Led y diseño responsable

La actual legislación en España exige que la iluminación de emergencia proporcione unos niveles mínimos de iluminancia y una determinada autonomía que generalmente es de 1 hora o 2 horas en algunas zonas de edificios de uso hospitalario.

Para cumplir con estos requisitos se realiza un proyecto y durante la ejecución de la obra se garantiza que estos niveles de iluminación y autonomía se cumplan. Pero ¿qué ocurre años después? La normativa exige que estos requisitos se cumplan durante toda la vida del edificio, no solamente en el momento en el que se finaliza la obra.

Para poder cumplirlo es obligatorio que la instalación de alumbrado de emergencia sea revisada periódicamente y en caso de que no se cumpla, se proceda a realizar las labores de mantenimiento necesarias.

Tradicionalmente, dentro de las luminarias de emergencia autónomas han existido dos elementos a los que ha habido que realizar mantenimiento. Se trata de las lámparas y las baterías.

Si nos ponemos en un caso ideal, sería muy satisfactorio que se diseñasen luminarias de emergencia en las que no fuese necesario el cambio de la lámpara ni de la batería a lo largo de toda la vida de la luminaria y que su vida útil fuera muy prolongada. Mejoraría la seguridad, reduciría las labores de mantenimiento y sería mucho más sostenible.

Por estas razones es fundamental aprovechar la tecnología para diseñar productos mejores. El objetivo es que resuelvan su función de manera más eficaz que utilizando tecnologías más antiguas. En este post vamos a tratar las lámparas y cómo determinada tecnología led puede ayudar a cumplir estos objetivos de eficacia planteados.

A día de hoy la tecnología led ha sustituido por completo a la fluorescencia en las luminarias que Daisalux comercializa. Es necesario utilizar esta tecnología con un objetivo y hacerlo de forma responsable para obtener resultados satisfactorios.

Daisalux utiliza en muchas de sus luminarias de emergencia “led monochip de alto brillo” para diseñar y construir las lámparas led que utilizan sus luminarias.

Los fabricantes de este tipo de led proporcionan en sus fichas técnicas datos nominales de flujo luminoso, tensión y corriente de alimentación, eficacia luminosa, etc. Daisalux también les solicita datos de vida estimada en función de la temperatura que habitualmente no se facilitan, pero que ayuda en una selección previa del led.

Sin embargo, los resultados reales pueden diferir ampliamente de los proporcionados por el fabricante del led dependiendo del diseño de la lámpara y de la propia luminaria. La vida estimada del led puede no ser la adecuada por varios factores entre los cuales se encuentran:

  • Baja calidad del led. Fabricante desconocido y poco fiable.
  • Alimentación incorrecta.
  • Temperatura de trabajo muy alta. Mal diseño de la luminaria con focos de calor cercanos y mal sistema de disipación del calor.
  • Exteriores o zonas con altas temperaturas.
  • Ambiente y agentes externos. Alta radiación.

Si se desea que la vida del led sea lo más alta posible, el diseño de la luminaria debe contemplar los puntos críticos que pueden reducir ampliamente la esperanza de vida de la lámpara. En las luminarias comercializadas por Daisalux una lámpara led puede contener uno o varios ledes.

Daisalux únicamente utiliza ledes de alto brillo y de muy alta eficiencia de fabricantes contrastados en los que la información técnica que proporciona se ajusta a la realidad. Para comprobar las prestaciones de los ledes, se ha desarrollado un sistema cuidadoso de selección de los modelos en el que es necesario pasar un periodo de pruebas. Una vez validados los modelos de led utilizables, se procede al diseño de la lámpara y la luminaria.

En el diseño de la lámpara, Daisalux utiliza circuitos impresos con sistema de vías térmicas de fibra de vidrio o de aluminio en función del tipo y cantidad de ledes utilizados.

 

foco led atria

Lámpara led utilizada en serie Atria con circuito impreso de aluminio.

 

led-con-vias-termicas-ziner

Lámpara led utilizada en serie Ziner con circuito impreso fabricado en fibra de vidrio con vías térmicas. Parte posterior en cobre para favorecer la conducción del calor al disipador.

 

 

disipador foco izar

El diseño de la lámpara puede contener un disipador como es el caso de la serie Izar que se encuentra en el foco de la luminaria.

 

En proyectos como en la serie Atria y serie Ziner se ha diseñado el cuerpo de la luminaria en aluminio en el que el cuerpo no solamente hace las funciones de bastidor de la luminaria sino que también hace las funciones de disipador.

Además de los cálculos propios de ingeniería térmica, sobre el dimensionamiento de los medios de disipación (conducción y convección) del calor generado por la lámpara, Daisalux utiliza software de simulación de mecánica de fluidos (CFD) para evaluar el trabajo térmico de toda la luminaria.

 

Simulación térmica Atria

Simulación CFD de luminaria Atria

 

Simulación térmica Ziner

Simulación CFD de luminaria Ziner

 

Una vez completadas las simulaciones por software Daisalux comprueba que estos objetivos se cumplen con maquetas, prototipos y finalmente productos terminados.

 

Izar Termografia

Medición por sonda de temperatura ambiente, en el disipador de calor y en el led. Foto termografíca de la serie Izar.

 

Mediante cálculos previos y comprobaciones empíricas, Daisalux utiliza los siguientes métodos para el cálculo de la vida de sus lámparas led:

  • LM-80: Método utilizado por el IES (Illuminating Engineering Society) para medir el mantenimiento del flujo luminoso de una fuente de luz en estado sólido como es el caso de un led.
  • TM-21: Método utilizado por el IES para extrapolar el mantenimiento del flujo luminoso de un led.

Partiendo de los datos recogidos en el ensayo LM-80 permite obtener una estimación de la vida en horas de funcionamiento y el porcentaje de ledes que no superarán esta estimación. Este método permite extrapolar hasta 6 veces los datos obtenidos en la medida realizada.

Mediante estos dos métodos la estimación de la vida del led se expresa de la siguiente manera:

  • Tiempo especificado en horas
  • L: % (0-100) del flujo luminoso mantenido tras el tiempo especificado.
  • B: % (0 – 100) de lámparas que no llegan al valor L tras el tiempo especificado.

En luminarias de las series Ziner, Izar, Block, Lens y Atria se estima una vida útil para la lámpara led de al menos 70.000 horas L90 y B10, significando que transcurridas 70.000 horas el 90 % de los ledes mantendrán el 90 % del flujo luminoso. En caso de las luminarias de Daisalux en este dato también se incluye la fuente de alimentación (driver) de la lámpara led que se encuentra en la tarjeta electrónica de la luminaria.

Obtenidos estos resultados, se puede asegurar que en estas familias de luminarias no va a ser necesaria la sustitución de la lámpara a lo largo de la vida útil de una luminaria no permanente.

Cuando se utilizan luminarias de tipo permanente es necesario que las luminarias se puedan apagar en las horas en las que el edificio no tenga actividad o no sea necesario que estén encendidas. Para ello es necesario que la luminaria disponga de doble borna de alimentación, una de ellas para la carga de la batería y otra para la alimentación de la lámpara en permanencia. Esta medida permite un menor uso de lámpara en permanencia que alarga su vida útil y reduce el consumo de energía de la instalación.

Luminarias Autónomas Ecopermanentes.

La función de la ecopermanencia es una función desarrollada por Daisalux en los modelos Ziner, Izar, Lens, Block y Atria permanentes Autotest y TCA.

Incorporan un detector de luminosidad fácilmente programable que encenderá la luminaria en permanencia en caso de penumbra.

Detector Luminosidad Ziner Izar

Detector de luminosidad

Esta medida, al igual que con la doble borna permite un menor uso de lámpara en permanencia que alarga su vida útil y reduce el consumo de energía de la instalación. Es posible combinar el uso de la doble borna junto con la función de ecopermanencia.

Resumiendo, un diseño responsable implica responder a las necesidades de eficacia previamente planteadas. El cambio a una nueva tecnología tiene que llevar implícita la mejora de esta eficacia. Lamentablemente a día de hoy existen en el mercado productos de bajo coste en los que se han elegido ledes de muy baja calidad. Cuando se utilizan ledes de este tipo generalmente tampoco se invierten recursos en un diseño adecuado para garantizar una alta vida útil de la lámpara.

Aunque las soluciones de bajo coste parecen atractivas en un principio, no dotan de la misma seguridad a los edificios, consumen más energía y no permiten la posibilidad de realizar mantenimiento en caso de ser necesario. Finalmente en un periodo de tiempo relativamente corto existirá la necesidad de sustituir las luminarias por unas nuevas y en caso de que no se haga repercutirá muy negativamente en la seguridad del edificio. El riesgo será elevado.

El desarrollo de soluciones pensadas en la eficacia solo permite la inclusión de nuevas tecnologías si éstas mejoran los resultados. Para Daisalux esto solo está justificado si se hace de manera responsable. Lamentablemente el hecho de que algunos productos del mercado dispongan de tecnología led no significa que sea un buen producto sobre todo en aparatos de bajo coste.

2019-11-27T17:37:06+00:00 5 noviembre, 2019|Iluminación de emergencia|Sin comentarios

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