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12. ILUMINACION EXTERIOR La iluminación de áreas exteriores, en general, requiere, del uso combinado de Lámparas (aquel elemento unitario mínimo capaz de producir Luz) y Carcazas (el elemento estructural que acompaña a la Lámpara). Al conjunto de estos dos elementos se le llama de distancia formas según el tratamiento que hagan de la Luz: • Reflectores: Cuando la Luz de la Lámpara es redirigida mediante Reflexión. • Proyectores: Cuando la Luz de la Lámpara es redirigida mediante Reflección y Refracción

(Prismas) • Luminarias: Se aplica al conjunto de Lámpara y Carcaza cuando su finalidad es re-distribuir la

Luz en una zona determinada, más que concentrarla, como es el objetivo de Reflectores y Proyectores.

La Carcaza tiene como objetivos, proteger la Lámpara, proporcionar un medio para sostenerla, fijar la posición relativa del elemento que re-direcciona por reflección, sostener el Refractor , en caso que lo exista, contener elementos eléctricos auxiliares propios del conexionado y de la Lámpara, determinar la apariencia del conjunto. Los nombrados serían las razones más importantes que justifican la existencia de la Carcaza. Una Lámpara incandescente común, colgada en el medio de un patio de maniobras estará enviando casi el 50% de su flujo hacia el cielo, perdiéndose para efectos de la iluminación requerida.. La incorporación de un plato enlozado lograría re-direccionar parte de ese flujo perdido hacia el terreno y aumentaría la eficiencia energética del sistema. 12.1 Reflectores con Simetría Rotacional Si el conjunto Lámpara-Carcaza funciona de modo que se puede establecer o reconocer una simetría de la Intensidades emitidas en torno as un eje, se hablará de un Proyector o Reflector Rotacional, Figura FL#24ª y su caracterización fotométrica será suficiente a través de un Diagrama Polar como el de la Figura FL#24b. Como este tipo de artefacto está generalmente diseñado para ser enfocado hacia lugares específicos, un diagrama Isolux sería insuficiente para cubrir toda la gama de orientaciones posibles. Es allí donde cobra mayor importancia el contar con una Tabla de Valores de Intensidades que permita el cálculo con cualquier ángulo de enfoque que sea necesario. El intervalo angular entre cada valor especificado deberá ser tanto menor cuanto más concentrador sea el reflector en cuestión. Con la Tabla de Valores de Intensidades es posible implementar un algoritmo de cálculo por computador que dará una mayor flexibilidad al usuario para optimizar el sistema a proyectar.

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Figura FL #24ª Hoja rotulo de reflector con simetría rotacional

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Figura FL #24b Diagrama Polar para reflector con simetría rotacional

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12.2. Algoritmo para el Cálculo de Niveles de Iluminación con Reflectores Simétricos Asumiendo un reflector con simetría rotacional, el procedimiento que a continuación se describe es un de los muchos que calcula el Nivel de Iluminación Ep en un punto P del plano de trabajo. El reflector es “apuntado” hacia un punto F del mencionado plano. La figura FL#25 esquematiza la situación propuesta y señala los elementos considerados.

Figura FL#25 Cálculo del Nivel en un Punto-Reflector Rotacional Conceptualmente,

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Ep = E’p x COS(alfa) siendo E’p el Nivel de Iluminación que Ip produce a la distancia RP y en un plano perpendicular a ella. E’p = Ip / (RP)^ 2 pero COS(alfa) = H / (RP), entonces Ep = Ip X H / (RP)^3, Ahora sólo resta determinar el valor del ángulo Theta para encontrar el valor de la intensidad Ip. Aplicando el teorema del coseno al triángulo formado por los puntos F, P y R, se tiene que (FP)^2 = (RP)^2 + (RF)^2 - 2 X (RP) X (RF) X COS(Theta), donde (RP) = ( ( Xp)^2 + (Yp)^2 + (H)^2)^0.5 ; (RF) = ( ( Xf)^2 + (Yf)^2 + (H)^2 )^2 )^0.5 y (FP) = ( ( Xp - Xf )^2 + (Yp - Yf )^2 )^0.5 , por lo tanto COS(Theta) = ( (RP)^2 + (RF)^2 - (FP)^2 / ( 2 x (RP) X (RF) ) El algoritmo de cálculo quedará configurado como sigue: CALCULA (RP) CALCULA (RF) CALCULA (FP) CALCULA COSENO ALFA CALCULA COSENO THETA UBICA Ip INTERPOLANDO EN LA TABLA DE DATOS CALCULA Ep 12.3 Reflectores con Simetría respecto de un Plano Este tipo de Reflectores es bastante común de encontrar en el caso de usarse lámparas que no deben exceder la posición de trabajo horizontal. También son útiles cuando se requiere concentrar el flujo luminoso en un sentido vertical solamente. La figura FL#26 representa una fotometría típica para este tipo de artefacto. La representación de las Intensidades es más compleja que en el caso de los reflectores rotacionales por el hecho que necesitan más de un plano con información para caracterizar su distribución luminosa. Normalmente ellos se describen mediante Diagramas Polares en dos orientaciones. Un plano transversal al eje de la lámpara (Plano A) y un plano que contiene al eje de ella (Plano B).

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La información fotométrica tabulada se entrega en función de Planos del tipo B y ángulos del tipo Beta. El plano B que es perpendicular a la abertura del reflector es considerado como plano B=0. Asimismo, el ángulo Beta=0 es aquel que marca la perpendicular al eje de la lámpara. De acuerdo a los anterior, el ángulo Beta=0, al rotar en torno al eje de la lámpara, generará al plano A. La Tabla de Valores de Intensidades es de gran utilidad en este caso de reflectores para aquellos usuarios que disponen de ayuda computacional. En caso contrario, deberá recurrirse a diagramas Isolux ( curvas de igual nivel de iluminación ) para distintos ángulos de enfoque. Estos diagramas deberían ser suministrados por los fabricantes.

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12.4 Algoritmo para el Cálculo de Niveles de Iluminación para Reflectores con fotometría B-Beta La figura FL#27 describe los elementos considerados en el desarrollo de un procedimiento de cálculo para este tipo de reflectores. Según ello, se puede establecer que se cumplen las siguientes condiciones: Ep = E’ p X COS (alfa) COS(alfa) = H / (RP) , donde (RP) = ( ( Xp)^2 + H^2 )^0.5 E’p = Ip / (RP)^2 Para encontrar el valor de Ip se necesitan los ángulos B y Beta, que vienen dados por la siguientes expresiones: COS(beta) = (RC) / (RP) , siendo (RC) = ( (Xc)^2 + H^2 ) ^0.5 B = ARCTAN (Xf / H) - ARCTAN (Xp / H) , por lo tanto, Ep = E’p X H / (RP)^3 está determinado

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