Luminarios para vialidades con lámparas de aditivos

En la actualidad a nivel mundial la incorporación de nuevos luminarios con lámparas de aditivos metálicos cerámicos para el alumbrado público de vialidades se está considerando como una excelente alternativa de sustitución para los luminarios que aún se encuentran instalados y que continúan operando lámparas de aditivos metálicos, vapor de sodio en alta presión o vapor de mercurio, por lo que el ingeniero Gabriel Torres Aguilar, consultor en iluminación, nos presenta el siguiente articulo técnico.

El alumbrado público de vialidades es un sistema de iluminación utilizado para zonas públicas con tránsito vehicular y peatonal que proporciona una visión confortable, agudeza visual, rapidez de percepción y capacidad de visibilidad a los conductores y peatones en calles, calzadas, ejes viales, vías primarias, carreteras, boulevares y autopistas.

Hasta la fecha en el alumbrado público de vialidades de casi todos los países del mundo se continúan utilizando luminarios diseñados específicamente para operar lámparas de descarga en gas por alta presión (aditivos metálicos, vapor de sodio o vapor de mercurio) y recientemente se han desarrollado luminarios para operar fuentes luminosas artificiales de avanzada tecnología, como las lámparas de aditivos metálicos cerámicos.

Una lámpara de aditivos metálicos cerámicos es una fuente luminosa artificial integrada por un tubo cilíndrico de descarga fabricado de PCA (Poly Crystalline Alumina –Alumina Policristalina) el cual es un material cerámico que tiene una gran resistencia a las altas temperaturas de operación y a los efectos destructivos de la corrosión de los aditivos metálicos. En su interior contiene una reducida cantidad de Mercurio y una mezcla de elementos químicos, como Sodio, Escandio, Disprosio, Talio, Holmio y Osmio (aditivos metálicos).

El principio de operación de la lámpara de aditivos metálicos cerámicos se basa en la aplicación de un alto voltaje en cada uno de los electrodos de operación del tubo cilíndrico cerámico de descarga, lo cual produce un flujo constante de electrones que al colisionar con los átomos de la atmosfera gaseosa del Mercurio generan una muy alta temperatura que evapora la mezcla de aditivos metálicos, los cuales de forma progresiva se van integrando a la descarga de corriente eléctrica existente entre los electrodos de operación, con lo cual se origina una radiación visible de muy amplio espectro luminoso.

Las lámparas de aditivos metálicos cerámicos para el alumbrado público de vialidades tienen las siguientes características:
• Potencias de lámpara: 60, 90 y 140W.
• Flujo luminoso fotopico inicial: 6900 lúmenes (60W), 10450 lúmenes (90W) y 16500 lúmenes (140W).
• Relación S/P: 2.1
• Vida útil promedio: 30,000 horas.
• Índice de rendimiento de color: 70.
• Temperatura de color: 2,800 K.
• Eficacia promedio: 114 lm/W (60W), 116 lm /W (90W) y 118 lm/W (140W).
• Depreciación del flujo luminoso: 10% a las 20,000 horas de la vida útil promedio.
• Encendido y reencendido promedio: 5 a 8 minutos.
• Base de doble pin: PGZ12 de giro con enclave de fijación.
• Bulbo exterior tubular claro de cuarzo: T6 con 19 milímetros de diámetro.
• Posición de operación: horizontal con tolerancia de inclinación de + 15° a -15°.

Para su encendido y operación una lámpara de aditivos metálicos cerámicos con base PGZ12 requiere de un balastro electrónico de baja frecuencia, el cual tiene las siguientes características:
• Voltaje de alimentación: 220 – 240 V.
• Factor de potencia: 95 %.
• Distorsión total de armónicas: <10%.
• Frecuencia de operación: 400 Hz.
• Potencia de consumo: 10% de la potencia de lámpara.
• Protección contra transitorios de 10 kV.
• Temperatura de operación: – 20º a + 50º C.

Actualmente los luminarios convencionales para el alumbrado público de vialidades a nivel mundial que aun operan lámparas de aditivos metálicos y de vapor de mercurio de 100, 175 y 250W o de vapor de sodio en alta presión de 100, 150 y 250W con balastros electromagnéticos se pueden sustituir de forma integral por nuevos luminarios que operan lámparas de aditivos metálicos cerámicos con base PGZ12 de 60W (para 100W), 90W (para 175 y 150W) y 140 W (para 250W), los cuales tienen las siguientes características:
• Carcasa que aloja al módulo de potencia y conjunto óptico, fabricada en fundición de aluminio inyectada en alta presión con acabado de pintura de resina poliéster en polvo aplicada mediante proceso electrostático.

• Tapa de apertura superior con abatimiento trasero o lateral para acceso al conjunto óptico y modulo de potencia, fabricada en fundición de aluminio inyectada en alta presión con acabado de pintura de resina poliéster en polvo aplicada mediante proceso electrostático.
• Conjunto óptico con alto grado de protección ante el ingreso de partículas sólidas y liquidas (IP66), integrado por un refractor curvo o plano de vidrio claro termotemplado resistente a cambios bruscos de temperatura, el cual se encuentra sellado con silicón a un reflector compacto con diseño multifacetado fabricado de aluminio hidroformado anodizado de alta reflectancia con acabado especular.
• Empaques o sellos termoformados de hule silicón con larga vida útil para asegurar una alta hermeticidad entre la carcasa y la tapa de apertura superior (IP65).
• Sistema de cierre entre la tapa de apertura superior y la carcasa mediante broche frontal o lateral fabricado de acero inoxidable.
• Lámpara de aditivos metálicos cerámicos con base PGZ12 en potencias de 60, 90 o 140 W.
• Balastro electrónico de baja frecuencia para operar una lámpara de aditivos metálicos cerámicos con base PGZ12 de 60, 90 o 140 W alojado dentro del módulo de potencia.
• Acceso a la lámpara de aditivos metálicos cerámicos con base PGZ12 a través de portalámparas con posición ajustable, alojado dentro de un contenedor cilíndrico con mecanismo rotativo de cierre situado en la parte posterior del reflector del conjunto óptico.
• Filtro de carbón activado situado en la parte posterior del reflector para evitar altas presiones de operación dentro del conjunto óptico.
• Sistema de montaje del luminario mediante adaptador horizontal ajustable con entrada para brazo a poste y/o acoplamiento vertical para colocación en punta de poste.
• Curvas de distribución fotométrica IES tipo II media o III media con control cut-off que limita al máximo el flujo luminoso enviado hacia el hemisferio superior del luminario.
• Eficiencia promedio del luminario de 80% con un alto coeficiente de utilización del lado calle que permite una mejor uniformidad del flujo luminoso emitido hacia la carpeta asfáltica.

Los luminarios para el alumbrado público de vialidades que operan lámparas de aditivos metálicos cerámicos con base PGZ12 en potencias de 60, 90 y 140W son una excelente alternativa de sustitución para los actuales luminarios que aún existen instalados en todo el mundo y al igual que los nuevos diseños de luminarios que, ya operan lámparas de inducción electromagnética, diodos emisores de luz y recientemente lámparas de plasma; son nuevas tecnologías en fuentes luminosas artificiales que permiten obtener ahorros significativos en el consumo de energía eléctrica al mejorar las características de eficacia, índice de rendimiento de color, vida útil promedio, temperatura de color, relación S/P o depreciación del flujo luminoso respecto a las actuales lámparas de aditivos metálicos y vapor de mercurio de 100, 175 y 250 W, y de vapor de sodio en alta presión de 100, 150 y 250 W.

La actual tendencia en el diseño y construcción de los luminarios para el alumbrado público de vialidades a nivel mundial va dirigida hacia la incorporación de lámparas más eficaces que utilicen dispositivos electrónicos más eficientes para su encendido y operación, lo cual permite tener una mayor eficiencia óptica y eficacia energética al considerar la utilización de fuentes luminosas artificiales de última generación, como actualmente las lámparas de aditivos metálicos cerámicos con base PGZ12 en potencias de 60, 90 y 140W.

Agradecemos al ingeniero Gabriel Torres Aguilar su colaboración para la realización de este articulo; usted puede dejar un comentario directamente en este articulo (recuadro inferior).