plano de trabajo; es decir, la iluminancia

horizontal. Sólo nos interesará conocer la iluminancia vertical en casos en que se necesite

tener un buen modelado de la forma de los objetos (deportes de competición, escaparates,

estudios de televisión y cine, retransmisiones deportivas...) o iluminar objetos en posición

vertical (obras de arte, cuadros, esculturas, pizarras, fachadas...)

Para utilizar el método del punto por punto necesitamos conocer previamente las

características fotométricas de las lámparas y luminarias empleadas, la disposición de las

mismas sobre la planta del local y la altura de estas sobre el plano de trabajo. Una vez

conocidos todos estos elementos podemos empezar a calcular las iluminancias. Mientras más

puntos calculemos más información tendremos sobre la distribución de la luz. Esto es

particularmente importante si trazamos los diagramas isolux de la instalación.

Ec. 24

Ec. 26

Ec. 25

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Como ya hemos mencionado, la iluminancia horizontal en un punto se calcula como la suma

de la componente de la iluminación directa más la de la iluminación indirecta. Por lo tanto:

E = E directa + E indirecta

6.6.COMPONENTE DIRECTA EN UN PUNTO

Fuentes de luz puntuales. Podemos considerar fuentes de luz puntuales las lámparas

incandescentes y de descarga que no sean los tubos fluorescentes. En este caso las

componentes de la iluminancia se calculan usando las fórmulas.

𝑬𝑯 = 𝑰∙ 𝒄𝒐𝒔𝟑 𝜶

𝒉𝟐

𝑬𝑽 = 𝑰∙ 𝒄𝒐𝒔𝟐 𝜶∙𝐬𝐢𝐧 𝜶

𝒉𝟐

Donde I es la intensidad luminosa de la lámpara en la dirección del punto que puede obtenerse

de los diagramas polares de la luminaria o de la matriz de intensidades y h la altura del plano

de trabajo a la lámpara.

Ec. 27

Ec. 28

Ec. 29

Fig. 13.

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En general, si un punto está iluminado por más de una lámpara su iluminancia total es la suma

de las iluminancias recibidas:

𝑬𝑯 = ∑𝑰𝒊 ∙ 𝒄𝒐𝒔𝟑𝜶𝒊

𝒉𝒊𝟐

𝒏𝒊 =𝟏

𝑬𝑽 = ∑𝑰𝒊 ∙ 𝒄𝒐𝒔𝟐𝜶𝒊∙𝐬𝐢𝐧 𝜶𝒊

𝒉𝒊𝟐

𝒏𝒊 =𝟏

6.7. FUENTES DE LUZ LINEALES DE LONGITUD INFINITA.

Se considera que una fuente de luz lineal es infinita si su longitud es mucho mayor que la

altura de montaje; por ejemplo una línea continúa de fluorescentes. En este caso se puede

demostrar por cálculo diferencial que la iluminancia en un punto para una fuente de luz difusa

se puede expresar como:

Ec. 29

Ec. 30

Fig. 14.

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𝑬𝑯 = 𝝅∙𝑰

𝟐𝒉 ∙ 𝒄𝒐𝒔𝟐 𝜶

𝑬𝑽 = 𝝅∙𝑰

𝟐𝒉 ∙ 𝐬𝐢𝐧 𝜶 ∙ 𝐜𝐨𝐬 𝜶

En los extremos de la hilera de las luminarias el valor de la iluminancia será la mitad.

El valor de I se puede obtener del diagrama de intensidad luminosa de la luminaria referido a

un metro de longitud de la fuente de luz. En el caso de un tubo fluorescente desnudo I puede

calcularse a partir del flujo luminoso por metro, según la fórmula:

6.8.CÁLCULO DE LAS ILUMINANCIAS HORIZONTALES EMPLEANDO

CURVAS ISOLUX.

Este método gráfico permite obtener las iluminancias horizontales en cualquier punto del

plano de trabajo de forma rápida y directa. Para ello necesitaremos:

1. Las curvas isolux de la luminaria suministradas por el fabricante (fotocopiadas sobre papel

vegetal o transparencias). Si no disponemos de ellas, podemos trazarlas a partir de la matriz de

intensidades o de las curvas polares, aunque esta solución es poco recomendable si el número

de puntos que nos interesa calcular es pequeño o no disponemos de un programa informático

que lo haga por nosotros.

Ec. 32

Ec. 31

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2. La planta del local con la disposición de las luminarias dibujada con la misma escala que la

curva isolux.

El procedimiento de cálculo es el siguiente. Sobre el plano de la planta situamos el punto o los

puntos en los que queremos calcular la iluminancia. A continuación colocamos el diagrama

isolux sobre el plano, haciendo que el centro coincida con el punto, y se suman los valores

relativos de las iluminancias debidos a cada una de las luminarias que hemos obtenido a partir

de la intersección de las curvas isolux con las luminarias.

Luminaria A B C D E F G H I Total

Iluminancia

(lux)

4 4 0 19 19 0 12 10 0

ET=

68 lx

Finalmente, los valores reales de las iluminancias en cada punto se calculan a partir de los

relativos obtenidos de las curvas aplicando la fórmula:

𝑬𝒓 = 𝑬𝑪 ⋅ [𝒉𝒄

𝒉𝒓]

𝟐 = 𝑬𝒄 ∙

𝑸𝒓

𝒉𝒓𝟐 ∙

𝟏

𝟏𝟎𝟎𝟎

Para calcular la componente indirecta se supone que la distribución luminosa de la luz

reflejada es uniforme en todas las superficies del local incluido el plano de trabajo. De esta

manera, la componente indirecta de la iluminación de una fuente de luz para un punto

cualquiera de las superficies que forman el local se calcula como:

𝑬𝒊𝒏𝒅𝒊𝒓𝒆𝒄𝒕𝒂 = 𝑬𝒊𝒏𝒅𝑯= 𝑬𝒊𝒏𝒅𝑽

= 𝚽

𝑭𝒓 ∙

𝑷𝒎

𝟏−𝑷𝒎

Ec. 33

Ec. 34

Fig. 15.

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Dónde:

Es la suma del área de todas las superficies del local.

𝝆𝒎 : Es la reflectancia media de las superficies del local calculada como:

𝜌𝑚 = ∑ 𝜌𝑖𝑛 ∙ 𝐹𝑖

Siendo la reflectancia de la superficie Fiy es el flujo de la lámpara

Ec. 34

Ec. 34

Ec. 34

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pág. 73

CALCULOS EDIFICIO H

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pág. 74

CALCULOS EDIFICIO H

LEVANTAMIENTO FISICO DE LA CARGA GENERAL DEL EDIFICIO H:

AREA CANTIDAD

LAMPARAS/BALASTROS/TOMACORRIENTES/GABINETES/OT

ROS

L B T G O

SALON H-1 16 8 4 8 1

SALON H-2 16 8 4 8 1

SALON H-3 16 8 4 8 1

SALON H-4 16 8 3 8 1

SALON H-5 16 8 3 8 1

H-6

PASILLO PLANTA

ALTA 14 7 7

PASILLO PLANTA

BAJA 20 10 10

CUBICULO-1

PLANTA ALTA 2 1 1

CUBICULO-2

PLANTA ALTA 2 1 4 1

DEPARTAMENTO

DE ING. QUIMICA Y

BIOQUIMICA

8 4 6 4

LABORATORIO DE

INGENIERIA

AMBIENTAL

28 14 24 14

LABORATORIO DE

ING. QUIMICA 10 5 8 5

CUBICULO MTO Y

EQUIPO

8 4 10 4

Tabla.7

LEVANTA

MIENTO

FISICO DE

LUMINAR

IAS

LEVANTA

MIENTO

FISICO DE

LUMINAR

IAS

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pág. 75

LUMINARIAS

CAPACIDAD (WATTS) TOTAL/AREA

(WATTS)

L B T

40 39 127 1460

40 39 127 1460

40 39 127 1460

40 39 127 1333

40 39 127 1333

30 30 127 630

30 30 127 900

40 39 119

40 39 127 627

40 39 127 1238

40 39 127 4714

40 39 127 1611

40 39 127 1746

TOTAL: 18631

Tabla.8

LEVANTA

MIENTO

FISICO DE

LUMINAR

IAS

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pág. 76

AIRES ACONDICIONADOS

CARGA TOTAL EDIFICIO H 57,306.65

AREA VALORES DE PLACA CAPACID

AD

TOTAL

(BTU/HR)

CAPACIDA

D (WATTS)

CAPACIDAD

(BTU/HR)

CAPACIDA

D (WATTS)

TENSION

(VOLTS)

SALON H-1 18000 5274 230 18000 5273.95

18000 5274 230 18000 5273.95

SALON H-2 18000 5274 230 18000 5273.95

SALON H-3 18000 5274 230 18000 5273.95

CUBICULO-1 PLANTA

ALTA 12000 3516 220 12000 3515.97

CUBICULO-2 PLANTA

ALTA 12000 3516 220 12000 3515.97

DEPARTAMENTO DE

ING. QUIMICA Y

BIOQUIMICA

12000 3516 220 12000 3515.97

LABORATORIO DE

ING. QUIMICA 12000 3516 220 12000 3515.97

12000 3516 220 12000 3515.97

TOTAL: 38675.65 Tabla.9

LEVANTA

MIENTO

FISICO DE

LUMINAR

IAS

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pág. 77

EDIFICIO H MEDICION DE LUMENES:

AULA H1 104 BT 200.

AULA H2 105 BT 200.

113 BT 2000.

111.5 BT 2000.

011 BT X 10 2000

012 BT X 10 2000

001 BT X 100 2000

001 BT X 100 2000

AULA H3 105 BT 200.

AULA H4 103 BT 200.

110.5 BT 2000.

111 BT 2000.

014 BT X 10 2000

013 BT X 10 2000

001 BT X 100 2000

001 BT X 100 2000

AULA H5 126 BT 200.

AULA H6 123 BT 200.

128 BT 2000.

126 BT 2000.

012 BT X 10 2000

012 BT X 10 2000

001 BT X 100 2000

001 BT X 100 2000

LAMPARAS UTILIZADAS EN LA ACTUALIDAD EN EL EDIFICIO H.

TUBOS FLUORESCENTES T 12 UNIVERSALES

Son de tamaño clásico: 38 mm de diámetro. Por su Construcción especial se utilizan

indistintamente en circuito de arranque rápido "RAPID START", o en sistemas de arranque

Por arrancadores. De allí su nombre "UNIVERSALES". se prefieren la estructura clásica T12

por la facilidad de encendido, incluso en condiciones críticas de tensión y temperatura.

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pág. 78

Color 10, LUZ DIA, para ámbitos profesionales.

Se presentan en dos potencias: 30 watts en los pasillos y 40 Watt en aulas, que responden a

las clásicas aplicaciones en el comercio, la industria y el hogar.

La sustentabilidad significa desarrollar soluciones avanzadas, con un costo Ambiental mínimo,

con esto nos referimos a desarrollar productos con:

Ahorro de energía

Mayor eficiencia energética

Menor contenido de sustancias tóxicas

Embalajes reciclados y más pequeños

Larga vida útil y confiabilidad

Menor peso y volumen

T-12 1,5 pulgadas 38,1 mm

Fig.16

Page 77: Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

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pág. 79

BALASTRO A PROPONER:

BALASTRO AHORRADOR PHILIPS

Lumicon y Philips-Advance para lámparas Slimline T12 de 75 y 39W.

Con este nuevo balastro, solo requerimos sustituir nuestro viejo balastro magnético por este

maravilloso ahorrador de energía para disminuir nuestro consumo en más de 30W en un

Sistema de 2x75W y obtener 23% más luz en un sistema 2x39W.

La gran ventaja de este sistema es que no requiere de ningún cambio ni inversión adicional ya

que ocupamos las mismas lámparas, luminario y cableado. Además hemos agregado amplios

beneficios:

Podemos operar 1 ó 2 lámparas

El voltaje de operación es de 120-127V~

La conexión es en circuito paralelo lo que significa que si una lámpara falla, la otra

continuará operando

Mismo diagrama de conexión y distancia de montaje que su equivalente magnético, lo

que facilita el reemplazo

5 años de garantía (3 más que su equivalente magnético)

Con estos balastros, podemos tener significantes ahorros en nuestra instalación actual sin tener

que modificar absolutamente nada más que el balastro.

Page 78: Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

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pág. 80

LEVANTAMIENTO FISICO DE LAMPARAS EDIFICIO H.

LAMPARA PHILIPS TUBO FLUORESCENTES T 12

AREA: EQUIPO: MARCA: CANTIDAD: CAPACIDAD (WATTS):

TOTAL

WATTS:

SALON H-1

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 16 40 640

SALON H-2

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 16 40 640

SALON H-3

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 16 40 640

SALON H-4

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 16 40 640

SALON H-5

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 16 40 640

PASILLO PLANTA ALTA

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 14 30 420

PASILLO PLANTA BAJA

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 20 30 600

CUBICULO-1 PLANTA ALTA

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 2 40 80

CUBICULO-2 PLANTA ALTA

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 2 40 80

DEPARTAMENTO DE ING. QUIMICA Y BIOQUIMICA

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 8 40 320

LABORATORIO DE INGENIERIA AMBIENTAL

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 28 40 1120

LABORATORIO DE ING. QUIMICA

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 10 40 400

CUBICULO MTO Y EQUIPO

TUBO

FLUORESCENTES T

12 PHILIPS 8 40 320

6540

Tabla.10

Page 79: Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

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pág. 81

PROPUESTA DE CAMBIO DE LUMINARIAS

El uso de lámparas fluorescentes T8 con tecnología ALTO en lugar de las lámparas T12 o T8

estándar puede ahorrar costos de mantenimiento adicionales, como está expresado en las

reglas de gasto universales.

GENERALIDADES.

Las lámparas fluorescentes T8 Universal de Philips con tecnología ALTO tienen hasta un 50%

más de vida que las lámparas fluorescentes T12 o T8 convencionales. Actualizar su sistema de

iluminación por lámparas fluorescentes T8 puede traerle beneficios e impactar en sus costos

de mantenimiento y de consumo energético de manera significativa.

Reemplace sus lámparas fluorescentes convencionales, cuya expectativa promedio de vida es

de 12.000 horas, por lámparas fluorescentes T8 Universal de Philips con tecnología ALTO , y

obtendrá 13.000 horas más de vida útil (25.000 horas). En otras palabras, si su empresa trabaja

13 horas al día durante 7 días a la semana, 13.000 horas más de vida significan dos años y

medio adicionales en la vida útil de la lámpara. En consecuencia, los costos de reposición de

nuevas lámparas y los costos de instalación son aplazados por cerca de 30 meses, solo

actualizando su sistema convencional con lámparas fluorescentes T8 Universal de Philips con

tecnología ALTO.

Page 80: Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

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pág. 82

IMPACTO FINANCIERO:

Con la ampliación de la vida útil en dos años y medio, además de los beneficios ambientales

que la tecnología ALTO de Philips le ofrece, el impacto financiero por la instalación de

Lámparas fluorescentes T8 Universal de Philips con tecnología ALTO será positivo. Usted

podrá obtener los siguientes Beneficios:

Incremento en el costo $ 0.000

Ahorro en costos por materiales (A) $ 1.471

Ahorro en costos de mantenimiento (B) $ 8.824

Ahorro en su costo de propiedad $10.295

Ahorro en los costos materiales se refiere al costo de adquisición anual de una lámpara. (El

costo promedio para una lámpara T12 o T8 estándar es de $ 2.500.oo entre 1.7 Años * = $

1.471.oo pesos por año). Al instalar lámparas fluorescentes T8 ALTO Universal de Philips, el

costo material de $ 1.471.oo pesos por lámpara se evita gracias al incremento en la vida útil

adicional en dos años y medio. Tenga en cuenta que el costo promedio por lámpara puede

variar.

Page 81: Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

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pág. 83

Ahorro en los costos materiales se refiere al costo de adquisición anual de una lámpara. (El

costo promedio para una lámpara T12 o T8 estándar es de $ 2.500.oo entre 1.7 años * = $

1.471.oo pesos por año). Al instalar lámparas fluorescentes T8 ALTO Universal de Philips, el

costo material de $ 1.471.oo pesos por lámpara se evita gracias al incremento en la vida útil

adicional en dos años y medio. Tenga en cuenta que el costo promedio por lámpara puede

variar.

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pág. 84

LAMPARAS T8 PHILIPS.

La primera lámpara fluorescente que no daña el medio ambiente (ALTO). Por su reducción de

hasta 80% de mercurio, comparada con una lámpara fluorescente estándar. Disponible en la

más amplia gama de lámparas fluorescentes con el más bajo contenido de mercurio dentro del

mercado. Se identifican por los casquillos verdes.

Comportamiento excepcional durante toda su vida. Con una protección exclusiva del electrodo

que asegura el Mantenimiento de luz (lúmenes) durante la vida útil y reduce el oscurecimiento

de los extremos de la misma.

Línea innovadora PLUS y ADVANTAGE. PLUS-mayor vida (Hasta 30,000 horas). ADV-

mayor vida (Hasta 30,000 horas mayor rendimiento de lúmenes).

T-8 1 pulgada 25,4 mm

Fig.16

Page 83: Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

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pág. 85

La primera lámpara fluorescente que no daña el medio ambiente (ALTO). Por su reducción de

hasta 80% de mercurio, comparada con una lámpara fluorescente estándar. Disponible en la

más amplia gama de lámparas fluorescentes con el más bajo contenido de mercurio dentro del

mercado. Se identifican por los casquillos verdes. Comportamiento excepcional durante toda

su vida.

Con una protección exclusiva del electrodo que asegura el mantenimiento de luz (lúmenes)

durante la vida útil y reduce el oscurecimiento de los extremos de la misma. Línea innovadora

PLUS y ADVANTAGE. PLUS-mayor vida (Hasta 30,000 horas).

ADV-mayor vida (Hasta 30,000 horas mayor rendimiento de lúmenes). Tecnología Hi-Visión.

Exclusivo recubrimiento que mejora el mantenimiento de lúmenes al 95% y aumenta el índice

de rendimiento de color a 86. Solución total en el sistema. Ahorro en gastos de operación ya

que brinda hasta un 42% en ahorro de energía en combinación con un balastro electrónico.

Reemplazo ideal de sistemas T12.

Ideales para:

• Oficinas

• Comercios

• Edificios públicos

• Hospitales

• Cualquier aplicación fluorescente que requiere un sistema ahorrador de energía

Page 84: Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

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pág. 86

Lámparas fluorescentes T8 con tecnología ALTO, Fue reconocida recientemente con la

producción de la billonésima lámpara ALTO en nuestro centro de competencia mundial

Ubicado en los Estados Unidos (Salina, Kansas). Para entender mejor los impactos

ambientales de nuestra tecnología, el uso de Lámparas fluorescentes ALTO en múltiples

aplicaciones como en áreas comerciales, industriales, oficinas, universidades, escuelas, etc., ha

evitado que cerca de 16 toneladas de mercurio entren al medio ambiente.

Seleccione la lámpara que más se adapta a sus necesidades Philips ALTO T8 Universal

Ideales para cualquier aplicación donde se requiera una excelente calidad de luz y un

mantenimiento lumínico estable.

Las lámparas fluorescentes Philips ALTO T8 Universal se caracterizan por ser las únicas en el

mercado que mantienen la misma vida útil al conectarlas en cualquier balasto electrónico.

(Sistemas de encendido instantáneo, Sistemas de encendido rápido, Sistemas de encendido

programado y sistemas híbridos).

Su recubrimiento con fósforo HI VISION y su exclusivo sistema protector de cátodos

garantizan un mantenimiento luminoso de hasta un 95% y una significativa reducción del

Ennegrecimiento de sus extremos. Su índice de reproducción de color es de un 85% en los

Sistemas Serie 80 y de un 78% en los sistemas Serie 70. Los sistemas fluorescentes T8

Universal de Philips con Tecnología ALTO ofrecen una garantía de 2 años. Ideales para

cualquier aplicación donde se requiera una excelente calidad de luz y un mantenimiento

lumínico estable.

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pág. 87

PROPUESTA DE LAMPARAS PHILIPS ALTO T8

AREA: EQUIPO: MARCA: CANTIDAD: CAPACIDAD (WATTS):

TOTAL

WATTS:

SALON H-1

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 16 32 512

SALON H-2

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 16 32 512

SALON H-3

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 16 32 512

SALON H-4

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 16 32 512

SALON H-5

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 16 32 512

PASILLO PLANTA ALTA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 14 25 350

PASILLO PLANTA BAJA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 20 25 500

CUBICULO-1 PLANTA ALTA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 2 32 64

CUBICULO-2 PLANTA ALTA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 2 32 64

DEPARTAMENTO DE ING. QUIMICA Y BIOQUIMICA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 8 32 256

LABORATORIO DE INGENIERIA AMBIENTAL

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 28 32 896

LABORATORIO DE ING. QUIMICA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 10 32 320

CUBICULO MTO Y EQUIPO

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 8 32 256

5266 Tabla.11

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pág. 88

Philips ALTO T8 Plus

Ideales para cualquier aplicación donde se requiera una excelente calidad de luz, un

mantenimiento lumínico estable y larga vida útil. Los sistemas fluorescentes Philips ALTO T8

Plus se caracterizan por su larga vida útil de hasta 36.000 horas, 60% más vida que las

lámparas fluorescentes T12 o T8 estándar, ayudándole a reducir sus costos de mantenimiento

y de disposición.

Su recubrimiento con fósforo HI VISION y su exclusivo sistema protector de cátodos

garantizan un mantenimiento luminoso de hasta un 95% y una significativa reducción del

Ennegrecimiento de sus extremos. Su índice de reproducción de color es de un 85% en los

Sistemas TL80 y de un 79% en los sistemas TL70. Los sistemas fluorescentes T8 Plus de

Philips con tecnología ALTO ofrecen una garantía de 30 meses. Ideales para cualquier

aplicación donde se requiera una excelente calidad de luz, un mantenimiento lumínico estable

y larga vida útil.

Page 87: Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

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pág. 89

Philips ALTO T8 Advantage

Ideales para cualquier aplicación donde se requiera una excelente calidad de luz, un excelente

mantenimiento lumínico y mayores niveles de iluminación. Los sistemas fluorescentes Philips

ALTO T8 Advantage se caracterizan por su alto desempeño luminoso (10% más luz que las

lámparas fluorescentes T12 o T8 estándar) Larga vida útil de hasta 30.000 horas, 60% más

vida que las lámparas fluorescentes T12 o T8 estándar, ayudándole a reducir sus costos de

mantenimiento y de disposición.

Su recubrimiento con fósforo HI VISION y su exclusivo sistema protector de cátodos

garantizan un mantenimiento luminoso de hasta un 95% y una significativa reducción del

ennegrecimiento de sus extremos. Índice de reproducción de color del 85%. Los sistemas

fluorescentes T8 Aventaje de Philips con tecnología ALTO ofrecen una garantía de 36 meses.

Ideales para cualquier aplicación donde se requiera una excelente calidad de luz, un excelente

mantenimiento lumínico y mayores niveles de iluminación.

NOTA:

El TCLP es la prueba de lixiviación para la caracterización de toxicidad. Lámparas ALTO

Alto significa que las lámparas han pasado por la prueba TCLP (Procedimiento para

Minimizar las Características Tóxicas) del gobierno de los Estados Unidos. Las lámparas

fluorescentes lineales ALTO tienen el contenido más bajo de Mercurio, comparadas con

cualquier lámpara lineal en el mercado.

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pág. 90

PROPUESTA DE LAMPARAS PHILIPS ALTO II ADVANTAGE T8

AREA: EQUIPO: MARCA: CANTIDAD: CAPACIDAD (WATTS):

TOTAL

WATTS:

SALON H-1

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 16 32 512

SALON H-2

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 16 32 512

SALON H-3

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 16 32 512

SALON H-4

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 16 32 512

SALON H-5

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 16 32 512

PASILLO PLANTA ALTA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 14 25 350

PASILLO PLANTA BAJA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 20 25 500

CUBICULO-1 PLANTA ALTA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 2 32 64

CUBICULO-2 PLANTA ALTA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 2 32 64

DEPARTAMENTO DE ING. QUIMICA Y BIOQUIMICA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 8 32 256

LABORATORIO DE INGENIERIA AMBIENTAL

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 28 32 896

LABORATORIO DE ING. QUIMICA

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 10 32 320

CUBICULO MTO Y EQUIPO

TUBO

FLUORESCENTES

ALTO T8 PHILIPS 8 32 256

5266

Tabla.12

Page 89: Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

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pág. 91

LÁMPARAS T5 ALTO II

Uso general, Iluminación comercial, decoración e iluminación arquitectónica de Oficinas,

tiendas departamentales, hoteles, escuelas y hospitales. Es una Lámpara con bajo contenido de

mercurio. Lámpara ultra delgada Mejora el control óptico Los luminarios pueden ser 40% más

pequeños que los sistemas T8, entre otras características como:

Óptima longitud

Diseño flexible para gabinetes

Fácil mantenimiento

Altamente eficaz gracias a sus fósforos

Hasta 104 lúmenes por watt en la versión Alta eficacia y hasta 93 lúmenes por watt en

versión HO

Hasta 97% de mantenimiento de lúmenes

85 de CRI (Rendimiento de color) en 3 000. 3 500 y 4 100K

Opera con Balastros Electrónicos de encendido programado

Sistema de Alta eficiencia

Operación segura al final de la vida de la lámpara

Gran cantidad de luz

La versión HO proporciona hasta 70% más lúmenes que la versión Alta Eficacia

Ideal para aplicaciones de iluminación indirecta

Ahorro de energía

Hasta 28% de ahorro de energía vs sistemas convencionales

Requiere balastro para su funcionamiento.

Page 90: Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

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pág. 92

LAS FUENTES DE ILUMINACIÓN ARTIFICIALES Y SU EFECTO EN LA

REPRODUCCIÓN DE LOS COLORES

Las características de reproducción de color de una lámpara se refieren a qué tan bien

reproducen las diferentes tonalidades de los objetos en comparación con la luz natural. El

índice de reproducción de color (RaóIRC) es el término utilizado para describir lo anterior. El

valor máximo de un Ra es de 100. En la iluminación comercial, una excelente reproducción de

color es requerida con el fin de que los clientes puedan ver claramente lo que están

comprando. En otras áreas como la industria litográfica y los hospitales, una excelente

reproducción de color es requerida, ya que las personas necesitan ver los colores de manera

precisa y natural para poder desarrollar sus actividades diarias.

T-5 5/8 pulgada 15,87 mm

fig.17

Page 91: Instituto Tecnológico Regional de Tuxtla Gutiérrez

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pág. 93

VIDA ÚTIL

La vida útil de la lámpara influye en el costo inicial del producto y en los costos de

mantenimiento. Diferentes factores influyen en la vida útil de una lámpara, como los ciclos de

encendido, su equipo eléctrico, su pico de arranque, horas de uso, etc.

Vida útil promedio: es el resultado de medir grandes grupos de lámparas bajo condiciones

ideales por diez o más horas en cada encendido. La vida útil promedio se determina cuando el

50% del lote evaluado deja de funcionar.

Mantenimiento lumínico: es la medida de qué tan bien la lámpara mantiene su flujo

luminoso durante su vida útil.

Tiempo de servicio: Número de horas después de las cuales el nivel de iluminación de una

instalación cae al 80% comparado con su nivel inicial.

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pág. 94

PLANO GEOREFERENCIADO

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pág. 95

CONCLUSIÓN

Como conclusión del presente reporte final de residencia profesional realizado del periodo

agosto 2010 a enero 2011 tenemos que gracias y con apoyo de una serie de datos, tablas e

información debidamente investigada en las bibliografías ya mencionadas anteriormente así

como un plano georeferencado para reubicar las luminarias y como es que se necesita el

proyecto que se propone en este reporte que el trabajo se entienda de mejor manera , tratando

de ver las muchas posibilidades de reducción del consumo de energía que se gasta en

iluminación, desde el simple cambio de una lámpara hasta la implementación de nuevos

sistemas con equipamiento electrónico inteligente en este caso se explicó a detalle cada uno de

estos métodos que podemos utilizar para mejorar los servicios y calidad que en este caso es del

instituto tecnológico de Tuxtla Gutiérrez , en el área del edificio h, esperando que la

información y métodos que se explican en capítulos anteriores sirva de provecho para lograr

cumplir el objetivo planteado que es el de cambiar luminarias viejas por algunas de las que se

mencionan a lo largo del reporte así como usar los métodos explicados aquí mismo para así

ahorrar energía y tener mejor calidad de visibilidad en general Respecto a la investigación y

análisis metodológico que se hizo del proyecto podemos concluir que la propuesta es viable,

dicho reporte está sujeto a modificaciones, debido a que las estrategias y equipos planteadas

pueden mejorar y pueden aumentar ya que se pueden proponer un sinfín de nuevos métodos y

mejorar la eficiencia del alumbrado del instituto.

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pág. 96

BIBLIOGRAFÍA

LUMNES

http://edison.upc.edu/curs/llum/interior/iluint2.html

DIALUX

http://www.dial.de/CMS/Spanish/Articles/DIALux/DIALux/DIALux.html#

BASE DE DATOS DE LEVANTAMIENTO FISICO DE LUMINARIAS ITTG

http://electricistas.webcindario.com/CURSO-

Instalacion%20de%20electricidad%20en%20vivienda.pdf