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Protección contra sobretensiones atmosféricas en sistemas de alumbrado led

Cada vez es más frecuente el uso de luminarias LED para instalaciones de alumbrado industrial y público. Estas instalaciones, por su naturaleza electrónica, son especialmente vulnerables a sobretensiones de conmutación, permanentes y descargas atmosféricas lejanas y cercanas. Estos fenómenos causan el desgaste prematuro e incluso la destrucción de las luminarias y de los componentes de alimentación y control de éstas. Este riesgo de fallo genera altos costes de reparación que extiende el tiempo de amortización por lo que es muy conveniente la utilización de equipos de protección contra daños por sobretensiones y rayos.

El R.E.B.T. 2002 (Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión del 2002) ya refleja, en la ITC-BT09: Instalaciones de alumbrado exterior, la vulnerabilidad de estas instalaciones. Por otro lado en la ITC-BT-23: Protección contra sobretensiones, se fija la obligatoriedad de estas protecciones en las instalaciones con acometidas aéreas o en caso de que la continuidad del suministro sea importante.

Cuando se habla de sobretensiones debemos distinguir entre dos tipos: sobretensiones transitorias y sobretensiones permanentes. Ambas representan un aumento de la tensión de alimentación por encima de los límites admisibles pero difieren en su magnitud, tiempo y método de protección.

Sobretensiones transitorias:
Son picos de tensión que pueden alcanzar valores de decenas de kilovoltios y cuya duración es del orden de microsegundos. A pesar de su corta duración, su fuerte contenido energético puede causar graves problemas a los equipos conectados a la línea, pudiendo incluso causar su destrucción provocando interrupciones de servicio.
Sus orígenes son diversos, como el impacto de una descarga atmosférica sobre la protección externa (pararrayos) de un edificio o en el tendido eléctrico o como la inducción de campos electromagnéticos. Lo más habitual son los impactos indirectos cerca de la estructura (inducidas) o de las líneas de alimentación (conducidas). También este tipo de sobretensión se producen frecuentemente por la conmutación de centros de transformación o la desconexión de motores u otras cargas altamente inductivas que provocan picos de tensión en líneas colindantes.

Sobretensiones permanentes:
Se considera sobretensión de tipo permanente a cualquier aumento de tensión por encima del 10% del valor nominal eficaz durante un período del orden de segundos. Tienen su origen en problemas de suministro o, muy habitualmente, en el mal conexionado o ruptura del conductor neutro. Cuando esto ocurre, la tensión puede llegar a ser de 400V en redes de 230V.

La solución de protección contra sobretensiones transitorias se instala aguas abajo del interruptor automático del cuadro de control, en paralelo a la instalación, derivando a tierra la energía de la sobretensión, y limitando el pico de tensión a un valor permisible por los equipos conectados.

Las normas UNE-EN 60.364 y UNE-EN 62.305-1 establecen que la protección entre este tipo de perturbaciones eléctricas se efectúa mediante protectores de Tipo 2, ensayados con una onda tipo 8/20.
La distancia entre el protector y el equipo a proteger ha de ser lo mas corta posible. Si la distancia entre el cuadro y las luminarias es superior a 10-15 metros se recomienda un segundo paso de protección de tipo 2 o 3 ubicado dentro de la luminaria.

No obstante, la correcta protección contra sobretensiones permanentes  es la que actúa directamente sobre el interruptor automático o sobre el Contactor general del cuadro de alumbrado antes de que ningún equipo sufra daños.  De esta forma, además de las luminarias, los equipos de alto valor económico instalados en el cuadro también estarán protegidos.
Adicionalmente los protectores de última tecnología ofrecen reconexión automática segura que garantiza que en el momento que la tensión vuelva a un valor seguro, el protector reconectará automáticamente, minimizando el tiempo sin suministro.

Como conclusión diremos que los diferentes tipos de sobretensiones tienen un efecto directo en las instalaciones de alumbrado público e industrial causando el desgaste prematuro de las luminarias y los componentes de control de éstas, así como aumentos de consumo, interrupciones prolongadas de servicio e incluso incendios.
Por todo esto para asegurar el correcto funcionamiento, evitar el mantenimiento innecesario y minimizar el tiempo de amortización, es preciso incorporar en el diseño de la instalación un concepto de protección contra sobretensiones seguro y eficaz.

Gealed, como fabricante de luminarias led para uso empresarial e industrial, recomienda proteger las instalaciones en general mediante sistemas que eviten los problemas descritos ante cualquier tipo de sobre tensión tanto de tipo permanente como transitorio, incluso dispone de algunos modelos de luminarias provistos interiormente del protector contra sobre tensiones integrado, ofreciendo a la ya fiabilidad total de nuestro sistema sin driver, la seguridad total para que ni siquiera una sobre tensión pueda atentar contra la fiabilidad de nuestras luminarias led. Porque hay usos en los que no se puede permitir que falle el alumbrado bajo ninguna circunstancia y se precisa fiabilidad total.

Más información en gealed@ledsindriver.es

¿Por qué decantarse por led sin driver?

Queremos mostrar algunos ejemplos significativos de problemas que nos hemos encontrado en instalaciones realizadas con tecnología led:

Adecuación de alumbrado en un supermercado, sustituyendo los tubos fluorescentes tradicionales por tubos led de una conocida marca que proponían cambiar tubo por tubo y en este caso ni siquiera eliminaban la reactancia, sustituyendo el cebador por un elemento electrónico que proporcionaba el fabricante.  El resultado cuando accedes a los pasillos y lineales del supermercado es de falta de luminosidad, dando la sensación de un supermercado antiguo.  Sería interesante averiguar qué ahorro están teniendo, que diferencial habría si hubiesen colocado un tubo led de calidad contrastada sin driver y lo más importante, que repercusión en este caso en negativo están teniendo en las ventas por la merma en ventas debida a la menor iluminación.

Instalación de alumbrado público en una población que adecuó todo su alumbrado a tecnología led provistas con los mejores drivers del mercado, obtuvieron una concesión a 15 años, a los 3 años de su instalación, fallos en las luminarias y luminarias parpadeando.

Instalación de alumbrado en un parking público. En los parkings, debido a la obligatoriedad de tener la luz encendida, el retorno de la inversión por ahorro energético y reducción del término de potencia es rapidísima, por lo que la rentabilidad es muy elevada. 

La propiedad optó por el cambio de los tubos fluorescentes tradicionales por tubos led de la más prestigiosa marca,

y fallan algunos tubos y algunas pcbs en el interior de algunos de los tubos.

La verdad es que el problema es de envergadura, porque han fallado ya muchos y la instalación está apenas un año…

¿Qué hace la propiedad, cambia los que han fallado con la garantía?  y, cuando los tenga cambiados, ¿habrán fallado más? ¿Habrá que cambiarlos todos?   No pasa nada, la garantía que dio el distribuidor era de 5 años!!!  O sí que pasa.

La diferencia está clara, las opciones las que desee el cliente, por ejemplo para el caso del garaje, hay quien prefiere seguir utilizando las luminarias estancas de la instalación y realizar el cambio de los

tubo led sin driver

tubos fluorescentes por tubos led.  Pero para ello recomendaríamos tubos led sin driver de calidad para uso profesional.

Pero queremos dar un paso más. Nosotros le aconsejaríamos el uso de luminarias led diseñadas específicamente para el uso que se pretende, mediante por la luminaria Neptuno led sin driver, con un nivel lumínico superior y una solución global más económica, al sustituir la luminaria completa sin tener que modificar la luminaria existente con el consiguiente ahorro en mano de obra.

Al principio suministrábamos luminarias para adecuación de instalaciones tradicionales a luminarias tecnología led por el ahorro que supone y la rápida amortización de la inversión realizada.  Por desgracia, en la actualidad estamos suministrando muchas luminarias para sustituir luminarias led que no han dado el resultado esperado por nuestras luminarias led sin driver, fabricadas en España con los más estrictos estándares europeos, y diseñadas específicamente para ser utilizadas en el mundo empresarial e industrial…. Que no te den gato por led.

                                                                                         Fdo. César Estañol Amiguet                                                                                       Director comercial de Gealed                             gealed@ledsindriver.es

La mejor iluminación deportiva al menor coste

El deporte es salud.  Cada día mas y mas gente practican deporte, bien sea al aire libre, bien sea en instalaciones cerradas.

En las instalaciones al aire libre, y debido a la jornada laboral, la práctica mayoritaria del deporte se realiza a partir de las 18 horas, de forma que entre los meses de octubre y marzo, ambos inclusives, se precisa del uso de la iluminación para poder practicar cualquier deporte, mientras que en los otros meses solamente haría falta alumbrado artificial a partir de las 20 horas aproximadamente, dado que depende del mes se precisará un poco antes o después esta aportación del alumbrado artificial.

En las instalaciones cerradas por regla general se utiliza el alumbrado artificial de forma permanente, dado que aunque exista iluminación natural, bien por ventanas bien por la colocación de piezas transparentes en cubierta, el nivel lumínico no suele ser suficiente para la práctica deportiva.

Las luminarias utilizadas tradicionalmente para este tipo de instalaciones deportivas, suele ser el proyector mayoritariamente en las instalaciones exteriores, existiendo más variedad en las interiores, donde se suele utilizar pantallas estancas fluorescentes, campanas industriales o los mismos proyectores.

Campanas led sin driver para instalaciones interiores

Los proyectores más utilizados son los de halogenuros metálicos de 400 W, cuyo consumo de energía teniendo en cuenta el equipo que disponen para su funcionamiento y la circunstancia que las bombillas aumentan su consumo según van perdiendo luminosidad con el paso del tiempo,  podría establecerse aproximadamente en 500 W.

Proyector led sin driver para instalación exterior

No obstante, también se utilizan de manera habitual proyectores de mayor potencia, llegando incluso a los 2000 W tanto en vapor de sodio como en halogenuros metálicos.

proyectores led sin driver de potencia

En interiores, además de los proyectores ya indicados se utilizan las pantallas estancas, 2×36 W y 2×58 W, para alumbrado general en instalaciones no muy altas o de bajo requerimiento lumínico, y las campanas industriales, que colgadas al techo aportan una buena iluminación en pabellones deportivos, siendo las más habituales de halogenuros metálicos de 400 W, aunque también las podemos encontrar de mayor potencia.

Pantalla estanca led

El cambio a luminarias led en este tipo de instalaciones es una realidad y una obligación, no podemos estar malgastando energía por no hacer los números y adecuar la instalación a tecología led.

El cálculo del ahorro y la amortización es muy sencillo, aunque hay que tener algunos factores en cuenta:

  1. Ahorro en Término de energía.  Utilizando como ejemplo una luminaria de 400 W puede consumir aproximadamente 500 W, sumándole el consumo del equipo y el consumo de más de la lámpara al no ser nueva.   El nivel lumínico que proporciona una luminaria de este estilo de cierta calidad, se puede sustituir por luminaria led sin driver de 150 W, capaz de proporcionar 18000 lúmenes reales, con un ahorro energético de 350 Wh, lo que al precio de la energía actual, supone que, dependiendo del uso que se realice de la instalación, el periodo de retorno de la adecuación de alumbrado se encuentra entre 1 y 2 años.

    instalación deportiva privada
  2. Ahorro en Término de potencia. Dada que la reducción de la potencia instalada en alumbrado es de un 70%, siempre y cuando utilicemos luminarias de calidad led sin driver, esto supone un ahorro anual en la factura de la luz superior a 17 €, lo que reduce aún mas el periodo de amortización calculado en el punto anterior.
  3. El ahorro en la reposición de lámparas.  La vida útil de una lámpara de descarga oscila entre 5000 y 20000 horas, dependiendo del tipo de gas utilizado, tecnología y  fabricante, por lo que si establecemos una media conservadora de 15000 horas, tenemos que, utilizando una luminaria led sin driver, que nos garantiza que la vida útil de la luminaria es la misma que la del diodo, al carecer de fuente de alimentación, tenemos que por cada luminaria instalada, nos ahorramos 3 cambios de lámpara, cuyo coste medio lo establecemos en 25 €, sin contar el coste del cambio de la lámpara, que suele ser más elevado que la propia lámpara, lo que supone un ahorro 75 € como mínimo, lo que reducirá más el periodo de retorno de la inversión.
  4. Ahorro por la fiabilidad y seguridad de no tener ningún tipo de problema en la luminaria.  Protegiendo nuestras luminarias led sin driver contra sobrecargas atmosféricas, garantizamos la no existencia de problemas en las luminarias durante toda su vida útil, porque lo caro no son los componentes, lo caro en una instalación deportiva son los medios necesarios para la reparación o sustitución de luminarias, además del problema de utilización de las instalaciones mientras no se solucione la incidencia.

    Instalación de focos en pistas deportivas

Con todo lo expuesto y dependiendo de las horas de funcionamiento de la instalación deportiva, en este estudio vamos a suponer 6 horas de funcionamiento diario, el cambio o adecuación del alumbrado a tecnología led, siempre y cuando se trate de led sin driver especialmente diseñado para usos profesionales,  tiene un periodo de retorno máximo de la inversión de 20 meses, lo que supone una inversión muy rentable, que a partir de los primeros 20 meses proporcionará importantes beneficios en la gestión de la instalación deportiva.

Siendo todo esto importante, la nueva instalación led debe proporcionar los valores lumínicos y uniformidad adecuados al deporte que se practique, el CRI (nivel de reproducción cromática) debe ser en todo momento superior a 80, y superior de 90 en el caso de retransmisiones por televisión, el factor de potencia de la nueva instalación superior a 0,9 para no generar energía reactiva, y una robustez y fiabilidad total, para evitar fallos no deseados y sobrecostes por cambio o reparación de luminarias (aunque estén en garantía), y todo ello solamente se puede asegurara con productos led sin fuente de alimentación.

                                                                     Fdo. César Estañol Amiguet                                                                Director comercial GEALED      gealed@ledsindriver.es

Diseño y alumbrado led decorativo eficiente

El diseño está reñido muchas veces con la eficiencia. Normalmente, cuando queremos decorar bien sea una local público, un local privado o nuestra propia casa u oficina, buscamos algo original, que se salga de lo normal, pero a su vez que proporcione una iluminación adecuada para la estancia en que lo instalamos.

Elementos decorativos curvos, circulares, formas rectas… depende del lugar en el que vayan instalados y del diseño que le hayamos dado a la estancia.

Los elementos que podemos utilizar para iluminar interiores son muy diversos.  Normalmente cuando se quiere disponer de un diseño en el que la iluminación tenga vida por sí misma son elementos no empotrados, como apliques, lámparas de pie, lámparas de sobremesa, lámparas en suspensión…

La piedra natural es un elemento que además de elegante, tiene la peculiaridad de ser única, esto es, no podemos encontrar dos piedras iguales, por lo que unimos elegancia y originalidad en un mismo elemento. Para poder observar este elemento en su máxima expresión, lo que hacemos es laminar la piedra natural muy finamente, de forma que la luz pase a través de ella, sirviendo a la vez de elemento decorativo y de elemento lumínico.

Utilizamos pizarra natural recubierta por detrás de fibra de vidrio y poliester, de forma que cada pieza es única.

Para iluminar mejor lo que hacemos es prever en cada luminaria una zona lisa, traslúcida,  realizada con metacrilato opal, que  permita aprovechar mejor el elemento lumínico que disponemos en el interior de cada luminaria, a la vez que ofrecemos uniformidad sin deslumbramiento.

El interior de los distintos modelos lo hemos equipado con nuestra PCB de aluminio de alta pureza dotada de los más avanzados chips led y alimentada con el exclusivo y sólido sistema SSD que evita instalar la fuente de alimentación o driver lo que garantiza la máxima fiabilidad del sistema luminico.

Hemos diseñado tres modelos distintos a los que les hemos dado diversas posibilidades tanto de potencia como de tipo de luminaria para que se adapten a cualquier diseño y que permita cualquier tipo de iluminación.

El modelo circular lo hemos denominado Lago Eyre, por su similitud con un lago, es impresionante como lámpara de suspensión, inicialmente se fabricó en 50 W, pero la estamos realizando en distintas potencias y por supuesto en todas las temperaturas de color, para conseguir el ambiente que se desee.

El modelo líneas rectas lo hemos denominado Rio Obi, y es muy espectacular tanto como lámpara de suspensión como aplique para bañar paredes.  Al conectarse directamente a 230 V en alterna, sin fuente de alimentación, podemos regular su intensidad lumínica de 0 a 100% con la mayor facilidad, consiguiendo el efecto que se pretenda.

El modelo con ondas lo hemos denominado Océano Ártico, siendo su potencia inicial 60 W y su utilización inicial como lámpara de suspensión, aunque ya se fabrica en distintos tipos de modelos y potencias para adaptarse a todas las necesidades.

Todas estas luminarias artísticas y únicas, se encuadran dentro de las luminarias utilizadas en la nueva construcción sostenible, no solamente por el poco consumo energético que tienen en relación a la luminosidad que desprenden, sino por realizarse con una lámina de pizarra natural muy fina, de aproximadamente 1 mm, que permite que con una pieza de pizarra se puedan realizar cientos de capas de piedra, por lo que se reducen considerablemente las extracciones, los residuos y transporte a vertedero, así como ahorro energético en el proceso productivo debido al peso ligero y el reducido volumen lo que reduce también la cantidad de embalajes y medios de transporte.

Una luminaria que se integra dentro de la decoración de la estancia cuando está apagada y que encendida ilumina y resalta por encima de toda la estancia, aportando un toque de distinción y elegancia.

La calidad, la robustez y la eficiencia no están reñidos con el diseño, aportando un elemento único al diseño de cualquier espacio.

                                                                                                    César Estañol Amiguet                                                                                    Director comercial de GEALED           gealed@ledsindriver.es

Las curvas fotométricas en los sistemas de iluminación led…

Como fabricantes de sistemas de iluminación, además de ofrecer un producto de máxima eficiencia y fiabilidad, nos preocupa ofrecer sistemas luminotécnicos que cubran y satisfagan las necesidades y exigencias del cliente final.
Para explicar en qué consiste este esfuerzo, vamos a definir los distintos conceptos utilizados en luminotecnia, necesarios para comprender la necesidad de saber qué características lumínicas nos ofrece cada lámpara o sistema lumínico que adquirimos para un uso concreto:
Flujo luminoso: índice representativo de la potencia de la fuente de luz. Se mide en lúmenes (Lm).
Eficacia luminosa: rendimiento de un sistema lumínico, es la relación entre el flujo luminoso entregado en lúmenes y la potencia consumida en Watts.
Intensidad luminosa: es el flujo luminoso en una dirección concreta. Su unidad es la Candela (cd).
Iluminancia: densidad del flujo luminoso sobre una superficie, así pues depende del tamaño de la superficie y de la distancia, de forma que la iluminancia disminuye con el cuadrado de la distancia. Su unidad es el Lux.
Curvas fotométricas: La distribución de las intensidades luminosas emitidas por una fuente luminosa la podemos mostrar para un flujo luminoso de 1000 lumenes. El volumen determinado por los vectores que representan las intensidades luminosas en todas las direcciones resulta ser simétrico con respecto al eje Y-Y’, es como una figura de revolución engendrada por la curva fotométrica girando alrededor de este eje.

curva fotométrica 1Ley del coseno: Cuando la superficie no es perpendicular a la dirección de los rayos luminosos, la ecuación del nivel de iluminación hay que multiplicarla por el coseno del ángulo que forman con la normal a la superficie con la dirección de los rayos luminosos.
A la vista de los conceptos descritos, es obvio que cada sistema lumínico dispondrá de sus curvas fotométricas particulares, distintas por completo a las curvas fotométricas de cualquier otro sistema lumínico independientemente de la potencia, lámpara emisora o forma externa de la luminaria. El fabricante de un sistema lumínico dispone de las curvas fotométricas de cada uno de sus productos, dado que es el DNI de los mismos, han sido fabricados para proporcionar dicha curva fotométrica y no otra, así pues será la característica que definirá y distinguirá a cada sistema lumínico, por lo que no podremos comparar dos lámparas o luminarias sin disponer de su curva fotométrica.

fabricación españolaEn la iluminación led son muchos los factores que influyen en la curva fotométrica del sistema lumínico, en primer lugar el propio diodo led, la evolución del mismo en los últimos años propicia que existan leds en los sistemas lumínicos que oscilan entre una eficacia lumínica de 50 lúmenes/Watt y los 210 lúmenes/Watt, pero el diodo led se encuentra integrado a su vez en una PCB, en un reflector y en una cubierta, constituyentes todos ellos del sistema lumínico que llamamos lámpara o luminaria led, capaz de reducir la iluminancia del sistema incluso en un 50%, por lo que el flujo luminoso del sistema lumínico deberá ser siempre el que produce el conjunto y no, como muchos fabricantes o importadores publicitan en sus catálogos, el flujo luminoso del diodo led original insertado en el sistema.

Así pues las curvas fotométricas pueden ser tan variadas como por ejemplo las de productos tan similares como la campana industrial led serie Montreal, la campana industrial led serie OVNI o la campana industrial serie Magnum.

Además la temperatura hará variar sobremanera la curva fotométrica del led, por lo que una buena disipación mediante el sistema disipador adecuado a la potencia de la lámpara o luminaria led, modifica en gran medida la misma.  Así pues, se entiende que la misma luminaria con dos disipadores distintos tendrán una curva fotométrica totalmente distinta.  El driver dispone de componentes electrónicos que pierden con el tiempo las características para los que fueron diseñados, produciendo variaciones en la curva fotométrica. Así pues, un led sin driver proporcionará continuidad a las características iniciales para las que ha sido diseñado el sistema led.

curva fotométrica 2Así pues, antes de salir al mercado, el fabricante de sistemas lumínicos led, lleva cada uno de sus productos a un laboratorio homologado, en nuestro caso el ITE, para obtener la curva fotométrica real de cada uno de ellos, constante a lo largo del tiempo, gracias al disipador instalado en el sistema y al exclusivo sistema SSD que permite garantizar la vida útil del sistema led en más de 50.000 horas.

Así pues para un sencillo downlight: downlight

Cuya potencia se puede encontrar entre 10 W para un diámtro de corte de 5 cm hasta 45 W para un diámetro de corte de 2′ cm, la curva fotométrica será la que indicará que con un downlight de 14 W podremos sustituir a la mayoría de los downlights 2×26 W existentes en el mercado, llegando a sustituir con el downlight de 45 W un downlight de halogenuros metálicos de 150 W.

La curva de este producto concreto es:

polar y cartesianosEstas curvas fotométricas se introducirán en el dialux para obtener la iluminancia en el plano de trabajo que se pretende iluminar con cada luminaria, así como la uniformidad y cualquier otro parámetro lumínico que se precise.

Así pues, no es más caro un sistema de iluminación led de calidad, al revés, nos permite dimensionar de forma adecuada la cantidad y tipo de sistemas lumínicos a utilizar en cada local, según la actividad a desarrollar, por lo que se optimiza el sistema, resultando una inversión menor y un coste energético a lo largo del tiempo óptimo.

Fdo. César Estañol Amiguet
Director comercial de Gealed
www.ledsindriver.es