Punto de luz con luminaria fluorescente.

Introducción.

Se denomina luminaria fluorescente al conjunto que forma la armadura o carcasa de la luminaria, junto con la lámpara tubo fluorescente, el cebador y la reactancia o balasto necesarios para su funcionamiento.

Las lámparas fluorescentes se clasificas como lamparas de descargas, siendo lámparas de vapor de mercurio a baja presión. Se utilizan normalmente para la iluminación domestica, industrial y sector servicios (centros comerciales, hospitales, hoteles, etc.). Su gran ventaja frente a otro tipo de lámparas es su eficiencia energética.

Lámparas fluorescentes.

Las lámpara fluorescentes son fuentes luminosas consecuencia de una descarga eléctrica en atmósfera de vapor de mercurio a baja presión, en las que la luz se genera por el fenómeno de la fluorescencia.

La lámpara fluorescente normal consta de un tubo de vidrio de diámetro y longitud variable según la potencia, recubierto internamente de una capa de sustancia fluorescente. En los extremos del tubo se encuentra los cátodos de wolframio impregnados de una pasta emisora de electrones. Interiormente tiene un gas noble (argón, kriptón, etc.) enrarecido con átomos de mercurio.

En cuanto a su funcionamiento, la luz se produce mediante la activación del fósforo por la radiación ultravioleta de una descarga eléctrica provocada entre los electrodos y mantenida en el vapor de mercurio encerrado en el tubo. Antes de provocar la descarga, los electrodos son precalentados por medio de un cebador que, al abrirse, genera un pico de alta tensión suficiente como para provocar el encendido de las lámparas.

Su eficacia luminosa se encuentra entre los 50 y 100 Lm/W, dependiendo del tipo de lámpara. La vida media está en torno a las 10.000-12.000 horas, aunque su vida útil se puede estimar entre las 5.000 y 7.000 horas, tras cuyo periodo se evidencia la depreciación del flujo luminoso en la lámpara.

Cebador.

El cebador es el dispositivo encargado de facilitar el encendido de la lámpara fluorescente. Antes de que se provoque la descarga, los electrodos son precalentados por el cebador, al abrirse, genera un pico de alta tensión suficiente como para provocar el encendido de la lámpara.  

Está formado por una pequeña ampolla de cristal que contiene gases a baja presión (neón, argón y gas de mercurio) y en cuyo interior se halla un contacto formado por una lámina bimetálica doblada en "U". En paralelo con este contacto hay un condensador que actúa como amortiguador de chispa.

El cebador, como se verá en los esquemas eléctricos siguientes, se conecta en paralelo con la lámpara fluorescente.

Reactancia o balasto.

Las reactancias o balastos son dispositivos empleados para limitar y estabilizar la corriente de arco de las lámparas de descargas. Las reactancias son en sí mismos impedancias y existen varios tipos: inductivas, resistencias o combinación de ellas. En la práctica se utilizan casi en exclusividad las reactancias de tipo inductivo y en ocasiones los inductivos-capacitivos. Las reactancias resistivas no se utilizan debido a las elevadas pérdidas en forma de calor que ocasionan.

Finalmente aparecen las reactancias o balastos electrónicos, que combinan en sí mismos el sistema de encendido, compensación y regulación de corriente en la lámpara consiguiendo consumos menores de potencia.   

Reactancias o balastos tipo inductivo de doble nivel de potencia.

Son balasto destinados a instalaciones que necesiten reducir el nivel de iluminación a determinadas horas, sin una disminución importante de visibilidad pero con un buen ahorro energético.

Como la reducción del flujo luminoso se aplica para todas las lámparas, se evitarán las zonas oscuras y peligrosas por falta de visibilidad, como ocurre en instalaciones que, con el fin de ahorrar energía, se apagan ciertos puntos alternado o calles enteras.

El principio de funcionamiento de los balastos con doble nivel de potencia es que inicialmente dan los valores máximos de flujo luminoso a la lámpara. A la hora programada, por ejemplo, mediante un reloj astronómico o una fotocélula, el relé del balasto permite conmutar la potencia y el flujo emitido por la misma y como consecuencia la potencia absorbida de la línea.

Reactancia o balasto electrónico.

Los balastos convencionales funcionan a la frecuencia de la red eléctrica (50 Hz). Este tipo de frecuencia supone que la lámpara no dé una luz continua, sino que muestra un parpadeo a esa frecuencia.

A mediados de los años noventa, aparecieron nuevos tipos de balastos llamados balastos electrónicos, que operan a una frecuencia muy superior a los anteriores (aproximadamente 20 kHz).

Garantizan un funcionamiento silencioso, aumentan la eficacia luminosa (más cantidad de luz aportada por cada unidad de potencia eléctrica) de la lámpara, aumentan la vida útil de la misma y suponen un ahorro energético.

El balasto electrónico asume el encendido de la lámpara, sin necesidad de cebador. El procedimiento adoptado es el precalentamiento de electrodos, que da como resultado un encendido casi instantáneo, del orden de 0,5 segundos.

 A continuación se enumeran algunas de las ventajas de los balastos electrónicos frente a los balastos convencionales:

• Encendido y reencendido instantáneo. 
• Tubos sin parpadeo cuando están por agotarse. 
• No provocan efecto estroboscópico. 
• Fácil instalación. 
• Disminución de pérdidas, aumentando la eficiencia del tubo. 
• Permiten un ahorro de hasta un 30 %.
• Menor temperatura, por lo que se pueden utilizar sobre superficies más sensibles al calor. 

Esquemas punto de luz con luminaria fluorescente.

El punto de luz con luminaria fluorescente puede formar parte del Circuito C-1 (en electrificación básica) y del Circuito C-6 (en electrificación elevada) según la ITC-25 del Reglamento Electrotecnico de Baja Tensión.

Por otro lado, según la ITC-BT 44 "Instalaciones de receptores. Receptores de alumbrado" en el punto "3. Condiciones de instalación de los receptores para alumbrado", en el apartado "3.1 Condiciones generales" especifica entre otras cosa:

• En instalaciones de iluminación con lámparas de descarga realizadas en locales en los que funcionen máquinas con movimiento alternativo o rotatorio rápido, se deberán tomar las medidas necesarias para evitar la posibilidad de accidente causados por ilusión óptica originada por el efecto estroboscópico.
• Los circuitos de alimentación estarán previstos para transportar la carga debida a los propios receptores, a sus elementos asociados y a sus corrientes armónicas y de arranque. 
• Para receptores con lámparas de descargas, la carga mínima prevista en voltiamperios será de 1,8 veces la potencia en vatios de las lámparas. 
• En el caso de receptores con lámparas de descarga será obligatoria la compensación del factor de potencia hasta un valor mínimo de 0,9, y no se admitirá compensación en conjunto de un grupo de receptores en una instalación de régimen de carga variable, salvo que dispongan de un sistema de compensación automático con variación de su capacidad siguiendo el régimen de carga.

Normalmente los fabricantes de la luminarias fluorescente ya vende la luminaria con el factor de potencia igual a uno o próximo a uno, es decir el factor de potencia ya esta corregido incluyendo un condensador de una capacidad apropiada para que el factor de potencia sea igual a 1.

La instalación consta de una protección eléctrica (fusible o interruptor magnetotérmico), un interruptor, una lámpara fluorescente, un cebador y una reactancia o balasto.

Su conexión se realiza mediante un conductor de fase, un conductor neutro y un conductor de puesta a tierra, los 3 conductores generalmente son de sección de 1,5 mm2. La alimentación al circuito se toma de la caja de derivación más cercana, normalmente la que se instala en la propia habitación o recinto donde se va a instalar el punto de luz con luminaria fluorescente.

El conductor de fase , se conecta a la entrada del interruptor, y del borne se salida del interruptor a uno de los electrodos del tubo fluorescente. La reactancia es conectada en serie a uno de los electrodos del otro extremo del tubo fluorescente y al conductor neutro. Desde la salida de la reactancia, el neutro va hasta la caja de derivación. El cebador es conectado en paralelo con los otros electrodos del tubo fluorescente tal y como se indica en el esquema eléctrico. El conductor de protección de puesta a tierra que sale desde la caja de derivación se conecta a la carcasa de la luminaria con tubo fluorescente.

A continuación se presenta un esquema de conexión del punto de luz con luminaria fluorescente. Se observa en detalle como se realiza la conexión en la caja de derivación.