¿Cómo proponer un sistema de control de iluminación?

El control de iluminación es el sistema que permite manipular las diferentes escenas pensadas al solucionar un espacio. Por ello debe formar parte del proyecto de iluminación y no ser considerado una parte adicional. En ese sentido es fundamental que los especialistas conozcan cómo funciona, al menos de manera general, y de qué forma lo pueden considerar dentro de las estrategias de diseño.

En una charla dirigida a estudiantes de iluminación, Carlos Vázquez, especialista de Lutron Electronics, compartió fundamentos eléctricos y de sistemas de control para desarrollar mejores proyectos.

El especialista de Lutron comenzó explicando que la primera forma de regular la iluminación surgió por medio de un reóstato, dispositivo de un circuito eléctrico del tamaño de un plato que permite modificar su resistencia, y a través del movimiento de un cursor o de un eje puede variar el nivel de la corriente. Su mecanismo convertía en calor la energía que llegaba a la fuente de luz.

Esta forma de regular no tenía beneficios energéticos, solo transformaba un porcentaje en iluminación y otro en calor, pero el consumo era el mismo y el mecanismo de conexión similar al de un switch ON/OFF. Ya en los años 60 se creó el atenuador como hoy lo conocemos y nos permite regular la intensidad de una fuente de luz.

Una curva senoidal, como la que se muestra en la imagen 1, representa 100 % de encendido de la fuente de luz. La curva de encendido-apagado sucede 120 veces por segundo en una luminaria, pero si se interrumpe la energía que la alimenta en un momento determinado y en función del porcentaje de regulación, entonces la luz se verá atenuada. De esta manera funciona un atenuador convencional.

Al suceder 120 veces por segundo, el ojo humano no percibe el cambio, lo que detecta son niveles más bajos de iluminación. En este caso la energía no llega a la luminaria, por ende, no se desperdicia en calor, a diferencia del reóstato.

Este tipo atenuación, llamado TRIAC, puede realizarse de dos maneras llamadas Fase Delantera o forward phase y Fase Trasera o reverse phase. La diferencia entre ambas es el momento en que se realiza el corte de energía, ya sea en la parte delantera o trasera.

Anteriormente era necesario que la luminaria y el atenuador o controlador se regularan de la misma manera. Ahora existen dimmers con un mecanismo llamado “fase adaptativa” que funcionan con ambas.

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¿Qué debo tener en cuenta para proponer un sistema de control?

Para controlar la iluminación existen tres puntos básicos que deben considerarse:

1. Iluminación técnica: ¿de qué manera se resuelve el proyecto?
2. Experiencia: ¿qué quiero lograr en el espacio?
3. Control: ¿cómo se van a detonar los ambientes en el espacio?

Las experiencias y el control deben considerar elementos adicionales a la iluminación, de manera que un profesional de la iluminación puede implementar otros sistemas en sus proyectos, además de integrar a la luz natural y por medio de un control será posible manipular elementos que la regulen, como las persianas.

Primero, es necesario diferenciar qué tipos de luminarias se utilizan en el proyecto; éstas pueden ser: proyectores, candiles, colgantes, decorativas, tira de LED, etc. A la par deben definirse los tipos de iluminación utilizados, ya que permiten identificar qué elementos deben estar en el sistema de control y cuáles no. Las tipologías pueden ser:

• Ambient light: Iluminación general de un espacio.
• Accent light: Iluminación enfocada en un área u objeto en particular. Suele utilizarse para resaltar arte u otros objetos.
• Task light: Iluminación necesaria para desarrollar actividades específicas que requieren mayores niveles de intensidad

Si bien en la actualidad la mayoría de los proyectos utilizan LED, es importante conocer el funcionamiento de tecnologías previas, ya que en muchas ocasiones los principios son los mismos.

Las fuentes incandescentes se controlan por corte de fase, mientras que las fluorescentes se podían regular por el método 0-10V, en el que se envía una señal al balastro para indicar el porcentaje de atenuación. Actualmente es utilizado en ciertas aplicaciones.

Por su parte, los LEDs se pueden dividir en lámparas (retrofit) y luminarias con LED integrado. Aunque en apariencia son distintas, el mecanismo de funcionamiento es el mismo, compuesto por driver, diodo emisor de luz y el casing o carcasa de la luminaria.

Al atenuar lámparas retrofit, suele utilizarse el método de dos hilos o TRIAC debido a que en la mayoría de los casos solo llegan dos cables de alimentación a la luminaria (neutro y fase controlada). Sin embargo, utilizar un driver externo permite regular por distintos métodos: 0-10V, DMX, DALI/ECO, y 127V (corte de fase).

Vale la pena detenerse en los drivers de atenuación 0-10V que, a diferencia de las conexiones de una atenuación por corte de fase, utilizan dos cables de señal, además de los eléctricos.

Si bien en los protocolos digitales también se utilizan dos cables, en 0-10V circulan voltaje. Uno de ellos siempre lleva 0V que es de referencia y el otro lleva entre 0 y 10V para que la luminaria se encienda en determinado porcentaje.

Por otra parte, controlar la tecnología LED ofrece muchas posibilidades, pero debe hacerse de manera correcta y considerando la compatibilidad entre todos los dispositivos que conforman al sistema, ya que de no ser así pueden presentarse algunos inconvenientes, como:

Pop-on: La luminaria no enciende gradualmente, lo hace hasta llegar a determinado porcentaje.

Visible steps: La atenuación no se realiza de manera gradual, la luminaria aumenta/disminuye sus niveles de iluminación en escalones.

Flicker: La luz parpadea a distintos niveles de intensidad.

Drop-out: La iluminación se apaga al llegar a determinado porcentaje de atenuación.

Dead travel: La luz no cambia de acuerdo a los ajustes del potenciómetro.

En cualquiera de los métodos de atenuación elegidos, al realizar una correcta elección de driver se pueden evitar los problemas mencionados. Asimismo, determina el rango (10%, 20%, 35%) y tipo de atenuación (ON/OFF, corte de fase, 0-10V, EcoSystem), que a su vez deberá ser compatible con el sistema de control.

Algunos consejos generales para los especialistas de iluminación al momento de considerar un sistema de control de LED son los siguientes:

• Especificar el driver de todas las luminarias LED
• De ser posible, realizar pruebas de compatibilidad entre driver, luminarias y atenuadores
• El LED con driver externo suele tener una mejor curva de atenuación que aquellos que utilizan driver interno
• Los drivers con señal digital atenúan mejor que aquellos que lo hacen por corte de fase

Otro aspecto importante a considerar es la caída de tensión o la tubería de la instalación, pues los cables de alimentación deben ir separados de los de control (en caso de contar con cables adicionales como es el caso de 0-10V y EcoSystem). De colocarse juntos la lectura del voltaje se volverá compleja para el driver.

La atenuación digital lleva dos cables por los que circula información. En algunos casos, un mismo cableado puede seguir la trayectoria de todas las luminarias, mientras que en 0-10V cada una deberá llevar su propio cableado.

Un primer planteamiento

Como se mencionó, a la par del diseño de iluminación debe nacer el sistema de control, para ello los especialistas deben definir los siguientes puntos:

1. Luminarias: Identificar las tipologías de iluminación, así como su carga en watts y tipo de control.
2. Zonas: Seleccionar la luminaria o grupo de luminarias que serán controlados de manera simultánea (deben compartir el mismo tipo de control).
3. Escenas: Determinar los efectos de iluminación combinando una o más zonas con sus respectivos niveles de intensidad; podrán activarse por botoneras, sensores u horario.
4. Secuencia: Será el resultado de las diferentes escenas generadas durante el día.

Finalmente, la elección de un sistema de control debe considerar los puntos antes mencionados y sostenerse bajo 4 pilares fundamentales:

• Inputs, ¿qué acciones detonan las escenas?
• Outputs, ¿qué dispositivos reaccionan ante los inputs
• Interfaz de usuario, es el medio con que el usuario podrá comunicarse con el sistema de control
• Integración, ¿cuál será el lenguaje de comunicación entre los distintos dispositivos (no solo de iluminación)?

Lutron cuenta conlos siguientes sistemas de control de iluminación para cubrir las distintas necesidades de los proyectos y atender los diferentes mercados:

Uso Residencial: Ra2 Select, HomeWorks

Uso Comercial: Vive, Athena, Quantum

[box] José Carlos Vázquez Quintero es arquitecto por la Universidad de Monterrey y Maestro en Arquitectura, Tecnologías de la arquitectura, instalaciones y eficiencia energética por la Universidad Politécnica de Cataluña. Lighting Designer por la misma universidad. Actualmente es MEP & Architecture Team Leader en Lutron Electronics. [/box]