Recomendaciones para la instalación de lámparas dicroicas /2002

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Recomendaciones para la instalación de lámparas dicroicas /2002
Redacción SicaNews [ newsletter@sicaelec.com ]

Recomendaciones para la instalación de lámparas dicroicas

Resumen: 


En este artículo se presentan una serie de recomendaciones prácticas para realizar una correcta instalación tanto de las luminarias provistas de lámparas dicroicas, como de su equipo auxiliar asociado.

Desarrollo:

Las fuentes luminosas de alimentación eléctrica que se emplean actualmente comprenden un espectro considerable de lámparas que funcionan según distintos principios, tienen diferentes aplicaciones y necesitan o no de equipos auxiliares para su operación.

En este artículo nos detendremos en las lámparas incandescentes halógenas compactas de baja tensión que habitualmente se utilizan para la iluminación de distintos tipos de ambientes interiores de viviendas, comercios, galerías de arte, vitrinas y en toda aquella aplicación que requiera efectos decorativos, de acentuación o una cuota extra de brillo.

Estas lámparas se presentan en diferentes versiones, tamaños, formas y potencias, con o sin reflector incorporado para obtener haces de luz muy concentrados. El reflector puede ser metálico parabólico o dicroico facetado.

Este último (también conocido como diatérmico o de haz frío) resulta particularmente útil para reducir la carga térmica al iluminar productos sensibles al calor, como por ejemplo alimentos. La capa dicroica del reflector es en realidad un filtro óptico formado por varias capas superpuestas de diferentes índices de reflexión, de manera de reflejar la luz visible y absorber la radiación infrarroja, enviándola hacia atrás.

Aunque este artículo se orienta fundamentalmente al modelo con microrreflector dicroico, de todas maneras, las consideraciones correspondientes resultarán aplicables para los restantes modelos.

Estas lámparas se fabrican en una gama de potencias comprendidas normalmente entre los 5 y 100 W, con tensiones nominales de 6 V, 12 V ó 24 V para los modelos sin transformador incorporado, ó de 220 V / 250 V para los que poseen transformador incorporado. 

En los modelos que poseen reflector incorporado, se proveen con apertura del haz luminoso de 4º (para iluminación "puntual"), 8º, 12º, 24º, 38º y 60º (para áreas mas extensas).

Para la conexión al circuito externo se dispone de un zócalo tipo Bi-Pin de bronce o de aluminio. Al respecto hay que remarcar que se requiere el uso de portalámparas (generalmente de porcelana) especialmente preparados para soportar las altas temperaturas de trabajo resultantes, no dar lugar a fenómenos de oxidación localizada y con terminales de presión adecuada para garantizar una baja resistencia de contacto, a fín de no generar ni calentamiento ni caída de tensión en el lugar.

La principal ventaja de estas lámparas es su bajo costo y fácilidad de instalación. Asimismo tienen factor de potencia unitario, no producen efecto estroboscópico, brindan una reproducción cromática excelente (Ra = 100), su luz es más blanca y más brillante que las incandescentes comunes; no generan radiointerferencias y pueden funcionar con caídas de tensión mayores que las lámparas de descarga (aunque con menor rendimiento).

Otro aspecto conveniente que presentan estas lámparas es que encienden y reencienden instantáneamente a plena potencia, con poca afectación de su vida útil; que ronda las 2.000 hs. (el doble que las lámparas incandescentes comunes). Además funcionan en cualquier posición y pueden obtenerse fuentes de luz casi puntuales, lo que mejora el rendimiento de la óptica, permite su utilización en luminarias pequeñas y las hace muy aplicables para lograr efectos lumínicos especiales.

Pero esta técnica de iluminación incandescente resulta difícil de mejorar en cuanto a su rendimiento en términos de conversión energética, ya que la luz se produce por termorradiación, lo que hace que la cantidad de luz dependa de la temperatura absoluta del filamento. Con este proceso se produce energía en forma de calor y de luz, siendo esta última el 5 % del total de energía consumida. La eficacia luminosa habitualmente está comprendida entre los 20 y los 25 lm/W.

En estas lámparas, el cuerpo que se lleva a la incandescencia es un filamento espiralado de tungsteno que, como consecuencia de la circulación de corriente por el mismo, se calienta hasta los 2600 / 3000 K en una ampolla cuya atmósfera no contiene oxígeno, y posee una mezcla de gases inertes que no reaccionan con el filamento, como el argón y el nitrógeno; a la que se agrega una determinada cantidad de elementos halógenos, como iodo o bromo, que se van combinando con el tungsteno que se evapora, para luego restituirlo al filamento.

La mezcla se introduce en la ampolla a una presión mayor que la atmosférica, disponiéndose de un bulbo especialmente fabricado para soportar las mayores temperaturas de trabajo que se emplean en estas lámparas. En algunos casos, la ampolla tiene un tratamiento para filtrar la radiación ultravioleta.

El tungsteno que se evapora del filamento se combina con el iodo (o el halógeno correspondiente) en las cercanías de la ampolla, en la zona de los 500 K, formando ioduro de tungsteno en estado gaseoso, que en ese estado permite pasar el flujo luminoso. El flujo gaseoso de convención dentro de la ampolla lleva esa molécula hacia el filamento, donde en la zona de los 1800 K se disocia en iodo y tungsteno. El halógeno queda libre para repetir el ciclo y el tungsteno es captado por el filamento, el que de esta forma se va regenerando. 

Esta regeneración no es perfecta, pues el átomo que regresa al filamento no se deposita en el mismo lugar del que partió. Sin embargo, con este ciclo de trabajo, se obteniene una mayor duración de la lámpara, una mas alta constancia del flujo luminoso al no ennegrecerse la ampolla y un mejor rendimiento por las altas temperaturas usadas.

Un aspecto a tener en cuenta es que para la atenuación (dimming) de estas lámparas no resulta recomendable reducir la tensión por debajo del 60 % del valor nominal, ya que de lo contrario no se alcanzan las temperaturas internas necesarias para el establecimiento del ciclo del halógeno.

Como se señaló anteriormente, algunas lámparas tienen un transformador integrado para conectarse directamente a la red y otras trabajan a tensión reducida, generalmente de 12 V, por lo que precisan un transformador exterior que reduzca la tensión aplicada para poder funcionar. 

Se recomienda especialmente que este transformador sea de buena calidad, ya que por un lado estas lámparas no soportan sobretensiones y por otro si la tensión baja mucho, se obtiene una luz amarillenta, bajando el rendimiento.

En general, la experiencia indica que la puesta en paralelo de los transformadores no es recomendable en virtud del desigual reparto de cargas que se obtiene por efecto de la habitual disparidad de las características eléctricas de los mismos.

En el caso de emplearse transformadores electrónicos, se debe tener especial cuidado en que no se produzcan picos de tensión durante el encendido. Además deben producir una reducida distorsión armónica, suprimir interferencias y brindar una adecuada respuesta frente a cortocircuitos en la salida.

Otro aspecto a considerar en la selección correspondiente es que los transformadores que alimentan varias lámparas no deben superar el límite práctico de 300 W, considerando que las altas corrientes resultantes en 12 V pueden dar lugar a importantes calentamientos en las conexiones a las borneras y zócalos por la resistencia de contacto presente, especialmente si no se aprietan adecuadamente los tornillos correspondientes y/o se presentan fenómenos localizados de corrosión.
Por eso en muchos casos se recomienda el uso de uniones soldadas. 

Asimismo el conjunto debe tener una muy buena regulación de tensión en los distintos estados de encendido y apagado de las lámparas, de manera que no se produzca un aumento excesivo de tensión cuando sólo quede prendida una, ni baje mucho la tensión cuando se enciendan todas.

Estos transformadores deben estar construidos para soportar las temperaturas elevadas que se presentan en los compartimientos estrechos y mal ventilados en los que suelen montarse, sobre todo en el caso de los equipos compactos incluidos en un spot; situación que se agrava por la acción del calor generado por la lámpara. Por ello, estos transformadores suelen tener un protector térmico incluido.

Un aspecto que debe tenerse en cuenta en la etapa de proyecto es que el microrreflector dicroico desvía toda la radiación infrarroja hacia la parte interior del artefacto o entretecho de montaje. Esto hace mas crítica la habitual ventilación pobre que presentan tales recintos.

Para evitar los frecuentes problemas que trae aparejada dicha elevación de temperatura, se recomienda muy especialmente la instalación de luminarias del tipo aeroventiladas, en las cuales su cuidadoso diseño favorece la aparición de corrientes convectivas ascendentes, que permiten una muy efectiva evacuación del calor generado.

También se recomienda prestar atención a las condiciones de montaje de los artefactos de embutir para techos, ya que una inadecuada instalación puede llevar a un excesivo calentamiento de la zona del cielorraso que rodea al spot, lo que además de producir un ennegrecimiento que atenta contra la estética del local, configura un potencial foco de incendio.

Por otro lado, hay que controlar la caida de tensión que se produce en los cables que alimentan a las lámparas, por efecto de las elevadas intensidades involucradas. Aunque siempre hay que realizar el cálculo de caída respectivo, un criterio práctico válido para 12 V, es usar una sección de 1 mm² por cada lámpara de 50 W y por cada 3 m de longitud.

Los cables de conexión habitualmente se instalan en contacto con partes metálicas calientes, lo que conduce a que en muchos casos sea necesario el uso de cables de caucho-silicona aptos para altas temperaturas, especialmente en las cercanías de las lámparas, donde se recomienda agregar un spaguetti protector de fibra de vidrio. 

Otra recomendación para el uso de estas lámparas es que a pesar de que su tensión de trabajo está comprendida en el rango de las muy bajas tensiones de seguridad (MBTS), no por ello deben descuidarse las condiciones de aislación correspondientes, tanto para evitar sobresaltos innecesarios a las personas que puedan ser afectadas, como para no dar lugar a calentamientos localizados en aquellas zonas en las que se produzca la falla de aislación.

Resulta oportuno remarcar que para los artefactos instalados en lugares ampliamente accesibles al público en general, no deben utilizarse autotransformadores, ya que si se corta el primario del mismo aparecerá toda la tensión de red aplicada en la zona preparada para MBTS.

Como se desprende de lo anterior, la instalación de lámparas dicroicas debe realizarse en corcondancia con las recomendaciones señaladas, ya que la habitual ligereza con la que lamentablemente se encaran estas instalaciones de baja tensión, puede dar lugar a inconvenientes facilmente evitables.







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