Tesis Final

DISEÑO DE UN SISTEMA AUTONOMO DE CONTROL DE ILUMINACION PARA OPTIMIZACIÓN PARCIAL DE LA ENERGÍA CASO DE ESTUDIO HOSPITAL

UNIVERSITARIO ERSMO MEOZ

HERNAN FELIPE MEZA ONTIVEROS

MARCO ALEJANDRO SUÁREZ RAMÍREZ

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA

FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA

DEPARTAMENTO DE IGENIERIAS MECANICA, MECATRONICA E INDUSTRIAL

PROGRAMA DE INGENIERIA MECATRÓNICA

VILLA DEL ROSARIO

2013

DISEÑO DE UN SISTEMA AUTONOMO DE CONTROL DE ILUMINACION PARA OPTIMIZACIÓN PARCIAL DE LA ENERGÍA CASO DE ESTUDIO HOSPITAL

UNIVERSITARIO ERASMO MEOZ

HERNAN FELIPE MEZA ONTIVEROS

MARCO ALEJANDRO SUAREZ RAMIREZ

TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE INGENIERO EN

MECATRÓNICA

DIRECTOR: Msc(C). OSCAR MANUEL DUQUE SUAREZ

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA

FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA

DEPARTAMENTO DE IGENIERIAS MECANICA, MECATRONICA E INDUSTRIAL

PROGRAMA DE INGENIERIA MECATRÓNICA

VILLA DEL ROSARIO

2013

2

AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan su agradecimiento a:

Msc(C). Oscar Manuel Duque Suarez, director del proyecto, por todos sus aportes,

acompañamiento durante el proceso de formación y su valioso tiempo compartido

a través de los años.

A todos aquellos profesores, ingenieros del HUEM, y personas en general que nos

apoyaron en este proyecto.

A todos nuestros compañeros de la universidad Miguel Luna, Juan Pablo, Fabián

Padilla, Sergio Vargas, por habernos acompañado en esta etapa universitaria. A

nuestros profesores por su apoyo y brindarnos sus conocimientos.

Felipe Meza: Agradezco a mi madre María Adelaida Ontiveros Soto por todo su

apoyo y amor que han sido la energía que me alienta a seguir adelante.

Marco Alejandro: Agradezco primero a Dios por todas sus bendiciones y por

haberme permitido culminar esta etapa que se convierte en un sueño más

alcanzado, a mi madre, hermanos y todos mis familiares por su cariño y apoyo, a

Cristian Estacio por su incondicional amistad, a Geiler Mejía y Familia por todo su

apoyo, a los diferentes docentes que conocí a través de la formación y

compañeros con los que compartí experiencias en especial a mis amigos Ricardo

Demoya y Felipe Meza con quien desarrollé este trabajo.

3

DEDICATORIA

Hernán Felipe Meza: Dedico este trabajo a mi bella madre, mujer pujante y

sensata por brindarme su amor, confianza y haber compartido conmigo los “ires y

venires” en el plano personal y sus palabras de aliento.

Marco Alejandro Suarez Ramírez: El presente trabajo lo dedico a mi madre María

Esther Ramírez quien con su amor, comprensión y sabiduría forjo mis principios y

ha sido la guía de mi vida. Todos mis éxitos los debo a ella.

4

PROGRAMA: _______________________________________________________________________________________

MODALIDAD DE TRABAJO DE GRADO

DOCENCIA REALIZACIÓN DE DIPLOMADO PASANTIA DE INVESTIGACIÓN

PRACTICA INTEGRAL PRÁCTICA EMPRESARIAL RECITAL DE GRADO

X INVESTIGACIÓN

EL JURADO CALIFICADOR CONFORMADO POR: (Nombres, apellidos y documento de identidad).

JURADO 1: Pablo Gómez / C.C: _______________________________

JURADO 2: Rocco Tarantino / C.C: _______________________________

JURADO 3: / C.C: _______________________________

EN SU SESIÓN EFECTUADA EN: ________________________________ A LAS ___________ HORAS, DEL DÍA 28 DEL MES 01 DEL AÑO 2013

Terminadas sus deliberaciones, y en cumplimiento de las normas y acuerdos de los órganos de dirección de la Universidad de Pamplona, se ha llegado a la siguiente conclusión:

Primera Conclusión: Otorgar la Calificación de: ___.___

EXCELENTE (4.5) APROBADO (<4.5,3.0) INCOMPLETO

AL TRABAJO DE GRADO TITULADO: DISEÑO DE UN SISTEMA AUTONOMO DE CONTROL DE ILUMINACION PARA OPTIMIZACIÓN PARCIAL DE LA ENERGÍA CASO DE ESTUDIO HOSPITAL UNIVERSITARIO ERASMO MEOZ

AUTOR: Hernán Felipe Meza Ontiveros /C.C: 1.090.411.671

AUTOR: Marco Alejandro Suarez Ramírez /C.C: 1.093. 749.043

DIRECTOR Y/O TUTOR: Oscar Manuel Duque /C.C:

No. DESCRIPCIÓNRECOMENDAR

SI NO

1. Recomendar para presentar en eventos.

2. Recomendar para publicación.

3. Recomendar para ser continuado en otros trabajos.

Segunda Conclusión: Emitir los siguientes criterios

Otras: ____________________________________________________________________________________

5

Tercera Conclusión: Avalar el cumplimiento del Trabajo de Grado, para optar por el Título de INGENIERO EN MECATRÓNICA

Firmas del Jurado Calificador:

__________________________ _______________________ ______________________

Pablo Gómez Rocco Tarantino

__________________________ _________________________

Director Comité Trabajo de Grado Director Unidad Académica

6

RESUMEN DEL PROYECTO

El trabajo a continuación consta de 10 capítulos dentro de los cuales se tiene

iniciando el marco teórico y estado del arte donde se exponen las temáticas

relacionadas que se usaron para el desarrollo de este trabajo de grado, como lo

son: un estudio de los principales protocolos, tecnologías y características más

importantes de las partes que componen la implementación de sistemas

inmóticos. Seguidamente se desarrolló un análisis de la situación actual de los

pisos sobre los cuales se realizara el diseño inmótico, cuantificando y clasificando

las luminaria existentes. Posterior se establecieron cuáles son los criterios de

diseño pertinentes para cada sección del diseño de acuerdo a la función

hospitalaria y condiciones operativas que cumplen. Siguiendo con el desarrollo del

trabajo a través de la ingeniería conceptual y de detalle, se diseña el sistema

autónomo de control de iluminación en los pisos seleccionados del HUEM. Se

valida el diseño del sistema autónomo de control de iluminación seleccionando un

software de acuerdo a nuestra necesidad que permita la supervisión y control del

SACI. Se establecieron las políticas de implementación, verificación y prueba del

proyecto. Se establecieron las políticas para la operación del diseño, manuales y

los protocolos de mantenimiento sistema Inmótico; se realizó el estudio del análisis

costo beneficio del desarrollo del proyecto en el HUEM y se propuso una

metodología para el diseño de sistemas Inmóticos

Se realiza una validación las prestaciones del SACI frente a los requerimientos

normativos y legales de los eventos masivos fortaleciéndose las conclusiones y las

recomendaciones.

7

CONTENIDO

pág.

INTRODUCCIÓN 23

JUSTIFICACIÓN 24

DELIMITACIÓN 25

OBJETIVO GENERAL 25

OBJETIVOS ESPECIFICOS 25

1. GENERALIDADES DE LA INMÓTICA 27

1.1 RESEÑA HISTÓRICA 27

1.2 ESTADO ACTUAL 29

1.3 DEFINICION 30

1.3.1 Ámbito De Aplicación 33

1.3.2 Beneficios 35

8

1.3.3 Funcionalidades 36

1.3.4 Descripción De Algunos Subsistemas Que Componen Un

Sistema Inmótico 37

1.3.4.1 Subsistema de control de accesos 37

1.3.4.2 Control de la iluminación 27

1.3.4.3 Sistema de seguridad 38

1.4 ÁREAS DE GESTIÓN 39

1.4.1 Confort 40

1.4.1.1 Iluminación 40

1.4.1.2 Escenas De Luz 41

1.4.1.3 Iluminación En Función De Factores Externos 41

1.4.1.4 Climatización 41

1.4.2 Seguridad. 42

1.4.2.1 Control De Intrusión 42

1.4.2.2 Alarmas Contra Incendios 42

1.4.2.3 Alarmas Técnicas 43

1.4.3 Energía 43

1.4.3.1 Conceptos Básicos De Gestión De La Energía 43

1.4.3.2 Parámetros En La Gestión De La Energía 44

1.4.4 Gestión De La Comunicación 45

9

1.5 CLASIFICACIÓN DE EDIFICIOS CON SISTEMAS DE CONTROL 46

1.5.1 Edificio Automatizado 47

1.5.2 Edificio Domótico 48

1.5.2 1 En El Ámbito Del Nivel De Confort 48

1.5.2 2 En El Ámbito Del Ahorro Energético 49

1.5.2.3 En El Ámbito De Las Comunicaciones 49

1.5.3 Edificio inmótico 50

1.5.4 Edificio digital 51

1.5.5 Edificio ecológico 52

1.5.6 Edificio inteligente 52

1.6 CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA INMÓTICO 53

1.6.1 Topologías de sistemas inmóticos 55

1.6.1.1 Topología en estrella 56

1.6.1.2 Topología en anillo 56

1.6.1.3 Topología en bus 57

1.6.1.4 Topología en árbol 58

1.6.2 Tipología de los sistemas inmóticos. 59

1.6.2.1 Sistema de arquitectura centralizada. 59

1.6.2.2 Sistema de arquitectura distribuida 61

1.6.2.3 Sistema de arquitectura descentralizada 63

10

1.6.3 Nivel físico de transmisión de datos 64

1.6.3.1 Trasmisión con cable 64

1.6.3.2 Transmisión sin cable 69

1.7 TECNOLOGÍAS Y ESTÁNDARES DE CONTROL ACTUALES 70

1.7.1 Estándares americanos y europeos de control de sistema inmóticos 71

1.7.1.1ModBus 72

1.7.1.2Estándar X10 74

1.7.1.3 My Home 75

1.7.1.4 Touch Screen 78

1.7.1.5Lutron 79

1.7.1.6 THUNDER 82

1.7.1.7 LONWORKS 83

1.7.1.8 BACNET 84

1.7.1.9 KNX 85

1.7.2 Comparativa técnica 88

1.7.2.1 Calificación Estándar 88

1.7.2.2 Medio de Transmisión 92

1.7.2.3 Arquitectura de Red 93

1.7.2.4 Topología de Red 93

1.7.2.5 Velocidad de Transmisión 94

1.7.2.6 Longitud de Cable 95

11

1.7.2.7 Distancia entre Dispositivos 95

1.7.2.8 Número de Dispositivos 96

1.7.2.9 Administración de Red 96

1.7.2.10 Interfaces de usuario 100

1.7.2.11 Herramientas de diagnóstico 103

1.7.2.12Corrección de Error 107

1.8. INMÓTICA EN COLOMBIA. 110

1.8.1 Estándares inmóticos en Colombia 114

1.8.1.1 Estándar 1-10 V 114

1.8.1.2 Estándar DALI. 117

1.9 COMPONENTES BÁSICOS DENTRO DE LOS SISTEMAS INMÓTICOS 142

1.9.1 Sensores 143

1.9.1.1 Definición. 143

1.9.1.2 Características. 144

1.9.1.3 Clasificación. 145

1.9.2 Actuadores 149

1.9.2.1 Definición 149

1.9.2.2 Clasificación 151

1.9.3 Controlador o unidad de control 152

1.9.4 Interfaz hombre – máquina (HMI) 153

1.9.5 Acondicionamiento de señales 154

12

2. LUMINARIAS ACTUALES DEL HUEM 155

2.1 SERVICIOS DEL HUEM 155

2.1.1 Servicios De Hospitalización 156

2.1.1.1 Generalidades 156

2.1.1.2 Piso 5 Servicio De Ginecología Y Obstetricia 156

2.1.1.3 Piso 10 Hospitalización Servicios Especiales. 157

2.2 Componentes Del Sistema Lumínico Existente Del HUEM. 158

2.2.1 Balastos. 158

2.2.1.1 Partes De Un Balastro. 159

2.2.1.2 Balastros Electromagnéticos 160

2.2.1.3 Balastro Electrónico. 160

2.2.2 Lámparas 161

2.2.2.1 Lámpara Incandescente 162

2.2.2.2 Lámpara Fluorescente Compacta 162

2.2.2.3 Ventajas de las lámparas CLF 166

2.2.2.4 Luminaria Fluorescente. 167

2.3 INSPECCIÓN DEL ESTADO FUNCIONAL DE LAS LUMINARIAS DEL HUEM 170

2.4 MODIFICACIONES EN PLANIMETRÍA ELÉCTRICA 171

3. CRITERIOS DE DISEÑO 172

3.1 REQUISITOS GENERALES PARA UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN 172

3.1.1 Reconocimiento del sitio y objetos a iluminar 172

13

3.1.2 Requerimientos de iluminación 172

3.1.3 Generalidades del diseño de iluminación 173

3.1.3.1 Iluminación eficiente 173

3.2 PROCESO DE DISEÑO DE ILUMINACIÓN 175

3.2.1 Análisis del proyecto 175

3.2.2 Planificación básica 177

3.2.3 Diseño detallado 177

3.2.4 Uso de software para diseño de sistemas de iluminación 178

3.3 USO RACIONAL Y EFICIENTE DE ENERGÍA EN ILUMINACIÓN 180

3.3.1 Sector hospitalario 180

3.3.2 La iluminación en el análisis de riesgos 182

3.3.3 Requisitos de productos para iluminación y alumbrado público 185

3.3.3.1 Requisitos generales de los productos de iluminación o alumbrado público 185

3.4 FUENTES LUMINOSAS ELÉCTRICAS 186

3.5 DISEÑOS Y CÁLCULOS DE ILUMINACIÓN INTERIOR 187

3.5.1 Requisitos generales del diseño de alumbrado interior 187

3.5.1.1 Niveles de iluminancia 188

3.5.1.2 Aprovechamiento de la luz natural 191

3.5.1.3 Coeficiente de luz diurna (CLD) 194

3.5.1.4 Requisitos para hacer aprovechamiento de la luz natural 195

3.5.1.5 Cálculos del CLD 197

3.5.1.6 Dispositivos para el control de ingreso de luz natural 198

14

3.5.1.7 Control del deslumbramiento 199

3.5.1.8 Uniformidad 203

3.5.2 Requisitos específicos de iluminación interior 206

3.5.2.1 Alumbrado en locales de trabajo interior 206

3.5.2.2 Alumbrado de oficinas 207

3.5.2.3 Alumbrado en centros de atención médica 208

3.5.2.4 Adecuada localización de las luminarias 210

3.5.3 Cálculos para iluminación interior 211

3.5.3.1 Método del coeficiente de utilización de la instalación (cu) 212

3.5.3.2 Índices de las cavidades 215

3.5.3.3Reflectancias efectivas de las cavidades zonales 216

3.5.3.4 Uso de tablas fotométricas de coeficiente de utilización CU 217

3.5.4 Número de luminarias necesarias para producir una iluminancia requerida 218

3.5.5 Especificaciones técnicas de luminarias, balastos y fuentes 219

3.5.5.1 Selección de luminarias y fuentes luminosas 219

3.5.5.2 Flujo luminoso para diseño 220

3.5.5.3 Duración o vida útil de la fuente lumínica 220

3.5.5.4 Características de reproducción cromática y de temperatura de color 220

3.5.6 Alumbrado de emergencia 228

3.5.6.1 Aspectos generales 228

3.5.6.2 Instalaciones que requieren de alumbrado de emergencia 229

3.5.6.3 Características de la instalación del alumbrado de emergencia 230

15

3.5.6.4 Localización de las luminarias de emergencia 232

3.6 PARÁMETROS DE UN SISTEMA INMÓTICO 233

3.6.1 Criterios en un diseño inmótico de iluminación 233

3.6.2 Eficiencia energética mediante control del alumbrado 236

3.6.2.1 Control de encendido y apagado manual 236

3.6.2.2 Atenuación del flujo luminoso de las bombillas o dimerización manual 237

3.6.2.3 Control de encendido y apagado automático 237

3.6.2.4 Pasos escalonados con control automático 238

3.6.3 Sistemas de control automáticos de niveles de iluminación 239

3.6.4 Simbología e identificaciones para instrumentación 241

3.6.4.1 NORMA ISA-S5.1-84 (R 1992) 242

3.6.4.2 NORMA ISA-S5.3-1983 243

3.6.4.3 NORMA ISA-S5.4-1991 246

3.7 MEDICIÓN DE VARIABLES FOTOMÉTRICAS 249

3.7.1 Medidor de iluminancia 249

3.7. 2 Metodología para las mediciones fotométricas en iluminación interior 250

3.7.2.1 Medición de iluminancia general de un salón 250

3.7.2.2 Medición de iluminancia promedio, en áreas regulares con luminarias 250

espaciadas

3.7.3 Medición de iluminancia en puestos de trabajo 260

3.7.4 Resultados de las mediciones 261

3.8 NIVELES DE ILUMINANCIA EN LAS INSTALACIONES DEL HUEM 261

16

3.8.1 Metodología para el cálculo de los niveles de iluminación del HUEM 261

3.8.1.1 Dimensionamiento 261

3.8.1.2 Niveles de iluminancia requerida 261

3.8.1.3 Datos de lámparas 262

3.8.1.4 Altura de suspensión de las luminarias en locales de altura elevada 263

3.8.5.1 Coeficiente de utilización (Cu) 264

3.8.1.6 Calculo del Coeficiente de Utilización (CU) 264

3.8.1.7 Coeficiente de mantenimiento (cm) o conservación de la instalación 266

3.8.1.8 Calculo de la iluminancia promedio y numero de luminarias necesarias 267

3.8.2 Calculo de nivel de iluminancia del 5° piso 267

3.8.3 Calculo de nivel de iluminancia del 10° piso 326

4. DISEÑO DEL SISTEMA AUTONOMO DE CONTROL DE ILUMIACION (SACI)

PARA LOS PISOS SELECCIONADOS DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO

ERASMO MEOZ 379

4.1 REQUERIMIENTOS PREVIOS 379

4.1.1 Funcionalidad 380

4.2 TOPOLOGÍA 381

4.3 TIPOLOGÍA 381

4.4 SELECCIÓN DE TECNOLOGÍA PARA LA ILUMINACIÓN ARTIFICIAL 382

4.4.1 Selección De Luminaria Del Proveedor Philips 384

4.4.1.1 Luminaria LED empotrable DayZone 385

17

4.4.1.2 Luminaria LuxSpace Mini 386

4.4.1.3 LuxSpace Compact Power 387

4.5 SELECCIÓN DE PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN SEGÚN SUS

PRESTACIONES PARA EL CONTROL DE LA ILUMINACIÓN 387

4.6 DISEÑO DE LA ESTRATEGIA DE CONTROL DEL SACI 389

4.6.1 Sectorización de la edificación 390

4.6.2 Criterios para la Selección del Sensor más idóneo según área 391

4.6.2.1 Identificación del tipo de sensor según propósito 393

4.6.2. 2 Protección al deslumbramiento 393

4.6.3 Identificación del sistema de gestión de control más adecuado 394

4.6.3.1 Comparación de las Funcionalidades para selección de controladores

y sensores disponibles por el proveedor Royal Philips 395

4.6.3.2 Comparación de funcionalidad de sensores disponibles 396

4.6.3.3 Selección del multisensor LRI8134 398

Selección del multisensor DUS804 400

4.6.3.5 Comparación de funcionalidad de controladores disponibles 401

4.6.3.6 Módulo de control de alumbrado LRC5944 403

4.6.3.7 Controlador multi master DDBC120-DALI 405

4.6.3.8 DALI Multi-Master Module 406

4.6.3.9 DALI Gateway 5502 DAL 407

4.6.3.10 Gateway DDNG485 407

4.6.4 Establecimiento de la estrategia de control del SACI 407

18

5. INGENIERÍA DE DETALLE Y LA INGENIERÍA CONCEPTUAL DEL SACI 410

5.1.1 Diagramas P&ID del SACI piso 5 410

5.1.2 Diagramas P&ID del SACI del piso 10 410

5.1.3 Diagramas P&ID del subsistema de iluminación de emergencia del

SACI del piso 5 410

5.1.4 Diagramas P&ID del subsistema de iluminación de emergencia del SACI

del piso 10 410

5.2 NARRATIVAS DE CADA UNO DE LOS PROCESOS CORRESPONDIENTES

DEL SACI 411

5.2.1 Sistema Temporizado 411

5.2.2 Sistema De Detección De Presencia 412

5.3 SUBSISTEMAS QUE SE ENCARGAN DE LAS ESTRATEGIAS DE

CONTROL DEL SACI 414

5.3.1 Primer Subsistema 414

5.3.1.1 Sistema Control De Iluminarias 414

5.3.2 Segundo Subsistema 416

5.4 OPTIMIZACIÓN DEL AMBIENTE LUMÍNICO 418

6. VALIDACION DEL DISEÑO DEL SACI 420

6.1 CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE SOFTWARE PARA

CÁLCULOS LUMINOTÉCNICOS 420

6.1.1 Software Existentes De Simulación 421

19

6.1.1.1 DIALux 421

6.1.1.2 Lumenlux. 422

6.1.1.3 CALCULUX 423

6.1.1.4 Relux Professional 424

6.2 DISEÑO, UBICACIÓN E INSTALACIÓN DE LAS LUMINARIAS DEL SACI 426

6.2.1 Áreas 426

6.3 SOFTWARE PARA SIMULACION DE OPERACIÓN Y FUNCIONAMIENTO

DEL SACI 426

6.3.1 Señales de entrada al SACI 426

6.3.1.1 Señal del sensor de presencia 426

6.3.1.2 Señal del rango horario 427

6.3.1.3 Señal del sensor de nivel de iluminación 427

6.3.2 Simulación del SCI 427

6.3.2.1 Simulación habitación y baño 427

6.3.3 Simulación del SACIE 430

7. METODOLOGÍAS 432

7.1 METODOLOGÍAS DE VERIFICACION Y PRUEBA 432

7.2 METODOLOGÍA DE IMPLEMENTACION DEL DISEÑO 434

7.3 CRITERIOS DE DISEÑO 435

7.5 EVALUACIÓN DE REROCESOS 436

7.4 METODOLOGIA PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS INMOTICO

20

ORIENTADOS AL CONTROL DE LA ILUMINACION 437

8. ANALISIS DE COSTOS 444

8.1 CONSUMO POTENCIA LUMINARIAS 444

8.2 COSTO DEL CONSUMO 444

8.3 COSTOS DISPOSITIVOS DEL SISTEMA 445

9. PROTOTIPO 449

10. CONCLUSIONES 455

RECOMENDACIONES 460

BIBLIOGRAFIA 461

INDICE 475

ANEXOS

21

INTRODUCCIÓN

La E.S.E. Hospital Universitario Erasmo Meoz está ubicada en San José de

Cúcuta en la Avenida 11E No 5AN-71, Barrio Guaimaral, que cuenta con la

certificación de calidad bajo norma nacional, su objetivo principal es ofrecer

producir y prestar servicios humanos y seguros de atención en salud de mediana y

alta complejidad con talento humano idóneo, actuando como centro de referencia

en la región, mejorando la calidad de vida de sus habitantes y generando

desarrollo del conocimiento mediante docencia e investigación.

La infraestructura del HUEM debe contar entre otros con óptimas condiciones

lumínicas para cumplir a cabalidad cada uno de los servicios ofertados como

hospitalización, servicios quirúrgicos, de esterilización, de apoyo a la atención, de

consulta externa, de urgencias y vacunación, la E.S.E Hospital Erasmo Meoz debe

contar.

El concepto inmótico era una palabra desconocida por muchos y difícil de

pronunciar hasta hace algunos años, pero al día de hoy tiene una mayor oferta y

demanda de usuarios siendo parte fundamental en la planificación y diseño de

proyectos arquitectónicos, simplemente significa incorporar a un establecimiento

(ya sea hotelero, industrial, educativo o empresarial), un sistema de gestión

automatizado, con el objeto de reducir el consumo de energía, y aumentar por

otro lado el confort y la seguridad de los mismos. Mejorar la eficiencia energética

del inmueble es uno de los retos prioritarios de la inmótica.

De la unión de los términos “inmueble” y “automatismo” surge la palabra

“inmótica”, que se refiere a la automatización de los edificios, a través de una serie

de soluciones que facilitan una gestión integral e inteligente de los mismos.

Presentar esta tecnología en nuestro entorno y en nuestro país en general, como

un proyecto real y aplicable en campo, además de hacer conocer los beneficios

22

que la misma proporciona a los usuarios, podría abrir puertas para nuevas ideas

y aplicaciones prácticas para sacarle todo el provecho a la misma y desarrollar

nuevos proyectos en materias de ocio, entretenimiento y automatización.

El reglamento técnico y alumbrado público RETILAP establece los requisitos y

medidas que deben cumplir los sistemas de iluminación y alumbrado público,

tendientes a garantizar: Los niveles y calidades de la energía lumínica requerida

en la actividad visual, la seguridad en el abastecimiento energético, la protección

del consumidor y la preservación del medio ambiente; previniendo, minimizando o

eliminando los riesgos originados por la instalación y uso de sistemas de

iluminación.

Apoyándonos en este reglamento, se desarrollara un diseño inmótico para los

pisos 5 y 10 de la E.S.E. Hospital Universitario Erasmo Meoz , que cumpla con

requerimientos como , bajo costo de instalación, costos de reconfiguración

reducidos, fácil crecimiento y costos de entrenamiento y de mantenimientos

reducidos ,con el fin de tener un control sobre las iluminarias en los diversos tipos

de ambientes, como salas de oficinas, salas de clase, laboratorios, baños,

pasillos alcanzando un ahorro energético significativo, ahorro en servicios de

mantenimiento, supervisión de consumo eléctrico y una mejora de la eficiencia

del trabajador y del edificio.

23

JUSTIFICACIÓN

Hasta la fecha la ESE HUEM no disfruta de ningún sistema de control sobre la iluminación, por lo que el desperdicio de energía producto de las largas jornadas en las que las luces están encendidas sin que su uso se justifique es alto, se desea implementar un sistema que permita minimizar dicho uso innecesario de energía, consiguiendo con eso una representativa reducción en los costos por energía eléctrica destinada a iluminación. El sistema facilitara el control de la iluminación proporcionado por las luminarias en función del estado de ocupación de cada una de las áreas, hora del día y demás parámetros determinados, implementado para su ejecución el uso de estrategias de control y dispositivos como sensores, actuadores entre otros dentro de la estructura del sistema.

DELIMITACIÓN

24

OBJETIVO GENERAL

Diseñar un sistema inmótico para el control de la iluminación en los pisos seleccionados del HUEM.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Realizar un estudio de los principales protocolos, tecnologías y

características más importantes de las partes que componen la

implementación de sistemas inmóticos.

2. Realizar un análisis de la situación actual de los pisos sobre los cuales se

realizara el diseño inmótico.

3. Establecer cuáles son los criterios de diseño pertinentes para cada sección

del diseño de acuerdo a la función hospitalaria y condiciones operativas que

cumplen.

4. Diseñar la red inmótica para el control de la iluminación en los pisos

seleccionados del HUEM.

5. Validar el diseño inmótico mediante las herramientas de simulación

seleccionadas para cotejar el correcto funcionamiento del mismo.

6. Establecer las políticas de implementación, verificación y prueba del

proyecto.

7. Establecer las políticas para la operación del diseño, manuales, instructivos

entre otros.

25

8. Establecer los protocolos de mantenimiento y operación del sistema

Inmótico diseñado.

9. Establecer el estudio del análisis costo beneficio del desarrollo del proyecto

en el HUEM.

10.Proponer una metodología para el diseño de sistemas Inmóticos.

11.Diseñar e implementar un prototipo para validar el funcionamiento del

sistema inmótico.

26

1. GENERALIDADES DE LA INMÓTICA

Con el aparecimiento de la microelectrónica y la evolución de disciplinas como las

telecomunicaciones, informática, arquitectura y la automática, ha hecho que se

produzca una interacción entre ellas llevando al concepto de edificio inteligente.

Esto se debe ya que en la actualidad las funciones y necesidades dentro de las

viviendas y/o edificios han hecho que los fabricantes creen nuevas tecnología que

sean capaces de satisfacer todas las necesidades de los usuarios finales. Hoy en

día somos espectadores del nacimiento de diferentes sistemas con una gama

amplia de cualidades. Estas cualidades son consideradas como factores claves

para el desarrollo de todos los sistemas existentes, posibilitando de esta manera

conseguir los niveles de automatización demandados. Los factores determinantes

dentro de una edificación inteligente y los cuales hay que tomarlos en cuenta al

momento de realizar un diseño son: la facilidad de uso, la integración de funciones

y la interactividad entre funciones y con el usuario. [1]

1.1 RESEÑA HISTÓRICA

En este punto es necesario hacer una breve separación en la historia de los

términos Domótica e Inmótica. Este último se está empezando a utilizar

recientemente cuando nos estamos refiriendo a la gestión de instalaciones en

edificios de uso no residencial y de cierto tamaño. La introducción de la tecnología

en los edificios ha sido mucho más temprana que en las viviendas, lo que ocurre

que hasta no hace muchos años, coincidiendo con la fuerte implantación de las

telecomunicaciones y sobre todo de la informática, las instalaciones en los

edificios eran gestionadas de forma individual y siempre con soluciones de tipo

industrial. Es a finales de los años 70, cuando las empresas empiezan a

desarrollar algunos productos pensado en la edificación

27

Si centramos el impacto de la domótica en España, y porque no en otras partes

del mundo, debemos de remontarnos a finales de los años 80 y principios de los

90. Aparecen entonces las primeras iniciativas para implantarla en la promoción

de vivienda; pero la transición es poco afortunada, por el empleo en principio de

sistemas que no respondían a las expectativas de los usuarios. Asimismo esta

primera etapa estaba caracterizada por: Un gran desconocimiento de la domótica

como disciplina, posibilidades y usos así como por la presencia de un reducido

número de empresas especializadas en el sector. Una oferta reducida en la que

existían sistemas poco integrados, difíciles de instalar y de utilizar por el usuario

final y excesivamente caros.

En algunas ocasiones los sistemas disponibles en el mercado se basaban en

productos diseñados y fabricados para otros mercados con otras características y

necesidades distintas. Una ausencia de normativa que regulara la instalación de

sistemas domóticos.; la ausencia de formación para los diferentes profesionales

implicados.

En cuanto a la tecnología propiamente dicha diríamos que la evolución fue

bastante parecida a lo expuesto anteriormente: Tecnologías generalmente

utilizadas por otros sectores como podían ser la industria y que dieron lugar a

unos interfaces muy poco atractivos para el usuario y un alto grado de

especialización por parte de los profesionales que los instalaban. Este puede ser

el caso de los autómatas programables industriales (PLCs).

Utilización de un ordenador, que como en el caso anterior, requerían de sistemas

prácticamente hechos a medida para la propia instalación y un alto nivel de

profesionalidad por parte de los instaladores y posteriormente por parte de los

mantenedores y de los usuarios. En los dos casos anteriormente expuestos, el

apoyo de la informática se hacía patente en la ausencia de software específico

28

para el diseño, implementación y seguimiento de dichos sistemas Aparecen

además otros sistemas que son propietarios: cada una de las casas fabricantes de

material eléctrico, y más en concreto sus divisiones de construcción y edificación,

diseñaron y crearon su propio sistema basado en una tecnología totalmente opaca

y por supuesto incompatible con otros sistemas.

Como es de suponer, esto trae como consecuencia una falta de motivación por

parte de las áreas demandantes del producto Si queremos hacer una clasificación

de dichas tecnologías teniendo en cuenta el destino final donde han sido ubicadas,

diremos que en grandes edificios, los proyectos se ejecutan con controladores

industriales, que básicamente ya se utilizaban para los diferentes aspectos de la

edificación, como puede ser el caso de la climatización seguridad, etc.; que son

ensambladas mediante un controlador u ordenador de nivel superior. Mientras, en

las viviendas se utilizaban pequeños productos que los propios fabricantes de

material eléctrico han incluido en sus catálogos como producto eléctrico de gama

alta. [1]

1.2 ESTADO ACTUAL

Los estudios iniciales que se realizaron para este sector crearon unas expectativas

muy importantes de crecimiento del mismo, dado el potencial de la domótica en lo

que se refiere al ahorro energético, confort y seguridad. Sin embargo este

mercado no ha venido colmando estas expectativas por diversos motivos, entre

ellos la propia situación por la que pasó el sector de la construcción. A pesar de

ello, esta disciplina ha seguido una evolución prácticamente constante, aunque

lenta. Prueba de ello son, entre otros muchos, los siguientes aspectos: Se han

creado nuevas empresas que operan de forma exclusiva en el sector.

El mercado se ha regulado de forma automática, desapareciendo aquellos

productos que no cumplían con las expectativas y necesidades de los usuarios.

29

Los costes de algunos productos del mercado de nuevo diseño se han reducido

con respecto a las primeras iniciativas. El desarrollo de este mercado y el

conocimiento de las necesidades reales de los usuarios deben permitir el rediseño

de productos optimizando el coste.

Desde las primeras promociones inmobiliarias, que incluían un buen número de

sistemas y aplicaciones con cierto grado de dificultad de uso, se han llevado a

cabo nuevas promociones, en todo el territorio nacional, con un equipamiento más

reducido, de mejores prestaciones y con menor dificultad de uso. A lo largo de

estos últimos años se han venido realizando numerosas conferencias, seminarios,

foros y certámenes destinados a difundir la inmótica. Aparecen en prensa, tanto

generalista como especializada así como en Internet diversos artículos que ya no

utilizan el tono poco afortunado de las primeras reseñas en las que se asociaba el

concepto de domótica a imágenes futuristas de casas, fuera de los límites

razonables actuales.

El grado de desarrollo actual de la Domótica en Colombia y el mundo, es

considerable sobre todo si se tiene en cuenta su reciente historia. Es posible

destacar hoy la existencia de una treintena de sistemas domóticos y de un buen

número de productos con prestaciones domóticas para el hogar que evidencian la

evolución seguida por este mercado. Aunque no parece un número muy elevado

de sistemas, se estima como muy significativo su novedad. La oferta actual se

caracteriza por ser suficientemente atractiva y por adaptarse a cualquier tipología

de edificio. [2]

1.3. DEFINICION

La Inmótica al igual que la Domótica, es un término que ha empezado a surgir en

estos últimos años, buscando así un manejo integral de los sistemas para una

edificación terciaria. Por mucho tiempo la construcción de las diferentes

30

edificaciones tenía como objetivo el crear un entorno agradable para vivir y/o

trabajar, pero esto se ha venido cambiado con el surgimiento de la Inmótica, ya

que se pretende dar más importancia a la concepción de un edificio, desde su

etapa de planeación para así incorporar todos los elementos que permitan obtener

un ambiente productivo integrando todos los sistemas y que reciba el concepto de

“Edificio Inteligente”.

En la actualidad la inmótica ofrece grandes ventajas en el desempeño de las

prestaciones de los diferentes tipos de servicios ofrecidos a la comunidad, ya sean

en el campo de la salud, o financiero incrementando el confort y seguridad de sus

pacientes y/o clientes. En la figura 1.1 podemos ver un ejemplo de un Hospital

inmótico con cada una de las funcionalidades de un sistema inmótico.

Figura 1.1. Hospital Inmótico

Fuente [3]

31

La inmótica incorpora a los edificios de uso terciario o industrial (oficinas, edificios

corporativos, hoteles, empresas y similares) sistemas de automatización y control

electrónico con el objetivo de gestión técnica para el ahorro energético, el confort y

la seguridad.

A la vista de la definición, podemos asegurar que realmente la inmótica no es muy

diferente del concepto de domótica, sin embargo el hecho de que la inmótica está

enfocada a edificios de uso terciario o industrial hace que en función de la

actividad que se desarrolle en el edificio, los sistemas y las redes de

automatización sean totalmente diferentes y adaptadas a las necesidades

concretas del mismo. No será para nada igual la inmótica en un hotel que en una

fábrica de leche o en un taller de automóviles, sin embargo la domótica de un

chalet, casa o piso es similar, porque las funciones que se pueden automatizar en

una casa están, por lo general, ya definidas. Esta es la clave para entender que la

inmótica es una disciplina diferente a la domótica. Por lo tanto el ámbito de

aplicación de la inmótica es su mayor singularidad: La inmótica en edificios, es la

integración total de elementos y servicios del mismo en un sistema de

automatización, cuyo objetivo principal es ayudar o facilitar al gestor del edificio a

mejorar la calidad de servicio a sus ocupantes y/o clientes:

I. Permitiendo el control y supervisión del personal

II. Controlando las instalaciones técnicas

III. Optimizando los recursos

IV. Obteniendo grandes ahorros de energía

La integración tecnológica del edificio mediante los sistemas de comunicación y

control buscan crear una edificación con una infraestructura que provea a sus

usuarios de un ambiente flexible, efectivo, confortable y seguro, además de

mejorar el medio ambiente del edificio y la funcionalidad del mismo para con sus

ocupantes mientras se consigue un control de los costos. Una completa

32

funcionalidad permite abrir puertas, notificar las intrusiones, asegurarse que los

sistemas de incendio, iluminación, seguridad sean informados cuando los

empleados llegan o se retiran, lo que permite detener sistemas y ahorrar energía.

Las ventajas en cuanto a la implementación de un sistema de automatización

dentro del edificio se centran en las siguientes:

Integración de los sistemas del edificio, lo cual facilita el control y

gerenciamiento del inmueble

Proporciona una mayor seguridad de bienes y personas asociadas al

inmueble

Confort de dependencias

La integración de todos los sistemas permite relacionar los datos de todos los

elementos a controlar, proporcionando un sistema de ayuda el cual podría ser

controlado desde un PC de supervisión o un interface gráfico HMI sencillo e

intuitivo. El proyecto de automatización de un edificio debe buscar soluciones que

resuelvan las funcionalidades especificadas por el cliente además de encontrarse

acorde con las nuevas tecnologías en el área de la automatización. Se debe

diseñar un sistema que cumpla con los siguientes requerimientos: [4]

Bajo costo de instalación

Costos de reconfiguración reducidos

Fácil crecimiento

Costos de entrenamiento y mantenimiento reducidos.

1.3.1. Ámbito De Aplicación. Estos sistemas se pueden instalar en cualquier tipo

de edificio terciario en función de las aplicaciones y funcionalidad que se busque.

Algunos ejemplos en los que un sistema de automatización y control puede ser

muy útil son

33

Hoteles

Hospitales

Centros comerciales

Comunidades de vecinos

Edificios de negocios

Naves industriales

Gimnasios

Centros de respiro (Discapacitados)

Colegios

Ayuntamientos

Instalaciones deportivas

Aeropuertos

Tanatorios

Parkings.

Cómo podemos observar en la Figura 1.2 el ámbito de aplicación es muy variado,

y las exigencias de cada una de estas instalaciones son muy diferentes unas de

otras.

34

Figura 1.2 Edificio Inmótico Residencial

Fuente [5]

La inmótica de un parking no se parecerá en nada a la de un gimnasio, por

ejemplo. Por este motivo el estudio de las exigencias, objetivos y aplicaciones

para un proyecto inmótico es, normalmente, más costoso que en un proyecto

inmótico, y la elección del sistema inmótico a implementar es más crítica. Además

la herramienta de gestión del sistema inmótico es fundamental para obtener unos

buenos resultados en el ahorro energético y económico de la instalación. Esta

aplicación de gestión debe integrar todos los subsistemas de control de accesos,

CCTV, seguridad, control consumos, etc. bajo un mismo marco software y

claramente personalizado para cada solución. [4]

1.3.2. Beneficios. La mayor parte de los sistemas eléctricos y electrónicos

instalados en edificios terciarios son ineficientes, porque generan gastos

innecesarios y excesivos en todo tipo de recursos –energéticos, hídricos, etc.-,

35

incidiendo no sólo de forma económica sino también medioambiental. Esta falta de

control y gestión provocan probablemente pérdidas de productividad para la

empresa, derroche de energía e incluso falta de condiciones óptimas para atender

situaciones de emergencia. El buen diseño de la gestión técnica de las

instalaciones cobra una máxima relevancia tanto en la optimización de los

recursos del centro como en el bienestar y la comodidad de los usuarios y sus

trabajadores. El sistema inmótico lo forma el conjunto de nodos de control y de

equipos necesarios para realizar esta gestión, y es gracias a esta gestión cuando

se logra un gran ahorro de energía y de recursos. Gracias a la inmótica podemos

lograr un ahorro energético en las instalaciones de una empresa de hasta el 40%,

un ahorro en servicios de mantenimiento porque todo está automatizado y la

gestión de eventos se produce al instante, supervisión en tiempo real de eventos,

gestión del personal del edificio, gestión de históricos y tiempos de

funcionamiento, avisos de averías, alarmas técnicas, tele gestión remota del

edificio y de la maquinaría, supervisión de consumo eléctrico y un alto grado de

seguridad. Dotar a unas instalaciones de inmótica contribuye a hacerlas más

sostenibles con el medioambiente, además de ofrecer un atractiva apariencia de

modernidad y progreso.

1.3.3. Funcionalidades. La funcionalidad de la inmótica depende directamente de

su aplicación. De manera que para entender funciones inmóticas como control de

la iluminación, control de la climatización, control de accesos, control ventilación,

supervisión de alarmas técnicas, supervisión de cuadros eléctricos, control y

supervisión ascensores, supervisión del sistema de incendios, sistemas de

seguridad y gestión de consumos; sólo se entienden en un contexto de aplicación

concreto (no es lo mismo un restaurante que un colegio, o una industria azulejera

que un gimnasio o un hotel…) Véase figura 1.3.

36

Figura 1.3. Tipos de funcionalidad de un sistema inmótico

Fuente [6]

1.3.4. Descripción De Algunos Subsistemas Que Componen Un Sistema Inmótico

1.3.4.1. Subsistema de control de accesos, está compuesto como mínimo por:

Tarjetas magnéticas personalizadas, RFID o sensores biométricos.

Monitorización del estado de la estancia mediante cámaras y sensores de

presencia.

Almacenar todos los accesos en registros de Bases de Datos

1.3.4.2. Control de la iluminación:

Sensores de luz exteriores y regulación de luz en el interior, de manera que

en función de la luminosidad de la luz del exterior regulamos la intensidad

de luz en el interior para mantener el nivel de luminosidad constante.

37

Sensores de luz en el exterior para que cuando se haga de noche

encender las luces del interior.

Sensores de presencia para encender luces al paso.

Programaciones horarias, para diferenciar la iluminación entre días

laborables o festivos, o entre días invernales o estivales, por ejemplo.

Creación de escenas, para proyección de imágenes, reunión con

proveedores, reunión con clientes, etc.

1.3.4.3. Sistema de seguridad:

Sensores de presencia y de intrusión

Activación y armado de la alarma tras abandonar la instancia

Aviso en tiempo real en caso de intrusión.

Alarmas técnicas:

Alarmas de inundación

Alarmas de humos

Alarmas de incendios

Supervisión del cuadro eléctrico

Generación de aviso de fallo en el puesto de control.

Monitorización de interruptores de planta y edificios.

Atención rápida sin esperar aviso personal.[4]

En la figura 1.4 se pueden observar y catalogar los principales dispositivos de los

sistemas inmóticos.

38

Figura 1.4. Componentes básicos de un sistema inmótico.

Fuente [4]

1.4. ÁREAS DE GESTIÓN

Generalizando podemos establecer que todos los parámetros técnicos que rodean

a los sistemas inmóticos, estos se ocupan en la edificación de cuatro grandes

áreas, tal como podemos ver en la Figura 1.5. Es lógico que muchas funciones

asociadas al sistema de control inmótico sean comunes en mayor o menor medida

a alguna de estas áreas, por lo que se han representado con cierto grado de

intersección entre ellas. Por ejemplo, el control de luminosidad puede considerarse

claramente como un elemento de confort y/o ahorro energético, pero también

como parte de la funcionalidad para simulación de presencia en la vivienda,

aumentando la seguridad ante posibles intrusos. Por otra parte las

comunicaciones están presentes como apoyo a las tareas de interface con el

usuario, permitiendo la asignación de parámetros y presentación de información

acerca del estado del sistema. [7]

39

Figura 1.5. Áreas de Gestión de la Inmótica

Fuente: Autores

1.4.1. Confort. El confort juega un papel preponderante dentro de las

especificaciones que el sistema ha de satisfacer, porque la primera solicitud

demandada es que el edificio en el que se implanta debe ser acogedor para las

personas que lo van a ocupar. No sólo por esta causa el confort es importante,

además todos los equipamientos relacionados con él, son los mayores

consumidores de energía, por ejemplo la calefacción y el aire acondicionado.

Dentro de este apartado se puede hacer referencia a algunas instalaciones como

las que se apuntan a continuación. [7]

1.4.1.1 Iluminación. El sistema que controle la iluminación, ha de estar formado

por elementos que permitan una gestión integral para evitar gastos de operación

innecesarios. Esto es así tanto para la iluminación ornamental como para aquella

que forma parte esencial del proceso productivo. Las ventajas que los Sistemas

inmóticos aportan a la iluminación, derivan todas de un uso “inteligente” de la luz,

40

ENERGIA

COMUNICACIONES

SEGURIDAD

CONFORT

adaptándolo a las necesidades de los usuarios y aunando, a su vez, un consumo

energético lo más eficiente posible.

1.4.1.2 Escenas De Luz. Gracias al empleo de programas específicos adaptados

a cada situación, se pueden realizar escenas de luz, que consistirían en la

memorización por parte del sistema de la iluminación que se elija para cada

circunstancia de uso.

1.4.1.3 Iluminación En Función De Factores Externos. El control inmótico de la

iluminación puede adaptar el accionamiento de ésta dependiendo de variables

como pueden ser:

Detectores de presencia.

Detectores de luminosidad.

Alarmas técnicas.

Programación horaria.

1.4.1.4 Climatización. Uno de los factores que más influencia tiene en el confort

en un edificio o vivienda es la climatización. La temperatura a la que se encuentre

una habitación incide de gran forma en la actitud y la salud de las personas

presentes, lo que lleva como consecuencia inmediata el traslado de esta

incidencia a campos tan importantes como el rendimiento en el trabajo.

Suponiendo que estamos hablando de la climatización de un edificio no destinado

a vivienda, ya que en un hogar el número de personas es más reducido y las

relaciones entre ellas son muy distintas a las de un edificio con otros usos, todos

los temas que están relacionados con el calor y las distintas formas de percibirlo

tendrán una influencia que variará de una persona a otra. Como estos factores son

muy personales es necesario conocerlos de cerca para, al afrontar el diseño de

una instalación de climatización, tenerlos en cuenta y darles una adecuada

respuesta técnica.

41

Tanto la parte de accionamiento como la de uso del sistema se pueden

automatizar de forma que se obtenga un control auténtico sobre la instalación. Al

igual que se comentó en el apartado de la iluminación, la climatización presenta la

posibilidad de controlarse en función de variables externas como detectores de

presencia, termostatos, programaciones horaria o estacional, etc. [7]

1.4.2 Seguridad. La seguridad es uno de los factores más importantes dentro de

la instalación de un edificio, ya que abarca tanto aquellos sistemas destinados a

prevenir la intrusión como las alarmas técnicas que corresponden a peligros

derivados del mal funcionamiento de alguno de los sistemas de una edificación.

Podemos hacer una división en varios apartados.

1.4.2.1 Control De Intrusión. La posibilidad de la presencia de personas no

deseadas en una edificación hace necesaria la instalación de sistemas que

prevean esta posibilidad y aporten soluciones eficaces. La domótica ofrece estas

funcionalidades aunándolas al resto de virtudes del sistema. No sólo se tendrá

cubierta la gestión de alarmas, además ésta se podrá conectar con el resto del

sistema domótico pudiendo conocer en cada instante el estado de la instalación y

obtener información tanto local como de forma remota. El sistema puede a su vez

realizar algunas funciones cuando salte alguna alarma, como la conexión

intermitente de la iluminación, el accionamiento de sirenas, el envío de señales por

teléfono, cierre de accesos, grabación de imágenes por medio de un circuito

cerrado de televisión (CCTV), empleo de Internet, etc.

1.4.2.2 Alarmas Contra Incendios. Una edificación moderna no puede prescindir

de alarmas contra incendios que cubran todas las instalaciones. No solo se

realizará una mera detección del fuego/humo, aportara además otros aspectos

como son:

42

Accionamiento de alarmas, tanto sonoras como visuales.

Información a los servicios de emergencia.

Cierre de puertas y elementos que puedan ayudar a la propagación del

siniestro.

Cortes de energía eléctrica.

Envío de ascensores a la planta baja.

Como en el resto de aplicaciones de la domótica se puede tener un control a

distancia y en este caso será el sistema el que informe, vía teléfono, a cualquier

usuario que demande este servicio.

1.4.2.3 Alarmas Técnicas. Otras funcionalidades están relacionadas con alarmas

que puedan producirse por inundación, escapes de gas o fallo en el suministro

eléctrico. El sistema típicamente debe detectar la alarma, actuar en consecuencia

cortando las válvulas correspondientes y dando aviso al usuario por cualquiera de

los métodos elegidos: señalización luminosa, acústica, telefónica, etc.

1.4.3 ENERGÍA. Bajo el punto de vista del ahorro energético, la gestión de la

energía es de vital importancia en la automatización de las viviendas y los

edificios, ya que la implantación de sistemas que estén encaminados a este

criterio será bien acogida tanto por los usuarios como por las compañías

suministradoras y los propios gobiernos y administraciones públicas. [7]

1.4.3.1 Conceptos Básicos De Gestión De La Energía. La gestión de la energía

se deberá de implementar en torno a los siguientes conceptos:

El uso racional de la energía.

La prioridad en la conexión de cargas.

El uso de tarifas especiales ofertadas por parte de las compañías

suministradoras de energía.

43

La utilización de sistemas de acumulación.

La zonificación de los sistemas de calefacción y de aire acondicionado.

El uso racional de la energía es una de los principales objetivos de las

compañías eléctricas y de las autoridades.

Se trata de que el usuario emplee estrategias orientadas a consumir sólo la

energía necesaria evitando el “despilfarro”. Para conseguir este objetivo son

necesarias varias condiciones: suministrar información al usuario y utilizar

sistemas técnicos que permitan la regulación adecuada de los flujos energéticos.

De esto último es de lo que se encarga la domótica/inmótica. La prioridad en la

conexión de las cargas es la funcionalidad más desarrollada en lo que se refiere a

la gestión de la energía. Se establece un orden de prioridades en la actuación de

los receptores de tal manera que partiendo de una tasa máxima de consumo

simultáneo se convenga en dar prioridad, dentro de las diferentes líneas de

alimentación eléctrica. Para ello es necesario algún sistema que lea el consumo

de las diferentes líneas y vaya procediendo al corte en función de las prioridades

establecidas Las compañías suministradoras de energía eléctrica, según la

demanda de potencia que tengan de sus abonados, pueden establecer diferentes

tarifas teniendo en cuenta los horarios distintos; estas tarifas serán utilizadas

posteriormente por sistemas que saquen rendimiento de tales circunstancias. Los

sistemas de acumulación, son un ejemplo de lo adelantado en el punto anterior,

aprovechándose de las tarifas en horas valle, acumulando la energía que

consumen para devolverla en las horas donde el coste energético es más alto. La

zonificación de los sistemas de calefacción puede ser interesante en función de

las diferentes áreas del edificio, orientación, uso, etc. [7]

1.4.3.2 Parámetros En La Gestión De La Energía. Las funciones de un sistema

genérico de control de la energía se pueden clasificar en cinco categorías:

44

Regulación: Mantener una magnitud regulada en función de un valor

prefijado.

Programación: Modificar en función del tiempo el nivel de un valor prefijado.

Optimización: Realizar el diseño dependiendo de diferentes valores o

condiciones para asegurar un menor coste.

Desconexión de un equipo en el momento en que su funcionamiento pueda

suponer un sobrecoste.

Seguridad: Intervenir para no ocasionar perjuicios.

1.4.4 Gestión De La Comunicación. Este es sin duda el aspecto que más se ha

desarrollado dentro del campo de la gestión técnica en la edificación. Los edificios

y viviendas ya han dejado de ser núcleos aislados e independientes de nuestras

vidas para convertirse en una parte de las mismas. En una edificación cabe

distinguir la comunicación interior del edificio y la comunicación desde y hacia el

exterior. Se desarrolla a continuación de forma muy breve las posibilidades en

cada caso para exponer posteriormente en la clasificación de los sistemas estas

tecnologías con más profundidad. Las comunicaciones internas son las que se

generan entre los diferentes dispositivos y sistemas, así como las que utilizan los

usuarios con el SACI (interfaces de usuario). La comunicación está íntimamente

relacionada con las funcionalidades que tengamos definidas en el edificio puesto

que debe dar la posibilidad de explotar el sistema, visualizando aquellos

parámetros de interés y permitiendo la entrada de datos. Podemos citar como

comunicaciones internas las que puedan existir entre dispositivos dentro del

edificio. Para establecer la comunicación entre elementos del mismo tipo se

suelen emplear protocolos estándar o propietarios. Los protocolos estándar, que

desarrollaremos más adelante, son aquellos que obedecen a una pauta de

funcionamiento generalmente en capas o niveles perfectamente estudiados y en la

mayor parte de los casos siguiendo los pasos de la norma ISO/OSI. Los

protocolos propietarios, como su propio nombre indica resuelven las

45

comunicaciones de una forma no transparente al usuario, sino con un protocolo

generalmente punto a punto diseñado por el fabricante y que resulta solo útil en

sus sistemas o equipos y no en todos los tipos. Queda prácticamente como tarea

inalcanzable la unión de sistemas de distintos fabricante que incorporen

protocolos propietarios.

Las comunicaciones exteriores en un edificio o vivienda van encaminadas

básicamente a 5 grandes campos que son la comunicación, telemetría, seguridad

y automatización, e-business, y ocio o entretenimiento. Para conseguir estas

funcionalidades podemos emplear métodos de acceso convencionales como son

RTC (Red Telefónica Conmutada) con módem 56K / V.90, RDSI (Red Digital de

Servicios Integrados), o GSM (Groupe Spécial Mobile); métodos con Conexión

Permanente cableadas como xDSL, Redes de Cable (Cable Modem), otras

Tecnologías (Ondas Portadoras, PLC) y finalmente métodos con conexión

permanente inalámbricos como GPRS/UMTS, LMDS, Satélite y TV Digital

Terrestre Pero todavía existe el gran reto de comunicar los elementos internos en

la vivienda independientemente del hardware y software empleado y el exterior,

independientemente de los medios utilizados. Esta demanda ha traído como

consecuencia la aparición de las denominadas pasarelas o Gateways, que

podemos decir que son los productos que van a permitir la conexión del edificio

con el mundo exterior. Este tema será también tratado más adelante con el

estudio de las diferentes tecnologías. [7]

1.5. CLASIFICACIÓN DE EDIFICIOS CON SISTEMAS DE CONTROL

Varias son las definiciones y términos que se han dado a los edificios inteligentes,

algunas de ellas difíciles de entender y los cuales han llevado a largas discusiones

a nivel mundial. Se podría intentar resumir el gran número de términos

actualmente utilizados en español como en otros idiomas para edificaciones

inteligentes: [8]

46

Casa inteligente (Smart House).

Sistemas domésticos (home systems).

Automatización de viviendas (home automation).

Domótica (domotique)

Inmótica.

Urbótica.

Gestión técnica de la vivienda y de los edificios.

Bioconstrucción.

Viviendas ecológicas.

Edificios inteligentes (intelligent buildings), etc.

1.5.1 EDIFICIO AUTOMATIZADO. Cualquier vivienda o edificio que tenga algún

tipo de automatismo se lo considera como un Edificio Automatizado. Los tipos de

automatismos que se puede encontrar dentro de estas edificaciones son:

escaleras eléctricas, calefacción centralizada, control de iluminación, sistemas

antiincendios y antirrobo, control de accesos entre otros, ejemplos como estos se

los encuentra en grandes centros comerciales, edificios de oficinas, bancos, etc.

En los edificios las primeras funciones que se controlaban eran la climatización,

para lograr un grado de confort y el control energético, para conseguir un óptimo

consumo dentro de las instalaciones. Luego con el paso de los tiempos, el

desarrollo tecnológico y el aparecimiento de la electrónica como herramienta

fundamental de control se fueron implementando nuevas funciones como el

control de humedad, de presión, de caudal de aire, entre otros. “Un concepto muy

relacionado con el edificio automatizado es el de la ecotrónica, que consiste en el

uso o servicio que puede hacer toda la automatización electrónica y mecánica

para mejorar la calidad de vida de las personas”. [8]

47

1.5.2 EDIFICIO DOMÓTICO

Domótica es un término utilizado en la actualidad con mucha frecuencia de

manera incorrecta para describir a todo tipo de automatización en viviendas o

edificios. La domótica está más enfocada a la automatización dentro de viviendas

y al mejoramiento de la calidad de vida del usuario.

La Domótica se la realiza con el objetivo de proporcionar a los usuarios un mayor

grado de confort, ahorro energético, protección patrimonial y facilidad de

comunicación. Dentro de la vivienda se pueden realizar una variedad de

implementaciones para que se cumpla con los objetivos que implica la Domótica y

estos pueden ser: [9]

1.5.2.1 En El Ámbito Del Nivel De Confort:

a. Iluminación

Apagado general de todas las luces de la edificación.

Automatización del apagado/ encendido en cada punto de luz.

Regulación de la iluminación según el nivel de luminosidad ambiente.

b. Automatización de todos los distintos sistemas/ instalaciones / equipos

dotándolos de control eficiente y de fácil manejo.

c. Integración del portero al teléfono, o del videoportero al televisor.

d. Control vía Internet.

e. Generación de macros y programas de forma sencilla por parte del usuario.

48

1.5.2.2 En El Ámbito Del Ahorro Energético:

a. Climatización: programación y zonificación

b. Gestión eléctrica

Racionalización de cargas eléctricas: desconexión de equipos de uso no

prioritario en función del consumo eléctrico en un momento dado. Reduce la

potencia contratada.

Gestión de tarifas, derivando el funcionamiento de algunos aparatos a

horas de tarifa reducida.

c. Uso de energías renovables en el ámbito de la protección patrimonial:

d. Simulación de presencia.

e. Detección de conatos de incendio, fugas de gas, escapes de agua.

f. Alerta médica como Tele asistencia.

g. Cerramiento de persianas puntual y seguro.

1.5.2.3 En El Ámbito De Las Comunicaciones:

Control tanto externo como interno, control remoto desde Internet, PC,

mandos inalámbricos (p.ej. PDA con WiFi).

Transmisión de alarmas.

Intercomunicaciones.

Se podría decir que la domótica es el conjunto de técnicas utilizadas para realizar

una automatización dentro de viviendas, teniendo en cuenta los sistemas a

gestionar y la información que se desea recibir y transmitir. Por lo tanto se define a

la domótica como: “La incorporación al equipamiento de nuestras viviendas y

edificios de una sencilla tecnología que permita gestionar de forma

49

energéticamente eficiente, segura y confortable para el usuario los distintos

aparatos e instalaciones domésticas tradicionales que conforman una vivienda (la

calefacción, la lavadora, la iluminación, etc.)”. [10]

1.5.3. Edificio inmótico. Es un término desconocido, que se lo utiliza para

referirse a automatizaciones en grandes edificios. Se manejan los mismos

conceptos y definiciones que la domótica, pero en este tipo de automatización

además de tomar en cuenta aspectos para mejorar la calidad de vida, se toman

aspectos para mejorar la calidad de trabajo. La inmótica se la aplica a lugares

como: hoteles, museos, edificios de oficinas, bancos, hospitales, etc.

Para el diseño de sistemas inmóticos lo más importante es determinar que

sistemas que se encuentran dentro de la edificación se quieren gestionar

automáticamente, cuándo y cómo, para de esta manera ver el sistema que más se

adapte a las necesidades del usuario. Cabe tener en cuenta que dentro de la

mayoría de edificaciones se encuentran subsistemas aislados como pueden ser:

Control de Accesos, CCTV (circuito cerrado de televisión), Control de Incendios,

Central de Alarmas, entre otros. El objetivo principal que tiene la Inmótica es la de

unificar los diferentes subsistemas que se encuentran dentro de la edificación en

uno solo llamado SISTEMA INMÓTICO y el cual llegaría a ser el cerebro de todo

el Edificio, donde se procese toda la información requerida para realizar un control.

Se puede definir a la inmótica como “La incorporación al equipamiento de edificios

singulares o privilegiados, comprendidos en el mercado terciario e industrial, de

sistemas de gestión técnica automatizada de las instalaciones”. [11]

Un término equivalente a la Inmótica es la Gestión Técnica del Edificio, y no es

más que la gestión eficiente de todas las instalaciones de la edificación desde su

instalación hasta su funcionamiento aplicando técnicas propias de la domótica. En

50

la actualidad se tiende a hablar de sistemas demóticos tanto para viviendas como

edificios, siendo esto un grave error. El término apropiado para hablar de

automatización en grandes edificaciones es la Inmótica a pesar de que se utilicen

los mismos criterios de diseño que la domótica.

1.5.4. Edificio digital. Se puede decir que el edificio digital es el hogar del futuro

donde se unificarán los servicios de entretenimiento, comunicaciones y la misma

infraestructura. En este tipo de edificio la comunicación por redes de banda ancha

es la característica primordial, permitiendo de esta manera formar lo que se

conoce como Home Networks. El hogar digital o Home Networking no viene a ser

más que la tradicional red de datos instalada habitualmente en un hogar

(ordenadores, impresoras, etc.) acoplada o unificada a nuevas redes de

aplicaciones, como pueden ser redes de entretenimiento y las mismas

comunicaciones dentro del hogar. Las redes domóticas pueden ser integradas a

este tipo de edificaciones compartiendo o no el mismo medio de transmisión. Las

Home Networking abarcan diferentes redes físicas como pueden ser la red de

datos, la red multimedia y la misma red domótica además de contar con elementos

y equipamientos que permitan el acceso a los diferentes servicios que se

implementen dentro del hogar. En el gráfico 1.6 se puede observar una idea de lo

trata de abarcar el hogar digital.

Figura 1.6. Sistemas que se integran al Home Networking o Edificio Digital

Fuente [12]

51

1.5.5. Edificio ecológico. Un edificio ecológico integra la naturaleza sin afectar

su entorno aprovechando al máximo los recursos del lugar, por lo que para su

construcción se deben tomar en cuenta aspectos como los de la optimización de

los recursos energéticos y de los materiales de construcción (conservación,

mantenimiento y reciclaje). Un término muy utilizado dentro de la construcción de

este tipo de edificaciones es el de la bioconstrucción, que no es más que un

proceso que se sigue para conseguir que una edificación se la considere

ecológica. Este proceso abarca amplios aspectos como un exhaustivo análisis del

terreno donde se construirá, estudio geobiológico, correcta elección de materiales,

pintura ecológica, técnicas de ahorro energético, racionalización del espacio,

utilización de energía renovables, entre otras. En otras palabras lo que nos

permite la biocostrucción es poder añadir a los aspectos técnicos dentro de la

vivienda confort biológico y salubridad.

1.5.6 Edificio inteligente. El concepto de Edifico Inteligente gira en alrededor de

los principios de diseño interdisciplinario, flexibilidad, integración de servicios,

administración eficiente y mantenimiento preventivo. Entonces a un edificio

inteligente se lo puede definir como aquella edificación que desde su diseño hasta

la ocupación por el usuario final, centra su objetivo en el ahorro de energía y

recursos. El diseño de este tipo de edificaciones debe incorporar características

como la flexibilidad para permitir la integración de nuevas tecnologías que se

vayan desarrollando, además de permitir una redistribución física de sus

instalaciones. Otras características primordiales son la seguridad y la operación

del sistema, las cuales permiten que el sistema de la confiabilidad requerida por

los usuarios para realizar mantenimientos preventivos dentro de la edificación.

Hay que diferenciar claramente entre edificios inteligentes y domótica e inmótica,

ya que tienden a utilizarse indistintamente. Los términos domótica e inmótica

puede incluirse dentro de edificios inteligentes, pero estos pueden además tener

en cuenta más factores además de la automatización del edificio, como la

52

ecología, la inteligencia artificial, la computación ubicua, etc. En cambio, los

edificios que sólo poseen instalaciones como climatización, seguridad,

ascensores, etc., no son inteligentes sino sólo automatizados.

1.6. CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA INMÓTICO

Las principales características que debe tener un sistema inmótico son las

siguientes, véase figura 1.7:

Figura 1.7 Características Principales Que Sustentan Un Sistema Inmótico.

Fuente Autores

Integral. El sistema inmótico debe ser integral, esto quiere decir que debe

existir una comunicación entre los subsistemas existentes dentro de la

edificación para el intercambio de información, en otras palabras todo

53

SISTEMA INMOTICO

INTEGRAL

SIMPLE

FLEXIBLE

MODULAR

subsistema aislado debe ser capaz de integrarse al sistema inmótico para

ser controlado.

Simple. El sistema inmótico debe ser simple y fácil de utilizar para los

usuarios finales, de esta manera el sistema será acogido de una buena

forma, además la interfaz HMI debe ser sencilla e intuitiva para que el

usuario u operador maneje sin ningún problema el sistema.

Flexible. El sistema inmótico debe ser desarrollado de manera que cuando

las necesidades del sistema aumenten, el sistema permita la integración de

nuevos dispositivos sin que represente un costo elevado ni un esfuerzo

grande.

Modular. El sistema inmótico debe ser modular, para de esta manera

permitir la fácil ampliación de nuevos servicios dentro de la edificación

cuando se los requiera, además que con un sistema modular se puede

evitar fallos que afecten a todo el edificio. Además de estas 4

características antes descritas que se podría decir son los pilares

fundamentales para el desarrollo de un Sistema Inmótico, existen

características más específicas para el diseño de un sistema inmótico en

las cuales se toma en cuenta el punto de vista del usuario final y el punto de

vista del diseñador. Desde el punto de vista del usuario final las

características del sistema inmótico pueden ser variadas dependiendo del

tipo de usuario y de las necesidades que tengan los usuarios dentro de la

edificación, algunas de estas características podrían ser: [13]

Facilidad de ampliación e incorporación de nuevas funciones.

Posibilidad de preinstalación del sistema inmótico en la fase de

construcción.

Facilidad y simplicidad de uso.

54

Que el sistema inmótico tenga variedad de elementos de control.

Control remoto desde fuera y dentro de la edificación, etc.

Desde el punto de vista técnico las características que se deben tomar en cuenta

al momento de desarrollar un sistema inmótico son las siguientes:

Topología de red.

Tipo de arquitectura.

Medios de transmisión.

Protocolos de comunicación.

Velocidad de transmisión.

1.6.1. Topologías de sistemas inmóticos. La topología de red no es más que la

distribución física o conexión de todos los elementos (unidades de control,

sensores, actuadores) que se encuentran en una instalación inmótica respecto al

medio de comunicación (cable) y es esta característica la primordial para elaborar

un diseño que posibilite la conexión de los diferentes componentes dentro de la

edificación.

Los distintos tipos de topología y los más comunes son:

Topología en estrella.

Topología en anillo.

Topología en bus.

Topología en árbol.

1.6.1.1 Topología en estrella. En esta topología los dispositivos (sensores,

actuadores) están conectados a un elemento principal (unidad de control). Este

tipo de topología tiene facilidad en la instalación de un nuevo dispositivo y cuando

se produce algún fallo en cualquier dispositivo no afecta a todo el sistema en

general. La desventajas de esta topología es que si el elemento principal falla

55

colapsa todo el sistema, para la conexión de los dispositivos se necesita gran

cantidad de cableado y toda la información se almacena en el elemento principal

produciéndose un cuello de botella lo cual provoca una disminución en la

capacidad de procesamiento.

En la figura 1.8 se puede observar un esquema básico de este tipo de topología.

Figura 1.8. Topología De Red En Estrella

Fuente [14]

1.6.1.2 Topología en anillo. En esta topología todos los dispositivos

pertenecientes al sistema inmótico se interconectan entre sí formando un anillo.

Aquí existe un paso de información entre cada uno de los dispositivos. Tiene como

ventajas que existe un menor cableado y el control se lo realiza de una manera

fácil y sencilla. La desventaja es que si se produce un fallo en cualquier dispositivo

falla todo el sistema, y si se quiere aumentar dispositivos al sistema toca paralizar

todo el funcionamiento del mismo. En la figura 1.9 se observa un esquema básico

de este tipo de topología.

56

Figura 1.9. Topología de red en anillo

Fuente: [15]

1.6.1.3 Topología en bus. En este tipo de topología todos los dispositivos están

conectados mediante una misma línea o bus de comunicaciones, permitiendo de

esta manera que todos los dispositivos envíen y reciban información de los demás

dispositivos. Cada dispositivo cuenta con su propia dirección lo cual permite ser

identificado fácilmente dentro del sistema. Como ventajas en este tipo de topología

se puede resaltar la facilidad que existe para añadir y eliminar dispositivos a la red,

además de que un error en algún dispositivo no afecta al funcionamiento total del

sistema y la velocidad de transmisión de los datos es muy elevada. Como

desventajas en este tipo de topología se encuentra que los dispositivos

pertenecientes a este tipo de red deben tener un cierto grado de inteligencia para

manejar la información, además que el sistema debe tener mecanismos de control

que no permitan que más de dos dispositivos accedan en forma simultánea a la

red. En la figura 1.10 se observa un esquema básico de este tipo de topología.

57

Figura 1.10. Topología De Red En Bus

Fuente: [16]

1.6.1.4 Topología en árbol. Se puede decir que esta topología es la unión de

varias topologías tipo estrella, en la que se establece una jerarquía entre todos los

dispositivos del sistema. A diferencia de la topología en estrella donde existe un

elemento principal, en la topología en bus no existe un elemento principal de

interconexión más bien existen un nodo de enlace troncal el cual puede ser un

hubo switch y en el cual van conectados todos los dispositivos. Las ventajas y

desventajas son las mismas que se producen en la topología en estrella.

En la figura 1.11 se observa un esquema básico de este tipo de topología.

Figura 1.11. Topología De Red En Árbol

Fuente [14]

58

1.6.2 Tipología de los sistemas inmóticos. La tipología o arquitectura dentro

de un sistema inmótico no es más que el modo en que deben ir conectados todos

los dispositivos dentro de la edificación; dependiendo de la distribución de la

funcionalidad en los distintos nodos de la red Todas estas técnicas se las ha ido

mejorando con el desarrollo de la tecnológica y la evolución de la microelectrónica.

Un sistema inmótico puede tener los siguientes tipos de arquitecturas: [17]

Sistema de arquitectura centralizada.

Sistema de arquitectura distribuida.

Sistema de arquitectura descentralizada.

1.6.2.1 Sistema de arquitectura centralizada. En este tipo de sistema existe un

controlador principal en donde se encuentran conectados todos los dispositivos

sensores y actuadores. Todos los dispositivos sensores recogen toda la

información de todo el edificio y lo envían al controlador principal en donde este se

encarga de tomar decisiones enviando información a los dispositivos actuadores

para que las realicen. El controlador principal pasa a ser el cerebro de todo el

sistema inmótico del edificio, y ante una falla de este todo el sistema colapsa.

Este tipo de sistema tiene un costo menor ya que solo utiliza un controlador para

todo el sistema. Se puede observar este tipo de arquitectura en la figura 1.12.

59

Figura 1.12. Arquitectura Centralizada.

Fuente Autores

a. Ventajas:

• Los elementos sensores y actuadores son de tipo universal.

• Coste reducido o moderado.

• Fácil uso y formación.

• Instalación sencilla.

60

Unidad De

Control

Actuador 1

Actuador 3

Sensor 2

Sensor 1

Sensor 3

Actuador 2

b. Inconvenientes:• Cableado significativo.

• Sistema dependiente del funcionamiento óptimo de la central.

• Difícil de ampliar.

• Capacidad del sistema (canales o puntos).

• Necesidad de una interfaz de usuario.

1.6.2.2 Sistema de arquitectura distribuida. En este tipo de sistema existen

varios controladores cerca de los dispositivos sensores y actuadores existentes

dentro de la edificación. Esta arquitectura presenta algunas ventajas respecto a la

arquitectura centralizada expuesta anteriormente, pues la tarea del control se

reparte convenientemente entre diferentes elementos de control. Esto trae como

consecuencia que el cableado se reduce enormemente. La unión entre las

diferentes unidades de control se puede hacer empleando alguno de los medios

físicos existentes. En esta arquitectura se permite la interrelación de sensores y

actuadores asignados a diferentes elementos de control. En la figura 1.13 se

puede observar este tipo de arquitectura distribuida.

Por lo tanto, a diferencia de la arquitectura centralizada, si existe algún fallo en

alguna de las unidades de control que conforman la arquitectura distribuida, éste

sólo va a afectar a los elementos que tenga unidos a su módulo y por tanto podrá

seguir funcionando el sistema. La principal desventaja es que las unidades de

control son varias y por tanto el coste debería de ser más alto ya que se están

multiplicando elementos de control y comunicaciones en las mismas. [17]

61

Figura 1.13. Arquitectura Distribuida

Fuente Autores

a. Ventajas:

• Seguridad de funcionamiento.

• Posibilidad de rediseño de la red.

• Fiabilidad de productos.

• Fácil de ampliar.

• Sensores y actuadores de tipo universal (económicos y gran oferta).

• Coste moderado.

• Cableado moderado.

b. Inconvenientes:

• Requiere programación.

62

Sistema De Control

Distribuido

Unidad De Control 1

Actuador 1

Sensor 1

Unidad De Control 2

Actuador 2

Sensor 2

Unidad de control 3

Actuador 3

Sensor 3

1.6.2.3 Sistema de arquitectura descentralizada. En este tipo de sistema todos

los dispositivos sensores y actuadores poseen inteligencia, esto quiere decir que

trabajan independientemente. Pero a pesar de esta independencia la

Comunicación se la hace a través de un bus compartido. Esta arquitectura está

basada en una o varias unidad de control al igual que unidades receptoras y

actuadoras. En la figura 1.14 se puede observar este tipo de arquitectura

descentralizada.

Figura 1.14 Arquitectura descentralizada

Fuente Autores

a. Ventajas:

Seguridad de funcionamiento. Tipología robusta.

Posibilidad de rediseño de la red.

Reducido cableado.

63

Bus Compartido

HMI

Actuador 2

Sensor 2Actuador 1

Sensor 1

Fiabilidad de productos.

Fácil de ampliar.

b. Inconvenientes:

Elementos de red no universales y limitados a la oferta.

Coste elevado de la solución.

Capacidad del sistema (canales o puntos).

Necesidad de un interfaz de usuario.

Sistemas adecuados para edificios terciarios.

Complejidad de programación.

1.6.3. Nivel físico de transmisión de datos. Los dispositivos dentro de un

sistema deben intercambiar información y esto se lo realiza por medio de un nivel

físico conocido como medio de transmisión. Este medio de transmisión puede ser

cableado o inalámbrico. Los medios de transmisión por cable son lo que utilizan

físicamente el cable para enviar o recibir datos, estos pueden ser:

1.6.3.1. Trasmisión con cable. Este tipo de trasmisión se lleva a cabo sobre un

medio físico, varía según el tipo de cable de trasmisión:

Cableado dedicado, el cual es fácil de realizarlo y económico y permite

realizar grandes redes de equipos.

Par trenzado, el cual viene de usos industriales y posee una gran seguridad

de transmisión.

Cable coaxial, utilizado en el envío de señales de video, bastante utilizado.

Es inmune a interferencias pero muy rígido para la instalación.

Red eléctrica instalada, no se necesita instalación adicional de cableado,

pero nos ofrece poca seguridad y velocidad en la transmisión de datos.

64

Fibra óptica, utilizada para mandar gran cantidad de información.

En la Tabla 1.1 podemos ver los tipos de medios empleados, con alguna de sus

características, requerimientos y usos, que comentaremos de forma individual a

continuación:

Tabla 1.1 Tipos De Trasmisión Con Cable

Transmisión Con CableTipo Usabilidad Características Y

RequerimientosCableado Dedicado Muy fácil, muy extendido,

económico.Permiten crear grandes

redes de equipos.Par Trenzado Proviene de usos

industriales.Gran seguridad de

transmisión.Cable Coaxial Utilizado en el envío de

señales de video. Bastante implantado

Inmune a interferencias pero muy rígido para

instalación.Red Eléctrica Instalada No necesita instalación

adicional de cableadoPoca seguridad y

velocidad. Ventaja de aprovechar instalación

eléctrica instalada.Fibra Óptica Gran capacidad Se utiliza para transmitir

gran cantidad de información.

Fuente [18]

La transmisión con cable usa los medios que a continuación se describen.

a. Líneas de distribución de energía eléctrica. Si bien no es el medio más

adecuado para la transmisión de datos, si es una alternativa a tener en cuenta

para las comunicaciones domésticas dado el bajo coste que implica su uso al

tratarse de una instalación existente. Para aquellos casos en los que las

necesidades del sistema no impongan requerimientos muy exigentes en cuanto a

65

la velocidad de transmisión, la línea de distribución de energía eléctrica puede ser

suficiente como soporte de dicha transmisión. Los rangos de frecuencia

reservados son:

Rango de 3 a 95 kHz: suministradores de energía y sus empresas

concesionarias.

Rango de 95 kHz a 148,5 kHz: disponible para aplicaciones generales. Este

rango se encuentra dividido en tres bandas:

I. banda 1: 95 kHz a 125 kHz, sin protocolo de acceso.

II. banda 2: 125 kHz a 140 kHz, con protocolo de acceso.

III. banda 3: 140 kHz a 148,5 kHz, sin protocolo de acceso.

Por encima de 148,5 kHz: rango prohibido.

El voltaje de salida del transmisor está regulado como sigue (comparado

con una red de alimentación estándar):

116 dB∞V para uso general.

134 dB∞V para aplicaciones especializadas (por ejemplo, en un entorno

industrial).

b. Cable Coaxial. El cable coaxial fue el primer cable empleado, aparte de

cable eléctrico convencional en la transmisión de información entre dispositivos y

existen diferentes tipos según su uso y utilización. En la Tabla 1.2 podemos ver los

diferentes tipos y su utilización más común.

Tabla 1.2. Tipos Y Utilización Del Cable CoaxialTipo Utilización

RG - 8 ; RG - 11 ; RG-58 Se usan en redes de datos tipo Ethernet

RG – 75 Principalmente en televisiónFuente: [18]

66

El cable coaxial tenía una gran utilidad en sus inicios por su propiedad idónea de

transmisión de voz, audio y video. Los factores a tener en cuenta a la hora de

elegir un cable coaxial son su ancho de banda, su resistencia o impedancia

característica, su capacidad y su velocidad de propagación. El ancho de banda

del cable coaxial está entre los 500Mhz, esto hace que el cable coaxial sea ideal

para transmisión de televisión por cable por múltiples canales. La resistencia o la

impedancia característica dependen del grosor del conductor central o malla; si

varía éste, también varía la impedancia característica.

c. Cable De Par Trenzado. El cable par trenzado es de los más antiguos en el

mercado y en algunos tipos de aplicaciones es el más común. Consiste en dos

alambres de cobre o a veces de aluminio, aislados con un grosor de 1 mm2

aproximado. Los alambres se trenzan con el propósito de reducir la interferencia

eléctrica de pares similares cercanos. Los pares trenzados se agrupan bajo una

cubierta común de PVC (Policloruro de Vinilo) en cables multipares de pares

trenzados (de 2, 4, 8, hasta 300 pares). El par trenzado hasta ahora ha sido mejor

aceptado, por su costo, accesibilidad y fácil instalación. Sus dos alambres de

cobre torcidos aislados con plástico PVC han demostrado un buen desempeño en

las aplicaciones de hoy, sin embargo, a altas velocidades puede resultar

vulnerable a las interferencias electromagnéticas del medio ambiente. El cable

UTP es el más utilizado en telefonía por lo que realizaremos un estudio más a

fondo de este tipo de cable. Las categorías del cable UTP son 8, y dependen de

cómo actúan en atenuación, capacidad e impedancia, se pueden observar en la

Tabla 1.3.

67

Tabla 1.3. Categorías de cable de par trenzado

Categoría Uso Ancho de banda y velocidad

1 y 2 Redes de telefonía Velocidades hasta 4 Mbps

3 Redes de ordenadores 16 MHz y hasta 16 Mbps.4 Redes ordenadores en

anillo tipo Token Ring20 MHz y 20 Mbps

5 Redes de ordenadores 100 MHz y 100 Mbps5e Igual que 5 mejorada Buen comportamiento

ante atenuaciones e interferencias

6 No es un estándar 250 MHz7 No está establecido aún 600 MHz

Fuente [18]

El cable coaxial es más inmune a las interferencias o al ruido que el par trenzado

pero es mucho más rígido que el par trenzado, por lo que al realizar las

conexiones entre redes la labor será más difícil.

La velocidad de transmisión que podemos alcanzar con el cable coaxial llega sólo

hasta 10Mbps, en cambio con el par trenzado se consiguen 100Mbps.

c. Cable De Fibra Óptica. En la última década la fibra óptica ha pasado a ser

una de las tecnologías más avanzadas que se utilizan como medio de

transmisión. Los logros con este material fueron más que satisfactorios, desde

lograr una mayor velocidad y disminuir casi en su totalidad ruidos e

interferencias, hasta multiplicar las formas de envío en comunicaciones y

recepción por vía telefónica. La fibra óptica está compuesta por filamentos de

vidrio de alta pureza muy compactos. Como características de la fibra podemos

destacar que son compactas, ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia

capacidad de transmisión y un alto grado de fiabilidad ya que son inmunes a

las interferencias electromagnéticas de radiofrecuencia. En comparación con el

sistema convencional de cables de cobre, donde la atenuación de sus señales

68

es de tal magnitud que requieren de repetidores cada dos kilómetros para

regenerar la transmisión, en el sistema de fibra óptica se pueden instalar

tramos de hasta 70 Km. sin que haya necesidad de recurrir a repetidores, lo

que también hace más económico y de fácil mantenimiento este material. [18]

1.6.3.2. Transmisión sin cable. La transmisión sin cable se realiza de dos

formas: radiofrecuencia e infrarrojos. Los medios de transmisión sin cable a través

de la radio frecuencia son los que utilizan como medio físico el aire para la

trasmisión de información, estos se pueden ver en la tabla 1.4 y tabla 1.5:

Tabla 1.4. Tipos Y Características De Trasmisión Sin Cable

Transmisión Sin Cable Por RadiofrecuenciaTipo Usabilidad Características Y

RequerimientosBluetooth. V1 y 2. Bastante extendido No es un estándar.

Velocidad detransmisión media

IEEE 802.11b (WiFi) Bastante extendido Es un estándar, admiten velocidadesaltas de transmisión

IEEE 802.11g Poco extendido Altísimas velocidades de transmisión en frecuencia estándar.

IEEE 802.15.4 (ZigBee) Poco extendido Es un estándar, velocidades detransmisión bajas, pensado para dispositivos de gestión de edificios

IEEE 802.16 a, b, c(Wireless MAN)

Poca Implantación Redes inalámbricas metropolitanas. Redes entre edificios

Fuente [18]

69

Tabla 1.5. Comparación Entre Medios De TransmisiónParámetro Par trenzado Cable

coaxialRed eléctrica

Fibra óptica Infrarrojos Radio Frecuencia

Ultrasonidos

Costo Bajo Muy elevado Ninguno Elevado Ninguno Ninguno NingunoTipo de señal

Análoga. Digital(<10mbps,50m), Tvcomprimida

Análoga, digital,Tv

Análoga, digital

Análoga, digital, Tv

Análoga, digital(depende de lapotencia de Tx yRx)

Análoga, digital

Análoga, digital(poca capacidad)

Ventajas Económico, fácilmanejo, seguro

Muy fiable, posiblesu multiplexación,transmite señalesde video

Instalación en casasya construidas

Gran Capacidad,insensible a lasinterferencias

Sin soporte Sin soporte,atraviesa paredes

Sin soporte

Desventajas

Soporta mal lasseñales de vid

Costo para lainstalación endinero y tiempo

La transmisión noes segura,necesidad de filtrosy de una interfazpor corrientesportadoras

Cara, instalacióndifícil, no transmitealimentación,interfazOptoelectrónica.

Restringido a unasola habitación,necesidad deemisor y receptor,espacio de usolimitado

Poco fiable,sensible ainterferencias,necesidad deemisor y receptor

Poco fiable, pococaudal, necesidadde emisor yreceptor,restringido a unasola habitación

Tx. de señales decontrol

Posible Posible Posible Posible Posible Posible Posible

Tx. de sonido

Posible Posible Posible Posible Técnicamentedifícil

Posible Técnicamentedifícil

Tx. de imagen

Técnicamentedifícil

Posible Imposible Posible Técnicamentedifícil



Tx. de energía

Posible Imposible Posible Técnicamentedifícil

Imposible Imposible Imposible

Fuente [19]

1.7. TECNOLOGÍAS Y ESTÁNDARES DE CONTROL ACTUALES

Se ha constatado hasta el momento el grado de sofisticación tecnológica que se

ha alcanzado dentro de los elementos que conforman los sistemas inmóticos, y

visto en los primeros epígrafes de este capítulo, que una de las razones de la

escasa implantación en el mercado de los mismos, era la falta de estandarización.

Esta se puede definir como la normativa adoptada a nivel internacional para

70

realizar una determinada tarea, independientemente del lugar en el que se realice

y del producto que empleemos para ello. Este documento está tratando de ofrecer

una información lo más genérica posible, por lo que de los protocolos propietarios,

que no siguen estándar alguno, no van a ser estudiados.

1.7.1. Estándares americanos y europeos de control de sistema inmóticos

Estos están vinculados claramente a fabricantes o marcas comerciales muy

determinadas; En la Tabla 1.6 se observan. Estándares de control en Sistemas de

gestión de edificios se resumen los protocolos o estándares más utilizados por los

sistemas inmóticos.

Tabla 1.6. Estándares americanos de control en Sistemas inmóticosEstándares Americanos

Tipo Usabilidad Características Y Requerimientos

X-10 Muy fácil implantación Utiliza la red eléctrica instalada del edificio,

pensado para mercado doméstico.

CEBus Mediana implantación Utilizado en instalaciones de tipo medio

LON Mucha implantación Utilizado ampliamente enClimatización. Apto para grandes instalaciones.

Fuente [39]

En la tabla 1.7 se observan los estándares Europeos de control en sistemas inmóticos.

71

Tabla 1.7. Estándares europeos de control en Sistemas inmóticosEstándares Europeos

Tipo Usabilidad Características Y Requerimientos

EHS Poca implantación Pensado para utilidades domésticas.

Batibus Sencillo Instalaciones de tipo medio.

EIB Gran implantación Complejo y útil en instalaciones de tipo

medio-altoFuente [39]

1.7.1.1. ModBus. La organización ModBus es un grupo formado por usuarios y

proveedores independientes de dispositivos de automatización, que busca adoptar el

manejo del Protocolo de Comunicación ModBus. Además mostrar su evolución para hacer

frente a las arquitecturas de sistemas de automatización distribuidos. La organización

ModBus también provee la infraestructura para obtener y compartir información sobre los

protocolos, su aplicación, y certificación para simplificar la implementación por parte de los

usuarios. Dando como resultado la reducción de costos. ModBus es un protocolo situado

en la capa aplicativa de mensajería, situada en el nivel 7 del modelo OSI, que proporciona

comunicación de tipo cliente/servidor para dispositivos ubicados en diferentes tipos de

redes.

El lenguaje común utilizado por todos los controladores Modicon se define como el

Protocolo ModBus. Este establece una estructura de mensajes que los

controladores reconocerán y usarán, independiente del tipo de red sobre la que

ellos se comuniquen. Esto describe el proceso que un controlador usa para

solicitar acceso a otro dispositivo, cómo este responde a solicitudes de otros

dispositivos, y cómo los errores son detectados y reportados. Todo esto establece

un formato común para la disposición y contenido en el campo de los mensajes.

El protocolo ModBus proporciona a los controladores Modicon, un estándar interno

que ellos usan para analizar los mensajes. Durante las comunicaciones en una red

72

ModBus, el protocolo determina como cada controlador sabrá su dirección,

reconocerá la dirección del mensaje hacia él, determinará las acciones a ejecutar,

y extraerá cualquier dato o información que contenga el mensaje. Si una réplica es

requerida, el controlador construirá dicha copia, enviándola mediante el protocolo

ModBus. En otras redes, los mensajes que contiene el protocolo ModBus son

insertados dentro de una estructura de tipo paquete sobre la red.

La figura 1.15 muestra como los dispositivos deben interconectarse en una

jerarquía de redes que emplean diferentes técnicas de información. [20]

Figura 1.15. Jerarquía de Red ModBus

Fuente: [20]

En la transacción de mensajes, el protocolo ModBus introduce dentro de cada

estructura tipo paquete en la red, el lenguaje común con el cual cada dispositivo

intercambia datos.

73

1.7.1.2. Estándar X10. El sistema domótico X10 está basado en corrientes

portadoras y está avalado con más de ocho millones de clientes existentes en la

actualidad. Básicamente es un sistema que transmite todas las señales a través

de la red de BT o por radiofrecuencia. Existe una versión europea de este sistema

llamada NETBUZ X10 con el mismo principio de funcionamiento, aunque no ha

habido tanta aceptación como en España. El número máximo de receptores

(puestos de control de aparatos o grupos de consumidores) permitido en este

sistema es de 256. No es un sistema demasiado grande. El sistema utiliza señales

de alta frecuencia para el caso de telecontrol. [21]

El funcionamiento del mismo se basa en lo que se conoce como modulación de

código de impulsos (PCM) y es como se detalla a continuación. Los emisores

envían órdenes de mando en forma de impulsos que tienen una duración de 1

milisegundo. El contenido del paquete determina el ritmo y orden de sucesión de

los impulsos. Los datagramas se transmiten con una frecuencia portadora de 120

kHz. Para evitar las influencias perturbadoras de la red, las entradas sólo están

abiertas una fracción de tiempo, justo inmediatamente después del paso por cero

de la tensión de red. El sistema trabaja a través de redes de corriente alterna y de

corriente trifásica. Para poder llegar, en las redes de corriente trifásica, a todos los

aparatos distribuidos por las diferentes fases, se emiten los paquetes de impulsos

tres veces, cada impulso desplazado frente al impulso anterior por la amplitud del

desplazamiento de fases. Es decir, cada fase transporta independientemente su

propia señal al correspondiente paso por cero. Las órdenes para conmutar,

conectar o controlar, las reciben los receptores en dos datagramas emitidos por un

emisor. El datagrama 1 activa la dirección deseada del aparato (1‐16) de código

domiciliario (A‐P). El datagrama 2 activa una de las funciones posibles p.ej.

“conectado”, “desconectado”, “todos los dimmer conectados”, “todo

desconectado”, etc. [22]

74

Un datagrama está compuesto por 11 unidades de información o bits. La duración

de emisión de cada uno de estos datagramas es de 220 milisegundos. Cada uno

se compone de cuatro partes de información:

Código inicial: 2 bits.

Código domiciliario: 4 bits.

Código de aparatos/funciones: 4 bits.

Identificación de aparatos/funciones: 1 bit.

1.7.1.3. My Home. Tanto para el sector residencial como el terciario, BTicino aporta

soluciones fruto de la innovación permanente en los procesos de I + D y fabricación. El

resultado es la integración de los sistemas para su adecuación en la evolución dentro del

gran abanico de las necesidades tecnológicas. Los mecanismos han pasado de ser el

“simple” punto de luz, a formar parte de un sistema de control y automatización para el

hogar y el trabajo. Los entornos terciarios exigen cada vez que los puestos de trabajo

sean auténticos sistemas integrados con capacidad de adaptación. En este sentido cabe

resaltar el sistema de cableado estructurado para la transmisión de datos VDI. Los

sistemas de comunicación no sólo mejoran la tecnología aplicada a la intercomunicación,

sino que ya forman parte del sistema de control y automatización global de los edificios.

[20]

My Home presta especial atención al respeto por el medio ambiente, al uso

racional de la electricidad y de los recursos energéticos. My Home permite

gestionar la climatización de la casa regulando indistintamente la temperatura de

todas las zonas, administradas de forma independiente; también el consumo

eléctrico está siempre bajo control.

Los principales dispositivos cumplen estas funciones:

Sonda de regulación local de temperatura, para regular la temperatura

de cada zona, subiéndola o bajándola localmente según el nivel prefijado

75

en el comando central, obteniendo así el clima ideal donde y cuando

quieras.

Central de gestión de energía de electrodomésticos, para controlar el

consumo de los principales electrodomésticos y evitar el incómodo corte del

interruptor general debido al excesivo consumo de electricidad, según sea

la potencia contratada.

.

Figura 1.16 Aplicación Del Sistema En Un Dormitorio

Fuente [20]

El sistema My Home: flexible y ampliable, según cada exigencia: El

sistema My Home de BTicino supera el concepto tradicional de “instalación

eléctrica”, pensada como simple instalación de interruptores y tomas de corriente.

Automatización, Termorregulación, Difusión sonora Antirrobo, Vídeo-control,

Distribución de señales TV, SAT, Redes, Datos, Gestión a distancia vía Internet,

son funciones que se encuentran cada vez más frecuentemente entre las

dotaciones de una vivienda de nueva generación. La domótica My Home de

BTicino ha sido pensada para integrar todas estas prácticas funciones generación.

La domótica My Home de BTicino ha sido pensada para integrar todas estas

76

prácticas funciones de una instalación Domótica My Home es, en efecto, su

dinamismo: ideal, ya sea para pequeños cambios, como el desplazamiento de

puntos de luz que no necesitan albañilería, como para los grandes, la

incorporación de nuevos ambientes o la modificación de los existentes para otro

uso. La domótica My Home de BTicino es la elección justa para el presente y el

futuro.

Los instrumentos de la domótica: Soluciones a la altura de cada Expectativa. Interactuar con la casa domótica es fácil e intuitivo, gracias a la

amplia oferta de dispositivos My Home BTicino: un verdadero avance tecnológico

que abarca desde la simplicidad inmediata del mando digital a las grandes

posibilidades que ofrecen, en términos de excepcionales funciones Domóticas, los

elementos más sofisticados y completos, como la Vídeo Touch Screen.

Mandos Digitales. Los comandos My Home no cambian el modo de

interactuar con la instalación eléctrica, pero amplían notablemente su ámbito de

uso. Gracias a la presión de simples interruptores es posible controlar una luz

individual, grupos de luces o todas las luces de la casa.

Figura 1.17. Mandos digitales

Fuente [20]

77

1.7.1.4. Touch Screen. La Touch Screen es el instrumento ideal para administrar,

a través de simples iconos, gran parte de las funciones My Home. Instalada en

una zona central de la casa o una en cada ambiente, la Touch Screen permite

accionar luces y persianas motorizadas, accionar escenarios pres configurados,

visualizar y administrar la temperatura, entre muchas otras posibilidades.

Figura 1.18 Pantalla Táctil

Fuente [20]

Axolute, Living, Light y Light Tech: el valor de la elegancia y la tecnología. Hace más de 50 años que BTicino es el líder mundial en cuanto a la

innovación tecnológica y el diseño de sus productos. Una historia basada en la

calidad y la investigación continua que encuentran hoy la máxima expresión en las

soluciones de vanguardia de My Home, un sistema Domótico que no es solamente

tecnología sino también libertad, con una estética exclusiva para combinar de

forma óptima los dispositivos de la instalación eléctrica con el estilo de decoración

de la casa. En este sentido, BTicino ofrece con Axolute, Living, Light y Light Tech,

cuatro formas distintas de vestir la domótica My Home, cuatro líneas

estéticamente diferentes, dotada cada una de una excelente personalidad pero

siempre unidas por un denominador común: el valor de la elegancia y la

tecnología. [20]

78

Figura 1.19. Línea Axolute

Fuente [20]

1.7.1.5. Lutron. Los sistemas de control de iluminación brindan conmutación,

atenuación, gestión de energía y control de cortinas en un único espacio o en un

campus completo, desde múltiples ubicaciones de control. Lutron es un protocolo

de automatización, destinado al manejo inteligente de la iluminación en todos sus

aspectos, tanto para la industria como para el hogar. Indistintamente de la

aplicación que se le quiera dar a sus productos, se debe tener en cuenta su

robustez y adaptabilidad a diferentes ambientes de trabajo.

Homeworks

HomeWorks Interactive, es un sistemas especializado en control de iluminación

para casas, que siendo sencillo provee el control completo de la iluminación

natural y artificial del hogar, así como el control de otros subsistemas como audio,

video, riego, seguridad. HomeWorks Interactive ofrece beneficios como integración

con sistemas de seguridad, mejora el uso de la iluminación y elegancia en el

hogar. [23]

79

Al integrarse con los sistemas de seguridad genera una mejora a los mismos, al

poder encender zonas de la casa como el exterior, por horario, botoneras,

sensores etc. o simular presencia. Un reloj astronómico regula los eventos

programados incluso con los cambios de horario de verano.

Figura 1.20. Estructura del sistema de iluminación

Fuente [23]

Si la construcción ya está terminada, se puede instalar un sistema inalámbrico:

80

Figura 1.21.Sistema Inalámbrico

Fuente [23]

Incluso se pueden realizar instalaciones mixtas con algunas zonas

interconectadas de forma cableada y otras zonas de forma inalámbrica:

Figura 1.22.Representación de Sistema Mixto

Fuente [23]

81

1.7.1.6. THUNDER

Imaginar un ambiente inteligente al servicio de las personas, con varias

aplicaciones tecnológicas de punta destinadas a hacer más cómoda y segura la

vida cotidiana. Y que además le permita obtener un importante ahorro de energía,

ya no es un mito. Son estos los motivos por los cuales el protocolo Thunder

presenta a los usuarios una gran diversidad de aplicaciones al momento de

generar ambientes inteligentes.

Generalizando, este sistema puede ser tan simple como controlar una lámpara o

tan sofisticado como controlar vía voz o vía internet a toda su casa o negocio con

integración de equipos de vigilancia de circuito cerrado de televisión (CCTV). Los

diferentes comandos inteligentes se integran en forma modular, es decir que se

puede comenzar con una aplicación básica y añadirlos posteriormente de acuerdo

a las necesidades y presupuestos. Con una mínima inversión usted formará parte

del nuevo milenio. Los sistemas de control de Thunder Electrical han sido

diseñados para que cualquier persona disfrute del control en una forma sencilla y

económica, reemplazando a los sistemas automáticos caducos y costosos,

contando además con el respaldo de un producto garantizado y de óptima calidad.

Finalmente, hay algo muy importante que tener en cuenta: Debido a su ingenioso

diseño, algunos de los productos de Thunder Electrical funcionan utilizando el

cableado existente de las construcciones ya terminadas o simplemente usando

protocolos de Radio Frecuencia, por lo que su instalación es tan fácil como

reemplazar un interruptor. En las edificaciones nuevas, el resultado es superior ya

que se puede crear y disfrutar de un diseño futurístico, integrando sistemas

cableados avanzados de iluminación y seguridad con una fracción del costo que

ofrecen otros sistemas similares.

Al ser módulos capaces de comunicación a extremas distancias, no requerir de

acopladores, tener altísimo poder de rendimiento y además ser un sistema

82

completamente independiente de los protocolos derivados de X-10, el sistema

Draconis está orientado para llevar a cabo aplicaciones residenciales de alta

envergadura, muchas cargas para ser controladas, o para usos comerciales en los

que la demanda por sistemas inalámbricos de alta calidad son esenciales. [24]

1.7.1.7. LONWORKS

El protocolo LONWORKS, que también es conocido como LonTalk y como el

estándar de redes ANSI/EIA 709.1, es el corazón del sistema LONWORKS. El

protocolo provee de un conjunto de servicios de comunicación que permite al

programa de aplicación de un dispositivo enviar y recibir mensajes de otros

dispositivos sobre una red de control sin necesidad de conocer la topología de la

red ni los nombres, direcciones o funciones de otros dispositivos.

Los servicios de soporte para la gestión de la red permiten a las herramientas de

gestión remota de la red interactuar con los dispositivos de la red, incluyendo:

• Reconfiguración de las direcciones y parámetros.

• Descarga de programas de aplicación.

• Reporte de problemas de red.

• Arrancar, parar y/o resetear programas de aplicación de dispositivos.

El protocolo LONWORKS es un protocolo basado en paquetes que se caracteriza

porque todos los nodos conectados por medio de él se comportan como iguales

entre sí, de forma que no existe el concepto de cliente‐servidor. Además

contempla una arquitectura de capas basada en el modelo OSI de ISO para

asegurarse que cumple con los requerimientos específicos de un sistema de

control de manera fiable y robusta. El protocolo implementa las 7 capas del

modelo como se muestra en la siguiente tabla haciendo que sea un protocolo

realmente completo y escalable. [25]

83

1.7.1.8 BACNET

(Building Automation and Control Networks), es un protocolo para el control de

redes y edificios inteligentes. Fue desarrollado por ASHRAE (American Society of

Heating, Refrigeration and Air Conditioned Engineers) es estándar ANSI, y la ISO

se encuentra en proceso de estandarización. Surgió debido a la necesidad de

crear un estándar que permitiera la comunicación de sistemas de control de

diferentes vendedores. El inconveniente que se presentaba anteriormente (década

de 1980) era la imposibilidad de reunir bajo un mismo sitio sistemas de control de

distintos vendedores, lo que ocasionaba grandes costos y en algunas ocasiones

pérdida de materiales y equipos. Ante esto en Enero de 1987 ASHRAE inició el

desarrollo de un protocolo estándar industrial para la comunicación de los

sistemas de control en edificios, para esto, se creó el comité 135 que todavía

existe y es el encargado de revisar y actualizar el protocolo. [26]

Figura 1.23. BACnet sobre redes IP

Fuente: [27]

84

El “lenguaje” de esta codificación es común a todos los dispositivos BACnet. Estos

intercambian información y hacen tareas enviando y recibiendo mensajes

electrónicos que contienen codificado el lenguaje de aplicación.

BACnet provee flexibilidad, permitiendo la utilización de múltiples tipos de

sistemas de transporte, para enviar dichos mensajes codificados entre los

dispositivos. Los sistemas de transporte usan distintos tipos de estándares para

mensajes electrónicos, así como métodos para transportarlos.

1.7.1.9. KNX Es un protocolo estándar, multimedio, abierto y normalizado en el continente

Europeo. Resultado de unir tecnologías existentes como BatiBus, EIB o EHS, y

obteniendo lo mejor de ellas, aunque su base principal es EIB.6 Posee dispositivos

de gran adaptación y con herramientas de programación únicas. [28]

Los objetivos de esta iniciativa, con el nombre de "Convergencia", son:

Crear un único estándar para la Domótica e Inmótica, que cubra todas las

necesidades y requisitos de las instalaciones profesionales y residenciales

de ámbito europeo.

Aumentar la presencia de estos buses Domóticos en áreas como la

climatización o HVAC.

Mejorar las prestaciones de los diversos medios físicos de comunicación

sobre todo en la tecnología de radiofrecuencia.

Introducir nuevos modos de funcionamiento que permitan aplicar una

filosofía Plug & Play a muchos dispositivos típicos de una vivienda.

85

Contactar con empresas proveedoras de servicios como las telecos y las

eléctricas con el objeto de potenciar las instalaciones de telegestión técnica

de las viviendas.

En resumen, se trata de, partiendo de los sistemas EIB, EHS y Batibus, crear un

único estándar europeo que sea capaz de competir en calidad, prestaciones y

precios con otros sistemas norteamericanos como LonWorks o CEBus

a. Modos de funcionamiento versión 1.0 La versión 1.0 contempla tres modos de funcionamiento:

S.mode (System mode). La configuración de Sistema usa la misma

filosofía que el EIB actual, esto es, los diversos dispositivos o nodos de la

nueva instalación son instalados y configurados por profesionales, con

ayuda de la aplicación software especialmente diseñada para este

propósito.

E.mode (Easy mode). En la configuración sencilla los dispositivos son

programados en fábrica para realizar una función concreta. Aun así deben

ser configurados algunos detalles en la instalación, ya sea con el uso de un

controlador central (como una pasarela residencial o similar) o mediante

unos microinterruptores alojados en el mismo dispositivo.

A.mode (Automatic mode). En la configuración automática, con una

filosofía Plug & Play ni el instalador ni el usuario final tienen que configurar

el dispositivo. Este modo está especialmente indicado para ser usado en

electrodomésticos, equipos de entretenimiento (consolas, set-top boxes,

HiFi) y proveedores de servicios.

b. Finalidad de cada modo:

86

S.mode. Está especialmente pensada para su uso en instalaciones como

oficinas, industrias, hoteles, etc. Sólo los instaladores profesionales

tendrán acceso a este tipo de material y a las herramientas de desarrollo.

Los dispositivos S.mode sólo podrán ser comprados a través de

distribuidores eléctricos especializados.

E.mode. Cualquier electricista sin formación en manejo de herramientas

informáticas o cualquier usuario final, podrán conseguir dispositivos

E.mode en ferreterías o almacenes de productos eléctricos. Aunque la

funcionalidad de estos productos está limitada (viene establecida de

fábrica), la ventaja de este modo es que se configura en un instante,

seleccionando en unos microinterruptores las opciones ofrecidas a través

de una pequeña guía de usuario.

A.mode. Es el objetivo al que tienden muchos productos informáticos y de

uso cotidiano. Con la filosofía Plug & Play, el usuario final no tiene que

preocuparse de leer complicados manuales de instalación o perderse en

un mar de referencias o especificaciones. Tan pronto como conecte un

dispositivo A.mode a la red este se registrará en las bases de datos de

todos los dispositivos activos en ese momento en la instalación o vivienda

y pondrá a disposición de los demás sus recursos (procesador, memoria,

entradas/salidas, etc.). Es la misma filosofía que la iniciativa de Sun

Microsystems con el Jini o de Microsoft con el Universal Plug & Play.

87

Figura 1.24. Función A. Mode tipo Plug and Play

Fuente: [29]

1.7.2. Comparativa técnica

El análisis técnico que se desarrolla en este capítulo, permite mostrar las variables

más significativas dentro del ámbito tecnológico para el desarrollo de las diferentes

tecnologías en Colombia. Obteniendo a su vez datos de incidencia que permitan

valorar el alcance a futuro de cada una de ellas, en función del tipo de

aplicaciones y de la adaptabilidad de las mismas al entorno Nacional.

1.7.2.1. Calificación Estándar Son el conjunto de normativas y estándares que deben cumplir las empresas para

operar en aplicaciones orientadas a su propósito

a. LonWorks [28]

Estándar Europeo ENI4908 – EN50090

Estándares internacionales IFSF (EU estación de control petrolera)

IEEE 1473L – Para control de trenes

88

AAR – Para control electro neumático de frenos EUA

SEMI – Equipo Semiconductor

Finnish Homes – Estándar de Automatización

Europeas (EN-14908)

Estados Unidos (EIA-709-1)

Chinas (GB/Z20177-2006)

b. BACnet [26]

ANSI/ASHARE – Estándar 135

ISO – Estándar 16484-5

CEN-TC247-EU edificios de gobierno.

Estándar nacional Coreano

c. KNX Si un miembro de la Asociación KNX, desea etiquetar un producto desarrollado

con la marca registrada KNX deberá mostrar el cumplimiento a los siguientes

requisitos: [30]

Norma de calidad ISO 9001.

Estándar Europeo EN 50090-2-2 (cubriendo aspectos como EMC,

seguridad eléctrica, condiciones ambientales, conexión al bus) y un

adecuado producto estándar. Este requisito puede ser mostrado a la

Asociación KNX a través de la entrega de la declaración CE.

Volumen 3 y Volumen 6 de las Especificaciones KNX, el primero muestra

un esquema de las características del protocolo KNX; mientras que el

segundo lista los perfiles permitidos de la pila de protocolo KNX basada

sobre el esquema antes mencionado.

89

Cumplir con los requisitos de interworking de KNX, así como con los tipos

de puntos de datos estandarizados y (opcionalmente) cumplir con los

bloques funcionales.

Una vez el Departamento de Certificación haya recibido todos los informes

relativos tanto a las especificaciones de sistema y la conformidad con interworking

como la declaración CE para el hardware, se entregará un certificado confirmando

el uso de la marca registrada KNX para ese producto.

d. My Home NYCE, es la Asociación de Normalización y Certificación Electrónica, A.C.,

creada con el propósito de brindar apoyo en las actividades relacionadas con la Normalización, Certificación y Verificación de información comercial, a las

empresas de la rama electrónica, de telecomunicaciones y de tecnologías de

información así como a las de otros sectores afines.

La certificación NOM-NYCE para aparatos electrónicos alimentados por

diferentes fuentes de energía, se realiza conforme a la norma NOM-001-

SCFI-1993. ANCE, es la Asociación de Normalización y Certificación del

Sector Eléctrico, A.C., creada con el fin de brindar apoyo en las actividades

relacionadas con la Normalización y Evaluación de la conformidad de

productos, servicios y personas. La certificación NOM-ANCE para

productos eléctricos, se realiza conforme a la norma NOM-003-SCFI-2000,

que hace referencia a normas mexicanas NMX, por lo que las pruebas

aplicables a los productos se realizan conforme a las normas NMX

correspondientes, con la finalidad de garantizar protección a los usuarios y

a sus instalaciones. [31]

FIDE, es el Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica, que tiene

como misión promover acciones que induzcan y fomenten el ahorro y uso

racional de la energía eléctrica, utilizando productos de alta eficiencia

energética.

90

SELLO FIDE, es un programa que evalúa e identifica a los productos

eficientes en el ahorro de energía eléctrica, a los que después de

comprobar su alto nivel de eficiencia se les otorga un certificado o licencia

para portar una etiqueta denominada SELLO FIDE.

En todos los mercados donde está establecida la marca, BTicino basa toda su

producción en una estricta política de calidad y, sobre todo, en la certificación ISO

9001 de la que gozan todas las plantas de la empresa.

El servicio no es solamente el realizar un buen producto. En BTicino dedican una

especial atención al servicio de una forma rápida y completa. Además, la empresa

genera una incesante actividad de comunicación e información hacia sus clientes,

lo que le permite estar en contacto permanente para cualquier tipo de incidencia.

[32]

e. Lutron

Lutron ha sido líder mundial en control de iluminación desde la invención del

regulador de estado sólido en 1961. Todos los productos Lutron están diseñados y

fabricados según los más altos niveles de calidad. Todos los sistemas Homeworks

están cubiertos por una garantía de 8 años. Lutron fue una de las primeras

compañías de los Estados Unidos en obtener la certificación de calidad

internacional ISO 9001, y hoy Lutron tiene la certificación ISO 9001:2000. Además

los productos Lutron cuentan con la certificación NOM que rige para toda América

Latina. [33]

f. Thunder

Los productos que representa Thunder Eléctrica cumplen con la aprobación y

certificación de los siguientes estándares: UL, ETL, QA, UI, e ISO 9002.

91

g. ModBus El protocolo ModBus, para su estandarización, cumple a cabalidad con las

normativas siguientes: [34]

EN 1434-3

IEC 870-5

1.7.2.2. Medio de Transmisión

Es el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales en un

sistema de transmisión.

Tabla 1.8. Medios De Trasmisión Comparación

Medio De Trasmisión

Lonworks[35] Bacnet KNX[36]

X - 10 My Home

Lutron Thunder Modbus[37]

Cable Coaxial

Par Trenzado

Power Line

Radiofrecuencia

Fibra Óptica

Ethernet

Fuente autores

92

1.7.2.3. Arquitectura de Red Es la disposición que tienen los elementos de control en una red domótica,

dependiendo de la aplicación que se desee llevar a cabo.

Tabla 1.9. Comparación Arquitectura De Red

Arquitectura de Red LONWORKS [38]

BACNET

KNX[32]

X - 10

MY HOME

LUTRON

THUNDER

MODBUS

CENTRALIZADA

DISTRIBUIDA

Fuente autores

1.7.2.4. Topología de Red Se define como la cadena de comunicación usada por los nodos que conforman

una red para comunicarse.

Tabla 1.10. Comparación Topología De Red

Topología de Red

LONWORKS BACNET[40]

KNX X - 10 MY HOME

LUTRON THUNDER MODBUS

Estrella

Anillo Bus

Árbol

Mixta

Punto A Punto

Maestro Esclavo

Libre

93

Fuente autores

1.7.2.5. Velocidad de Transmisión

Es el tiempo que tarda un nodo de control en poner en la línea de transmisión el

paquete de datos a enviar

Tabla 1.11. Comparación Velocidad De Transmisión

Velocidad De Transmisión

LONWORKS[41]

BACNET KNX[42]

X - 10 MY HOME

LUTRON THUNDER MODBUS [43]

CABLE COAXIAL

Velocidad media, 9,6-

128kb/s

PAR TRENZADO 78Kbps -1,25Mbps

EIA 232: 9,6 Kbps- 56 Kbps EIA 485: 9,6Kbps - 76Kbps ARCNET: 2,5Mbps

9,6 Kbps 78Kbps EIA 232: 300Bps - 9,6Kbps EIA 485: 100Kbps

75 bps - 18,75Kbps

POWER LINE 4.8 Kbps 1,2 Kbps - 2,4 Kbps

60 Bps (Europa) 60Bps (USA)

RADIOFRECUENCIA

Kbps 16 384 bps

3Kbps 3Kbps 3Kbps

FIBRA ÓPTICA 1,25 Mbps Alta Velocidad

AltaVelocidad

AltaVelocidad

75 bpsa 19,2 kbps

ETHERNET Alta velocidad , 10

Mb/s - 10Gb/s

10 Mbps - 100Mbps

10Mbps

Fuente autores

94

1.7.2.6. Longitud de Cable Es la distancia máxima de conductor que se utiliza para una aplicación

Tabla 1. 12. Comparación Longitud De Cable

LONWORKS [44] BACNET[45] KNX X - 10FTT:450 - 2700 (m) FTT/PLT: 750 - 2200 (m) Fibra Óptica: 30kM

MS/TP: 1200 (m) con AWG 18

Par Trenzado: 1000 (m) Power Line: 600 (m) Radiofrecuencia: 300 (m)

Power Line: 80 (m)

MY HOME LUTRON THUNDER MODBUSBUS SCS: 500 Sin repetidor 2500 (m) Con repetidor

BUS LUTRON: 12AWG: 600 (m) 16 AWG: 250 (m) 18 AWG: 150(m)

EIA 232: 15 (m) EIA 485: 1200 (m)

EIA 232: 15,24 (m) EIA 422: 1200(m) EIA 485: 1200 (m)

Fuente autores

1.7.2.7. Distancia entre Dispositivos Hace referencia a la máxima separación que puede presentarse entre los

dispositivos.

Tabla 1.13. Comparación Distancia Entre Dispositivos

LONWORKS BACNET [46] KNX X - 10TOPOLOGÍA LIBRE: 500 (m)

ETHERNET: 304,8 (m) - 188,88 (m) - 91,44 (m) EIA 485: >1200(m)

750 - 1000 (m) Depende de la atenuación de la señal entre emisor y receptor

MY HOME LUTRON THUNDER MODBUS250 (m) 600 (m) EIA 232: 15 (m) EIA 1200 (m) sin

95

485: 1200 (m) repetidora

Fuente autores

1.7.2.8. Número de Dispositivos Cantidad de equipos (controladores y actuadores), que puede soportar una red

Domótica o Inmótica.

Tabla 1.14. Comparación Número De Dispositivos

LONWORKS BACNET [47] KNX X – 10 [48]Nodos por Subred: 128 Nodos por Grupo: 64 Grupos por Dominio: 255 Subredes por Dominio: 255 Nodos por Dominio: 32385

256 960 a 14400 256

MY HOME LUTRON THUNDER MODBUS90 Hasta 64 balastros por

lazo del sistema. Hasta 8 Sensores de Luminosidad por lazo de sistema. 32 Sensores de presencia por lazo de sistema.

Depende de la capacidad de control de la central. Cada módulo de control controla 8 dispositivos. El número total de dispositivos es el número de módulos de control por la capacidad de la central.

63 Esclavos más 1 Estación

Fuente autores

1.7.2.9. Administración de Red Se refiere al manejo del entorno Domótico por parte del usuario del sistema.

96

a. LonWorks En función del nivel de una aplicación dada, la red LonWorks puede o no necesitar

el uso de un nodo de gestión de red. Un nodo de este tipo realiza funciones de

gestión como: [49]

Buscar nodos sin configurar, y descargar sus direcciones de red.

Para iniciar y reiniciar aplicaciones de nodo.

Acceder a estadísticas de comunicación de nodos.

Configurar enrutadores y puentes.

Descargar nuevos programas.

Extraer la topología de una red en funcionamiento

Adicionalmente en el manejo de red, se tienen las siguientes características:

No existe una base de datos común para características de red específicas

del estándar.

Se disponen de varias soluciones específicas y plataformas para bases de

datos independientes.

b. BACnet

No existe una base de datos común para las características de red especificadas

en el estándar. Hay varias soluciones disponibles, con una plataforma especifica

de bases de datos.

Se dispone de pocas herramientas de gestión independientes en la red (Un

aproximado de 5), además no existen una herramienta de gestión que visualice

todos los protocolos de soporte.

97

Una instalación típica usa herramientas de red suministradas por el distribuidor, en

donde las funciones para el manejo de la misma son limitadas por la selección del

protocolo. [7]

c. KNX La Red de Dispositivos KNX resulta de mezclar los tres sistemas líderes para la

Automatización de Viviendas y Edificios; BatiBUS, EIB y EHS. La especificación

común del sistema KNX provee, apoyada en unas potentes características de la

rutina, un “kit de herramientas” mejorada de servicios y mecanismos para la

gestión de la red.

En la Red KNX, todos los dispositivos se unen para formar aplicaciones

distribuidas en el estricto sentido de la palabra. Incluso en el propio nivel de

aplicaciones es posible una estrecha interacción, allá donde exista una necesidad

o un beneficio. Todo corre al paso de potentes modelos de Interoperabilidad con

Tipos de Datos estandarizados y objetos de “Bloques Funcionales”, modelizando

canales de dispositivos lógicos. KNX circunscribe explícitamente su metodología y

herramientas de PC para la Ingeniería de Proyectos, es decir, para la unión de

series de dispositivos individuales dentro de una instalación que funcione, e

integre diferentes medios y modos de configuración del KNX. Este hecho está

palpable en la Herramienta de Software para la Ingeniería independiente del

fabricante (ETS) la cual funciona sobre Windows.

En contra de la doctrina “uno se adapta a todo”, el sistema KNX es totalmente

independiente de cualquier plataforma de microprocesador o incluso de cualquier

arquitectura.

d. X – 10

Existen diversos dispositivos que permiten mantener el control constante de los

elementos conectados a la red eléctrica, haciendo de este modo que la

administración de la red domótica sea lo más simple posible para el usuario.

98

e. My Home Debido a que cada dispositivo sobre la red domótica tiene su propia

independencia, y además se encuentra pre programado, no existe un software de

control y configuración orientado al integrador. Razones por las cuales la

administración del entorno inteligente se encuentra a nivel de usuario, ya que este

puede efectuar modificaciones directas sobre los dispositivos de manera manual.

f. Lutron Se la realiza de una manera simple, fundamentalmente por la centralización del

sistema, lo que permite tener la visualización general del entorno automatizado y

el control sobre cada dispositivo mediante software aplicativo.

g. Thunder

Es relativamente sencilla, ya que se usa un conjunto de técnicas orientadas a

mantener la operabilidad de la red. Además se prioriza la eficiencia, la seguridad y

el monitoreo permanente de los dispositivos.

h. ModBus

En este punto se debe tomar en cuenta los intercambios de mensajes dentro de la

red, siendo estos de dos tipos:

Intercambios punto a punto, que se compone de dos mensajes: una

demanda del maestro y una respuesta del esclavo (puede ser simplemente

un reconocimiento).

99

Mensajes difundidos: Estos consisten en una comunicación unidireccional

del maestro a todos los esclavos. Este tipo de mensajes no tiene respuesta

por parte de los esclavos y se emplean para enviar datos comunes de

configuración, reset, etc.

1.7.2.10. Interfaces de usuario Son el nexo de comunicación entre el operador del sistema y el entorno de

automatización.

LonWorks

LonMaker es una herramienta para el diseño, instalación, operación y

mantenimiento de redes LonWorks. Basado en el LNS network operating system,

combina una potente arquitectura cliente-servidor con una interfaz de usuario de

fácil manejo mediante Microsoft Visio.43

BACnet

Sirven para controlar las funciones de conmutación, regulación y control de carga,

con el fin de obtener una integración fácil y cómoda para el usuario.

Creando puntos de acceso con nombres y descripciones que se pueden

personalizar y adaptar a cualquier sistema de designación del cliente, para el

control vía BACnet.

KNX

Para aplicaciones en hogares y edificios residenciales, existe un equipo

especialmente destinado a la visualización y control del sistema: el software para

PC Home Assistant. Con este software pueden ser visualizados y manejados

todos los sistemas y aparatos de casa o apartamento, incluyendo sistemas de

100

calefacción, persianas, alarmas, iluminación, así como los electrodomésticos e

incluso puertas de garaje.

Por medio de los símbolos gráficos adecuados, se representan todos los

dispositivos controlados por el sistema, haciendo el manejo de los dispositivos

muy sencillo. De este modo, en una pantalla aparecen representaciones graficas

de los dispositivos de cada de las zonas controladas, pudiendo así consultar e

interactuar con sus funciones respectivas. Todo esto en conjunto forma la interface

de usuario, en donde cada aparato puede ser controlado de forma diferente al

resto.

X – 10

Tomando como parte importante el uso de software especializado para cada

aplicación, se tiene que la interfaz de usuario está dividida en dos partes. La del

servidor Domótico, orientado a la configuración y gestión local, da una visión

completa de la red y su configuración. L otra parte corresponde a la aplicación

cliente, que a través de una conexión TCP/IP mantiene un dialogo con el servidor,

requiriendo de este ciertos servicios, como la activación de elementos de la red o

variación de la configuración.

My Home

El sistema de automatización, incluso utilizando dispositivos específicos, permite

también el uso del ordenador personal, ofreciendo de esta forma la flexibilidad

hacia los sistemas externos.

La conexión entre la tecnología digital tipo bus y los dispositivos con cableado

tradicional o a la computadora, viene dada por las interfaces. Este aparato se

preocupa de interpretar la información del mundo tradicional y traducirla en señal

compatible con los dispositivos con lógica bus.

101

Las interfaces desarrolladas por BTicino son De Contacto y para PC. Dispositivos

en modularidad Basic y Din, al que se conectan otros tradicionales, como

termostatos, dispositivos de mando, sensores, etc.

Lutron

El control de luces y persianas se lo realiza mediante el software de aplicación Q

Admin. Permite al administrador de la edificación el control y el monitoreo, de la

siguiente manera:

Las luces son monitoreadas para el control on-off

Todas las luces en una determinada área pueden encenderse, apagarse, o

dimerizarse.

Se realiza control y configuración de escenas.

Las escenas son configuradas en tiempo real, y el orden de activación de

las mismas es igualmente modificable.

Se realiza control sobre la apertura y cierre de persianas.

También se puede graduar la posición de las persianas en un nivel

intermedio, dependiendo de la aplicación.

Thunder

Interface SAUMC (Simply Automated UPB Computer Interface Module).

Modelos RS232 o USB que habilitan, mediante la computadora, la configuración y

el control del hogar.

El módulo de interface del computador es usado para cambiar comandos digitales

entre una PC y equipos UPB (Universal Powerline Bus) en la casa. El módulo

comunica dichos comandos sobre cableado de alimentación AC.

102

ModBus

La interface de usuario provee una comunicación segura entre el sistema y los

dispositivos que usen protocolo de subsistema ModBus. Permite también

comunicarse con otros módulos y subsistemas en la red. Además facilita el control

del entorno automatizado para el usuario.

Existen varios tipos de interfaces para el usuario, dentro de las cuales se tiene en

promedio un manejo de 1000 puntos como máximo.

1.7.2.11. Herramientas de diagnóstico

Son parte del software de aplicación del sistema, las cuales permiten registrar las

anomalías que presentan los equipos en la red.

a. LonWorks

Las herramientas de diagnóstico son utilizadas para direccionar y resolver

problemas en la red, y usualmente para hacer pruebas de la interoperabilidad e

integridad de la misma. LonWorks utiliza el protocolo LonTalk en todos los niveles

de red y en cada dispositivo de control, además sus herramientas de diagnóstico

permiten evaluar todos los dispositivos en el entorno domótico, sin importar el tipo

de fabricante que los construya. La mayoría de estas herramientas se presentan

como pequeños dispositivos (Hardware), que el integrador coloca muy fácilmente

dentro de la red para que realicen su función

Las herramientas de diagnóstico tipo Software (Analizador de Protocolos), están

disponibles para redes LonWorks, y son utilizadas por los múltiples fabricantes

que trabajan con este protocolo de automatización.

103

Existen varios dispositivos de Echelon que permiten la detección de errores en

funcionamiento y configuración del sistema, usando diferentes métodos para

analizar señales. A continuación se presentan un listado de prevenciones. [50]

Neuron 5000

Updating the 97th Network Variable in Neuron C Code with Neuron

Firmware Version 18

Enabling or disabling the CENELEC access protocol for the Mini 3120® and

3150® PL EVB Evaluation Boards

Daylight Savings Time (DST) update for the i.LON® Internet Server product

family

Precautions when using external oscillators with FT 3120® and FT 3150®

Free Topology Smart Transceivers and Cypress Neuron® Chips

PLT-22 Power Line Transceiver Discontinuation Notice

NEI32NFI utility provided with NodeBuilder® 3.11 generates wrong NFI files

for devices using Cypress CY7C53120L8 Neuron® Chip

Single point monitoring cannot create implicit network variable connections

on LNS® 3.07 or later

DELL Inspiron 1100 and 5100 Laptop Computers

NodeBuilder® 3.10 sets wrong communication parameters for all

differential-mode transceivers

New firmware version (V13.1) for use with FT 3150® Smart Transceivers

3.3V Lattice CPLD was inadvertently substituted for the 5V Lattice CPLD on

some Model 65202 LTS-20 SLTA Core Module and Model 73390 PSG-20

Serial Gateway Core Module

PCC-10 Compatibility issue with Toshiba Satellite Laptop Computers

LonBuilder Alert: the default domain has been changed starting with the 3.0

software release

RTR-10 Core Module and RTR-10 Motherboard changes

Defects in a Texas Instruments (TI) UART are affecting the operation of

certain Echelon serial network interface products [51]

104

b. BACnet Existen muy pocas herramientas de diagnóstico disponibles para BACnet. Estas

son todas las PC basadas en aplicaciones de software que pueden evaluar

solamente protocolos de nivel superior, y esto requiere de rutinas actualizadas

para incluir nuevos tipos de datos. [7]

c. .KNX El EIBAnalyzer de b+b elimina la necesidad de tener un PC dedicado a

diagnóstico de errores a tiempo completo en las instalaciones. Se trata de un

hardware en formato carril DIN, por lo que además su instalación se realiza de

forma limpia y sencilla en el cuadro domótico. [52]

Este componente analiza continuamente todo lo que acontece en el bus y lo va

almacenando en una memoria USB estándar.

De esta forma, se puede abandonar la instalación y regresar después de que el

fallo se haya vuelto a reproducir; es posible extraer la memoria USB y para

analizar su contenido con el software EIBDoktor (incluido al adquirir el producto).

Dada su facilidad de instalación y uso, este componente también se puede utilizar

en proyectos recién terminados, registrando mensajes los primeros días o

semanas de uso de la instalación, para posteriormente poder revisarlos y

comprobar que no hay mensajes inesperados.

d. X – 10 El analizador de señales Tester Link de Smart home para X10 es un dispositivo útil

de diagnóstico que permite leer la intensidad de la señal y de las partes

individuales que la conforman. Existen diferentes tipos de analizadores de señales

que actúan como soporte de la tecnología X10. Entonces la aplicación de esta

amplia gama de equipos en las instalaciones residenciales y terciarias, permiten

tener un monitoreo constante de la atenuación o degradación de las señales

eléctricas.

105

e. My Home No existen dispositivos específicos, que valiéndose de las interfaces, permitan

detectar anomalías sobre la red. Esto debido a que el sistema es tan amigable en

este aspecto, que el diagnóstico de funcionamiento se lo hace sobre la puesta en

marcha del mismo.

f. Lutron

Los reportes permiten al administrador de la red, visualizar en tiempo real el

historial de información de la siguiente manera:

Reportes de Energía: Presenta numéricamente la cantidad de energía consumida

en una determinada área, y la compara con las demás.

Reporte de Actividades: Muestra la actividad que se está llevando a cabo en una o

más áreas.

Estas actividades incluyen monitoreo de los dispositivos de sensamiento, para

visualizar el movimiento sobre la vivienda, de sus ocupantes. Así también las fallas

que los dispositivos tengan en un determinado momento.

También muestran un informe sobre fallas en las lámparas para cada zona

iluminada. Hay que tomar en cuenta que todas las actividades de diagnóstico se

hacen bajo el software Q Admin.

g. Thunder Se utiliza como herramienta para detección de errores el Software UPB Start.

h. ModBus Puede ocurrir que un mensaje se interrumpa antes de terminar. Cada esclavo

interpreta que el mensaje ha terminado si transcurre un tiempo de silencio

equivalente a 3,5 caracteres. Después de ese tiempo el esclavo considera que el

carácter siguiente es el campo de dirección de esclavo de un nuevo mensaje.

106

Cuando el esclavo recibe una trama incompleta o errónea desde el punto de vista

lógico, envía un mensaje de error como respuesta.

Si la estación maestra no recibe respuesta de un esclavo durante un tiempo

superior a un límite establecido, declara el esclavo fuera de servicio, a pesar que

al cabo de un cierto número de ciclos se hace nuevos intentos de conexión.

1.7.2.12 .Corrección de Error

Es la forma con la cual el software soluciona las anomalías presentes en una red.

LonWorks Para LonWorks Power Line comunications se emplea un procesamiento digital de

la señal para eliminar ruidos y corregir las distorsiones provocadas por los equipos

conectados a la red eléctrica. Igualmente se ha incluido un algoritmo de corrección

de errores (FEC - Forward Error Correction) que evita la transmisión de mensajes

repetitivos e innecesarios y mantiene una comunicación íntegra y constante. [53]

Para los demás tipos de redes LonWorks, se utilizan métodos internos en sus

dispositivos, como son el análisis de la paridad sobre la configuración del manejo

físico, chequeo de redundancia longitudinal y cíclica, y análisis de tramas de

datos. [54]

BACnet

Un router BACnet puede ser usado para conectar múltiples tipos de red. Este

dispositivo transporta mensajes BACnet entre los diferentes tipos de red sin alterar

el contenido del mismo. Los routers son usados también para obtener BACnet

MS/TP hacia BACnet IP, o BACnet Arcnet hacia BACnet Ethernet. Los routers

107

también pueden ser integrados en una puerta de acceso que traduce realmente un

solo protocolo (LON, N2, P1) hacia otro BACnet IP.

BACnet Broadcast Management Device (Dispositivo de gestión de difusión)

permite la difusión de mensajes a través de los routers IP. Los BMMDs tienen que

ser capaces de comunicarse con los otros, y el operador de las estaciones de

trabajo tiene que efectuar el reconocimiento del último dispositivo.

Es así entonces como en esta transmisión y recepción de mensajes, pueden

presentarse errores de comunicación. Y justamente los sistemas internos de

procesamiento y codificación de señales del router, actúan para detectar y corregir

los errores.

Figura 1.25. BACnet – Detección de Errores

Fuente: [55]

KNX Con el fin de poder garantizar una transmisión de datos segura en la línea de

comunicaciones, se ha desarrollado un método de transmisión denominado SFSK

(Spread Frequency Shift Keying), o codificación de la modulación por cambio de la

frecuencia. Este método garantiza una fiabilidad muy elevada del sistema ante las

condiciones típicas de la red.

108

Con este método, las señales se transmiten por medio de dos frecuencias

separadas. Gracias a la denominada tecnología de comparación por patrones

correlativos, y procedimientos más complejos en cuanto a la corrección de errores,

las señales pueden ser reparadas a su recepción. [45]

X – 10

La corrección de los errores en transmisión se la efectúa mediante dispositivos

regeneradores de señal o repetidores, de tal modo que la señal que llegue al

receptor sea lo más parecida a la emitida. Generalmente se usan equipos de

regeneración cuando las distancias entre dispositivos son demasiado extensas.

My Home

Se la realiza sobre la marcha, es decir probando que el funcionamiento de cada

dispositivo en la red sea el adecuado.

Lutron La corrección de las fallas dentro del sistema, es efectuada por el administrador,

quién lo mantiene operable pese a los inconvenientes. Siempre y cuando dichos

problemas sean solucionables mediante software.

Thunder

Mediante UPB Start.

ModBus

109

Se utilizan dispositivos regeneradores de señales, como los repetidores, para

resolver el problema que causan las tramas erróneas en los sistemas de control.

Esto se lo realiza internamente mediante varios métodos de codificación de

señales.

1.8. INMÓTICA EN COLOMBIA

La situación de Colombia deja bastante que desear, siendo la labor más

importante la que están realizando las empresas eléctricas y las universidades en

sus grupos de investigación, como es el caso de la Pontificia Universidad

Bolivariana, UNAB y la Universidad Industrial de Santander cabe destacar también

que algunas grandes constructoras ya están ofreciendo en el mercado

construcciones con cierto grado de automatización. Y aunque la industria domótica

en Colombia no data más allá de 20 años, en estos momentos, es uno de los

campos de la electrónica con una buena proyección en el país. La mayoría de

empresas en este campo no son muy conocidas, es por esta razón que la

información a cerca de ellas es muy limitada y algo incompleta sin embargo aquí

está algunas de las más renombradas.

Hasta el día de hoy, en Colombia hay varias empresas distribuidoras de esta

tecnología.

Royal Philips. Con sede en los Países Bajos, es una empresa diversificada

y dedicada a la salud y al bienestar, que tiene como objetivo mejorar la

calidad de vida de las personas con la introducción puntual de importantes

innovaciones. Como líder mundial en productos relacionados

con salud, estilos de vida y alumbrado, Philips integra tecnologías y diseño

110

en soluciones pensadas para las personas y basadas en las necesidades

de los clientes y en el lema de la empresa "sense and simplicity".[56]

INTEGRAL DOMUS INTERNATIONAL LTDA. Empresa antioqueña con 5

años de experiencia en grandes proyecciones para la automatización de

inmuebles, dedicada al diseño de proyectos domóticos, (seguridad, gestión

eficiente de la energía, confort, comunicación, ocio y multimedia). El

servicio que ofrece Integral Domus International es asesorar la digitalización

de inmuebles e implementar en las viviendas, oficinas e industrias

proyectos domóticos o Inmóticos.

ROBOTRÓNICA LTDA. Es una empresa privada colombiana, fundada en

Noviembre de 1998. Formada en tecnologías de reconocimiento facial para

identificación biométrica, controles de acceso y vigilancia vía WEB.

Robotrónica Ltda. Diseña y desarrolla soluciones de identificación

biométrica, como también hardware electrónico y productos de vigilancia

tales como: cámaras de vigilancia, sistemas DVR, alarmas inalámbricas,

entre otros, para las necesidades del mercado colombiano e internacional.

DOMSECOL Empresa caucana que aparece en el mercado a partir del año

1999, como producto de una labor social desarrollada por uno de los socios

en la Penitenciaría Nacional de varones San Isidro de Popayán; experiencia

que permitió a través de la interrelación con algunos internos conocer las

debilidades y falencias en la configuración, diseño y estructuración de

algunos sistemas electrónicos de seguridad residencial y comercial.

(CASADOMO SOLUCIONES, 1999) Domsecol pone a disposición los más

modernos equipos existentes en el área de la construcción de edificios y

casa inteligentes desde un eficaz sistema contra robos, hasta el más

sofisticado sistema de vigilancia, video por intranet o Internet pasando por

sistemas de control de accesos con huella digital. [57]

111

IMPORCOM LTDA. Es una empresa bogotana que distribuye y desarrolla

proyectos de automatización, seguridad electrónica, entretenimiento, en los

diferentes sectores: Residencial, comercial, gubernamental, militar.

TOOLS & SOLUTIONS. Empresa dedicada al desarrollo y venta de

soluciones en automatización de hogares y negocios, principalmente

basada en tecnología de automatización inalámbrica Z-WAVE. Somos

integradores y distribuidores de diferentes proveedores de EEUU,

ofreciendo así alta competitividad en precio y variedad de productos.

Nuestras soluciones están enfocadas en atender necesidades en:

Seguridad, Confort, Ahorro y Multimedia. Con 2 años de experiencia en el

mercado, Tools & Solutions incorpora en Latinoamérica el estándar Z-

WAVE para automatización inalámbrica de bajo costo. Somos la única

empresa latinoamericana en calidad de miembro afiliado al Z-WAVE

ALLIANCE, organización que agrupa a los principales representantes de

este estándar a nivel mundial. El estándar Z-WAVE es utilizado por

importantes empresas del sector, tales como GE, Leviton, Schlage,

Intermatic, entre otras.

SMART BUSINESS S.A. Empresa que ofrece soluciones de

automatización en combinación entre la tecnología y el diseño que permiten

integrar los diferentes sistemas existentes en un proyecto: viviendas, salas

de reuniones, hoteles y edificios; brindando al propietario o usuario la

máxima utilidad de sus infraestructuras. [57]

DOMOTIK. Es una empresa consolidada como integradora de sistemas

domóticos, la cual cuenta con personal altamente capacitado para

responder ante sus necesidades durante todas las etapas del proceso de

112

automatización de su espacio, incluyendo asesoría, trabajo interdisciplinar

con diseñadores y arquitectos, dirección de obra y soporte técnico. Ofrece

servicios de: gestión energética y confort, integración y gestión de equipos

para entretenimiento, soluciones electrónicas, instalación de equipos de

seguridad y soluciones corporativas.

DOMOTIC. Es una empresa consolidada; especializada en integrar

sistemas domóticos al recinto que se desee (casa, apartamento, finca, lugar

de trabajo, etc.; permitiendo hacer de un espacio un ambiente cómodo,

seguro, entretenido y ajustable a las necesidades. Cuenta con personal

altamente calificado para responder a las necesidades antes, durante y

después del proceso de automatización de su espacio. Lleva en el mercado

cuatro años, su principal objetivo es el de poder llegar a cada hogar o

espacio elegido, contribuyendo de esta manera a hacer realidad lo que

muchas personas han soñado para su lugar de residencia, descanso o

trabajo. Propone servicios en: robótica sanitaria, iluminación, sonido,

cocinas, temperatura, seguridad y gestión remota.

HOMEWIRLESS. (Bucaramanga) empresa integrada por profesionales

especialmente formados en las áreas de la informática electrónica

telecomunicaciones y telemática lo cual les permite ofrecer desde la

concepción del proyecto e instalación hasta su mantenimiento. Ofreces

servicios de iluminación, alarmas de incendios, seguridad, persianas y

televisión satelital.

BEST LIFE TECHNOLOGY LTDA. (Bucaramanga) Es una empresa joven,

dedicada a la solución de servicios integrales de telecomunicaciones y

tecnológicos, dispuesta a comprender y resolver eficazmente las

necesidades del cliente. Nuestra principal fortaleza es la responsabilidad

113

con la que tomamos cada proyecto, contamos con experiencia,

disponibilidad, calidad y compromiso de servicio. Desarrollamos ideas

innovadoras en nuestros proyectos, de tal forma que nuestros clientes

obtengan los mejores beneficios en la implementación de nuestros

productos y servicios. Presta servicios en domótica y telecomunicaciones.

VESTA INGENIERÍA S.A.S. es una empresa Colombiana, comprometida

con el avance tecnológico, con los procesos industriales, con la aplicación

de herramientas que provean controles al personal, a los inventarios, a las

edificaciones, los comercios y los hogares. Contamos con ingenieros

altamente capacitados y comprometidos con las necesidades actuales. Es

una empresa de Ingeniería dedicada a solucionar sus necesidades en

Seguridad Electrónica, Domótica e Ingeniería. Ofrece soluciones integrales

de última tecnología con los mayores estándares de calidad y respaldados

por las mejores y más reconocidas marcas del mundo. Realiza el desarrollo

de proyectos específicos para dar soluciones a necesidades especiales.

1.8.1. Estándares inmóticos en Colombia

Después del estudio realizado y de haberse hecho la gestión comunicación

telefónica y electrónicamente con los proveedores de los estándares europeos y

norteamericanos inmóticos como KNX, BACNET, X -10, MODBUS, THUNDER,

LUTRON, Lonworks Y MY HOME estudiados anteriormente no tienen empresas

distribuidoras de su portafolio de servicios electrónicos. Limitados por este gran

hecho, nos obliga a desarrollar una selección técnica de los estándares con los

que podemos tener acceso para llevar a cabo el diseño del SACI de los pisos

seleccionados del HUEM.

114

1.8.1.1. Estándar 1-10 V

Este es un sistema de control de intensidad luminosa de vanguardia. Con fines de

crear compatibilidad en los sistemas de control de iluminación se tiene un valor de

voltaje bajo de control para el balastro de 1-10 Volts, reduciéndose el número de

controladores requeridos por otros sistemas de iluminación. Así, los balastros

cuentan con una interfaz analógica de 1-10 Volts para el control del flujo luminoso

de un 100% hasta un 1%. Los dispositivos de funcionamiento regulables con la

interfaz 1...10V tienen una relación precio-rendimiento atractiva y son muy

versátiles. Los sistemas de iluminación analógicos regulables de OSRAM están

basados en tecnología que ha superado la prueba del tiempo. Los requisitos que

se exigen a los controles de iluminación actuales pueden cumplirse de manera

fácil, elegante y energéticamente eficiente mediante la regulación sin etapas. [58]

Los beneficios de las soluciones de control de iluminación 1-10V son:

Reducción de costes de iluminación y de consumo de energía

Luz más confortable

Instalaciones de luz individuales

Los modernos ECE regulables con interfaces 1-10 V, en combinación con los

controladores y los sensores adecuados, conforman la base de los sistemas de

iluminación sencillos y rentables. Se han convertido en el estándar para soluciones

de iluminación sencillas. El equipo de control y los controladores se encuentran

conectados entre sí, a través de una línea de control con polos de dos cables. La

tensión de control está determinada por la configuración de regulación de los ECE

conectados.

Propiedades de la interfaz 1-10 V

115

El control se realiza a través de una señal de tensión continua de 10V

a prueba de interferencias (máxima luminosidad; línea de control

abierta) a 1 V(mínima luminosidad; línea de control con cortocircuito)

La potencia de control es generada por el ECE (máxima corriente 0,6

mA por ECE)

La tensión de la línea de control se encuentra aislada del adaptador

red AC, pero no a una baja tensión de protección (SELV)

Los ECE conectados a diferentes fases pueden ser regulados a través

del mismo elemento de control

Figura 1.26.Comparacion de Arquitectura de los Estándares 1-10 V y DALI

Fuente: [58]

Controladores manuales

Los controladores manuales que se sirven de pulsadores y unidades de mando a

distancia, por ejemplo, ofrecen un alto grado de flexibilidad y pueden adaptarse a

los requisitos específicos del usuario.

Controladores automáticos

116

http://www.osram.es/media/resource/imageXL/33677/vergleich-dali---1...10v-ansteuerung.jpg

Los controladores automáticos con sensores son ideales para ahorrar costes de

iluminación. El nivel de iluminación se controla a través de sensores de luz, en

función de la cantidad de luz natural disponible (control de iluminación constante),

de modo que se utiliza la luz solar natural. Es posible un ahorro de energía de

hasta un 45 %. Puede lograrse un ahorro potencial superior al 70 % mediante el

uso de sensores con desconexión automática, detectores de movimiento o

sensores de presencia.

Controladores complejos

Puede establecerse un simple enlace entre el equipo de control 1...10 V y el bus

de control de servicios para edificios instabus EIB, por ejemplo, por medio de

conmutación/atenuación.

1.8.1.2. Estándar DALI. DALI es un acrónimo y significa "Interfaz digital de

alumbrado direccionable". Es una norma internacional que garantiza la

intercambiabilidad de los balastos regulables de distintos fabricantes. Esto le da a

los planificadores, los fabricantes de luminarias, propietarios de edificios,

instaladores y usuarios finales la seguridad del suministro de muchas fuentes. El

DALI interfaz ha sido descrito en la lámpara fluorescente de lastre norma IEC

60929 en el Anexo E. DALI es la forma ideal, simplificada, digital de la

comunicación adaptada a las necesidades de la actual tecnología de iluminación

de día.

La comunicación y la instalación se han simplificado tanto como sea posible.

Todos los componentes inteligentes se comunican en un sistema local de una

manera que es a la vez simple y libre de interferencias. No hay requisitos

especiales para el cableado de los cables de datos, y no hay necesidad de instalar

resistencias de terminación de los cables para protegerlos contra reflexiones. DALI

ha sido diseñado en un esfuerzo conjunto de todos los principales fabricantes de

117

equipos de control con la idea de ofrecer un estándar para el mercado de la

iluminación que cumpla con todos los requisitos. Todos los fabricantes de

componentes de iluminación están ahora en condiciones de resolver tareas

complejas de iluminación de una manera sencilla y cómoda.

Con esta norma ahora será capaz de ofrecer a sus clientes una solución completa

del sistema (lámpara - balasto - luminaria - Unidad de control - Sistema de

iluminación). [59]

a. ventajas DALI. Los usuarios tienen las siguientes opciones al instalar

balastos DALI - en su sistema de iluminación:

Cableado sencillo de líneas de control (sin formación de grupos, sin

polaridad)

Control de las unidades individuales (direccionamiento individual) o

grupos (frente a grupo) es posible

Un control simultáneo de todas las unidades es posible en cualquier

momento (función incorporada de la puesta en marcha) a través de

emisión de direccionamiento)

No hay interferencia de la comunicación de datos es de esperar debido a

la estructura de datos simple

Mensajes de estado del dispositivo de control (fallo de la lámpara, ....), (

opciones de informe: todo / por grupo / por unidad)

Búsqueda automática de dispositivos de control

La formación de los grupos mediante simple lámparas "parpadeantes"

automática y simultánea de regulación de todas las unidades de la hora

de seleccionar una escena

comportamiento de regulación logarítmica - juego de sensibilidad del ojo

El sistema de inteligencia asignado (cada unidad contiene entre otros los

siguientes datos: dirección individual, asignación de grupos, valores de

escenas de iluminación, tiempo de desvanecimiento,....)

118

Tolerancias operacionales de las lámparas se pueden almacenar como

valores por defecto (por ejemplo, con el propósito de ahorro de energía

máximos valores se pueden establecer)

Decoloración: el ajuste de velocidad de regulación

Identificación del tipo de unidad

Opciones para la iluminación de emergencia se pueden elegir (selección

de balastos específicos, nivel de atenuación)

No es necesario encender / apagar el relé externo para la tensión de la

red (esto se hace por los componentes electrónicos internos)

Bajo costo del sistema y más funciones en comparación con el 1-10V-

sistemas

DALI se ha definido para:

Un máximo de 64 unidades únicas (direcciones individuales)

Un máximo de 16 grupos (direcciones de grupo)

Un máximo de 16 escenas (valores de luz de escena)

La inteligencia del sistema no ha sido centralizada con el fin de definir el

DALI interfaz para dispositivos de control.

Esto significa que muchos de los valores de consigna y los valores de

iluminación se almacenan dentro de la reactancia individuo:

Direcciones individuales

Trabajo en grupo

Valores de escenas de luz

Tiempos Fading

Nivel de iluminación de emergencia (Sistema de Niveles Failure)

Power On Level

DALI se cierra la brecha entre los convencionales 1-10V-interfaces y sistemas de

control de iluminación compleja. Estas son las características que hacen DALI se

destacan como la plataforma ideal para la gestión de la iluminación inteligente y

flexible en los edificios modernos.

119

b. DALI Como Sistema Autónomo. Esta es la opción más sencilla. En la

mayoría de los casos, estará formado por una unidad de control

simplificado no usar todas las funciones de DALI. Se trata de un sistema de

control de iluminación autónomo real sin conexión con la administración del

edificio. Todas las funciones (incluso de puesta en marcha, mantenimiento,

etc.) se llevan a cabo a nivel local. Elementos de control y los sensores

están conectados a la unidad de control, como de costumbre, en forma

analógica o digital (fig. 3.2).

Figura 1.27 DALI y construcción de sistemas de gestión

Fuente: [59]

Figura 1.28 Sistema Autónomo

120

Fuente: [59]

c. DALI Como Subsistema Autónomo. Esta opción es un subsistema

independiente dentro de la administración del edificio. Sin embargo, en

comparación con la opción uno (véase la fig. 3.3) que está conectado al

sistema de gestión de edificios. Sólo la información más importante (estado

de fallo, las funciones centrales de conmutación, etc.) se intercambiará con

la administración del edificio. Puede estar en la forma más simple sí o no

con respecto a las fallas o fracasos. Sensores, elementos de control, la

unidad de programación y control remoto pueden ser integrados como de

costumbre (por ejemplo inalámbrica). La inicialización se puede realizar a

través de la gestión de edificios, siempre que esta opción se ofrecerá por el

software herramientas. Este sistema también funciona sin Gestión de

Edificios.

Figura 1.29. Subsistema Autónomo

121

Fuente [59]

d. Descripción General Del Sistema

Características

Para la interfaz digital, especificada en el borrador de la norma IEC, hay varias

características, que operan bajo diferentes directores de las características de la

interfaz analógica. Principalmente la interfaz digital representa una estructura de

interfaz para aplicaciones de iluminación que se pueden ampliar. Esta nueva

interfaz no compite con el BMS. La interfaz analógico y el nivel de la señal 1-10V

permiten una conexión de unidades funcionales (sensores y actuadores) de

diferentes fabricantes de productos electrónicos de iluminación. La interfaz 1-10V

no permite hacer frente a un individuo. En consecuencia, todas las unidades, que

están conectados a una interfaz 1-10V, pueden abordarse sólo en común. Por otra

parte, la relación de flujo luminoso de las lámparas no se ha estandarizado con

referencia a la tensión de interfaz (diferencias de luz). Otra desventaja es el hecho

de que es imposible para apagar las unidades 1-10V por medio de la interfaz. Para

desconectar el unidades que necesitan ser separados de la tensión de red.

e. Características y rasgos de la interfaz digital: Definición en la norma IEC 60929 - esto permite que la combinación de

unidades de diferentes fabricantes. Hay que destacar como un hecho

122

especial que todos los fabricantes, que están representados en el AG DALI,

han hecho un esfuerzo conjunto para verificar el cumplimiento de sus

unidades con esta norma para garantizar un alto nivel de seguridad

funcional.

Velocidad de transferencia de datos efectiva (1.200 bits / SEK.) - Permite

una operación libre de interferencias del sistema. El bajo nivel físico se ha

definido con la tensión de la interfaz a 0

Volt (- 4,5 voltios a 4,5 voltios) en el lado del receptor. La condición de alto

nivel está representado por la tensión de interfaz de 16 voltios (9,5 voltios a

22,5 voltios) en el lado receptor. Una disminución máxima tensión de 2 V

entre el remitente y el receptor es admisible en los conductores de la

interfaz.

Figura 1.30. Las Tensiones Nominales

Fuente

Distancia de seguridad de tensión externa - una operación segura es

garantizada por la distancia de tensión externa a gran escala entre el

emisor y el lado del receptor.

123

Codificación de datos - el Código de Manchester-se ha utilizado aquí; su

estructura permite la detección de errores de transmisión.

Corriente máxima del sistema - el poder interfaz central suministro se ha

establecido para permitir una entrada de corriente máxima de 250 mA.

Cada participante conectado a la interfaz puede consumir un máximo de 2

mA. Esto debe tenerse en consideración para la selección de la interfaz de

la fuente de alimentación.

Tamaño del sistema limitada - el número máximo de 64 unidades con una

dirección individual se puede distinguir dentro de un sistema.

Las señales reversible de información - por ejemplo, ON / OFF, el brillo real

de las lámparas conectadas, es posible estado de la lámpara, etc.

cable de control de dos hilos - dos de bases aislamientos deben

proporcionar entre dos pistas. Un aislamiento de un único subproceso de

una ventaja tanto, es suficiente.

De control y suministro de cables se pueden conectar entre sí, asegúrese de que

la instalación de un diámetro mínimo de plomo de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 1.15. Longitud Y Diámetro Mínimo Del Cable DALILongitud del cable Diámetro mínimo del cable

Hasta 100 m 0.5 m2

100-150 m 0.75 m2

Por encima de 150 m 1.5 m2

Fuente: [59]

La longitud máxima del cable entre dos sistemas conectados no debe superar los

300 metros.

entrada de control de potencial - la entrada de control está separada

galvánicamente de la tensión de red. En consecuencia, todos los

124

participantes del sistema pueden operar con diferentes exteriores

conductores (fases).

No se requieren resistencias de terminación - que no es necesario poner fin

a la interfaz conduce con resistencias.

Oscurecimiento de la gama 0,1% -100% - el límite inferior depende del

fabricante. El curso de la curva de regulación ha sido estandarizada y

adaptada a la sensibilidad del ojo (curva de regulación logarítmica). La

impresión de un brillo similar, cuando se utilizan balastos electrónicos de

diferentes fabricantes, es un resultado de la normalización. Sin embargo,

esto requiere, que el límite inferior del rango de regulación es igual para

todas las unidades (por ejemplo, todas las unidades muestran un rango de

regulación inferior de 3%) que pertenece a la misma clase de potencia

(lámpara potencia).

Los tiempos de atenuación programables - Ajustes especiales como el

ajuste de velocidad de cambio de la luz son posibles.

La interrupción de la transferencia de datos - ajustes de luz fijos se

interpretan de forma automática (operación de emergencia).

Almacenamiento de escenas de iluminación - un dispositivo de

almacenamiento de hasta 16 escenas es posible.

Conexión a la construcción de sistemas de gestión por convertidores - la

primera intención del diseño ha sido la de aplicar la interfaz en habitaciones

para una integración en BMS por medio de convertidores.

nueva configuración sencilla del sistema - Una vez instalado y configurado,

una modificación de la función del sistema, la escena de la iluminación o

las funciones de iluminación es sólo una cuestión de configuración que no

requiere la modificación del hardware. Ejemplo: Reagrupación de

luminarias en una oficina de planta abierta.

Fácil integración de nuevos componentes - los nuevos componentes se

pueden añadir todas partes dentro del sistema cada vez que un sistema de

iluminación existente necesita ser ampliado. Se debe considerar que el

125

dimensionamiento de la fuente de alimentación del sistema será suficiente.

4.2 Selección de los cables de conexión No hay requisitos para los

terminales y los cables / hilos, que tienen que ser utilizados para la interfaz

digital, se han definido todavía en la IEC-draft. Por consiguiente cables e

hilos de calidad comercial se pueden utilizar para fines de instalación

estándar.

Ninguno de ellos tiene la estructura de la conexión para los diferentes

componentes Se han definido. Por lo tanto las estructuras en forma de estrella y

mixtos son posibles además de las estructuras lineales o en forma de árbol. Por

regla general se debe evitar la conexión en forma de anillo de los componentes,

sin embargo. El cableado de los cables correspondientes está sujeto a las mismas

condiciones de instalación que se aplican para las instalaciones eléctricas. Esto es

válido para la instalación de sistemas de iluminación en las salas especiales

(especificaciones de montaje armonizadas) también.

La selección de los cables debe adaptarse tanto a la longitud de la conexión y los

terminales existentes. Para permitir un reconocimiento correcto de la información a

nivel de los accionadores, una caída de tensión máxima de hasta 2 voltios se

permite a través de los cables de conexión de la interfaz de suministro a cada

participante en el sistema. La interfaz de la fuente puede ser instalada en cualquier

lugar en el sistema o en cualquier dispositivo. Debido a la baja razón de trasmisión

no hay necesidad de utilizar cables o hilos especiales, como por ejemplo, cables

trenzados o apantallado. Material de instalación de calidad comercial se puede

utilizar para la conexión entre los cables y unidades. Como regla general, una

distancia de 300 m no debe superarse entre dos unidades que se comunican. A

medida que la interfaz digital se separa galvánicamente de la red eléctrica de un

actuador, actuadores, que están conectados a diferentes fases de la tensión de

red (L1, L2 o L3), sin embargo, se pueden conectar uno con el otro.

126

El aislamiento de la interfaz digital se corresponde con los requisitos del

aislamiento de la base. Las pruebas se realizan bajo la norma IEC 60 928. Por lo

tanto, SELV (Safety Extra Low Voltage) no se concede. La interfaz digital de

cables de conexión se puede conectar en forma conjunta con la red eléctrica de

ofertas (por ejemplo 230 V), a condición de que siempre se observa la resistencia

de aislamiento (2 x aislamiento base).

f. Alimentación De Tensión Del Sistema. En general, la tensión de interfaz

es 16 voltios que van desde 22,4 voltios a 9,5 voltios). Diferentes unidades

son capaces de suministrar la interfaz:

Una fuente de interfaz independiente, en el centro

Una unidad de control con el suministro de interfaz integrada

Un dispositivo de control un poco con una oferta interfaz interna

complementaria.

La corriente máxima del sistema ha sido limitada a 250 mA. La limitación de

corriente evita una sobrecarga en función de conmutación de la interfaz que se ha

incorporado en cada participante en el sistema.

El sistema más pequeño posible, una unidad de iluminación con una unidad de

control, requiere una corriente de 2 mA máx. para el balasto electrónico en la parte

superior de la corriente requerida para la unidad de control. No hay ninguna

limitación a la corriente de la unidad de control máximo. Con las impedancias de

los diferentes componentes de la interfaz son idénticos en el campo de la fuente

de alimentación correcta para el sistema debe ser seleccionado para correlacionar

a las corrientes acumuladas de los componentes individuales. Una buena práctica

es permitir un margen suficiente para el suministro de corriente. Esto garantizará

la funcionalidad del sistema fiable bajo diferentes condiciones también lo que

127

permite la flexibilidad para posibles ampliaciones del sistema en una fecha

posterior. Cuando un sistema se hace funcionar con varias fuentes de suministro,

la polaridad de la alimentación del sistema debe tenerse en cuenta a la hora de

conectar los cables del sistema. La corriente total máxima que se suministra en

todas las fuentes de alimentación del sistema no debe superar los 250 mA.

g. Tamaño del sistema. Hasta 64 direcciones individuales, incluyendo los

dispositivos de control y unidades de control se pueden conectar a una interfaz de

línea. La corriente total de una interfaz de línea está limitada a 250 mA. Siempre

que esté previsto un sistema, que es para contener dispositivos de control, así

como unidades de control, hay que asegurarse de que ni valor límite se exceda.

En un caso, donde el sistema será superior a estos límites deben esperarse

problemas, que son debido a la integridad de la señal reducida. Algunos

componentes pueden no comunicar o responder a comandos y el funcionamiento

del sistema se vuelva inestable. Por esta razón, el planificador del sistema debe

tomar el consumo de energía de cada componente (dispositivo de control y la

unidad de control) en consideración, además de las direcciones y, además,

planificar una cierta reserva con el fin de prever la posibilidad de una extensión en

una tarde fecha.

h. Selección De Las Unidades. El proyecto de norma permite la compatibilidad

total de los balastos. Para todas las otras variantes, tales como sensores y

controladores, el planificador tiene la responsabilidad suya garantizar en el pliego

de condiciones que la compatibilidad está garantizada. El proyecto de norma se

define los siguientes tipos de unidades:

Typ 0 unidades estándar

Typ 1 unidades de iluminación de emergencia

128

Typ 2 unidades de lámparas de descarga

Typ 3 unidades para lámparas halógenas de bajo voltaje

Typ 4 unidades regulables para lámparas incandescentes

Typ 5 convertidor de interfaz 1-10V

Tipos 6-255 Reservado para futuras unidades.

De esta manera todas las unidades son compatibles.

i. Conectividad y operación. Principalmente, hay dos posibilidades para conectar

actuadores, unidades de control y balastos uno con el otro: Funcionamiento con

una unidad de control única actuación como maestro de un Interfaz de línea. En

este modo de funcionamiento los paneles de control y los sensores se han

conectado a una unidad de control que controla los balastos conectados también.

Los balastos proporcionan información a petición de sólo la unidad de control. El

manejo en general ha sido asignado a esta unidad de control único (Single

Master). Funcionamiento con varias unidades de control que trabajan como

maestros de una línea de interfaz. En este modo de funcionamiento de varias

unidades de control (por ejemplo, sensores o paneles) pueden comunicarse

directamente con los lastres. Los controladores tienen que seguir algunos define

"reglas de tránsito" comunes para evitar colisión de datos y para mantener las

funciones correctas del sistema. En esta instalación en modo de operación será

más fácil con el grado de cableado requerido se reduce (Multi-Master).

j. Compatibilidad Electromagnética. Con el grado de la pendiente de las

señales de transmisión, así como la altura de los niveles de tensión siendo

limitada no hay niveles altos de interferencia procedentes de la señal de plomo.

Todo el equipo utilizado en una instalación debe cumplir con las estipulaciones

definidas en la edición actual de CISPR 15(Límites y métodos de medida de las

características de perturbación radioeléctrica de la iluminación eléctrica y equipo

similar.), IEC 61 547, IEC 61 000-3-2 e IEC 61 000-3-3.

129

k. Estructura De La Dirección. Una dirección representa la designación

definitiva de una unidad dentro de un sistema DALI. Una dirección puede ser

comparada con un número de casa asignado a una casa individual en la misma

calle. La calle puede ser comparada con la línea de la interfaz. El número de la

casa caracteriza a cada casa en la calle por lo que es posible diferenciar entre

todas las casas de la misma calle. Dentro de un sistema DALI cada balasto tiene

su propia dirección. Esta forma en que puede ser contactado de forma individual, a

pesar de que está conectado a un sistema de línea DALI como todas las otras

unidades. La asignación de la dirección, por ejemplo, debe llevarse a cabo cuando

el sistema se pone en funcionamiento. Todas las unidades de un sistema pueden

ser contactados al mismo tiempo por medio de una emisión. Se hace una

diferenciación entre las direcciones individuales y las direcciones de grupo.

Existen 64 direcciones individuales en el sistema DALI. Por lo tanto, una o varias

unidades de control pueden ponerse en contacto de forma individual, es decir, un

máximo de 64 balastos. Cada uno de lastre también puede ser parte de un

máximo de 16 grupos.

En general, la asignación de las direcciones y con ello la asignación de las

direcciones de grupo se realiza mediante un software. Por lo tanto la configuración

del sistema puede ser modificado sin ninguna modificación de la propia

instalación.

l. Planificación

Iluminación instrucciones de funcionamiento del sistema

Planificación Forward

La planificación de un proyecto de iluminación con interfaces DALI es básicamente

un ejercicio similar a la planificación de un proyecto con interfaces analógicas. Una

preparación bien pensada y ordenada, facilita la instalación minimizando el coste

130

que puede resultar, cuando los errores de planificación se hacen evidentes tan

pronto después de su finalización.

Especificación

La especificación establecerá los requisitos de iluminación. Los detalles técnicos

de iluminación, como el tipo de accesorios como lámparas y controles tales como

sensores, paneles de conmutación y módulos de interfaz, se indicarán en diversos

documentos. Los tipos de familia de componentes se han descrito en la viñeta

anterior para proporcionar asistencia en el proceso de redacción. Cabe señalar

que algunos controles requerirán paneles y sensores de conmutación especiales.

La recomendación general es utilizar componentes estándar solamente. Por favor,

consulte el capítulo 5.2.1 La funcionalidad del sistema se define principalmente por

los controles. Esto debe ser considerado cuando se seleccionan los elementos

individuales o responder a cualquier requerimiento especial.

M. Ventajas De DALI En La Planificación. Un DALI-sistema permite el control

de las luces individuales o grupos de accesorios sin la necesidad de cableado en

paralelo. Además toda la planificación para la conmutación de cargas en la red se

puede omitir, como dispositivos se pueden conectar y desconectar por DALI. En

realidad no es necesario durante la planificación de considerar la asignación de los

interruptores, paneles de control y sensores, etc. a los accesorios, ya que esto

puede hacerse a posteriori y sin modificar el cableado.

La configuración de la conexión también puede ser considerada más tarde, como

DALI permite una combinación de conexiones en estrella y serie. Vea las figuras

5.1 y 5.2

131

Figura 1.31. Conexiones en serie y Conexiones estrella

Fuente: [59]

La figura 5.3 ilustra un ejemplo de una instalación combinada.

Las dos zonas están unidas entre sí por una conexión en serie. Área 1 tiene una

configuración de estrella y el área 2 tiene una combinación de conexiones en

estrella y serie. Conexión en serie puede significar más fácil tendido de cables, en

comparación con otros métodos de configuración de estrella en muchos casos,

puede ofrecer una ventaja con respecto a la longitud del cable.

Como se demuestra en los ejemplos, no hay resistencia de terminación en el

componente DALI cable termina. Una posible causa de la interferencia en la

transferencia de datos ha sido eliminada de esta manera.

Figura 1.32. Instalación combinada

Fuente: [59]

La asignación prevista de los cables debe estar claramente indicada en los planos

y en la instalación con el fin de facilitar las reparaciones y modificaciones.

132

n. Organización

La organización de las lámparas y los equipos asociados que debe llevarse a cabo

durante la fase de anteproyecto. Esto se debe indicar claramente en el dibujo de

diseño.

Los instaladores introducir las direcciones pertinentes durante la puesta en

marcha. La configuración de la iluminación se lleva a cabo durante la puesta en

marcha y puede ser cambiado después, si así se desea.

Tabla 1.1.6.Organización De Los Dispositivos Por Área Y Piso En El Bus DALI

Fuente: [59]

O. Planificación. Un DALI-sistema no exige especiales o adicionales sobre la

persona que realiza la planificación, sino que aumenta la flexibilidad en las fases

de diseño, instalación y aplicación. Será adaptarse a los cambios de última hora

solicitadas por el usuario final. Los siguientes siete puntos deben ser considerados

durante la etapa de diseño:

Dos cables han sido incluidos con el interfaz DALI

La longitud máxima del cable se ha mantenido

Se han observado todas las normas pertinentes de cableado

El número especificado de componentes DALI no se ha superado

Los campos para las direcciones de los componentes DALI se han

indicado claramente en los documentos -

133

Todos los accesorios de iluminación, sensores, paneles de interruptores

y unidades de control han sido considerados

Existencia de requisitos específicos para las unidades de control

P. Selección De Componentes. Un sistema de control DALI interfaz puede

comprender partes de la tabla.

Debido al hecho de que DALI se ha definido recientemente, se debe esperar un

rápido desarrollo de nuevos componentes.

Controles. Las unidades de control proporcionan la lógica de la

coordinación entre los sensores, paneles de conmutación y equipos de

operación DALI. Esto se puede hacer a través de una unidad independiente

o por una interfaz que recibe comandos desde un sistema maestro,

sensores inteligentes o paneles de interruptores con controles integrados

son también posibles.

Figura 1.33. Controles En El Estándar DALI

Se debe prestar especial atención a la conexión entre los sensores / interruptores

y las unidades de control.

134

Hay dos variantes:

Método 1. Los sensores e interruptores están unidos directamente a

las unidades de control por conexiones separadas. Este método

facilita el uso de componentes, que son estándar en este sector de la

industria.

Método 2. Sensores e interruptores están conectados a las unidades

de control de los cables DALI. En este caso hay cables adicionales

deben ser establecidos para vincular los sensores / interruptores con

las unidades de control.

Ambas soluciones tienen sus ventajas, que son dependientes de la aplicación, la

aplicación será decisiva para el método 1 o el método 2 seleccionar.

Figura 1.34. Método 1(Izquierda) Y Método 2(DERECHA)

Fuente: [59]

Para obtener información más detallada sobre el sensor y conmutadores, que

puede ser operado por las unidades de control, consulte la hoja de datos de

producto del fabricante.

Componentes De Integración. Los dispositivos de control de configuración

estándar están disponibles para la instalación en luminarias. Consulte la

hoja de datos de producto del fabricante.

135

Componentes Para Subcircuitos. En subcircuitos (con la fusión) tanto las

unidades DALI y unidades de red pueden ser acomodados. Las unidades

DALI tienen que cumplir con las mismas normas de cableado como equipo

de red de tensión. Las unidades de control se deben instalar de acuerdo

con las instrucciones del fabricante.

Los Paneles De Interruptores Y Sensores. Interruptores y sensores están

disponibles en una gran variedad cumplir todos los requisitos. Estos van

desde las unidades estándar convencionales a través de paneles

multifunción para sensores de luz natural con receptor IR integrado.

Teniendo en cuenta esta amplia gama de opciones de hoja de datos del

fabricante en cuestión 's siempre debe ser consultado.

q. Instalación eléctrica

Enrutamiento Y Tendido De Cables. La instalación eléctrica de los

sistemas de control de iluminación con una interfaz DALI debe ser realizado

por un ingeniero electricista autorizado de acuerdo con las normas del

sistema de potencia correspondientes.

Las condiciones técnicas imperantes, tales como la observación del número

máximo de usuarios por cada par de cables de bus DALI o la longitud del cable,

también se deben cumplir. Hasta ahora - como para la tecnología de 1-10V -

función se determinó por el cableado de los componentes, así como sensores y

dispositivos de control (Fig. 6.1). En el caso de instalaciones con DALI, sin

embargo, la función está determinada por el dispositivo específico de control DALI

que se pone en servicio y las características técnicas de los mismos.

136

Figura 1.35. Cableado 1-10 V

Fuente: [59]

Figura 1.36. Balasto DALI

Fuente: [59]

El bus de control DALI puede ser instalado al mismo tiempo que el sistema de

potencia (fig. 6.3). Se compone de un par de cables, el mismo que para la interfaz

1-10V.

137

Figura 1.37. Control De Las Líneas De Autobús

Fuente: [59]

En comparación con la interfaz 1-10V, la línea de control DALI requiere ninguna

otra herramienta de instalación eléctrica, dispositivo auxiliar o equipos de medición

y prueba. No hay ningún requisito para cables de datos especiales.

Sin embargo, es necesario asegurarse de que se aplica un método claro de

identificación. Tanto la fuente de alimentación y la línea de control DALI se pueden

ejecutar a través de un cable de 5 hilos. Hacer cumplir las normas nacionales

sobre la instalación en todo momento. Principalmente no hay necesidad de seguir

las directrices específicas al conectar los componentes individuales DALI a la línea

de control DALI. Sin embargo, por el bien de la claridad, se recomienda que el

sistema de cableado sea siempre la misma a lo largo de un edificio.

De energía y las líneas DALI, así como el equipo de instalación asociado pueden

ser instalados en paralelo en los bloques de terminales.

La caída de tensión en la línea DALI no podrá exceder de 2V. La longitud de línea

máxima resultante es de 300 m, la mayor distancia permitida entre dos

componentes DALI (Fig. 6.4).

138

Figura 1.38. Diseño De Una Instalación DALI

Fuente: [59]

R. Control Y Documentación

Los siguientes puntos deben ser documentados durante el control final de una

instalación DALI:

¿Se ha ejecutado la instalación de acuerdo con las normas para la

instalación tensión de red y controla?

Longitud de la línea entre los usuarios DALI: La caída de tensión máxima

en la línea DALI no podrán exceder 2V con una longitud máxima de línea

de 300 m entre el primero y los últimos componentes DALI resultante.

Compruebe que la longitud de la línea prevista y la longitud real de la línea

son la misma.

Número máximo de usuarios DALI para cada línea: El número máximo de

usuarios depende del dispositivo de control DALI usado. La norma DALI

especifica una tensión y

Actual de 22,5 V y 250 mA respectivamente. Los consumidores electrónicos

DALI representan un consumo máximo de 2 mA. Compruebe que no se ha

sobrepasado el número máximo permitido de dispositivos que funcionen.

139

Función de los dispositivos operativos DALI: Los dispositivos de

accionamiento DALI cambiar a máx. flujo luminoso, cuando se aplica la

tensión de red. Compruebe que todos los dispositivos de accionamiento

cambiar a máx. flujo luminoso cuando está conectado a la red eléctrica.

Compruebe el cableado DALI: Encendido / apagado a través del dispositivo

de control. Compruebe que la luz se puede encender y apagar.

Prueba de las funciones del dispositivo de control DALI: El procedimiento

depende del fabricante y debe ser llevado a cabo de acuerdo con las

especificaciones del fabricante.

Prueba de aislamiento: La prueba de aislamiento debe realizarse de

conformidad con los reglamentos.

S. Puesta En Marcha. La puesta en marcha de los sistemas DALI depende

principalmente en el dispositivo de control utilizado. Por tanto, se debe observar

las instrucciones para la puesta en marcha prevista por el fabricante del dispositivo

de control correspondiente. En consecuencia, sólo las características esenciales

para la puesta, que se rigen por la definición de la interfaz DALI, se han esbozado

en esta viñeta.. El software de control de dispositivos y las instalaciones, que son

proporcionados por el sistema operativo, determinarán la mayoría de las

características técnicas.

T. Asignación De Direcciones

Identificación del usuario

Será posible identificar a los usuarios DALI conectados, tan pronto como se han

conectado el dispositivo de control y fuente de alimentación. La búsqueda de los

usuarios DALI puede llevarse a cabo de dos maneras diferentes:

. El dispositivo de control registra todos los dispositivos que funcionan

conectados al sistema DALI mediante su ID básica almacenada por el

140

fabricante durante la producción (dirección de longitud: 24 bit). Si dos

direcciones largas son idénticas, una función aleatoria provocada por el

dispositivo de control se puede realizar dentro de la reactancia. Una

nueva dirección siempre se creará en el como resultado.

El usuario DALI se identificará mediante la desconexión de la conexión

de la lámpara en el dispositivo en funcionamiento. El dispositivo de

accionamiento debe estar conectado a la red en este momento.

En cada caso, un individuo y / o una dirección de grupo se le asignará a cada

usuario DALI conocido directamente de su identificación de acuerdo con los

requisitos. Otra posibilidad es una asignación de direcciones antes de la

instalación, lo que permite una armonización de todos los dispositivos operativos

DALI.

Uso De La Dirección Individual. La asignación de una dirección individual

le permitirá comprobar el dispositivo de accionamiento individual y / o llevar

a cabo una detección de errores para cada dispositivo de operación

individual.

Uso De La Dirección De Grupo. Es posible asignar direcciones de grupo a

cualquier combinación de dispositivos que funcionan formando grupos

direccionable por ejemplo, a efectos de control combinados, según el caso.

Las direcciones de grupo pueden ser asignados por el usuario a través del

dispositivo de control durante la fase de identificación.

Creación Y Almacenamiento De Escenas De Iluminación. Una vez que

el dispositivo de operación individuo ha sido identificado o grupos han sido

asignados, escenas de iluminación se pueden crear mediante el

establecimiento de los niveles de iluminación para los dispositivos

individuales o grupos individuales. Las escenas individuales se almacenan

por medio de un comando desde el dispositivo de control en el dispositivo

de accionamiento DALI. Un máximo de 16 escenas o los niveles de

iluminación se puede almacenar para cada usuario.

141

Elementos de mando y sensores. La estructura DALI especificado

permite el uso de sensores, pulsadores, consolas de control, paneles

táctiles o incluso interfaces de operador de PC. La información puede ser

transmitida a través de un cable, infrarrojos o enlace de radio. La

vinculación al sistema DALI debe llevarse a cabo de acuerdo con las

especificaciones proporcionadas por el fabricante del dispositivo de control.

Puesta En Servicio Después De Las Modificaciones Del Sistema. Cuando se agregan nuevos dispositivos o dispositivos existentes

reemplazados, deben ser identificados los nuevos usuarios del dispositivo

de control. Esto se puede hacer mediante el cambio de todas las

direcciones o sólo las direcciones seleccionadas de acuerdo con el sistema

de control particular. Para más detalles, consulte las instrucciones de

funcionamiento del dispositivo de control correspondiente. [59]

1.9 COMPONENTES BÁSICOS DENTRO DE LOS SISTEMAS INMÓTICOS

Los sistemas inmóticos no son más que sistemas de control que tratan de unificar

los subsistemas existentes o que se quieren implementar dentro de las

edificaciones. Para esto existen componentes básicos dentro de la infraestructura

inmótica los cuales son: sensores, actuadores, controlador, la HMI y la interfaz.

Cada uno de estos componentes cumple con tareas específicas dentro del

sistema inmótico que se las resume a continuación.

Sensores: son los ojos del sistema y dicen lo que está sucediendo dentro y

fuera de la edificación.

Controlador: es el cerebro del sistema, y es el que toma las decisiones para

realizar alguna tarea.

Actuadores: son los brazos del sistema, y son los que reciben las órdenes

del controlador para realizar alguna tarea en específico.

142

HMI: No es más que el enlace entre el operador y la máquina para de esta

manera dotar al sistema de un grado de confort y así realizar las tareas

dentro de la edificación de una manera rápida y sencilla, consiguiendo

optimizar el funcionamiento de cada uno de los subsistemas que se

encuentran dentro de la edificación.

Acondicionamiento de señales: es el componente que permite el

acoplamiento de la señal de control de la unidad controladora al actuador.

Figura 1.39 Diagrama De Bloques General De Un Sistema Inmótico

Fuente: [60]

1.9.1 Sensores

1.9.1.1 Definición. Los sensores son dispositivos electrónicos capaces de

convertir magnitudes físicas, químicas, biológicas, etc., en magnitudes eléctricas.

En otras palabras los sensores se encargan de convertir una clase de energía en

otra para proporcionar al controlador la información adecuada para que este

realice el control del sistema. Un sistema inmótico debe contar con sensores que

143

le permitan saber qué es lo que está sucediendo en la edificación, permitiéndole

de esta manera al controlador obtener toda la información necesaria para

gestionar de una manera eficaz todos los procesos dentro de la edificación.

Sensores habituales dentro de los edificios son los de temperatura, humedad,

presencia, iluminación, entre otros.

Figura 1.40. Funcionamiento De Un Sensor

Fuente Autores

1.9.1.2 Características. Las características que se debe tener en cuenta para la

elección de un sensor son las siguientes:

Amplitud: que es la diferencia que existe entre los límites de medida de la variable.

144

FENÓMENO FÍSICO SENSOR FEMÓMENO ELÉCTRICO

Calibración: es el patrón de la variable medida que es aplicada mientras se observa la señal de salida.

Error: es la diferencia obtenida entre el valor medido y el valor real. Fiabilidad: es la probabilidad de que no exista ningún error. Precisión: es el error de medida máximo esperado. Rapidez de respuesta: tiempo en el que el sensor se demora en enviar la

señal. Temperatura a la que trabaja el sensor.

Figura 1.41. Ejemplos de sensores en un sistema Inmótico y Domótico

Fuente: [60]

1.9.1.3 Clasificación. En la actualidad existen una gran cantidad de sensores en

el mercado, para satisfacer todas las necesidades dentro y fuera de la industria y

los cuales han sido agrupados de acuerdo a determinados criterios de clasificación

los cuales son:

a. Según su alimentación: pueden ser activos y pasivos

145

Activos: que necesitan de alimentación eléctrica.

Pasivos: no necesitan alimentación eléctrica.

b. Según el tipo de señal implicada: pueden ser continuos y discretos.

c. Según al ámbito de aplicación.

Para el diseño de sistemas inmóticos al momento de hacer la elección de los

sensores a utilizar se debe tener en cuenta el ámbito de aplicación en el que se

quiere utilizar. Algunos ejemplos se puede observar en la siguiente tabla.

Tabla 1.17. Clasificación de los sensoresTipo Según al ámbito de aplicación

Gestión climáticaSensores de temperatura (resistivos, semiconductores, termopares..), termostatos, sondas de temperatura para inmersión, para conductos, para tuberías, sensores de humedad, sensores de presión, etc.

Gestión contra incendiosSensores iónicos, termovelocímetros, sensores ópticos, infrarrojos, de barrera óptica, sensores ópticos de humo, de dilatación, etc.,

Gestión contra intrusión/roboSensores de presencia por infrarrojo, por microondas o por ultrasonidos, sensores de apertura de puertas o ventanas, sensores de rotura de cristales, sensores microfónicos, sensores de alfombra pisada, etc.

Control de presenciaLector de teclado, lector de tarjetas, identificadores corporales (biométricos).

Control de iluminaciónSensor de luminosidad.

Otros sistemasSensores de lluvia, de viento, de CO, de gas, de inundación, de consumo eléctrico, de consumo de agua, de nivel de depósitos.

Fuente: [61]

146

Los tipos de sensores más comunes en un sistema de iluminación son los

mostrados en la Figura 25.

Figura 1.42. Clasificación de los sensores para la automatización de la

Iluminación.

Fuente: Autores

147

En la tabla 1.18 se muestra la clasificación los sensores en tres grupos

fundamentales: ocupacional (detector de presencia), fotoeléctricos (detectores de

iluminación) y los sensores horarios o temporizadores, que integrados en sistema

de iluminación permiten niveles de iluminación adecuados y ahorros considerables

de energía eléctrica. Las Tablas 65 y 66 describen las tecnologías utilizadas por

los diferentes sensores y su modo de detección de la variable a medir.

Tabla 1.18. Descripción de las tecnologías para los sensores ocupacionales.

Sensor de Movimiento

Es un dispositivo que detecta la presencia de personas en el local, basado en esto se realiza la acción de control evitando

las pérdidas producidas por el llamado “Derroche por Factor Ocupacional (Dfo)”, que consiste en la cuantificación del valor

de la energía eléctrica consumida por las lámparas que se encuentran encendidas en ausencia de usuarios. El tipo de

control con estos sensores es de tipo ON/OFF [62].

De tecnologíainfrarroja

Son conocidos como sensores infrarrojos pasivos PIR, se les

denomina pasivos ya que no emiten ningún rayo. Su

funcionamiento se basa en la detección de la radiación calórica de

un cuerpo, cuando el cuerpo ingresa en el campo de acción del

sensor y tiene una temperatura diferente a la del medio, se

produce el accionamiento del sensor. Para incrementar el ángulo

de operación utilizan lentes de Fresnel, los cuales enfocan la

radiación emitida por los cuerpos sobre el elemento sensor,

cubriendo una mayor área de operación [63]. Fuente [64]

Ultrasónicos Su principio de funcionamiento se basa en el efecto Doppler. La

señal ultrasónica de un emisor es reflejada por los objetos del

local y recibida por uno o más receptores, permitiendo la

detección del movimiento mediante los cambios en el tiempo de

regreso de la señal, producidos por la Interrupción del curso

normal de la onda. Fuente [64]

Fuente: Autores

Tabla 1.19. Descripción de las tecnologías para los sensores Fotoeléctricos.

Sensores Fotoeléctricos

Algunos están formados por elementos fotosensibles colimados por una lente enfocada sobre el área de

interés (plano de trabajo) o si es necesario enfocar un área de mayor tamaño, es recomendable la utilización

de un lente de Fresnel. Integrados en un sistema de control permiten variar el flujo luminoso de un sistema

de iluminación en función de la iluminancia detectada. Existen varias tecnologías de estos dispositivos. Entre

otras están:

148

FotorresistenciaEs un dispositivo cuya resistencia eléctrica disminuye con el incremento de luz

incidente. Puede variar su valor de resistencia desde unos 50 Ω hasta el orden de los

M Ω ohmios al estar en oscuridad.

FotodiodoEs un dispositivo semiconductor de unión PN sensible a la luz. Está polarizado

inversamente, por tal motivo producirá una corriente al ser excitado por la luz. En

ausencia total de luz se puede presentar una corriente residual entre las terminales

del diodo.

Celda fotoeléctrica Permite transformar energía lumínica en energía eléctrica mediante el efecto

fotovoltaico (absorbe fotones y produce electrones).

Fuente: [65]

Tabla 1.20. Descripción de las tecnologías para los sensores Horarios

Sensores Horarios

Temporizadores Son interruptores horarios programables. Se puede realizar una

programación en forma diaria, semanal, mensual o anual, incluir días

en los cuales la edificación no está en uso. Son indicados para

locales con bajo patrón de ocupación y además que sea conocido el

horario de ocupación (aulas de clase, oficinas). A pesar de ser posible

el encendido de las luces por medio del temporizador, es

recomendable dejar esta tarea a los ocupantes del recinto.

Fuente: [65]

Cabe resaltar que la instalación de los sensores requiere un periodo de ajuste a

cada local en particular. La tabla 1.21 describe algunas consideraciones a tener en

cuenta en la instalación y ajuste de los sensores.

1.9.2 Actuadores

1.9.2.1 Definición. Son dispositivos electromecánicos los cuales tienen incidencia

directa sobre el medio exterior y los cuales afectan físicamente al edificio. Esto

quiere decir que son los que actúan de manera física sobre los sistemas que se

están gestionando dentro del sistema inmótico. Los actuadores se podría decir

que realizan el proceso inverso de los sensores.

149

Tabla 1.21. Consideraciones en la instalación de sensores Inmóticos

Consideraciones En La Instalación De Sensores InmóticosTiempo De Retardo La acción de control producto de las mediciones de

cualquier tipo de sensor debe guardar un tiempo de retardo con el fin de evitar alteraciones y cambios bruscos o muy frecuentes en el ambiente luminoso del local. Un tiempo prudencial podría estar entre 5 y 10 minutos.

De Tipo Fotoeléctrico La comparación entre el nivel de iluminación en el plano de trabajo y los niveles de iluminación establecidos por las normas para realizar los diferentes tareas, permite conocer la cantidad de luz que debe aportar el sistema de luz artificial. La ubicación del sensor es un factor importante con el fin de evitar accionamientos innecesarios debido a reflejos u otras interrupciones. Algunas fuentes de perturbación son: fuentes de luz brillando directamente sobre él, luz reflejada o apuntado a una superficie brillante, que esté enfocado a una ventana o que el sensor esté bloqueado por algún objeto.

De Tipo Ocupacional El área barrida por los sensores debe limitarse a los espacios bajo control. Es Indispensable evitar que dentro del área de barrido no se encuentren elementos de alta reflectancia o que presenten cambios rápidos de temperatura (calefactores, aire acondicionado, ventanales etc.)

Temporizadores Es recomendable utilizar un apagado escalonado de las luminarias del local, esto será una señal de alerta para

150

los usuarios que muy pronto se apagará el sistema de iluminación. Cabe señalar que ante cambios en el horario de uso se puede pasar al control manual del sistema.

Fuente: [65

Figura 1.43 Diagrama de bloques general de los actuadores en un sistema

inmótico

Fuente Autores

1.9.2.2 Clasificación. Los actuadores se los puede clasificar según su señal de

entrada, según la magnitud controlada y según su constitución y estas son:

Clasificación según su constitución:

Electromecánicos (electroválvulas, motores, relés, contactores,

bobinas, cerraduras eléctricas).

Acústicos (sirenas, altavoces)

151

SISTEMA INMOTICO

ACTUADOR 1 SISTEMA 1



Luminosos (lámparas, paneles, monitores)

Los elementos más utilizados dentro de los sistemas inmóticos son los relés, ya

que estos permiten conmutar circuitos de alta potencia con señales de baja

potencia. Los contactores son similares a los relés sino que permiten trabajar con

cargas de mayor potencia y al igual que los relés son de mucha utilidad dentro de

las edificaciones.

1.9.3 Controlador o unidad de control

El controlador es el dispositivo principal dentro del sistema inmótico, ya que este

actúa como el cerebro de todo el edificio. Este es el encargado de tomar

decisiones dentro de la edificación. Al controlador llegan todas las señales

provenientes de los sensores, este las procesa y manda señales a los actuadores

para que estos realicen una función en específico (Ver figura 11). En el controlador

se encuentran algoritmos escritos en un lenguaje de programación el cual

depende del controlador que se utilice. El programa que se encuentre corriendo

dentro del controlador será el encargado de enviar señales para que los

actuadores funcionen de acuerdo a las necesidades de los usuarios. El

controlador dentro de una edificación puede ser de múltiples opciones

dependiendo por una parte las necesidades y por otra la parte financiera. Se

pueden utilizar como controladores de sistemas inmóticos, controladores propios

de automatización de edificios, PC’s, microcontroladores, PLC’s o lo que en la

actualidad está tomando un gran realce los PAC’s (controladores de

automatización programables).

El controlador o la unidad de control debe tener la capacidad de manejar todo tipo

de señal y comunicaciones como por ejemplo: E/S digitales, E/S analógicas,

152

comunicación serial, entre otras. Un ejemplo de los controladores utilizados en la

Inmótica son es el PLC S7-200, a continuación se describirán algunas de sus

características:

Figura 1.44 PLC S7-200 marca SIEMENS

Fuente: [66]

1.9.4 Interfaz hombre – máquina (HMI). Dentro de un sistema inmótico la

creación de una HMI es importante porque de esta manera se puede visualizar

mediante un computador todo lo que está sucediendo en toda la edificación. Una

HMI aumenta el confort y hace que el trabajo del operario sea más eficiente, pues

con esta interfaz el operador sabe lo que está sucediendo en tiempo real en el

edificio, lo cual permitirá tomar decisiones preventivas y/o correctivas. Además

debe ser sencilla, intuitiva y amigable para que el usuario pueda utilizarla desde el

primer momento sin ningún problema. El control y monitoreo de todo lo que

sucede dentro del edificio se lo hace a través de un computador que puede estar

ubicado local o remotamente y en el cual se encuentre cargado la respectiva HMI.

153

Un ejemplo de una HMI Inmótica es el PANEL TÁCTIL TP070 siemens, el cual,

establece una comunicación sencilla y pragmática mediante funciones de manejo

y visualización de datos, entre el usuario y el sistema inmótico se propone como

interfaz usuario-sistema una pantalla táctil monocromática configurable mediante

el software STEP7 microwin32 v3.1

Figura 1.45 HMI Panel Táctil Tp070 Siemens

Fuente: [66]

1.9.5 Acondicionamiento de señales. Es un punto muy importante a tomar en

cuenta dentro de la implementación de sistemas inmóticos ya que las señales que

salen del controlador ya sean digitales o analógicas por lo general no son

compatibles con las señales de activación de los actuadores. Es en esta etapa en

la que las señales de baja potencia enviadas por el controlador se les acoplan

mediante una interfaz para que estas se amplifiquen en tensión o en corriente.

Algunos tipos de interfaces son las etapas de conmutación con transistores, la

conmutación de cargas en corriente alterna con triacs o en corriente continua con

tiristores, las interfaces para señales de corriente alterna en baja frecuencia, las

interfaces de potencia mediante circuitos integrados o las interfaces de salida

optoacopladas.

154

Las señales que envíen los controladores pueden ser utilizadas como señales de

control para activar bobinas de contactores y estos a su vez suministren de

energía a circuitos de iluminación, fuerza, entre otros.

2. LUMINARIAS ACTUALES DEL HUEM

En este capítulo se catalogara y registrara de cada una de la luminarias de los

pisos 5° y 10°, especificando su estado funcional, elaborando los cambios

necesarios según modificaciones recientes en los planos CAD de cada piso.

2.1. SERVICIOS DEL HUEM

El edificio de la HUEM, que se ha tomado como caso de estudio de un edificio en

el cual se podría implementar un sistema inmótico cuenta con 13 plantas, entre

las cuales se prestan servicios de:

Hospitalización

Quirúrgicos

Esterilización

Apoyo A La Atención

Consulta Externa

Urgencias

Vacunación

Laboratorio Clínico

Medicina Física Y Rehabilitación

Patología

155

Se requiere realizar un diseño aplicable a esta forma de funcionalidad del edificio,

teniendo en cuenta parámetros como el nivel lumínico mínimo establecido por

RETILAP para un óptimo desempeño laboral y confort de los pacientes. [67]

Los pisos seleccionados serán el piso 5 y 10, pues perfilan y trazan todas las

acotaciones y dimensiones de los demás pisos. El 5 piso es denominado

hospitalización obstetricia (maternidad) y el 10 es denominado hospitalización

servicios especiales.

2.1.1. Servicios De Hospitalización.

2.1.1.1. Generalidades. Son los servicios destinados al internamiento de

pacientes para su diagnóstico, recuperación y/o tratamiento y sus ambientes

anexos para trabajo de enfermería; se relacionan fundamentalmente con los

servicios de apoyo, complementación, diagnóstico y tratamiento, quirúrgicos,

obstétricos, de cocina y de lavandería. Los servicios de hospitalización estarán

localizados de tal manera que exista ventilación e iluminación naturales, que se

eviten ruidos, olores y otras molestias en general.

2.1.1.2. Piso 5 Servicio De Ginecología Y Obstetricia. Piso pensado para la

mujer, cuenta con 35 camas para la atención del puerperio, (posparto, mujeres

con embarazo patológico y mujeres con patología ginecológica. El equipo

humano de alta calidad está conformado por médicos especialistas en gineco-

156

obstetricia, subespecialistas en perinatología, médicos generales, enfermeras y

auxiliares de enfermería

1 Habitación para aislamiento de pacientes

1 Sala de trabajo de enfermería, limpio por cada piso.

1 Depósito de medicamentos por cada piso.

1 Depósito de ropa blanca por cada piso.

1 Recepción

1 Unidad sanitaria por sexo, para trabajadores del servicio de

hospitalización como médicos, enfermeras, secretarias y estudiantes, en

proporción de una por cada 15 personas.

Se presenta en el anexo 1 los planos arquitectónicos del piso 5, los cuales se han

dividido en 3 alas, A, B, y C para una mejor concepción de planimetría.

2.1.1.3. Piso 10 Hospitalización Servicios Especiales. Es un servicio dirigido

a segmentos de mercado diferentes a los que ha venido desarrollando la entidad

planes de tarifas preferenciales para la población con capacidad de pago con el

fin de que tengan en cuenta la ESE HUEM al momento de pensar en un

proveedor de servicios.

Este piso contiene un ala con 15 habitaciones unipersonales, cama y baño

privado y 10 habitaciones bipersonales, con 2 camas y baño compartido, todos

con instalaciones de primera, acabados de óptima calidad y mobiliario que

permite mejorar las condiciones de hotelería ofreciendo una infraestructura con

confort y comodidad

Además de las habitaciones, cada piso contiene:

1 Sala de trabajo de enfermería, limpio por cada piso.

157

1 Depósito de medicamentos por cada piso.

1 Depósito de ropa blanca por cada piso.

1 Recepción

1 Unidad sanitaria por sexo, para trabajadores del servicio de

hospitalización como médicos, enfermeras, secretarias y estudiantes, en

proporción de una por cada 15 personas.

1 cuarto para aislamiento de pacientes Los cuartos destinados para

aislamiento de pacientes estarán debidamente señalizados, con entrada

restringida y deberá colocarse en la puerta la información con las medidas

de prevención necesarias para evitar eventuales contagios y demás

situaciones de riesgo.

Se presenta en el anexo 2 los planos arquitectónicos del piso 10, los cuales se

han dividido en 3 alas, A, B, y C para una mejor concepción de planimetría.

2.2. COMPONENTES DEL SISTEMA LUMÍNICO EXISTENTE DEL HUEM.

El sistema lumínico del HUEM cuenta con varios tipos de dispositivos, entre los

cuales solo se centrara la atención en los balastros y tipos de bombillas.

A continuación se conceptualizaran cada uno los dispositivos actuales de los

pisos 5° y 10 ° del HUEM.

2.2.1. Balastos. También conocido como balasto o balastro (España), balastro

(Hispanoamérica) es un equipo que sirve para mantener estable y limitar un flujo

158

de corriente para lámparas, ya sean un tubo fluorescente, lámpara de vapor de

sodio, lámpara de haluro metálico o lámpara de vapor de mercurio. Técnicamente,

en su forma clásica, es una reactancia inductiva que está constituido por

una bobina de alambre de cobre esmaltado, enrollada sobre un núcleo de chapas

de hierro o de acero eléctrico. En la actualidad, existen de diversos tipos, como los

balastros electrónicos usados en lámparas fluorescentes o lámparas de descarga

de alta intensidad. En un tubo fluorescente, el papel del balastro es doble:

proporcionar la alta tensión necesaria para el encendido del tubo y después del

encendido del tubo, limitar la corriente que pasa a través de él.

En conclusión, es una Unidad insertada en la red y una o más bombillas de

descarga, la cual, por medio de inductancia o capacitancia o la combinación de

inductancias y capacitancias, sirve para limitar la corriente de la(s) bombilla(s)

hasta el valor requerido. El balasto puede constar de uno o más componentes.

Puede incluir, también medios para transformar la tensión de alimentación y

arreglos que ayuden a proveer la tensión de arranque, prevenir el arranque en frío,

reducir el efecto estroboscópico, corregir el factor de potencia y/o suprimir la radio

interferencia. [68]

2.2.1.1. Partes De Un Balastro. Debido a que los balastros son vitales para la

operación de las lámparas fluorescentes, éstos han tenido un importante

desarrollo tecnológico. A través de la historia la mayoría de los balastros han sido

electromagnéticos, pero en la actualidad los que ofrecen mejor rendimiento y

ahorro eléctrico son los balastros electrónicos

Núcleo: Es la parte fundamental del balastro. Está compuesto por varias

placas delgadas de acero al silicio, sobre el que se bobina el devanado de

cobre para formar una bobina.

159

http://es.wikipedia.org/wiki/Bobina

http://es.wikipedia.org/wiki/Acero_al_silicio

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=L%C3%A1mparas_de_descarga_de_alta_intensidad&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=L%C3%A1mparas_de_descarga_de_alta_intensidad&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Acero_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Inductor

http://es.wikipedia.org/wiki/Reactancia_inductiva

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara_de_vapor_de_mercurio

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara_de_haluro_met%C3%A1lico

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara_de_vapor_de_sodio

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara_de_vapor_de_sodio

http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_fluorescente

Carcasa: Es la envoltura protectora del balastro. Del devanado salen 2 ó 3

cables de cobre que se conectan al circuito externo, mientras que en los

balastros electrónicos salen 4.

Sellador: Es un compuesto de poliéster que se deposita entre la carcasa y

el núcleo del balastro. Su función es aislante.

2.2.1.2 Balastros Electromagnéticos. El balastro electromagnético consiste

básicamente de un núcleo de láminas de acero rodeadas por dos bobinas de

cobre o aluminio. Este arreglo transforma potencia eléctrica en una forma

apropiada para arrancar y regular la corriente en la lámpara fluorescente. El tercer

componente principal de la mayoría de los balastros electromagnéticos es el

capacitor. El capacitor en dichos balastos optimiza el factor de potencia, de tal

forma que puede utilizar la energía de manera más eficiente. Los balastros

electromagnéticos que están equipados con el capacitor son considerados

balastros de alto factor de potencia.

Figura 2.1. Balastro Electromagnético IJR

Fuente: [69]

160

http://es.wikipedia.org/wiki/Poli%C3%A9ster

2.2.1.3. Balastro Electrónico. La revolución electrónica ha dado lugar a mejoras

drásticas en el funcionamiento de los balastros. El balastro electrónico está

basado en una tecnología enteramente diferente a la del balastro

electromagnético. Enciende y regula las lámparas fluorescentes en altas

frecuencias, generalmente mayores a 20KHz., usando componentes electrónicos

en vez del tradicional transformador. Un aspecto muy importante en la evolución

que han tenido los balastros electrónicos dentro de los sistemas de iluminación

fluorescente, son las ventajas que presentan con respecto a los balastros

electromagnéticos tradicionales, tales como la eliminación del parpadeo de la

lámpara en el encendido, el ruido audible, la habilidad para ajustar la salida de luz

de la lámpara a casi cualquier nivel cuando es usado un control de intensidad

luminosa.

Aunque los balastros electromagnéticos presentan gran simplicidad y bajo costo,

estos tienen que trabajar a frecuencia de red lo cual, trae como consecuencia un

elevado peso y gran volumen así como bajo rendimiento. Por ello los balastros

electrónicos de alta frecuencia son utilizados hoy en día para la alimentación de

lámparas fluorescentes. Comparado el balastro tradicional electromagnético con el

electrónico, este puede proporcionar mayor rendimiento, control de la potencia de

salida, larga vida a la lámpara y reducido volumen. [70]

Figura 2.2. Balastro Electrónico Welkin

161

Fuente: [70]

2.2.2 Lámparas. Las lámparas eléctricas son la fuente principal de luz artificial de

uso común. Convierten la energía eléctrica en Luz o energía radiante.

Los tipos de lámparas implementados en la iluminación de los pisos 5° y 10° del

HUEM son los siguientes:

2.2.2.1. Lámpara Incandescente. Contiene un filamento que se calienta por el

paso de la corriente eléctrica a través de él. El filamento está encerrado en un

bulbo de vidrio que tiene una base adecuada para conectar la lámpara a un

receptáculo eléctrico (socket). Los tamaños y formas de los bulbos se designan

por un código literal seguido de uno numérico; la letra indica la forma, y el número,

el diámetro del tubo.

Figura 2.3. Partes de una lámpara incandescente

Fuente: [7|]

2.2.2.2. Lámpara Fluorescente Compacta. Es una lámpara de descarga de baja

presión en forma de tubo, rellena en su interior de vapor de mercurio. A través de

162

la descarga, se emite una radiación UV invisible que se convierte en luz gracias al

polvo fluorescente. El funcionamiento de una lámpara fluorescente compacta es el

mismo que el de un tubo fluorescente común, excepto que es mucho más

pequeña y manejable.

Cuando enroscamos la lámpara CFL en un portalámparas (tipo Edison E27 o E14,

igual al que utilizan la mayoría de las lámparas de incandescencia) y accionamos

el interruptor de encendido, la corriente eléctrica alterna pasa por el balasto

electrónico, donde un rectificador diodo de onda completa la convierte en corriente

continua. A continuación un circuito oscilador, compuesto fundamentalmente por

un circuito transistorizado que funciona como amplificador de corriente, una

bobina, condensador de flujo o transformador (reactancia inductiva) y un

condensador (reactancia capacitiva), se encarga de originar una corriente alterna

con una frecuencia de entre 20 y 60 kHz. [69]

Figura 2.4 Partes De Una Lámpara Fluorescente Compacta

Fuente: [69]

163

http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_fluorescente

Las lámparas fluorescentes CFL constan de las siguientes partes:

Tubo Fluorescente. Se componen de un tubo de unos 6 mm de diámetro

aproximadamente, doblados en forma de “U” invertida, cuya longitud

depende de la potencia en watt que tenga la lámpara. En todas las

lámparas CFL existen siempre dos filamentos de tungsteno o wolframio (W)

alojados en los extremos libres del tubo con el propósito de calentar los

gases inertes, como el neón (Ne), el kriptón (Kr) o el argón (Ar), que se

encuentran alojados en su interior. Junto con los gases inertes, el tubo

también contiene vapor de mercurio (Hg). Las paredes del tubo se

encuentran recubiertas por dentro con una fina capa de fósforo. [69]

Figura 2.5. Tubo fluorescente

Fuente: [69]

Balasto Electrónico. Las lámparas CFL son de encendido rápido, por tanto

no requieren cebador (encendedor, starter) para encender el filamento, sino

que emplean un balasto electrónico en miniatura, encerrado en la base que

164

separa la rosca del tubo de la lámpara. Ese balasto suministra la tensión o

voltaje necesario para encender el tubo de la lámpara y regular,

posteriormente, la intensidad de corriente que circula por dentro del propio

tubo después de encendido. El balasto electrónico se compone,

fundamentalmente, de un circuito rectificador diodo de onda completa y un

oscilador, encargado de elevar la frecuencia de la corriente de trabajo de la

lámpara entre 20 000 y 60 000 hertz aproximadamente, en lugar de los 50 ó

60 hertz con los que operan los balastos electromagnéticos e híbridos que

emplean los tubos rectos y circulares de las lámparas fluorescentes

comunes antiguas. [69]

Figura 2.6 Balasto electrónico

Fuente: [69]

Base. La base de la lámpara ahorradora CFL se compone de un

receptáculo de material plástico, en cuyo interior hueco se aloja el balasto

electrónico. Unido a la base se encuentra un casquillo con rosca normal E-

27 (conocida también como rosca Edison), la misma que utilizan la mayoría

de las bombillas o lámparas incandescentes. Se pueden encontrar también

165

lámparas CFL con rosca E-14 de menor diámetro (conocida como rosca

candelabro). No obstante, existen variantes con otros tipos de conectores,

de presión o bayoneta, en lugar de casquillos con rosca, que funcionan con

un balasto electrónico externo, que no forma parte del cuerpo la lámpara.

[69]

2.2.2.3. Ventajas de las lámparas CFL.

Son compatibles con los portalámparas, zócalos o “sockets” de las

lámparas incandescentes de uso común.

Al igual que las lámparas incandescentes, sólo hay que enroscarlas en el

portalámparas, pues no requieren de ningún otro dispositivo adicional para

funcionar.

Disponibles en tonalidades “luz de día” (daylight) y “luz fría” (cool light), sin

que introduzcan distorsión en la percepción de los colores.

Encendido inmediato tan pronto se acciona el interruptor, pero con una luz

débil por breves instantes antes que alcancen su máxima intensidad de

iluminación.

Precio de venta al público un poco mayor que el de una lámpara

incandescente de igual potencia, pero que se compensa después con el

ahorro que se obtiene por menor consumo eléctrico y por un tiempo de vida

útil más prolongado

Ahorro en el consumo eléctrico. Consumen sólo la 1/5 parte de la energía

eléctrica que requiere una lámpara incandescente para alcanzar el mismo

nivel de iluminación, es decir, consumen un 80% menos para igual eficacia

en lúmenes por watt de consumo (lm-W).

Recuperación de la inversión en 6 meses (manteniendo las lámparas

encendidas un promedio de 6 horas diarias) por concepto de ahorro en el

166

consumo de energía eléctrica y por incremento de horas de uso sin que sea

necesario reemplazarlas.

Tiempo de vida útil aproximado entre 8000 y 10000 horas, en comparación

con las 1000 horas que ofrecen las lámparas incandescentes.

No requieren inversión en mantenimiento.

Generan 80% menos calor que las incandescentes, siendo prácticamente

nulo el riesgo de provocar incendios por calentamiento si por cualquier

motivo llegaran a encontrarse muy cerca de materiales combustibles.

Ocupan prácticamente el mismo espacio que una lámpara incandescente.

Tienen un flujo luminoso mucho mayor en lúmenes por watt (lm-W)

comparadas con una lámpara incandescente de igual potencia.

Se pueden adquirir con diferentes formas, bases, tamaños, potencias y

tonalidades de blanco.

2.2.2.4. Luminaria Fluorescente. La luminaria fluorescente, también

denominada tubo fluorescente, aunque su efecto se basa exactamente en

la fosforescencia, es una luminaria que cuenta con una lámpara de vapor de

mercurio a baja presión y que es utilizada normalmente para

la iluminación doméstica e industrial. Su gran ventaja frente a otro tipo de

lámparas, como las incandescentes, es su eficiencia energética.

Está formada por un tubo o bulbo fino de vidrio revestido interiormente con

diversas sustancias químicas compuestas llamadas fósforos, aunque

generalmente no contienen el elemento químico fósforo y no deben confundirse

con él. Esos compuestos químicos emiten luz visible al recibir una

radiación ultravioleta. El tubo contiene además una pequeña cantidad de vapor

de mercurio y un gas inerte, habitualmente argón o neón, a una presión más baja

que la presión atmosférica. En cada extremo del tubo se encuentra un filamento

hecho de tungsteno, que al calentarse al rojo contribuye a la ionización de los

167

http://es.wikipedia.org/wiki/Ionizaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Wolframio

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9rica

http://es.wikipedia.org/wiki/Ne%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Arg%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)

http://es.wikipedia.org/wiki/Ultravioleta

http://es.wikipedia.org/wiki/Luz

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3sforo_(elemento)

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3sforo_(sustancia_fluorescente)

http://es.wikipedia.org/wiki/Vidrio

http://es.wikipedia.org/wiki/Eficiencia_energ%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara_incandescente

http://es.wikipedia.org/wiki/Iluminaci%C3%B3n_f%C3%ADsica

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara

gases. Las luces fluorescentes, a diferencia de las incandescentes, son

económicas, más duraderas y consumen menos energía. Por esta razón, los

tubos fluorescentes se utilizan en instalaciones industriales, comerciales y

públicas. Los tipos de tubo recto más comunes son los T5, T8 y T12, disponibles

hasta un largo de 8 pies (2,5 metros). Todos los tubos fluorescentes necesitan un

balastro para funcionar, mientras que los modelos más antiguos requieren además

un arrancador. [69]

Clasificación. La letra T se utiliza delante del número para indicar que el

foco fluorescente es de tipo tubo. Seguido de la letra, se encuentra el

número que indica el diámetro del tubo medido en fracciones de una

pulgada. El diámetro de los tubos fluorescentes está medido en octavos de

pulgada. Por ejemplo, un tubo T5 tiene un diámetro de 5/8 de pulgada, un

tubo T8 tiene una pulgada de diámetro (8/8) y un tubo T12 tiene un

diámetro de una pulgada y media (12/8).

Figura 2.7 Clasificación de Lámparas Fluorescentes

Fuente: [72]

168

Tipo T12. Desde su invención en 1930, los tubos fluorescentes T12 son los

elegidos por las empresas de construcción. El bajo costo y la duración de

20.000 horas superan ampliamente a los focos incandescentes. Sin

embargo, debido a que su balastro magnético es menos eficaz y el tubo es

de mayor tamaño, ha perdido popularidad en comparación con el tubo T8

con balastro electrónico. Los tubos T12 y T8 están disponibles en los

mismos largos, sin embargo, el T12 común no opera adecuadamente con

un balastro electrónico y viceversa. De acuerdo al Consejo Nacional de

Iluminación (NLB por sus siglas en inglés), se prohibió la fabricación de

balastros magnéticos en julio de 2010, aunque la mercadería en stock y los

tubos T12 continúan vendiéndose. El tubo fluorescente de hace 20 años.

Tiene un grueso de 38mm y ya ha dejado de fabricarse. Las potencias más

habituales eran 20, 40 y 65 watts. [72]

Tipo T8. Los tubos fluorescentes T8 de 26 mm de diámetro continúan

aumentando su popularidad desde su introducción en los Estados Unidos

en 1981 y se convirtieron en los más utilizados en las empresas de

construcción. La vida útil del tubo T8 iguala o excede la del T12 y además,

el tubo T8 utiliza menos energía. El tubo T8 utiliza un balastro electrónico

que tiene menor consumo que el balastro magnético del tubo T12. Debido a

que el balastro del tubo T8 utiliza un sistema de circuitos electrónicos, no se

oye zumbidos ni parpadea la luz como ocurre en los tubos T12 con

balastros magnéticos. Se fabrica en distintas tonalidades de blanco, desde

los 2700º k que es la luz más cálida, hasta los 6500º K que es la luz más

fría. Estos tubos pueden funcionar con balasto electromagnético o balasto

electrónico. [72]

169

Tabla 2.1.Las potencias y medidas habituales de Lámparas Fluorescentes T8

Potencia Medida

15w 438 mm

18w 590 mm

23w 970 mm

30w 895 mm

36w 1200 mm

58w 1500 mm

Fuente: [72]

Tipo T5. El tubo fluorescente T5 de 16 mm de diámetro, al igual que el T8,

utiliza un balastro electrónico. Allí termina la similitud entre ellos. El costo de

un tubo T5, en especial el de alto rendimiento, es mucho más elevado que

el de los tubos T8 y T12. Los tubos T5 son más cortos y no se ajustan a los

dispositivos estándar. Por ejemplo, un tubo típico T5 tiene 46 pulgadas (115

cm) de longitud en lugar de 48 pulgadas (120 cm) como los T8 y los T12.

Existen a la venta unos sets de conversión, con un balastro, que permiten

que los tubos T5 se adapten a los dispositivos para tubos T8 y T12. Con los

tubos T5 a la larga se ahorra dinero ya que tienen más vida útil produciendo

más luminosidad con menos voltaje. El tubo T5 mantiene al máximo su

luminosidad durante casi toda la vida útil. [72]

Tabla 2.2. Las potencias y medidas habituales Fluorescentes Lámparas T5

Potencia Medida

14w 549 mm

21w 849 mm

28w 1149 mm

35w 1149 mm

170

Fuente: [72]

2.3. INSPECCIÓN DEL ESTADO FUNCIONAL DE LAS LUMINARIAS DEL HUEM

En el anexo 3, se recopila la cuantificación, clasificación e inspección del estado

funcional de las luminarias concernientes a todas las áreas de los pisos 5 y 10

del HUEM.

2.4. MODIFICACIONES EN PLANIMETRÍA ELÉCTRICA

Se Verifico la distribución y totalidad de las luminarias con los planos, por lo que

se realizaron cambios referentes a cantidad y clasificación de luminarias,

ordenamiento de las áreas de los pisos, logrando establecer unos nuevos planos

del estado actual encontrado en la infraestructura.

El nuevo plano eléctrico del piso 5 se puede ver en el anexo 4

El nuevo plano eléctrico del piso 10 se puede ver en el anexo 5

171

3. CRITERIOS DE DISEÑO

En este capítulo plasmaremos cada uno de los diferentes parámetros que por

norma Colombia y europea se deben tener en cuenta al momento de desarrollar

un S.A.C.I. (sistema automático de control de iluminación), se realizaran

procedimientos para las mediciones fotométricas en iluminación interior, teniendo

como perspectiva de trabajo los parámetros que se establecen en RETILAP

(Reglamento Técnico De Iluminación Y Alumbrado Público.)

3.1 REQUISITOS GENERALES PARA UN SISTEMA DE ILUMINACIÓN

3.1.1 Reconocimiento del sitio y objetos a iluminar. Antes de proceder con un

SACI(sistema automático de control de iluminación)se deben conocer las

condiciones físicas y arquitectónicas del sitio o espacio a iluminar, sus

condiciones ambientales y su entorno, dependiendo de tales condiciones se

deben tomar decisiones que conduzcan a tener resultados acordes con los

requerimientos del reglamento TÉCNICO DE ILUMINACIÓN Y ALUMBRADO

PÚBLICO. (RETILAP)

172

3.1.2 Requerimientos de iluminación. En un SACI se deben conocer los

requerimientos de luz para los usos que se pretendan, para lo cual se debe tener

en cuenta los niveles óptimos de iluminación requeridos en la tarea a desarrollar,

las condiciones visuales de quien las desarrolla, el tiempo de permanencia y los

fines específicos que se pretendan con la iluminación. Igualmente, el proyecto

debe considerar el tipo de luz y los aportes de luz de otras fuentes distintas a las

que se pretenden instalar y el menor uso de energía sin deteriorar los

requerimientos de iluminación. [73]

En todo proyecto de iluminación o alumbrado público se debe estructurar un plan

de mantenimiento del sistema que garantice atender los requerimientos de

iluminación durante la vida útil del proyecto, garantizando los flujos luminosos

dentro de los niveles permitidos, lo cual se denominará el flujo luminoso

mantenido.

3.1.3 Generalidades del diseño de iluminación. La luz es un componente

esencial en cualquier ambiente, hace posible la visión del entorno y además, al

interactuar con los objetos y el sistema visual de los usuarios, puede modificar la

apariencia del espacio, influir sobre su estética y ambientación y afectar el

rendimiento visual, el estado de ánimo y la motivación de las personas.

El diseño de iluminación debe comprender la naturaleza física, fisiológica y

psicológica de esas interacciones y además, conocer y manejar los métodos y la

tecnología para producirlas, pero fundamentalmente demanda, competencia,

creatividad e intuición para utilizarlas. El diseño de iluminación debe definirse

como la búsqueda de soluciones que permitan optimizar la relación visual entre el

usuario y su medio ambiente. Esto implica tener en cuenta diversas disciplinas y

áreas del conocimiento. La solución a una demanda específica de iluminación

173

debe ser resuelta en un marco interdisciplinario, atendiendo los diversos aspectos

interrelacionados y la integración de enfoques, metodologías, técnicas y

resultados.

3.1.3.1 Iluminación eficiente. La iluminación puede ser proporcionada mediante

luz natural, luz artificial, en lo posible se debe buscar una combinación de ellas

que conlleven al uso racional y eficiente de la energía. En los proyectos de

iluminación se deben aprovechar los desarrollos tecnológicos de las fuentes

luminosas, las luminarias, los dispositivos ópticos y los sistemas de control, de tal

forma que se tenga el mejor resultado lumínico con los menores requerimientos de

energía posibles. [73]

Un sistema de iluminación eficiente es aquel que, además de satisfacer

necesidades visuales y crear ambientes saludables, seguros y confortables,

posibilita a los usuarios disfrutar de ambientes agradables, empleando los

recursos tecnológicos más apropiados y evaluando todos los costos que se

incurren en la instalación, operación y mantenimiento del proyecto de iluminación

se llegue al menor valor.

Los sistemas de iluminación objeto del presente reglamento, deben ser eficientes

y por tanto deben contemplar el uso racional y eficiente de energía, entre otros

requisitos deben observarse los siguientes:

Usar al máximo posible la luz natural.

En todo diseño se deben buscar obtener las mejores condiciones de

iluminación usando fuentes luminosas de la mayor eficacia disponible,

conjuntos eléctricos de alta eficiencia y luminarias con la fotometría más

favorable en términos de factor de utilización.

En los proyectos nuevos o remodelaciones de sistemas de iluminación de

avenidas, grandes áreas o parques deportivos, donde se tienen altos

174

consumos de energía, se debe considerar la posibilidad de reducir los

consumos en las horas de baja circulación de personas o vehículos,

mediante la instalación de tecnologías o prácticas apropiadas de control.

En zonas donde se instale alumbrado con bombillas que no permitan

cambios de tensión como método de reducción de potencia, se deben

prever los circuitos eléctricos necesarios o los fotocontroles temporizados,

para controlar el encendido de las bombillas. [73]

3.2 PROCESO DE DISEÑO DE ILUMINACIÓN.

Un diseño de iluminación debe seguir el siguiente procedimiento

Figura 3.1 Proceso De Diseño De Iluminación

Fuente Autores

175

ANÁLISIS DEL PROCESO

PLANIFICACION BÁSICA

DISEÑO DETALLAD

O

3.2.1 Análisis del proyecto. En esta etapa se debe recopilar y analizar la

información que permita determinar las demandas visuales en función de los

alcances, interese y limitaciones del trabajo o tareas a realizar. La identificación

clara y precisa de estas variables es fundamental para el éxito de cualquier

proyecto. [73]

a. Demandas visuales. Son una consecuencia de la realización de

actividades y para determinarlas se debe evaluar la dificultad de las tareas

en función de sus características y condiciones de realización incluso en

condiciones difíciles y tiempos prolongados.

b. Demandas emocionales. Surgen por la influencia que la luz ejerce sobre

el estado de ánimo, motivación, sensación de bienestar y seguridad de las

personas.

c. Demandas estéticas. Se refieren a la posibilidad de crear ambientación

visual, destacar la arquitectura, ornamentación, obras de arte, etc. Para

esto hay que considerar las características físicas y arquitectónicas del

ambiente así como del mobiliario y del entorno, la importancia y significado

del espacio, etc.

d. Demandas de seguridad. Se determina por una parte, en función de los

dispositivos de iluminación para circulación de las personas en condiciones

normales y de emergencia; y por otra como las características de las

fuentes luminosas.

e. Condiciones del espacio, están relacionadas con las características

físicas tanto de las áreas a iluminar como su entorno.

f. Intereses En el diseño de iluminación se deben conocer los intereses de

los posibles usuarios y diseñadores de interiores o mobiliario, por lo que se

debe aprovechar la oportunidad de conocer e integrar sus opiniones,

necesidades y preferencias respecto de las condiciones de iluminación

176

g. Variables económicas y energéticas, El análisis debe, no solo tener en

cuenta los costos de instalación inicial sino también los de funcionamiento

durante la vida útil del proyecto.

h. Restricciones. En el diseño se deben tener en cuenta las restricciones

normativas o reglamentarias, por razones de seguridad, disposición de la

infraestructura y ocupación del espacio, aspectos tales como la existencia

de elementos estructurales, arquitectónicos, mobiliario, canalizaciones o

equipos de otros servicios son restricciones que se deben tener en cuenta

en el sistema de iluminación. [73]

3.2.2 Planificación básica. A partir del análisis de la información reunida en la

etapa anterior, se debe establecer un perfil de las características que debe tener la

instalación para satisfacer las distintas demandas del lugar. Lo que se busca aquí

es desarrollar las ideas básicas del diseño sin llegar a precisar todavía aspectos

específicos.

Por lo que en esta etapa se deberá contar con un documento de diseño básico. En

este punto se debe definir el sistema de alumbrado, características de las fuentes

luminosas recomendadas, uso de alumbrado natural y la estrategia para su

integración con la iluminación artificial.

La mayoría de los datos necesarios para el análisis del proyecto se obtienen de la

documentación técnica pero, en proyectos que lo ameriten se debe realizar un

levantamiento visual y eventualmente fotométrico, eléctrico y fotográfico en la

obra, para verificar y completar datos técnicos e identificar detalles difíciles de

especificar en planos.

3.2.3 Diseño detallado. El diseño detallado es obligatorio para, alumbrado

público, iluminación industrial, iluminación comercial con espacios de mayores a

500 m2 y en general en los lugares donde se tengan más de 10 puestos de

177

trabajo, iluminación de salones donde se imparta enseñanza, o lugares con alta

concentración de personas en una mismo salón (50 o más), durante periodos

mayores a dos horas. [73]

En función del perfil definido en la fase de diseño básico, se deben resolver los

aspectos específicos del proyecto, tales como:

a. La selección de las luminarias

b. El diseño geométrico y sistemas de montaje

c. Los sistemas de alimentación, comando y control eléctricos

d. La instalación del alumbrado de emergencia y seguridad, cuando se

requiera.

e. Análisis económico y presupuesto del proyecto

f. En esta etapa el diseñador debe presentar mínimo la siguiente

documentación técnica:

Planos de montaje y distribución de luminarias

Memorias descriptivas y de cálculos fotométricos

Cálculos eléctricos

Una propuesta de esquema funcional de la instalación para propiciar el

uso racional de la energía

El esquema y programa de mantenimiento.

Las especificaciones de los equipos recomendados.

En lo posible el diseño debe considerar varias alternativas de iluminación.

3.2.4 Uso de software para diseño de sistemas de iluminación. El software

empleado en el cálculo y diseño de sistemas de iluminación debe cumplir con los

siguientes requisitos:

178

a. El software debe permitir ingresar la información fotométrica de las fuentes

en las coordenadas establecidas en el presente reglamento.

b. Deberá disponer de rutinas de ingreso para la información del diseño

geométrico. De la misma forma deberá permitir ingresar la información

relacionada con la identificación del objeto de diseño y del diseñador. [73]

c. Las unidades de medida para los datos a ingresar al software y las de los

resultados deben ser claramente identificables, seleccionables y visibles.

d. Las rutinas de entrada de datos deben permitir la identificación y/o

selección de los parámetros a los cuales corresponde la información en

cada instante ingresada, tales como: tipo de coordenadas de la fonometría

empleada, altura de montaje e inclinación de la luminaria, distancias entre

luminarias, posiciones relativas de las luminarias respecto del local, vía o

espacio a iluminar, posiciones de las mallas de cálculo y del observador,

condiciones ambientales, tipos de superficies e índices de reflexión

asociados.

e. El software debe permitir el uso de las fotometrías reales de las fuentes y

no una modelación puntual de las mismas. En el mismo sentido, y con el

objeto de disponer de cálculos más exactos y precisos deberá considerar

los efectos de reflexiones, las formas y tamaños de los obstáculos.

f. El software debe permitir identificar las normas internacionales o de

reconocimiento internacional usadas en sus algoritmos de cálculo, tales

como (CIE, IESNA., NTC, ANSI, etc.). [73]

179

g. En el caso de usar software para el diseño de alumbrado público, los

parámetros de cálculo y los resultados obtenidos deberán cumplir con los

requisitos establecidos en el presente reglamento. Para el efecto,

parámetros tales como mallas de cálculo, posiciones del observador,

factores de mantenimiento con las condiciones ambientales del lugar y el

grado de protección de la luminaria usada en la instalación y demás,

deberán validarse ante organismo de inspección o laboratorio acreditado

para desarrollar actividades de iluminación a nivel nacional o internacional.

La diferencia entre los resultados del software a validar y los obtenidos por

el software de referencia empleado por el laboratorio u organismo de

inspección no podrá ser mayor de 5%, para su aceptación.

h. El software de diseño interior deberá efectuar los cálculos de iluminancia,

uniformidad, deslumbramiento, eficiencia energética. Se podrá usar un

software independiente para calcular el Coeficiente de Contribución de Luz

Día - CLD a la instalación.

i. Los datos resultantes del diseño no pueden diferir en más del 5% para el

caso de iluminancia y del 10% para el caso de luminancia, respecto de los

valores medidos del sistema de iluminación en funcionamiento.

j. Aunque el software especializado no requiere de un certificado de

conformidad de producto, si se requiere que tenga una validación de sus

resultados en por lo menos 3 de sus aplicaciones, mediante pruebas y

mediciones realizadas por un organismo de inspección acreditado.

3.3 USO RACIONAL Y EFICIENTE DE ENERGÍA EN ILUMINACIÓN.

180

Todos los proyectos de iluminación y alumbrado público deben incorporar y aplicar

conceptos de uso racional y eficiente de energía, para conseguir una iluminación

eficiente sin desatender las demandas visuales, los conceptos que se deben

aplicar son los siguientes: [73]

3.3.1 Sector hospitalario

Aprovechar al máximo la luz natural mediante la instalación de foto

sensores que regulen la iluminación artificial en función de la cantidad de

luz natural, o independizando los circuitos de las lámparas próximas a las

ventanas o claraboyas.

Establecer circuitos independientes de iluminación para zonificar la

instalación en función de sus usos y diferentes horarios.

Usar sistemas de control centralizado en grandes instalaciones permiten

ahorrar energía mediante la adecuada gestión de la energía demandada y

consumida, además de efectuar un registro y control sobre los eventos que

afectan la calidad del servicio.

Instalar detectores de presencia temporizados en los lugares menos

frecuentados (pasillos, servicios, depósitos, etc.).

Instalar controles de iluminación automáticos que apaguen o enciendan las

luces en determinados horarios, son una fuente de ahorro importante.

Elegir siempre las fuentes de luz con mayor eficacia energética en función

de las necesidades de iluminación.

181

Emplear balastos que, ahorran energía, alargan la vida de las bombillas y

consigan iluminación más agradable y confortable.

Realizar un mantenimiento programado de la instalación, limpiando fuentes

de luz y luminarias y reemplazando las bombillas en función de la vida útil

indicada por los fabricantes.

Usar materiales traslúcidos, difusos que dejen pasar poco calor radiante y

aplíquelo en áreas grandes para incrementar la contribución de luz natural.

[73]

Usar iluminación localizada en puestos de trabajo, mayor que la general.

El diseño de la distribución de la iluminación debe ser flexible, de tal

manera que pueda permitir una reacomodación en la organización del

trabajo.

Usar fuentes de luz más eficaz y satisfagan los requerimientos de

rendimiento de color.

Uso de la luminaria más eficiente, que satisfaga el requerimiento de confort

en términos de apantallamiento.

Incrementar las reflectancias de la superficie del salón hasta valores donde

no se produzca deslumbramiento, disconfort y distracción.

Control horario de apagado y encendido de sistemas de iluminación, sin

comprometer aspectos de seguridad.

182

3.3.2 La iluminación en el análisis de riesgos. Todo diseño de un proyecto de

iluminación debe resolver los factores de riesgo propios del sistema de

iluminación, para lo cual el diseñador deberá hacer una evaluación de tales

factores. En el análisis se deben considerar todos los aspectos de la iluminación

relacionados con la salud y seguridad de las personas, el medio ambiente y la vida

animal y vegetal, en este sentido debe considerase los requerimientos de

iluminación de emergencia, en caso de falla en las instalaciones de alumbrado

normal o del suministro de energía. [73]

Una iluminación inadecuada, por exceso o defecto, puede llevar a patologías

asociadas como dolores de cabeza, irritación de los ojos, trastornos músculo-

esquelético, debido a posiciones constantes y generalmente inadecuadas,

asociadas a la utilización rápida y repetitiva de ciertos grupos musculares, que se

traducen en cansancio muscular que lleva a malas posturas con alteraciones

dolorosas de columna vertebral, principalmente en la región cervical y lumbar. El

cansancio visual por variaciones en la acomodación del ojo puede llevar a la

presentación de mareos, originados por el efecto cebra y el efecto parpadeo.

El efecto cebra se produce por la aparición sucesiva de zonas claras y oscuras

ante el conductor que puede llegar a sentir una sensación de molestia e incluso

mareo debido a una baja uniformidad de las luminancias.

El efecto de parpadeo o flicker se produce por cambios periódicos de los niveles

de luminancia en el campo de visión, según unas frecuencias críticas, entre 2,5 y

15 ciclos/segundo, que provocan incomodidad y mareos.

Utilizar fuentes de iluminación con un color de luz no apropiado para la actividad

que se desarrolla en sitios con iluminación artificial, puede producir

Discromatopsias, que son alteraciones que implican trastornos en la

discriminación de colores.

183

La inadecuada disposición física de los equipos de iluminación puede llevar a que

se presenten deslumbramientos perturbadores o molestos, debido a la luz que

emiten directamente las fuentes luminosas o reflejadas; por ello el

deslumbramiento es un factor importante a considerar en el análisis de riesgos.

[73]

Por tales razones la evaluación de las condiciones bajo las cuales se desplazan

los peatones y los vehículos en los espacios públicos y las condiciones de los

puestos de trabajo, donde se llevan a cabo labores industriales, comerciales,

educativas o se realizan actividades recreativas o del hogar, deben considerar los

siguientes aspectos, para minimizar el riesgo de inseguridad, accidentalidad y

deterioro de la salud visual:

Niveles adecuados de iluminación, dependiendo del lugar, actividad y edad

de las personas que van a utilizar dicho alumbrado.

Uniformidad de los niveles de iluminación.

Control del deslumbramiento.

Temperatura de color de las fuentes luminosas y su índice de reproducción

del color, dependiendo de la actividad que se desarrolla en el sitio

iluminado.

Temperatura asociada a la operación de las fuentes, propiedades de

luminarias y sitios de montaje, incluyendo las de ignición de los productos

aledaños.

Condiciones de localización para la operación y el mantenimiento.

En el análisis de riesgos se debe considerar el rendimiento visual, que es el

término usado para describir la velocidad con la que funciona el ojo, así como la

precisión con la cual se puede llevar a cabo una tarea visual. El valor del

rendimiento visual para la percepción de un objeto se incrementa hasta cierto nivel

al incrementar la iluminancia o la luminancia del local. Otros factores que influyen

184

sobre el rendimiento visual son el tamaño de la tarea visual y su distancia al

observador, así como los contrastes de color y luminancia.

En el evento que algunas de las medidas para mitigar o minimizar los riesgos

asociados al sistema de iluminación sean de aplicación por parte del usuario , el

diseñador debe darle a conocer tales medidas en documento anexo al diseño. [73]

3.3.3 Requisitos de productos para iluminación y alumbrado público. Este

capítulo contiene información sobre los requisitos y las características que deben

cumplir los equipos de iluminación y alumbrado público, en términos de las

especificaciones técnicas que garantizan las características de desempeño,

durabilidad y calidad para satisfacer las condiciones de iluminación requeridas y

de uso racional de energía.

3.3.3.1 Requisitos generales de los productos de iluminación o alumbrado público.

Disposición de información de productos.

Toda información relativa al producto que haya sido establecida como requisito en

el presente Reglamento, incluyendo la relacionada con marcaciones, rotulados,

catálogos o guías técnicas debe ser verificada dentro del proceso de certificación

del producto y los parámetros técnicos allí establecidos deberán ser verificados

mediante pruebas o ensayos realizados en laboratorios acreditados o reconocidos

según la normatividad vigente. Adicional a la información exigida en el marcado y

etiquetado de los productos, el fabricante, comercializador o importador deberá

disponer para consulta del usuario la información de los parámetros del producto

que se tratan en el presente reglamento.

185

La información adicional, información de catálogos e instructivos de instalación,

deberá ser veraz, verificable técnicamente y no inducir al error al usuario, las

desviaciones a este requisito se sancionarán con las disposiciones legales o

reglamentarias sobre protección al consumidor. [73]

Información sobre condiciones ambientales del lugar.

Los elementos que conforman un sistema de iluminación en especial los de

alumbrado público para un área de influencia determinada deberán estar

especificados de acuerdo con las características ambientales del lugar donde se

instalen. Los parámetros que el diseñador, operador o encargado del

mantenimiento deben tener en cuenta para especificar los productos dentro de la

realización de sus actividades, en la gestión de un sistema de iluminación, son:

a. Ambiente: Tropical, salino, corrosivo, otros.

b. Humedad relativa: mayor del %

c. Temperaturas: Máxima, promedio Mínima. (Grados centígrados)

d. Tipo de instalación: A la intemperie, aérea, ambiente peligroso, otros)

3.4 FUENTES LUMINOSAS ELÉCTRICAS.

El uso de la fuente más apropiada para satisfacer los requerimientos de

iluminación con la mayor eficacia lumínica posible, es determinante en un buen

proyecto de iluminación.

186

Las fuentes luminosas deben cumplir los requisitos establecidos en el reglamento

RETILAP y demostrarlo mediante un certificado de conformidad de producto,

expedido por un organismo acreditado.

1. Contenido máximo de mercurio y plomo. [73]

2. Parámetros a tener en cuenta en la compra de fuentes luminosas eléctricas

a. Ensayo de encendido de la fuente, en el caso de las fuentes lumínicas de

descarga en gas que requieren arrancador

b. Tiempo de estabilización.

c. Envejecimiento.

d. Características eléctricas de la fuente.

e. Medición de flujo luminoso.

f. Ensayo de tensión de extinción, en el caso de las bombillas de descarga en

gas.

g. Ensayos de torsión.

h. Ensayos de contenidos de plomo y mercurio

3. Información adicional de público conocimiento.

Norma técnica bajo la cual se definen los parámetros eléctricos,

Vidas útiles o vidas promedio,

Curvas de depreciación del flujo luminoso,

Tipo de casquillo,

Temperatura de color (K) o Correlación de la temperatura del color (K).

Índice del rendimiento del color.

Forma del bulbo

Acabado del bulbo

Flujo luminoso, posición hacia abajo (base alta) (lm), si aplica.

Flujo luminoso, posición hacia arriba (base baja) (lm), si aplica.

187

Si usa reflector la información del flujo luminoso se debe reemplazar por el

ángulo de apertura e intensidad luminosa. [73]

3.5 DISEÑOS Y CÁLCULOS DE ILUMINACIÓN INTERIOR.

3.5.1 Requisitos generales del diseño de alumbrado interior. El diseño de la

iluminación debe estar íntimamente ligado con el área que va a ser iluminada.

Adicional a lo establecido anteriormente, se deben tener en cuenta la forma y

tamaño de los espacios, los colores y las reflectancias de las superficies del salón,

la actividad a ser desarrollada, la disponibilidad de la iluminación natural y también

los requerimientos estéticos requeridos por el cliente.

Para una adecuada iluminación se debe tener una estrecha interacción entre el

diseñador de la iluminación y diseñadores y constructores de la edificación.

Los ítems más importantes que el diseñador necesita investigar antes iniciar un

diseño de alumbrado interior son los siguientes:

a. Conocer con detalles las actividades asociadas con cada espacio.

b. Las exigencias visuales de cada puesto de trabajo y su localización.

c. Las condiciones de reflexión de las superficies

d. Los niveles de iluminancia e uniformidad requeridas

e. La disponibilidad de la iluminación natural.

f. El Control del deslumbramiento.

g. Los requerimientos especiales en las propiedades de las luminarias, por

el tipo de aplicación.

h. Propiedades de las fuentes y luminarias, tales como:

El índice de reproducción del color, lo natural que aparecen los

objetos bajo la luz.

188

La temperatura del color, la apariencia de calidez o frialdad de la

luz.

El tamaño y forma de la fuente luminosa y de la luminaria. [73]

3.5.1.1 Niveles de iluminancia. La determinación de los niveles de iluminación

adecuados para una instalación no es un trabajo sencillo. Hay que tener en cuenta que

los valores recomendados para cada tarea y entorno son fruto de estudios sobre

valoraciones subjetivas de los usuarios (comodidad visual, agradabilidad, rendimiento

visual...). El usuario estándar no existe y por tanto, una misma instalación puede producir

diferentes impresiones a distintas personas. En estas sensaciones influirán muchos

factores como los estéticos, los psicológicos, el nivel de iluminación...

Como principales aspectos a considerar trataremos:

El deslumbramiento

Lámparas y luminarias

El color

Sistemas de alumbrado

Métodos de alumbrado

Niveles de iluminación

Depreciación de la eficiencia luminosa y mantenimiento

a. Niveles de Iluminancia. En lugares de trabajo se debe asegurar el

cumplimiento de los niveles de iluminancia de la Tabla 3.8 adaptados del

reglamento RETILAP que a su vez lo adaptaron de la norma ISO 8995

“Principles of visual ergonomics – The lighting of indoor work systems”.

189

http://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#depr

http://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#nivel

http://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#metod_al

http://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#sist_al

http://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#color

http://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#luminar

http://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#deslum

El valor medio de iluminancia, relacionado en la citada tabla, debe considerarse

como el objetivo de diseño y por lo tanto esta será la referencia para la medición

en la recepción de un proyecto de iluminación.

En ningún momento durante la vida útil del proyecto la iluminancia promedio podrá

ser superior al valor máximo o inferior al valor mínimo establecido en la Tabla 3.1.

En la misma tabla se encuentran los valores máximos permitidos para el

deslumbramiento (UGR). [73]

Tabla 3.1. Niveles de iluminación estipulados para centros de atención medica en RETILAP

TIPO DE RECINTO Y ACTIVIDAD

UGRL NIVELES DE ILUMINANCIA (lx)

Mínimo. medio Máximo

Centros de atención médica

SalasIluminación general

ExamenLectura

Circulación nocturna

22

19

16

22

50

200

150

3

100

300

200

5

150

500

300

10

Salas de examenIluminación general

Inspección local19

19

300

750

500

1000

750

1500

Terapia intensivaCabecera de la cama

ObservaciónEstación de enfermería

19

19

19

30

200

200

50

300

300

100

500

500

Salas de operaciónIluminación general 19 500 750 1000

190

Iluminación local 19 10000 30000 100000

Salas de autopsiaIluminación general

Iluminación local19

--

500

5000

750

10000

1000

15000

ConsultoriosIluminación general


19

300

500

500

750

750

1000

Farmacia y laboratoriosIluminación general


19

300

500

400

750

750

1000

Fuente [73]

b. Distribución de Luminancias. Corresponde a la sensación de claridad de una

fuente de luz o un objeto iluminado, por lo tanto una buena distribución de

luminancia, ayuda a la agudeza visual, sensibilidad al contraste y eficiencia de las

funciones oculares. Por el contrario una inadecuada distribución de luminancias

contribuye al deslumbramiento, a la fatiga por contrastes muy altos o a la

monotonía por contrastes demasiado bajos.

Para lograr una buena distribución de luminancias es necesario tener en cuenta

los valores de reflectancia de las superficies de techos, paredes, pisos y plano de

trabajo, sin salirse de los límites considerados en las tablas. 3.7 y 3.8.

3.5.1.2 Aprovechamiento de la luz natural. Para disminuir el consumo de

energías comerciales asociadas al alumbrado, en toda construcción que requiera

iluminación para desarrollar cualquier tipo de actividad, se debe utilizar hasta

donde sea posible la luz natural proporcionada por la energía radiante del sol, la

cual está disponible a lo largo del día en forma directa o a través de la bóveda

celeste.

191

La fuente de luz considerada para el cálculo del aprovechamiento de la luz natural

es la bóveda celeste, y en su utilización deben aplicarse los siguientes criterios:

a. Para el aprovechamiento de la luz natural se debe disponer en lo posible de

ventanales y claraboyas que además del acondicionamiento ambiental y la

ventilación del local, permiten el contacto visual y físico con el exterior, lo

cual contribuye al bienestar y satisfacción de los usuarios. El diseño de

ventanas y aberturas como claraboyas, debe ser tenido en cuenta desde la

etapa del diseño de la edificación y no dejar para que sea resuelta

exclusivamente por los diseñadores de iluminación. [73]

b. Se debe evitar la luz directa del sol sobre los planos de trabajo, por su gran

intensidad lumínica, que genera contrastes excesivos y causa

deslumbramiento.

c. Se debe aprovechar la luz natural mediante la difusión y reflexión de los

rayos solares hacia los interiores, pues de lo contrario los ocupantes de los

edificios tienden a eliminar totalmente el ingreso de luz solar y a

reemplazarla por iluminación artificial,

d. En un proyecto de iluminación, se debe conocer el potencial de luz natural,

hacer una coordinación entre el alumbrado natural y artificial y, seleccionar

el equipamiento para el control de la iluminación artificial y natural.

e. Se debe tener conocimiento de la disponibilidad de luz exterior, tanto en sus

niveles de radiación como en sus periodos de duración, de acuerdo a las

horas de los días con cielos despejados, parcialmente despejados y cielos

nublados. Para lo cual deben consultar las bases de datos con los registros

de luz natural en forma regular de las diferentes regiones del país que

tienen diferentes entidades.

f. En el desarrollo preliminar del diseño de la edificación, cuando sea posible

se debe procurar optimizar la orientación de las plantas de la edificación

para permitir el acceso de la luz natural a la mayoría de los locales.

Igualmente, en una etapa temprana de la construcción se debe considerar

192

el diseño de los elementos que ayuden a captar, dirigir y distribuir la luz

natural.

g. Los diseños de la iluminación de interiores, las ventanas deben cumplir los

siguientes objetivos:

1. Maximizar la transmisión de luz por unidad de área de vidrio en la

ventana.

2. Controlar la penetración de luz directa del sol sobre el plano de trabajo.

3. Controlar el contraste de claridad dentro del campo visual de los

ocupantes, especialmente entre las ventanas y las paredes del local. [73]

4. Minimizar el efecto de reducción del ingreso de la intensidad luminosa

debido al ángulo de incidencia de la luz (efecto de reducción por coseno).

Esto significa que ventanales ubicados en la parte alta de los muros

producen más iluminancia que unos ventanales más bajos, aunque sean

de la misma área.

5. Minimizar el deslumbramiento de velo sobre los planos de trabajo,

resultante de la visión directa de la fuente de luz en los ventanales

superiores.

6. Minimizar el calor diurno durante los días soleados, usando aleros o

parasoles.

Hay tres formas en la que intensidad luminosa producida por la luz día puede

alcanzar un punto en un plano horizontal dentro de un espacio interior. (Ver Figura

3.3 a)

La componente del cielo (CC), debido a la luz del día recibida directamente

en el punto desde el cielo.

La componente reflejada externamente (CRE), debido a la luz día recibida

directamente en el punto de superficies reflectivas externas.

193

La componente reflejada internamente (CRI) debida a la luz día que

alcanza el punto después de una o más reflexiones de superficies

interiores.

La intensidad luminosa dentro de un espacio interior, producida por la de luz

diurna, es la suma de las tres componentes, Lint = CC+CRE+CRI, ver figura 3.3 a.

Se descarta la parte de la ventana que se encuentren bajo el plano de trabajo. [73]

La iluminación en un punto P de interés donde está el plano de trabajo, está

afectada por la altura H por encima del plano de trabajo de edificios exteriores, la

distancia D del edificio y el plano de la ventana y el ancho w y altura h por encima

del plano de trabajo, como se muestra en la figura 3.3b.

Figura 3.2.Componentes de la de luz diurna dentro de un espacio interior

Fuente [64]

194

Figura 3.3 Determinación del coeficiente de luz diurna

Fuente [64]

3.5.1.3 Coeficiente de luz diurna (CLD)

La disponibilidad de luz natural en interiores y su potencial de ahorro de energía

debe estimarse mediante el coeficiente de luz diurna promedio (CLD). [73]

El CLD expresa la relación, en porcentaje, entre la iluminancia promedio interior

(Eint) producida por la luz natural a la altura del plano de trabajo y la iluminancia

en el exterior (Eext) determinada en el mismo instante en un cielo uniformemente

nublado y sin obstrucciones, ver figura 3.4.

Figura 3.4.El coeficiente de luz diurna

Fuente: [73]

195

La iluminancia promedio interior se medirá conforme a la sección 3.8.1

(“Metodología para el cálculo de los niveles de iluminación del HUEM). Para la medición

de la iluminancia exterior en consideración a la condición definida para su uso en

el indicador de CLD, o de alta uniformidad, se requerirán de una medición en un

sólo punto. El coeficiente de luz diurna (CLD) cuantifica los efectos del exterior y

del interior en la iluminancia de un espacio interior considerado en una edificación.

3.5.1.4 Requisitos para hacer aprovechamiento de la luz natural. Dentro del

diseño de una instalación de iluminación se deben seguir los siguientes requisitos.

a. En la Tabla 3.2 se establecen los valores medios del CLD para la realización de

tareas en función de su dificultad visual en locales de trabajo. Valores que deberán

ser aplicados por los diseñadores tanto de iluminación como de los responsables

del dimensionamiento y construcción de ventanas, claraboyas y similares

Tabla 3.2. Claridad y ambientación en un espacio iluminado con luz natural a través de los valores de ese coeficiente

Clasificación de la tareasegún su dificultad

CLD promedio % Ejemplos típicos de aplicación

Reducida 1 Circulación, depósitos de

materiales toscos, etc.

Mediana 2 Inspección general,

trabajo común de oficina.

Alta 5 Trabajos de costura,

dibujo, etc.

Muy alta 10 Montaje e inspección de

mecanismos delicados.

Fuente [73]

196

Tabla 3.3. Correspondencia entre la impresión visual de claridad y ambientación

con el coeficiente de luz diurna CLD medio.

% CLD

sobre un plano

horizontal

< 1

Muy bajo

1 - 2

Bajo

2 - 4

Moderado

4 – 7

Medio

7 - 12

Alto

> 12

Muy

Alto

Sector del local Zonas alejadas de las ventanas, distantes 3 a

4 veces la altura de las

Ventanas

Zonas próximas a

ventanas o bajo

claraboyas

Impresión de

Claridad

De oscura a

poco clara

De poco clara a clara De clara a muy

clara

Ambientación El local parece separado del exterior

(dormitorios)

El local se abre hacia el

exterior (áreas de Trabajo)

Fuente [73]

b. En locales donde el valor del CLD sea superior a 5% y la geometría de

ventanas asegure una distribución uniforme del alumbrado, es posible prescindir

de la iluminación artificial durante el día; aunque debe disponerse de ella con el

nivel adecuado para el uso nocturno del local o cuando no sea suficiente la luz

natural.

c. Se debe cuidar el balance de luminancias de las superficies internas, en

especial en la proximidad de ventanas, a fin de prevenir molestias visuales debido

a elevados contrastes de claridades con los ventanales o claraboyas.

d. Se debe estudiar y recomendar la ubicación de los puestos de trabajo para no

causar deslumbramiento directo o por reflexión de los ventanales. Se debe evitar

ubicarlos enfrentados o de espalda a las ventanas, en especial, cuando se tienen

Pantallas de Visualización de Datos (monitores de computador).

197

e. En las edificaciones nuevas o remodeladas, se debe diseñar y construir para

tener un aprovechamiento de luz natural de forma tal que se disponga de un

coeficiente de luz diurna no menor a los valores de la Tabla 3.4.

Tabla 3.4. Valores mínimos de Coeficiente de Luz Diurna (CLD) que deben cumplir las edificaciones

CLD En Edificaciones No Residenciales CLD En Edificaciones Residenciales

Fábricas 5 Alcobas a ¾ del

ancho del recinto

0.5

Oficinas 2 Cocina en la mitad

del ancho del recinto

2

Salones de Clase 2 Sala en la mitad del

ancho del recinto

1

Hospitales 1

Fuente: [73]

3.5.1.5 Cálculos del CLD. Debido a la complejidad del sistema de iluminación

natural y la etapa en el proceso de diseño donde se llevan a cabo los cálculos, se

recomienda hacer utilización de software especializado. El software especializado

deberá utilizarse para comparar sistemas alternos de entrega de luz día o

considerar los límites de la utilización luz día para varias edificaciones y sistemas

bajo una gran variedad de condiciones de iluminación natural.

Dada la velocidad con que pueden ser exploradas las alternativas de diseño y la

complejidad que puede ser evaluada, los cálculos de luz día basados en software

especializado son herramientas importantes de diseño. Las capacidades para

visualización de escenas interiores con combinación de fuentes eléctricas y luz

natural están incluidas con muchos software especializados. Hay básicamente dos

enfoques en el software especializados, Transferencia radiactiva y Trazado de

198

rayos de intensidad luminosa. La utilidad de la técnica computacional es

usualmente dictada por la naturaleza de la información requerida.

Si el único requerimiento es la iluminancia en un punto, un procedimiento de

transferencia radiactiva es usualmente suficiente. La ventaja de esta técnica, es

que el software permite visualizar todas las vistas de la local sin cálculos

adicionales, facilitando una simulación de caminar a través del espacio. Varios

programas disponibles en el mercado utilizan esta técnica Si se requiere una

visualización exacta y realista del espacio, la mejor técnica puede ser la de

trazado de rayos de intensidad luminosa. La ventaja radica en que es que más

exacta y fácilmente calculados en superficies no difusas y de mayor complejidad

geométrica. Los paquetes de software más exitosos usualmente emplean un

híbrido de estos métodos. [73]

3.5.1.6 Dispositivos para el control de ingreso de luz natural. En la

localización de las claraboyas o ventanales en edificaciones, se deberán tener en

cuenta que los requerimientos de ventilación y comunicación con el exterior

condicionan la cantidad de luz admitida, estos requerimientos son variables con el

clima, las horas del día, además del gusto y necesidad de los ocupantes.

Las ventanas deberán contar con dispositivos apropiados (intermedios) para

controlar la entrada de luz directa, la ventilación, la sombra, etc.

Para lograr un buen confort dentro de las edificaciones se requiere poder controlar

el ingreso de la luz natural y por consiguiente ventanas de grandes dimensiones

no necesariamente conducen a un buen aprovechamiento de la luz natural.,

Dispositivos como los mostrados en la figura 3.5, son buenos ejemplos para el

control de la entrada de luz natural, lo cual no exige que dicho control sea

automático.

199

Figura 3.5. Dispositivos intermedios para controlar el ingreso de la luz natural

Fuente: [73]

3.5.1.7 Control del deslumbramiento. El deslumbramiento es la sensación

producida por áreas brillantes dentro del campo de visión y puede ser

experimentado como deslumbramiento molesto o perturbador. El deslumbramiento

se puede producir cuando existen fuentes de luz cuya luminancia es excesiva en

relación con la luminancia general existente en el interior del local

(deslumbramiento directo), o bien, cuando las fuentes de luz se reflejan sobre

superficies pulidas (deslumbramiento por reflejos).

En los lugares de trabajo el deslumbramiento perturbador, su principal efecto es

reducir la visibilidad de la tarea, perturba la visión y dar lugar a errores y

accidentes. El deslumbramiento molesto no reduce la visibilidad pero produce

fatiga visual, puede producirse directamente a partir de luminarias brillantes o

ventanas.

Pueden producirse deslumbramientos de dos maneras. La primera es por

observación directa de las fuentes de luz; por ejemplo, ver directamente las

luminarias. Y la segunda es por observación indirecta o reflejada de las fuentes

200

como ocurre cuando las vemos reflejada en alguna superficie (una mesa, un

mueble, un cristal, un espejo...), ver figura 3.6.

Figura 3.6 Clases de Deslumbramiento

Fuente: [74]

Para evitar el deslumbramiento perturbador, los puestos y áreas de trabajo se

deben diseñar de manera que no existan fuentes luminosas o ventanas situadas

frente a los ojos del trabajador. Esto se puede lograr orientando adecuadamente

los puestos o bien apantallando las fuentes de luz brillantes.

Para evitar el deslumbramiento molesto es necesario controlar todas las fuentes

luminosas existentes dentro del campo visual. Esto conlleva la utilización de

persianas o cortinas en las ventanas, así como el empleo de luminarias con

difusores o pantallas que impidan la visión del cuerpo brillante de las bombillas o

lámparas.

El apantallamiento debería efectuarse en todas aquellas bombillas o lámparas que

puedan ser vistas, desde cualquier zona de trabajo, bajo un ángulo menor de 45º

respecto a la línea de visión horizontal. El grado de deslumbramiento directo

psicológico proveniente de luminarias puede ser valorado mediante el método de

tabulación del Índice de Deslumbramiento unificado de la Comisión Internacional

de la Iluminación (CIE), "Unified Glare Rating" (UGR), Publicación CIE 117

“Discomfort glare in interior lighting- 1995”, en el cual se tiene en cuenta la

201

contribución de cada una de las luminarias que forman parte de un determinado

sistema de iluminación. El método está basado en la fórmula:

UGR = 8 log 10( 0.25Lb

∑ L2ωP2 ) Ecuación 3.1

Lb es la iluminancia de fondo en cd/m2, calculada como Eind x π-1, en la que Eind

es la iluminancia indirecta vertical en el ojo del observador;

L es la iluminancia de las partes luminosas de cada luminaria en la dirección del

ojo del observador en cd/m2; [73]

ω es el ángulo sólido (estereorradianes) de las partes luminosas de cada luminaria

en el ojo del observador;

p es el índice de posición de Guth para cada luminaria individual que se refiere a

su desplazamiento de la línea de visión.

Todas las suposiciones hechas en la determinación del UGR deben ser

establecidas en la documentación del proyecto. El valor de UGR de la instalación

no debe exceder del valor dado en la Tabla 410.1 los valores de UGR.

Este índice es una manera de determinar el tipo de luminaria que debe usarse en

cada una de las aplicaciones teniendo en cuenta el posible deslumbramiento que

puede provocar debido a la óptica y posición de las bombillas

Para controlar el deslumbramiento se deben tomar las siguientes medidas:

a) Apantallamiento contra el deslumbramiento: Las fuentes luminosas pueden

causar deslumbramiento en proporción a su brillo y con ello producir alteraciones

en la visión de objetos. Para evitar el deslumbramiento se deben tomar acciones

como el oscurecimiento de ventanas mediante cortinas o el apantallamiento de las

202

fuentes luminosas. Para las fuentes luminosas deben aplicarse los ángulos de

apantallamiento mínimos indicados en la tabla 5:

Tabla 3.5. Ángulos mínimos de apantallamiento para luminancias de fuentes especificadas.

Luminancia de lámpara kcd/m2 Luminancia de lámpara kcd/m220 a menos de 50 15º

50 a menos de 500 20º

Igual o superior a 500 30º

Fuente: [73]

b) Control de los reflejos. En lo que concierne al control del deslumbramiento

provocado por los reflejos, se pueden utilizar los siguientes procedimientos:

c) Uso de acabados de aspecto mate en las superficies de trabajo y del entorno: Situar las luminarias respecto al puesto de trabajo de manera que la luz

llegue al trabajador lateralmente. En general, es recomendable que la iluminación

le llegue al trabajador por ambos lados con el fin de evitar también las sombras

molestas cuando se trabaja con ambas manos. Emplear luminarias con difusores,

así como techos y paredes de tonos claros, especialmente cuando la tarea

requiera la visualización de objetos pulidos.

d) Direccionalidad de la luz: Para percibir la forma, el relieve y la textura de los

objetos es importante que exista un equilibrio de luz difusa y direccional. Una

iluminación demasiado difusa reduce los contrastes de luces y sombras,

empeorando la percepción de los objetos en sus tres dimensiones, mientras que la

iluminación excesivamente direccional produce sombras duras que dificultan la

percepción. Algunos efectos de la luz dirigida también pueden facilitar la

percepción de los detalles de una tarea; por ejemplo, una luz dirigida sobre una

203

superficie bajo un ángulo adecuado puede poner de manifiesto su textura. Esto

puede ser importante en algunas tareas de control visual de defectos.

3.5.1.8 Uniformidad. Con el fin de evitar las molestias debidas a los cambios

bruscos de luminancia la tarea debe ser iluminada de la forma más uniforme

posible. La relación entre el valor del nivel de iluminación existente en el área del

puesto donde se realiza la tarea y el alumbrado general no debe ser inferior al

establecidos en la Tabla 4.3.

En áreas adyacentes, aunque tengan necesidades de iluminación distintas, debe

cumplirse con las relaciones de la tabla 3.6. [73]

El área donde se desarrolla la tarea debe ser iluminada de la manera más

uniforme posible, así como las áreas circundantes deben ser iluminadas en

proporción al nivel dado para el área de la tarea. Los valores a cumplir se

consignan en la Tabla 3.6

Tabla 3. 6. Uniformidades y relación entre iluminancias de áreas circundantes inmediatas al área de tarea

Iluminancia de tarea (lx) Iluminancia de áreascircundantes inmediatas (lx)

Mayor o igual a 750 500

500 300

300 200

Menor o igual a 200 Etarea

Uniformidad

Mayor o igual a 0,7 Mayor o igual a 0,5

Fuente: [73]

204

Asimismo, se incluirán los valores del índice de rendimiento de color y las

potencias de los conjuntos lámpara más equipo auxiliar utilizados en el cálculo.

En los casos en que se ilumine en forma localizada en uno o varios puestos de

trabajo, para complementar la iluminación general, esta última no podrá tener una

intensidad menor que la indicada en la Tabla 1 .La distribución de luminancias en

el campo visual puede afectar la visibilidad de la tarea e influir en la fatiga del

trabajador. [73]

La agudeza visual es máxima cuando la luminosidad de la tarea es similar a la

existente en el campo visual del trabajador. Sin embargo, cuando la luminosidad

de la tarea es muy diferente a la del entorno se puede producir una reducción de

la eficiencia visual y la aparición de fatiga, como consecuencia de la repetida

adaptación de los ojos.

El equilibrio de luminancias se puede lograr controlando la reflectancia de las

superficies del entorno y los niveles de iluminación; es decir, eligiendo colores más

o menos claros para las paredes y otras superficies del entorno y empleando una

iluminación general adecuada, de manera que la luminosidad del entorno no sea

muy diferente a la existente en el puesto de trabajo

Control del parpadeo y efectos estroboscópicos.

El flujo de luz emitido por todas las bombillas alimentadas con corriente alterna

presenta una fluctuación periódica; esta fluctuación es más notoria en las

lámparas fluorescentes y de descarga que en las bombillas incandescentes,

debido a la inercia térmica que presenta el filamento de estas últimas.

205

El flujo de luz de todas las bombillas alimentadas con corriente alterna de 60 Hz

presenta una fluctuación de 120 Hz; esta fluctuación es demasiado rápida para ser

detectada por el ojo y rara vez se perciben parpadeos por esta causa.

El parpadeo distrae y provoca desórdenes fisiológicos, como dolor de cabeza. No

obstante, en las lámparas fluorescentes depreciadas se pueden producir

parpadeos muy acentuados, lo que exigiría su rápida sustitución. parte girando da

la impresión de que las partes rotativas, giran a poca velocidad, están paradas o

giran en sentido contrario. Igualmente, el efecto estroboscópico puede resultar

molesto cuando aparece en tareas que requieren una atención sostenida. [73]

Los sistemas de iluminación deben diseñarse de forma que se eviten efectos

estroboscópicos y de parpadeo. Estos efectos pueden ser eliminados iluminando

los elementos giratorios de las máquinas mediante un sistema auxiliar que utilice

bombillas incandescentes; también se puede reducir el efecto repartiendo la

conexión de las lámparas de descarga (fluorescentes o HID) de cada luminaria a

las tres fases de la red. Actualmente la solución más eficaz consiste en alimentar

dichas lámparas con balastos electrónicos de alta frecuencia.

Control del calor producido por las fuentes luminosas.

La energía térmica producida por las fuentes lumínicas debe ser tenida en cuenta

en los proyectos de iluminación, requiriendo especial cuidado en recintos

cerrados, en lugares con presencia de materiales que se descompongan, entren

en combustión o exploten debido al aumento de temperatura ocasionado por las

fuentes de iluminación.

Los sistemas de iluminación de áreas clasificadas como peligrosas deben atender

los lineamientos dados en el RETIE para este tipo de instalaciones especiales.

Las balas o encerramientos donde se instalen lámparas deben tener las

dimensiones y formas garanticen la renovación y enfriamiento del aire que

206

circunda la lámpara, en el caso que no se garantice esta condición deberá

colocarse lámpara con la menor emisión de calor posibles de tal manera que no se

comprometa la seguridad por incendio o explosión o la vida útil de la lámpara. [73]

3.5.2 Requisitos específicos de iluminación interior

3.5.2.1 Alumbrado en locales de trabajo interior. Al diseñar el alumbrado para

un local destinado a realizar algún tipo de trabajo, la meta más importante es la de

obtener buenas condiciones visuales en el plano de trabajo. Una meta secundaria

sería la creación de un medio ambiente visual que ejerza una influencia positiva

sobre el rendimiento y el bienestar de sus usuarios.

Cuando se realiza un proyecto de iluminación normalmente se establece un nivel

de iluminación superior, según el factor de mantenimiento, que dependerá de la

fuente de luz elegida, de las luminarias, así como de la posibilidad de

ensuciamiento del local. Con el tiempo el valor de iluminación inicial va decayendo

debido a la pérdida de flujo de la propia fuente de luz, así como de la suciedad

acumulada en las luminarias, paredes, techos y suelo.

Los ciclos de mantenimiento y limpieza se deben realizar para mantener un nivel

de iluminación adecuado a la tarea que se realiza en el local, esto es lo que se

llama nivel de iluminación mínimo mantenido, y se tendrán que sustituir las

bombillas justo antes de alcanzar este nivel mínimo, de este modo se asegura que

las tareas se puedan desarrollar según las necesidades visuales.

3.5.2.2 Alumbrado de oficinas. En estos locales las luminarias se disponen

normalmente en el techo siguiendo un modelo regular en líneas rectas. Si al

realizar el proyecto de iluminación de un edificio completo el emplazamiento de las

207

luminarias debe coincidir con el módulo de las ventanas, se debe hacer el diseño

de alumbrado de forma que proporcione el nivel luminoso adecuado a las salas de

mayores dimensiones. La misma distribución de luminarias se podrá aplicar al

resto de las salas, cualesquiera que sean sus dimensiones, siempre y cuando

cumplan con los requisitos de nivel de iluminación, uniformidad, deslumbramiento

y los de uso racional de energía. [73]

El alumbrado de oficinas puede diseñarse de un modo más esquemático que el de

otras instalaciones de alumbrado, dado que, el número de tareas visuales es

limitado y bien definido (leer, escribir, dibujar, en monitores de computador, etc.).

El plano horizontal de trabajo tiene una altura entre 0,75 y 0,85 por encima del

nivel del piso.

La altura de techos está entre 2,8 y 3 m. Los requisitos visuales para el alumbrado

de oficinas son los siguientes:

Luminarias de baja luminancia.

Ausencia de reflexiones en la superficie de las mesas de trabajo y paneles

brillantes.

Aspecto cromático y rendimiento de color agradables.

Para satisfacer estos requisitos las oficinas podrán usar luminarias empotradas en

el techo o adosadas a él, equipadas con lámparas fluorescentes. Las luminarias

respecto al control de deslumbramiento podrán estar provistas de rejillas, difusores

opales, cubiertas prismáticas o elementos especulares para que la instalación

cumpla con los valores de UGRL establecidos en el presente reglamento.

En las oficinas se podrá hacer uso de alumbrado localizado adicional para

conseguir ahorro de energía, ya sea concentrando las luminarias sobre los

puestos de trabajo y zonas adyacentes. En tal caso la instalación debe diseñarse

208

para lograr la iluminancia requerida sobre los puestos de trabajo, con menores

valores sobre las zonas de circulación y de descanso, siempre respetando los

valores de uniformidad mínima y deslumbramiento máximo

3.5.2.3 Alumbrado en centros de atención médica. El trabajo realizado en

centros de salud cubre una gama de actividades mucho más variada que el de las

oficinas y escuelas. Las tareas visuales pueden ser extremadamente pequeñas o

muy grandes, oscuras o claras, y abarca formas planas o contorneadas. [73]

Desde el punto de vista de percepción visual, tales tareas se clasifican según su

grado de finura. Entre menos crítica sea una tarea menor serán las exigencias de

nivel y calidad del alumbrado. A la inversa, cuanto más fino sea el trabajo, mayor

debe ser el nivel de iluminancia y la ausencia de deslumbramiento.

El sistema de alumbrado en Centros de atención médica está determinado

principalmente por la naturaleza del trabajo a realizar, la forma del espacio que se

ilumina y el tipo de estructura del techo. La mayoría de las aplicaciones de

atención médica utilizan luminarias destinadas a proporcionar una distribución de

luz de forma directa o semi-directa. Las luminarias industriales fluorescentes y HID

existen diseños con componentes de iluminación indirecta. Al diseñar un sistema

de iluminación en Centros de atención médica se deben considerar los siguientes

factores:

a. Cuando el alumbrado general no sea suficiente para cumplir los requisitos

especiales de una determinada tarea visual, se debe complementar de

alguna forma con un alumbrado localizado,

b. Se deben utilizar luminarias con un componente indirecto de luz,

normalmente entre el 10 y el 30%, para proporcionan un buen

209

componente de luz en el techo o estructura superior, reduciendo las

luminancias entre los campos de acción de las luminarias y el fondo.

c. La luz hacia arriba (hacia techos) reduce la percepción del

deslumbramiento de la luminaria, mitiga el efecto “caverna”, efecto de

iluminación directa, y crea un ambiente más cómodo y confortable. [73]

d. Se deben usar equipos de iluminación que satisfagan los requisitos de

diseño, considerando las características fotométricas, así como los

requerimientos mecánicos para cumplir las condiciones de montaje y

funcionamiento.

e. Se debe utilizar equipo seguro, fácil y práctico de mantener. Algunas

lámparas como las de halogenuros metálicos pueden ser propensas a los

posibles finales de vida con explosión o rotura y sólo deberían utilizarse en

luminarias adecuadamente protegidas.

f. El consumo de energía debe ser el menor posible, por lo que se requiere

las fuentes y luminarias de la mayor eficiencia y eficacia posible, haciendo

el análisis económico acorde con los requerimientos y características de

funcionamiento del sistema de iluminación seleccionadas.

g. La calidad y cantidad de la iluminación como la seguridad, deben ser

debidamente ponderados y abordados en el diseño de la aplicación.

3.5.2.4. Adecuada localización de las luminarias. Las líneas de luminarias se

deben instalar perpendiculares a las filas de bancos de depósito de

medicamentos. Esto evita la formación de sombras en la tarea visual y al mismo

tiempo reduce la posibilidad de luz reflejada en los ojos de los trabajadores. La

210

disposición alternada de luminarias con difusor y paralelas a las filas de depósitos

de medicamentos da una mejor impresión de conjunto y produce una mayor

sensación de confort. Sin embargo, no siempre se pueden obtener los beneficios

de ambas disposiciones al mismo tiempo.

Normalmente, las buenas condiciones en el plano de trabajo son más importantes

que una impresión de conjunto confortable. [73]

Casos especiales de centros de atención médica.

En ciertos procesos de dosificación de medicamentos la instalación de

alumbrado general no satisface las exigencias requeridas. En estos casos se

han de encontrar soluciones especiales, de las cuales se dan algunos

ejemplos en la Figura 3.7 las cuales se aplican a las siguientes situaciones:

Para evitar reflexiones que originan luminancia de velo; la dirección de

la luz reflejada no debe coincidir con el ángulo de visión.

La observación de detalles especulares contra un fondo difuso se

facilita si la dirección de la luz reflejada coincide con el ángulo de visión.

La iluminación rasante hace resaltar irregularidades de la superficie que

se examina.

La Luz reflejada desde una fuente de Luz de gran superficie facilita la

inspección de manchas en una superficie de un medicamento.

Las irregularidades de un medicamento transparente se descubren

mediante la luz difusa que lo atraviesa.

211

Figura 3.7 Ejemplos para colocación de luminarias suplementarias

Fuente: [73]

3.5.3 Cálculos para iluminación interior. En los cálculos de iluminación interior

se deben tener en cuenta los requisitos de Iluminancia, la uniformidad y el índice

de deslumbramiento.

El nivel de iluminancia de un local se debe expresar en función de la iluminancia

promedio en el plano de trabajo. Para la aplicación del reglamento RETILAP se

deben cumplir los valores de la Tabla 3.1.

Si no se especifica la altura del plano de trabajo (hm), se deberá tomar un plano

imaginario a 0,75 m, sobre el nivel del suelo para trabajar sentados y de 0,85 m

para trabajos de pie.

La iluminancia promedio se calcula mediante la fórmula:

Eprom = Φtot∗CU∗FM

A (Ecuación 3.2)

Dónde:

Φtot = Flujo luminoso total de las bombillas.

A = Área del plano de trabajo en m2

CU = Coeficiente o Factor de utilización para el plano de trabajo.

FM = Factor de mantenimiento

212

3.5.3.1 Método del coeficiente de utilización de la instalación (cu). El

coeficiente de utilización de la instalación también se conoce como factor reducido

de utilización y es la relación entre el flujo luminoso que cae en el plano de trabajo

y el flujo luminoso suministrado por la luminaria. Este coeficiente representa la

cantidad de flujo luminoso efectivamente aprovechado en el plano de trabajo

después de interactuar con las luminarias y las superficies dentro de un local.

El valor del coeficiente de utilización depende de la distribución fotométrica de la

luminaria y de las dimensiones y características de reflectancia del local. [73]

En función de las características de diseño para una luminaria con distancia de

montaje hm se tendrá que parte del flujo luminoso emitido por la bombilla es

absorbido por la misma luminaria y no contribuye al nivel de la iluminación del

local. El resto del flujo de la bombilla es dirigido hacia arriba y hacia abajo, es

decir, por encima y por debajo de un plano horizontal que pasa por el centro de la

bombilla, ver Figura 3.8

1. Radiación directa hacia el plano de trabajo (Wp)

2. Dirigido hacia las paredes por debajo de la luminaria.

3. Dirigido hacia las paredes por encima de la luminaria.

4. Dirigido hacia el techo

Figura 3.8 Distribución del flujo luminoso emitido por las bombilla

213

Fuente: [73]

La parte del flujo radiado directamente sobre el plano de trabajo es la que

contribuye en mayor cuantía al nivel de iluminancia. Solamente una parte del flujo

dirigido hacia el techo y las paredes se convierte en flujo útil en el plano de trabajo,

algunas veces después de varias reflexiones. [73]

El coeficiente o factor de utilización (CU) también se puede calcular como el

producto de la eficiencia del local (ηR) por la eficiencia de la luminaria (ηL), CU =

ηR ηL

En la gráficas 3.9 y 3.10 podemos apreciar el Efecto del diseño de la luminaria en

del Coeficiente de utilización (CU) para un local dado

Figura 3.9 Poca absorción de paredes el coeficiente de utilización será alto.

Fuente: [73]

214

Figura 3.10 Con gran absorción de paredes: el coeficiente de utilización será bajo

Fuente: [73]

Con el método del factor de utilización se puede determinar la iluminancia media

en el plano de trabajo. Para su aplicación se requiere contar con la información del

coeficiente de utilización de las luminarias a usar, información que debe ser

suministrada por el fabricante en catálogos o fichas técnicas de público

conocimiento.

También se requiere conocer las dimensiones geométricas del local a iluminar y

las correspondientes al montaje de las luminarias.

El método del factor de utilización puede aplicarse bajo los siguientes supuestos

que deben cumplirse, razonablemente, para obtener resultados confiables:

Distribución uniforme de las luminarias

Las superficies del local deben ser difusoras y espectralmente neutras

El flujo incidente sobre cada superficie debe distribuirse uniformemente

El local debe estar libre de obstrucciones de tamaño considerable.

Para un local dado se consideran tres cavidades, las cuales tienen como límites

intermedios planos imaginarios situados uno a la altura del plano de trabajo, y otro

a la altura de montaje de las luminarias. Las cavidades así delimitadas reciben las

215

denominaciones de cavidad de techo, cavidad del local y cavidad del piso, ver

figura 3.11

Figura 3.11. Distancias y cavidades para aplicación del método del Coeficiente de local

Fuente: [73]

3.5.3.2 Índices de las cavidades. Para un espacio rectangular se definen los

siguientes índices para cada una de las cavidades en función de sus dimensiones

y la altura de montaje de las luminarias:

Índice de la cavidad de techo k1= 5hc (l+a)l∗a

(ecuación 3.3)

Índice de la cavidad de local k 2 = 5hm(l+a)l∗a

(Ecuación 3.4)

Índice de la cavidad de Piso k3= 5hf (l+a)l∗a

(Ecuación 3.5)

3.5.3.3 Reflectancias efectivas de las cavidades zonales. Conocidas las

reflectancias de techo, piso y paredes en la tabla siguiente se determinan las

reflectancias efectivas para las cavidades de techo (ρcc) y piso (ρfc) Mediante el

uso de los índices de cavidad de techo y de cavidad de piso. Se determina la

216

reflectancia efectiva (ρ) Nótese que si la luminaria está montada en el techo o el

plano de trabajo corresponde con el piso, el índice de cavidad será 0, y por lo

tanto la reflectancia corresponderá con la del techo o el piso, respectivamente.

Tabla 3.7. Valores de Reflectancia (aproximada) en %, para colores y texturas

Fuente: [73]

3.5.3.4 Uso de tablas fotométricas de coeficiente de utilización CU. El

coeficiente de utilización CU se determina con base en las tablas suministradas

por los fabricantes relacionados con la información fotométrica de cada tipo de

luminaria. Las tablas de CU están parametrizadas en función del índice de local

(k9) y de los índices de reflectancias efectivas para las cavidades de techo (ρcc) y

piso (ρfc), así como de la reflectancia de las paredes ρw.

217

Luego, una vez determinado el índice de local k y las reflectancias efectivas para

las cavidades del techo (ρcc) y del piso (ρcf), el factor de utilización o coeficiente

de utilización (CU) se obtiene, por extrapolación, de los datos de la tabla de CU

correspondiente a cada luminaria. [73]

Normalmente como las tablas de coeficiente de utilización se construyen para una

reflectancia efectiva del piso del 20% se deberá efectuar una corrección si el valor

es distinto. Para el efecto se aplicará la Tabla 3.8. Un ejemplo de una tabla de

factor de utilización se observa en la Tabla 3.8.

Tabla 3.8 Ejemplo de tabla de factor de utilización

Fuente [73]

3.5.4 Número de luminarias necesarias para producir una iluminancia requerida. El flujo luminoso total necesario para producir una iluminancia

promedio requerida se calcula así:

Φtot = (Eprom∗A )(CU∗FM ) (Ecuación 3.6)

218

Dónde:

Φtot = Flujo luminoso total.

Eprom: Iluminancia promedio requerida.

A = Área en m2

CU = Coeficiente de utilización.

FM =Factor de mantenimiento.

El número de luminarias (N) necesario es por consiguiente:

N = Φtot

(n∗Φl) (Ecuación 3.7)

Dónde:

Φl = flujo luminoso de una bombilla.

n = número de bombillas por luminaria.

3.5.5 Especificaciones técnicas de luminarias, balastos y fuentes. El

diseñador del alumbrado interior debe tener en cuenta todos los parámetros

técnicos de las fuentes, luminarias y balastos, los cuales no pueden ser inferiores

a los valores establecidos en el presente reglamento, y aplicarlos y especificarlos

en el diseño de la iluminación.

219

3.5.5.1 Selección de luminarias y fuentes luminosas. En todos los proyectos de

iluminación, se deben elegir las luminarias y fuentes luminosas teniendo en

cuenta, la eficacia lumínica, flujo luminoso, características fotométricas,

reproducción cromática, temperatura del color de la fuente, duración y vida útil de

la fuente, tipo y características de la luminaria, todo esto acorde con las

actividades y objetivos de uso de los espacios a iluminar; así como de

consideraciones arquitectónicas, ambientales y económicas.

Para cumplir estos criterios los fabricantes y/o comercializadores de fuentes

luminosas, luminarias, balastos y en general los productos usados en iluminación

deben suministrar la información exigida en los requisitos de productos de la

sección 300 de RETILAP y complementada con información de catálogos o fichas

técnicas de público conocimiento, tal información debe ser la utilizada por los

diseñadores y referenciada en las memorias de cálculo.

El diseñador debe tener en cuenta que las luminarias se diseñan para funcionar

con determinados tipos de fuentes lumínicas existentes en el mercado; esto

implica que una vez definido el tipo de fuente, el universo de luminarias

disponibles se reduce. Lo mismo ocurre con las fuentes si primero se define el tipo

de luminaria. De manera que la elección debe hacerse en forma que siempre se

use la fuente lumínica con una luminaria diseñada para ella o viceversa. [73]

Los criterios que se deben usar para identificar los tipos de luminarias son:

Su fotometría

Su uso

El tipo de fuente de luz o bombilla

Las dimensiones y forma de la luminaria

El tipo de montaje o instalación requerido

Su cerramiento o índice de protección IP

220

El tipo de superficie reflectora de su conjunto óptico

3.5.5.2 Flujo luminoso para diseño. Para el diseño de iluminación y alumbrado

público los cálculos se deben hacer tomando el valor de flujo luminoso nominal de

las fuentes. El diseñador deberá considerar los factores y características de

mantenimiento del flujo luminoso, a lo largo de la vida de la fuente.

3.5.5.3 Duración o vida útil de la fuente lumínica. Uno de los factores a tener en

cuenta en todo proyecto de iluminación es la vida útil de la fuente, por lo que el

fabricante debe suministrar la información sobre el particular

3.5.5.4 Características de reproducción cromática y de temperatura de color. Para la clasificación de las bombillas en función de su Índice de Reproducción

Cromática (Ra o CRI), se deben aplicar los valores la Tabla 3.1. establecida en

RETILAP y adaptada a su vez de la publicación CIE 29.2 de 1986 “Guía de

iluminación interior. Segunda edición”.

Tabla 3.9. Clasificación de las fuentes luminosas de acuerdo con su Índice de reproducción del Color

221

1ª >90

1B 80 a 89

2ª 70 a 79

2B 60 a 69

3 40 a 59

4 < 20

Fuente: [73]

Los desarrollos tecnológicos actuales y los estándares en fuentes de iluminación

permiten determinar fácilmente las características de reproducción cromática y

temperatura de color, la tabla 3.10 da una orientación al respecto.

Tabla 3.10. Tipos de fuentes luminosas en función de sus características de temperatura de color e índice de reproducción cromática

Índice de

reproducción

cromática (Ra)

o (CRI) %

ClaseCálido

< 3.300 K

Neutro

3.300 –

5.000K

Frío

>5.000 K

Criterio de

aplicación

≥ 90 1 A HalógenasFluorescente

lineal y

compacta

Fluorescente

lineal y

compacta

Principalmente

donde la

apreciación del

color sea un

parámetro

crítico

Fluorescente lineal y

compacta

Halogenuros

metálicos y

cerámicosHalogenuros

metálicos y cerámicos

80 – 89 1 BFluorescente lineal y

compacta

Fluorescente

lineal y

compacta

Fluorescente

lineal y

compacta

En áreas donde

la

apreciación

correcta del

color

no es una

consideración

primaria pero

donde es

esencial una

buena

reproducción de

colores

Halogenuros

metálicos y cerámicos

Halogenuros

metálicos y

cerámicos

Sodio Blanco

70 – 79 2 AHalogenuros metálicos Halogenuros

metálicos

Halogenuros

metálicos

En áreas donde la

calidad de

apreciación

222

correcta del

color es de poca

importancia

< 70 2B, 3 Y

4

Mercurio Mercurio

Sodio

Fuente: [73]

El índice de reproducción cromática y la temperatura de color de la fuente

luminosa pueden incidir en las condiciones psicológicas y la percepción estética

cuando se realiza una tarea, tales factores pueden acentuarse en función del nivel

de iluminación. Por lo anterior, en la selección de las de las fuentes luminosas los

anteriores son factores de importancia a considerar en adición a las preferencias

personales, la presencia o ausencia de luz natural y el clima exterior.

La apariencia en color de las lámparas viene determinada por su temperatura de

color correlacionada. Se definen tres grados de apariencia según la tonalidad de la

luz: luz fría para las que tienen un tono blanco azulado, luz neutra para las que

dan luz blanca y luz cálida para las que tienen un tono blanco rojizo, véase tablas

3.11 y 3.12.

Tabla 3.11 Rango de Valores De Temperatura De Color CorrelacionadaTemperatura de color

correlacionadaApariencia de color

TC > 5.000 K Fría

3.300 ≤ TC ≤ 5.000 K Intermedia

TC < 3.300 K Cálida

Fuente: [73]

223

A pesar de esto, la apariencia en color no basta para determinar qué sensaciones

producirá una instalación a los usuarios. Por ejemplo, es posible hacer que una

instalación con fluorescentes llegue a resultar agradable y una con lámparas

cálidas desagradable aumentando el nivel de iluminación de la sala. El valor de

la iluminancia determinará conjuntamente con la apariencia en color de las

lámparas el aspecto final.

Tabla 3.12 Apariencia de Color De la Luz en Proporción con la iluminancia

Iluminancia (lux)Apariencia del color de la luz

Cálida Intermedia Fría

E ≤ 500

500 < E < 1.000

1.000 < E <

2.000

2.000 < E <

3.000

E ≥ 3.000

agradable

↕

estimulante

↕

no natural

neutra

↕

agradable

↕

estimulante

fría

↕

neutra

↕

agradable

Fuente: [73]

Ahora que ya se conoce la importancia de las lámparas en la reproducción de los

colores de una instalación, queda ver otro aspecto no menos importante: la

elección del color de suelos, paredes, techos y muebles. Aunque la elección del

color de estos elementos viene condicionada por aspectos estéticos y culturales

básicamente, hay que tener en cuenta la repercusión que tiene el resultado final

en el estado anímico de las personas.

Los tonos fríos producen una sensación de tristeza y reducción del espacio,

aunque también pueden causar una impresión de frescor que los hace muy

224

adecuados para la decoración en climas cálidos. Los tonos cálidos son todo lo

contrario. Se asocian a sensaciones de exaltación, alegría y amplitud del espacio y

dan un aspecto acogedor al ambiente que los convierte en los preferidos para los

climas cálidos.

En la escogencia de la fuente luminosa como criterio de selección del índice de

reproducción de color (Ra) se recomienda tener en cuenta la Norma Europea UNE

EN 12464-1 de 2003 “Iluminación. Iluminación de los Lugares de Trabajo. Parte 1:

Lugares de Trabajo en Interiores”, que en su Tabla 3.13, véase tablas 3.14 y 3.15

Tabla 3.13 indica el Índice de Reproducción Cromática (Ra), admisible para zonas de tráfico y áreas comunes dentro de edificios.

Fuente: [75]

225

Tabla 3.14 indica el Índice de Reproducción Cromática (Ra), admisible para salas de descanso, sanitarias y de primeros auxilios.

Fuente: [75]

Tabla 3.15 indica el Índice de Reproducción Cromática (Ra), admisible para establecimientos sanitarios

226

Tabla 3.15 Continuación

227

Tabla 3.15 Continuación

Fuente: [75]

Composición de las tablas

La columna 1 recoge el número de referencia para cada (área) interior,

tarea o actividad.

La columna 2 recoge las (áreas) interiores, tareas o actividades, para las

que están dados los requisitos específicos.

La columna 3 da la iluminancia mantenida Em en la superficie de referencia

(véase el apartado 4.3) para el (área) interior, tarea o actividad dada en la

columna 2.

Cuando los límites de UGR (límite de Índice de Deslumbramiento Unificado

UGR) son aplicables a la situación recogida en la columna 2, se recogen en

la columna 4.

228

La columna 5 proporciona los índices de rendimiento de colores (Ra)

mínimos.

3.5.6 Alumbrado de emergencia.

3.5.6.1 Aspectos generales. En el diseño de los sistemas de alumbrado de

emergencia se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:

a. Alumbrado de emergencia permanente. Alimentado por sistema de

energía separado y automantenido, el suministro de energía en este tipo

de alumbrado es completamente independiente de la red eléctrica

(excepto cuando se cargan las baterías) y está formado por baterías

recargables por la red principal y de funcionamiento seguro. Cada

luminaria tiene su propia batería que, en situación normal, está

conectada de una manera “flotante” con la red eléctrica. En caso de una

falla en la red eléctrica, las baterías entran automáticamente en acción y

deberá tener una autonomía no menor a 1 hora. Si se restablece el

servicio normal, las baterías vuelven a recargarse. Este sistema es el

más fiable: cada bombilla sigue funcionando incluso durante un incendio

o aunque se desintegren los cables de distribución.

b. Alumbrado de emergencia no permanente. Este tipo de alumbrado

opera con una planta generadora para emergencia o un centro de

baterías que automáticamente entran en acción durante una falla de

suministro normal de energía. La desventaja del sistema provisto de

planta de emergencia es que necesita mantenimiento periódico. Otro

inconveniente es que depende de la red de alumbrado existente para la

distribución de energía de emergencia y, por consiguiente, ésta puede

ser fácilmente interrumpida en caso de incendio, daño en la

infraestructura del edificio, etc.

229

c. Alumbrado de escape: alumbrado suficiente para poder evacuar un

edificio, con rapidez y seguridad, durante una emergencia. La iluminancia

proporcionada por el alumbrado en cualquier punto del piso de una salida

de emergencia no debe ser menor de 1,0 lux. Este alumbrado se debe

instalar en la intersección de corredores, en los cambios de dirección y

nivel de las escaleras, en puertas y salidas

d. Alumbrado de seguridad: Es el alumbrado que se requiere para

asegurar a las personas que desarrollan actividades potencialmente

peligrosas (ejemplo operación de una sierra circular) no deberá ser

menor del 5% de los valores normales de iluminación.

e. Alumbrado de respaldo: Es el alumbrado que se requiere para poder

continuar las actividades de importancia vital durante una emergencia,

por ejemplo en salas de cirugía.

f. Autonomía de las luces de emergencia. Las luces de emergencia

deben tener una autonomía no menor a una (1) hora.

3.5.6.2 Instalaciones que requieren de alumbrado de emergencia. Requieren

de alumbrado de emergencia las siguientes instalaciones:

a. Los edificios de más de 5 pisos o edificios que en cualquier hora de la

noche concentren más de 100 personas. deben disponer de por lo menos

de un sistema de alumbrado de emergencia, que en caso de falla del

alumbrado normal suministre la iluminación necesaria para facilitar la

visibilidad a los usuarios de manera que puedan abandonar el edificio,

evitar las situaciones de pánico y permitir la visión de las señales indicativas

de las salidas y la situación de los equipos y medios de protección

existentes.

230

b. Todo recinto cuya ocupación sea mayor que 100 personas, aplica a recintos

con ocupación en horas de la noche o que el recinto y su vía de evacuación

a lugar seguro carezca de iluminación natural.

c. Recorridos de las rutas de evacuación, desde los orígenes de evacuación

hasta el espacio exterior seguro, siempre que estos sean cerrados con muy

bajos aportes de iluminación natural o se requieran en horas de la noche.

d. Parqueaderos cerrados o cubiertos cuya superficie construida exceda de

100 m2, incluidos los pasillos y las escaleras que conduzcan hasta el

exterior o hasta las zonas generales del edificio.

e. Zonas de baños en edificios de uso público.

f. Lugares en los que se ubican cuadros de distribución o de accionamiento

de la instalación de alumbrado.

g. Instalaciones que por reglamentaciones especiales requiera de alumbrado

de emergencia.

3.5.6.3 Características de la instalación del alumbrado de emergencia. La

instalación del alumbrado de emergencia deben cumplir los siguientes requisitos:

a. Ser fija y estar provista de fuente propia de energía

b. Debe entrar automáticamente en funcionamiento al producirse una falla de

la alimentación en la instalación de alumbrado normal en las zonas

cubiertas por el alumbrado de emergencia. Se considera como falla de

alimentación el descenso de la tensión de alimentación por debajo del 70%

de su valor nominal.

c. El alumbrado de emergencia de las vías de evacuación no debe demorar

más de 15 segundos en estar disponibles.

231

d. La instalación cumplirá las condiciones de servicio continuo durante 1, hora,

como mínimo, a partir del instante en que tenga lugar la falla:

e. En las vías de evacuación cuyo ancho no exceda de 2 m, la iluminancia

horizontal en el suelo debe ser, como mínimo, 1 lux a lo largo del eje central

y 0,5 lux en la banda central que comprende al menos la mitad de la

anchura de la vía. Las vías de evacuación con anchura superior a 2 m

pueden ser tratadas como varias bandas de 2 m de anchura, como máximo.

f. En los puntos en los que estén situados los equipos de seguridad, las

instalaciones de protección contra incendios de utilización manual y los

cuadros de distribución del alumbrado, la iluminancia horizontal será de 5

Luxes, como mínimo.

g. Los niveles de iluminación establecidos deben obtenerse considerando nulo

el factor de reflexión sobre paredes y techos y contemplando un factor de

mantenimiento que contemple, tanto la reducción del rendimiento luminoso

debido a la suciedad de las luminarias, como al envejecimiento de las

bombillas.

h. Con el fin de identificar los colores de seguridad de las señales, el valor

mínimo del índice de rendimiento cromático Ra de las bombillas debe ser

40.

i. A los circuitos de alumbrado de emergencia no deben conectarse otros

artefactos ni bombillas que no sean los específicos del sistema de

emergencia. Sección 700-15 de la Norma NTC 2050.

j. Los sistemas de alumbrado de emergencia deben estar diseñados e

instalados de modo que la falla de un elemento de los mismos, como una

232

bombilla fundida, no deje a oscuras los espacios que requieran alumbrado

de emergencia.

k. Cuando el alumbrado normal artificial consista únicamente en bombillas de

descarga de alta intensidad, como vapor de mercurio o sodio de alta

presión o de halogenuros metálicos, el sistema de alumbrado de

emergencia debe estar destinado para que funcione hasta que se

restablezca totalmente el alumbrado artificial normal.

l. Las baterías que se utilicen como fuentes de alimentación para sistemas de

emergencia deben tener una capacidad nominal de corriente adecuada

para alimentar y mantener durante 1, hora como mínimo, la carga total

conectada, sin que la tensión aplicada a la carga caiga por debajo del

87,5% de la tensión nominal. La instalación debe contar con un medio de

carga automática de las baterías. No se deben utilizar baterías tipo

automotriz.

3.5.6.4 Localización de las luminarias de emergencia. Con el fin de

proporcionar una iluminación adecuada las luminarias deben cumplir las siguientes

condiciones:

a. Se deben situar por lo menos a 2 metros por encima del nivel del suelo

b. Se debe disponer de una en cada puerta de salida y en posiciones en las

que sea necesario destacar un peligro potencial o el emplazamiento de un

equipo de seguridad. Como mínimo se dispondrán en los siguientes puntos:

En las puertas existentes en los recorridos de evacuación;

En las escaleras, de modo que cada tramo de escaleras reciba

iluminación directa;

233

En cualquier otro cambio de nivel;

En los cambios de dirección y en las intersecciones de pasillos.

3.6 PARÁMETROS DE UN SISTEMA INMÓTICO

A continuación se expondrán cada uno de los criterios que se deben tener en

cuenta al momento de diseñar un sistema autónomo de control de iluminación.

3.6.1 Criterios en un diseño inmótico de iluminación. La domótica se define

como la incorporación al equipamiento de edificios la tecnología que permite

gestionar de forma energéticamente eficiente, segura, remota y confortable para el

usuario los distintos tipos de aparatos e instalaciones domésticas tradicionales

como iluminación, electrodomésticos, aire acondicionado, seguridad, etc.

Domótica es un término que se utiliza para denominar la parte de la tecnología

que integra el control y la supervisión de los elementos existentes en un espacio

habitable, posibilitando una comunicación entre todos ellos.

El término domótica se aplica a servicios en vivienda y el término Inmótica se

aplica a edificaciones comerciales, corporativas, hoteleras, empresariales y

similares.

La domótica en el campo de la gestión de energía se encarga de hacer un uso

más efectivo de la energía eléctrica mediante dispositivos temporizadores,

sensores y elementos programables que permiten el uso racional de energía y en

la parte de iluminación, conecta o desconecta el servicio zonificado con detectores

de presencia o en función de la luz natural.

234

La domótica no solo es automatización, ya que se necesita integrar los sistemas

de control, las comunicaciones y la gestión integral del recinto o edificio dentro de

un mismo grupo para que pueda ser llamado recinto domótico.

Integrar el control de la iluminación (encender, apagar y regular la iluminación) con

un sistema de domótica aumenta el confort y ahorra energía en una edificación, ya

sea esta una vivienda o un edificio de oficinas.

Forman parte de la domótica una serie de equipos, capaces de controlar

parámetros de corrientes y tensiones típicas que pueden ser enviadas a una

interface de administración de la edificación, tales como Controladores Lógicos

Programables (PLC). La finalidad de estos sistemas es el control de todos los

subsistemas, incluidos los de iluminación, luz de emergencia, señalización de vías

de escape, alarmas de seguridad, etc.

Los sensores de luminosidad, son dispositivos electrónicos capaces de determinar

el nivel de iluminación de un recinto, permitiendo un control automático de tareas

dentro de un ambiente Inmótico.

Proporcionan una salida análoga que permite ajustar los niveles de iluminación en

función de la iluminación existente. Son llamados también atenuadores o dimmers

automáticos para luminosidad.

Cuando la variable física de detección corresponde a la luz del día o la luz solar se

denominan sensores crepusculares.

El cambio del estado de una iluminación cuando existe participación de la luz

natural, normalmente muy rápida, requiere de un control frecuente y para ello son

aptos los conceptos domótica e Inmótica.

235

Los principales métodos para cambiar el estado de la iluminación mediante la

Inmótica son:

a. Control por Presencia – El control de presencia (mediante detectores de

presencia) puede encender o apagar la iluminación. de una persona en una

habitación, enciende la iluminación, y cuando no la detecta, la apaga.

b. Medir la Luz – Medir la luz en la estancia (incluyendo la luz natural aportado

por el exterior y la luz que llega de otras estancias) puede regular la iluminación

para garantizar una cantidad de luz establecido con el sistema de domótica.

c. La Actividad/Escenas – Según la actividad de los usuarios la iluminación se

puede adaptar de forma automática (activándose una Escena). La iluminación que

forma parte de una Escena se programa para que tome un determinado nivel de

iluminación, mientras que otras áreas toman otros valores

d. Programación Horaria – Con la programación horaria se puede programar el

control del apagado, encendido y regulación de la iluminación con la domótica

según la hora del día, y el día de la semana. Por ejemplo la luz del pasillo puede

estar apagada durante el día, pero encenderse automáticamente a 25% por la

noche (variándose el horario según la época del año) y la luz del baño se

programa para que solo se encienda al 50% al encenderse por la noche. Otra

función puede ser que la luz del dormitorio se enciende de forma graduada por la

mañana, los días laborables, para despertar lentamente al usuario.

e. Simulación de Presencia – La simulación de presencia tiene como objetivo

hace parecer que la casa está habitada aunque esté vacía. La iluminación puede

ser utilizada (con o sin otros elementos integrados en el control del sistema de

domótica) para la simulación de presencia en la vivienda, encendiendo y

236

apagando la iluminación ciertas horas del día, de forma programada, aleatoria, o

de unas rutinas aprendidas por el sistema de domótica.

f. Otros Eventos – Otros eventos en la casa, detectadas por el sistema de

domótica, pueden activar la iluminación. Por ejemplo, sí el alarma de seguridad

detecta intrusión en el jardín por la noche, automáticamente se puede encender

toda la iluminación del exterior y la iluminación de los pasillos de la casa.

3.6.2 Eficiencia energética mediante control del alumbrado. Se podrá usar por

lo menos una de las siguientes formas para controlar el nivel de iluminación

artificial en un recinto interior:

Encendido/apagado manual,

Atenuación del flujo luminoso de las fuentes.

Encendido/apagado automático;

Pasos inteligentes con control automático y

Atenuación del flujo luminoso de las bombillas o dimerización

automática.

3.6.2.1 Control de encendido y apagado manual. Cuando la iluminancia interior

de luz día Ei excede la iluminancia de diseño Ed, el usuario de la edificación

interior puede apagar la luz artificial. Sin embargo, la experiencia ha demostrado

que en las zonas de trabajo los ocupantes encienden la iluminación artificial si Ei

es menor de aproximadamente el 60% de Ed, y que solo lo apagan cuando

desocupan el área y no cuando Ei sobrepasa el valor de Ed.

237

Cada lámpara o grupo de lámparas de una misma luminaria o luminarias que

iluminen áreas no mayores a 100 M 2 localizadas en mismo salón, debe contar con

un sistema de apagado o encendido independiente.

Toda edificación destinada al funcionamiento de entidades públicas de cualquier

orden, deben tener por lo menos un sistema de interrupción manual por piso o

sector del sistema de iluminación y las luces deben ser apagadas en los horarios

que no se desarrollen actividades propias de la función de la entidad. Igualmente

debe disponerse de interruptores manuales que permitan separar áreas de trabajo

dentro de un mismo salón cuando este supere los 20 M 2

3.6.2.2 Atenuación del flujo luminoso de las bombillas o dimerización manual. Con atenuación del flujo luminoso de las bombillas o dimerización manual

de la iluminación artificial se evitan los cambios bruscos de iluminación inherente

a un interruptor encendido/apagado, pero existe la necesidad de ajustar

continuamente el nivel de iluminación y por esta razón la dimerización manual está

limitada en la práctica a su uso en interiores domésticos, con fuentes que lo

permitan.

Las lámparas fluorescentes compactas, son susceptibles de intentos de

encendidos por pequeñas tensiones residuales que generan parpadeos y

comprometer su vida útil, por lo que se debe tener especial atención en el uso de

dimers con estas lámparas.

3.6.2.3 Control de encendido y apagado automático. Se pueden utilizar

elementos fotoeléctricos para apagar la iluminación artificial cuando la iluminancia

interior de luz día (Ei) exceda la iluminancia de diseño (Ed). Es recomendable que

el sistema pueda trabajar de manera que la iluminación artificial sea

238

automáticamente apagada cuando Ei sobrepasara en un 50 o 100% el valor de

Ed. Igualmente, es recomendado utilizar el encendido y apagado automático,

cuando no se requiera la iluminación, para lo cual los sistemas detectores de

presencia son indicados.

3.6.2.4 Pasos escalonados con control automático. Los abruptos cambios

indeseados de la iluminación de encendido/apagado de control automático pueden

hacerse menos severos, si no se encienden o apagan todas las luminarias a la

vez, sino de una manera gradual o escalonada. Para este tipo de control se

requieren luminarias con balastos multitensión y/o sistemas de cableado

adecuados.

Dichas instalaciones requieren de un diseño calificado del sistema de control con

el objetivo de cumplir los requerimientos técnicos y mantener el confort de los

usuarios

3.6.3 Sistemas de control automáticos de niveles de iluminación. El mejor

sistema de control será el que de una manera continua mantenga un equilibrio

entre la cantidad de luz natural y el nivel de iluminación artificial, de tal forma que

la iluminancia de diseño se mantenga constante. Un Sistema Automático de

Control de Iluminación (SACI) puede ser definido como un dispositivo de control

del alumbrado artificial, que tiene la finalidad de funciones de encendido, apagado

y/o atenuación (control del flujo luminoso), de acuerdo con un patrón

preestablecido, orientado al ahorro energético y en función de una o más de las

siguientes variables:

Nivel de iluminancia por la luz artificial o natural

Ocupación de los locales

Horario de ocupación de los locales

239

Un sistema de control automático de iluminación puede estar conformado por los

siguientes dispositivos:

a) Salida a atenuadores del flujo luminoso de las bombillas o Dimmers. Es un

sistema donde la señal de control determina la proporción de atenuación del flujo

luminoso de las bombillas, disminuyéndoles su potencia.

Los dispositivos atenuadores de buena calidad generalmente no producen

distorsiones en la forma de corriente de alimentación de la bombilla y pueden

aumentar su eficacia. Los equipos de mala calidad no sólo empeoran la eficacia

luminosa con la atenuación, sino que pueden afectar la vida de las bombillas.

No todas las bombillas son aptas para la regulación de su flujo luminoso sin que

experimenten algún tipo de inconvenientes. Existe en el mercado una gran

cantidad de lámparas que no soportan atenuación y son afectadas en su vida útil

por cambios de tensión de alimentación y hacen intentos de encendidos con

pequeñas tensiones residuales, produciendo un parpadeo molesto y una

acelerada pérdida de vida útil, por lo que se debe tener especial atención cuando

se usen Dimers con ese tipo de lámparas.

Desarrollos electrónicos recientes permiten hacer funcionar tubos fluorescentes en

regímenes de baja potencia, a valores tan bajos como del 1 %, sin parpadeos. La

regulación del flujo luminoso de las bombillas permite el máximo aprovechamiento

de las continuas variaciones de la luz natural sin causar molestias para el usuario,

quien no percibe ningún cambio en la iluminación. Además, permite ahorrar la

energía del exceso de iluminación que puede estar originado, por ejemplo, por

sobredimensionado inicial de la instalación para lograr un buen factor de

mantenimiento.

240

b) Salida a Sensores. La finalidad de un sensor de un sistema de control es

evaluar las condiciones de los ambientes (cantidad de luz natural, presencia o

ausencia de ocupantes, etc.) para generar la señal de control. Los tipos más

conocidos son: Sensor ocupacional, sensor fotoeléctrico y sensor de tiempo (reloj).

Sensor Ocupacional o detectores de presencia: El sensor ocupacional es un

dispositivo que detecta la presencia de personas en los locales para realizar el

control. Son apropiados para este fin los dispositivos similares a los utilizados en

sistemas de seguridad (alarmas antirrobo), los que están basados principalmente

en dos tipos de tecnología: de infrarroja y de ultrasonido.

Los sensores infrarrojos pasivos (PIR, passive infrared) consisten en resistencia

ópticas que son modificadas a través de una lente de Fresnel. Estos sensores

detectan la ocupación del espacio por diferencias de temperatura entre los

cuerpos en movimientos y el ambiente. Las lentes de Fresnel les otorgan una gran

cobertura espacial. La principal ventaja es que son económicos y el área de

control está perfectamente delimitada.

La tecnología infrarroja requiere línea visual entre el movimiento de la persona que

ocupa el espacio y el dispositivo. Los sensores por tecnología ultrasónica, actúan

por efecto Doppler producido por el movimiento de la fuente emisora. La señal

ultrasónica de un emisor de cristal de cuarzo, reflejada por los objetos del local, es

recibida por uno o más receptores, permitiendo la detección de movimiento por

cambios en el tiempo de retorno de la señal. Debido a que el sonido se propaga

en todas direcciones, se denominan también detectores volumétricos,

característica que deberá considerarse cuando se realiza el diseño de una

instalación con este tipo de sensores, debido a que la existencia de fuentes de

perturbación pueden ocasionar falsos disparos.

241

Sensor fotoeléctrico, es un dispositivo de control electrónico que permite variar el

flujo luminoso de un sistema de iluminación en función de la iluminancia

detectada. El control con sensor fotoeléctrico es casi infalible en la evaluación de

la cantidad de luz. Los sensores no son otra cosa que foto resistencias que son

modificadas a través de una por una lente enfocada sobre el área de interés, como

en el caso de sensores PIR. Cuando se pretende integrar señales de un área

importante del local son apropiadas las lentes de Fresnel, o bien lentes comunes

orientadas sobre un área más reducida, ya sea un escritorio o una porción de

pared.

La ubicación y el enfoque del sensor fotoeléctrico, pueden ser los puntos críticos

para la efectividad de estos dispositivos, que frecuentemente se ve perjudicada

por falsos disparos. El control de la Iluminación (encender, apagar y regular la

iluminación) en la vivienda se realiza tradicionalmente a través de interruptores y

reguladores de iluminación de pared. Con el control de la iluminación integrado en

un sistema de domótica se puede conseguir un importante ahorro energético y

gran aumento del confort.

En las Unidades Inmobiliarias Cerradas se debe disponer de sistemas de

sensores ocupacionales para el encendido del alumbrado de las escaleras,

corredores y pasillos de áreas comunes.

3.6.4. Simbología e identificaciones para instrumentación. Todos los procesos

que la actividad humana desarrolla, están normados con el fin de lograr idiomas o

medios de comunicación que presupone un lenguaje común para las diferentes

actividades profesionales. La estandarización ofrece los fundamentos para este

lenguaje.

242

Las normativas ISA (Instrument Society of America) / ANSI (American National

Standards Institute) son encargadas de normalizar los procesos industriales

prácticamente a nivel mundial.

En este caso observaremos las normativas más importantes a la hora de

desarrollar diagramas PI&D con una breve descripción.

3.6.4.1 NORMA ISA-S5.1-84 (R 1992) El propósito de esta norma es establecer

un medio uniforme de designación los instrumentos y los sistemas de la

instrumentación usados para la medición y control. Con este fin, el sistema de

designación incluye los símbolos y presenta un código de identificación.

Contiene las aplicaciones tales como industriales, (industriaquímica, petrolera,

etc.) aplicaciones en proceso, Aplicaciones a clases de Instrumentación y para

funciones de instrumentos.

También contiene definiciones más importantes en las aplicaciones, tales como

alarma, panel, controlador, relé, estación válvula controlador entre otras. Y

Contiene las siguientes tablas:

Tabla 3.16 Numeración típica de etiquetas.

Fuente: [76]

243

TABLA 3.17.Letras de identificación.

Fuente: [76]

3.6.4.2 NORMA ISA-S5.3-1983. Esta norma se caracteriza por mostrar las

interfaces de conexión con los equipos de campo, instrumentos en la sala de

control y diferentes tipos de hardware.

Define líneas de instrumentación, designación de instrumentos por círculos, simbología para control lógico y secuencial y simbología para ordenadores y Simbología usada en el control digital y distribuido

También es una extensión de la NORMA ISA-S5.1-84 (R 1992).

244

Líneas de instrumentación (se dibujan más finas que las de proceso)

Tabla 3.18 Simbología señales.Conexión a proceso, o enlace mecánico o

alimentación de instrumentos.

Señal neumática

Señal eléctrica

Señal eléctrica (alternativo)

Tuvo capilar

Señal sonora o electromagnética guiada (incluye calor, radio, nuclear, luz)

Señal sonora o electromagnética no guiada

Conexión de software o datos

Conexión mecánica

Señal hidráulica

Fuente [77]

Designación de instrumentos por círculos:

Tabla 3.19 InstrumentosMontado localmente

245

Detrás de la consola (no accesible)

En tablero

En tablero auxiliar

Instrumentos para dos variables medidas o instrumentos de una variable con más de una función.

Fuente [77]

Simbología usada en el control digital y distribuido

Tabla 3.20 Simbología control digital y distribuido. 1. Accesible al operador1.1 Visualización compartida1.2 Visualización y control compartidos1.3 Acceso a la red de comunicaciones1.4 Interface del operador en la red de comunicaciones

2. Interface auxiliar2.1 Montado en panel2.2 Estación manual

3. No accesible normalmente al operador3.1 Controlador3.2 Visualización compartida instalada en campo3.3 Cálculo, acondicionamiento de señal en controlador

compartido

Fuente [77]

Simbología para ordenadores (computadores) cuando son elementos aislados, no parte de un sistema de control distribuido general.

Tabla 3.21 Simbología Ordenadores.Normalmente accesible. Usado habitualmente para designar la pantalla de video.

246

Normalmente no accesible.Interface entrada/salida; Cálculo y acondicionamiento de señal; puede ser un controlador digital o un módulo de cálculo de software.

Fuente: [77]

Símbolos para control lógico y secuencial

Tabla 3.22 Símbolos control lógico y secuencial.Para elementos no definidos interconectando control lógico o secuencial.

Control distribuido interconectando controladores lógicos con funciones lógicas binarias o secuenciales.No accesible al operador

Ídem al anterior accesible al operador

Cálculo o acondicionamiento de señal.

Fuente: [77]

3.6.4.3 NORMA ISA-S5.4-1991 Símbolos y diagramas usados en el control de

procesos para indicar la aplicación en el proceso.

Esta norma es una extensión de las comunicaciones definidos por el ISA-5.1,

Instrumentación Símbolos e identificación ".Esta es la que se encarga de

generalizar la forma de hacer los diagramas de control presentando en una hoja

toda la información necesaria para la instalación, comprobación puesta en marcha

y mantenimiento de los instrumentos que son empleados en la industria.

Se utilizó esta norma para establecer una manera uniforme de designar

instrumentos y sistemas de instrumentación usados para medición y control. Para

247

ello, se presenta un sistema de designación que incluye códigos y símbolos de

identificación.

FIGURA 3.12. Diagrama de circuitos, control neumático, mínimos elementos necesarios.

Fuente: [78]

Requisitos de contenido mínimo. Como mínimo, un diagrama de circuito de

un instrumento deberá contener la información explican a continuación.

1. Identificación de los componentes del circuito y el lazo se muestra en el P &

ID. Otro componente principal del lazo de control se muestra bajo la norma

ISA-5.1, "Instrumentación Símbolos e identificación”.

2. las palabras adecuadas que describa la funciones del lazo en el título. Si no

es adecuada, utilizar un suplemento que tenga en cuenta. Identificar las

características especiales o funciones de los circuitos de cierre y seguridad.

248

3. Indicación de la interrelación de los lazos de instrumentación, incluyendo

aumentos de presupuestos, enclavamientos, en cascada los puntos de

ajuste, paradas y circuitos de seguridad.

2. Todas las interconexiones de punto a punto con números de identificación o

colores de cables eléctricos, conductores, multitudes neumáticas y

neumáticas e hidráulicas. Esta identificación de las interconexiones incluye

cajas de derivación, terminales, mamparos, puertos y conexiones de puesta

a tierra.

3. La ubicación general de los dispositivos como el campo, el panel, el equipo

auxiliar, bastidor, la terminación gabinete, sala de cable de extensión, I / 0

gabinete, etc.

4. Las fuentes de energía de los dispositivos, tales como energía eléctrica,

suministro de aire y aceite hidráulico. Identificar la presión de tensión, y

otros requisitos aplicables. Para eléctrica fuentes, identificar circuito o

desconectar los números.

5. Líneas de proceso y equipos suficientes para describir el lado del proceso

del bucle y proporcionar claridad de acción de control. Incluye lo que se

está midiendo y lo que se está controlando.

6. Las acciones o posiciones a prueba de fallos (electrónicos, neumáticos, o

ambos) de los dispositivos de control tales como controladores,

interruptores, válvulas de control, válvulas de solenoide, y transmisores de

acción reversa (si). Éstos deben ser identificados de acuerdo con ISA-5.1,

"Instrumentación Símbolos e identificación”.

3.7 MEDICIÓN DE VARIABLES FOTOMÉTRICAS.

249

Los proyectos de iluminación, las fuentes y luminarias se deben medir con los

instrumentos adecuados, con las calibraciones y certificaciones acordes con las

normas de metrología establecidas en el país. Las cantidades fotométricas que se

necesitan medir en trabajos de campo son la iluminancia y la luminancia.

3.7.1 Medidor de iluminancia. La iluminancia se mide en Luxes con un

Luxómetro, el cual tiene tres características importantes: sensibilidad, corrección

de color y corrección coseno.

La sensibilidad se refiere al rango de iluminancia que cubre, dependiendo si será

usado para medir luz natural, iluminación interior o exterior nocturna. Para una

adecuada medición de iluminancia se requiere que el luxómetro tenga certificado

de calibración vigente y las siguientes especificaciones técnicas: respuesta

espectral ≤ al 4% de la curva CIE Standard, error de Coseno ≤ al 3% a 30°,

pantalla de 3,5 dígitos, precisión de +/- 5% de lectura +/- un dígito y rango de

lectura entre 0.1 y 19.990 luxes.

La corrección de color se refiere a que el instrumento tiene un filtro de corrección,

para que el instrumento tenga una sensibilidad espectral igual a la del Observador

Standard Fotópico de la CIE. La corrección coseno significa que la respuesta del

medidor de iluminancia a la luz que incide sobre él desde direcciones diferentes a

la normal sigue la ley de coseno.

3.7. 2 Metodología para las mediciones fotométricas en iluminación interior.

250

3.7.2.1 Medición de iluminancia general de un salón. Para mediciones de

precisión el área debe ser dividida en cuadrados y la iluminancia se mide en el

centro de cada cuadrado y a la altura del plano de trabajo. Para la verificación de

diseños se deberán usar las mismas mallas de cálculo empleadas.

La iluminancia promedio del área total se puede obtener al promediar todas las

mediciones. Para tomar las lecturas el sensor del luxómetro se debe colocar en el

plano de trabajo, si no se especifica este parámetro, se considera un plano

imaginario de trabajo de 0,75 m, sobre el nivel del suelo para trabajar sentados y

de 0,85 m para trabajos de pie. Esto se puede lograr por medio de un soporte

portátil sobre el cual se coloca el sensor.

La luz día se puede excluir de las lecturas, ya sea tomándolas en la noche o

mediante persianas, superficies opacas que no permiten la penetración de la luz

día.

El área se debe dividir en pequeños cuadrados, tomando lecturas en cada

cuadrado y calculando la media aritmética. Una cuadrícula de 0,6 metros es

apropiada para muchos espacios.

3.7.2.2 Medición de iluminancia promedio, en áreas regulares con luminarias espaciadas

a. Simétricamente en dos o más filas.

Ver Figura 3.13

251

Figura 3.13 Puntos de medición de iluminancia en la cuadricula de un local con luminarias espaciadas simétricamente en dos o más filas

Fuente: [73]

Eprom = R (N-1) (M-1) + Q (N-1) +T (M-1) + P / NM (Ecuación 3.8)

Dónde:

Eprom Iluminancia promedio

N Número de luminarias por fila.

M Número de filas.

1. Se toman lecturas en los puntos r-1, r-2, r-3 y r-4 para una cuadricula típica

interior. Se repite a los puntos r-5, r-6, r-7 y r-8 para una cuadrícula típica central,

promedie las 8 lecturas. Este es el valor R de la ecuación de la iluminancia

promedio.

2. Se toman lecturas en los puntos q-1, q-2, q-3, y q-4, en dos cuadrículas típicas

de cada lado del salón. El promedio de estas cuatro lecturas es el valor Q de la

ecuación de la iluminancia promedio.

252

3. Se toman lecturas en los puntos t-1, t-2, t-3, y t-4 en dos cuadrículas típicas de

cada final del salón, se promedian las cuatro lecturas. Este es el valor T de la


4. Se toman lecturas en los puntos p-1, p-2, en dos cuadrículas típicas de las

esquinas, se promedian las dos lecturas. Este es el valor P de la ecuación de la

iluminancia promedio.

5. Se determina la iluminancia promedio en el área utilizando la ecuación de

Eprom.

b. Áreas regulares luminaria simple con localización simétrica.

Ver figura 3.14

Figura 3.14 Puntos de medición de iluminancia de una luminaria en la cuadricula de un local con una sola luminaria

Fuente: [73]

Se toman lecturas en los puntos p-1, p-2, p-3, y p-4, en todas las cuatro

cuadrículas, se promedian las cuatro lecturas. Este es el valor P de la ecuación de

la iluminancia promedio del área en la Figura 5.0.

253

c. Áreas regulares con luminarias individuales en una sola fila.

Ver Figura 3.15

Figura 3.15. Puntos de medición de iluminancia en la cuadricula de un local con

luminarias individuales en una sola fila

Fuente [73]

Eprom = Q(N-1) + P / N (Ecuación 3.9)

Dónde:

Eprom = Iluminancia promedio; N Número de luminarias.

1. Se toman lecturas en los puntos q-1, hasta q-8, en cuatro cuadrículas típicas,

localizadas dos en cada lado del área. Se promedian las 8 lecturas. Este es el

valor de Q de la ecuación de la iluminancia promedio.

254

2. Se toman lecturas en los puntos p-1, y p-2, para dos cuadrículas típicas de las

esquinas. Se promedian las 2 lecturas. Este es el valor P de la ecuación de la



Eprom.

d. Áreas regulares con luminarias de dos o más filas.

Ver Figura 3.16.


dos o más filas de luminarias

Fuente: [73]

Eprom = RN (M-1) (M-1) + QN +T (M-1) + P / M (N+1) (Ecuación 3.10)

Dónde:

Eprom Iluminancia promedio;

255

N Número de luminarias por fila

M Número de filas.

1. Se toman lecturas en los puntos r-1, r-2, r-3 y r-4 localizados en el centro

del área y se promedian las 4 lecturas. Este es el valor R de la ecuación de

la iluminancia promedio.

2. Se toman lecturas en los puntos q-1, y q-2, localizadas en la mitad de cada

lado del salón y entre la fila de luminarias más externa y la pared. El

promedio de estas dos lecturas es el valor Q de la ecuación de la


3. Se toman lecturas en los puntos t-1, t-2, t-3, y t-4 en cada final del salón. Se

promedian las cuatro lecturas. Este es el valor T de la ecuación de la


4. Se toman lecturas en los puntos p-1, p-2, en dos cuadrículas típicas de las

esquinas. Se promedian las dos lecturas. Este es el valor P de la ecuación

de la iluminancia promedio.


Eprom.

e. Áreas regulares con fila continúa de luminarias individuales.

Ver Figura 3.17.

256

Figura 3.17 Puntos de medición de iluminancia en la cuadricula de un local con

una fila continua de luminarias

Fuente: [73]

Eprom = QN +P / N +1 (Ecuación 3.11)

Donde

Eprom= Iluminancia promedio;

N= Número de luminarias.

1. Se toman lecturas en los puntos q-1, hasta q-6. Se promedian las 6

lecturas. Este es el valor Q de la ecuación de la iluminancia promedio.

2. Se toman lecturas en los puntos p-1, y p-2, para dos cuadrículas típicas

de las esquinas. Se promedian las 2 lecturas. Este es el valor P de la


3. Se determina la iluminancia promedio en el área utilizando la ecuación

de Eprom.

f. Áreas regulares con cielorraso luminoso con luminarias con rejillas.

Ver Figura 5.3

257


cielorraso luminoso con luminarias con rejillas.

Fuente: [73]

Eprom = R (L-8) (W-8) +8 Q (L-8) + 8T (W-8) + 64P / WL (Ecuación 3.12)

Dónde:

Eprom Iluminancia promedio, W Número de luminarias por fila y L Número de filas.

1. Se toman lecturas en los puntos r-1, r-2, r-3 y r-4 localizados

aleatoriamente en el centro del área. Se promedian las 4 lecturas.

Este es el valor R de la ecuación de la iluminancia promedio.

2. Se toman lecturas en los puntos q-1, y q-2, localizados a 0,6 m de las

paredes más largas, a una longitud aleatoria del salón. Se promedian

estas dos lecturas. Es el valor Q de la ecuación de la iluminancia

promedio.

3. Se toman lecturas en los puntos t-1, t-2, t-3, y t-4 localizados a 0,6 m

de las paredes cortas. Se promedian las dos lecturas. Este es el valor

T de la ecuación de la iluminancia promedio.

258

4. Se toman lecturas en los puntos p-1, p-2, localizados diagonalmente

en esquinas opuestas. Se promedian las dos lecturas. Este es el P de

la ecuación de la iluminancia promedio.

5. Se determina la iluminancia promedio en el área utilizando la ecuación

de Eprom.

a. La medición de iluminancia general (promedio) de un salón puede ser

necesaria por cualquiera de las siguientes razones:

Para verificar el valor calculado de una instalación nueva.

Para determinar si hay acuerdo con una especificación o práctica

recomendada.

Para revelar la necesidad de mantenimiento, modificación o

reemplazo.

Para verificar las condiciones de contrate de brillo en un puesto de

trabajo

Por comparación con el objeto de lograr una solución que sea

recomendable desde los puntos de vista de calidad de luz y

economía.

A menos que se especifique de otra forma, las mediciones sobre el plano

horizontal deben realizarse a una altura de 0,85 m. sobre el piso.

Es muy importante registrar una descripción detallada del área de la medición,

junto con todos los otros factores que pueden afectar los resultados, tales como:

Tipo de bombilla y su tiempo de utilización;

Tipo de luminaria y balasto;

Medida de la tensión de alimentación

Reflectancias de la superficie interior;

Estado de mantenimiento, último día de limpieza;

Instrumento de medición usado en la medición

259

Antes de tomar las lecturas, la fotocelda del luxómetro debe ser previamente

expuesta hasta que las lecturas se estabilicen – que usualmente requiere de 5 a

15 minutos. Se debe tener cuidado de que ninguna sombra se ubique sobre la

fotocelda cuando se realizan las lecturas. Una vez estabilizado el equipo, la lectura

a tomar para el análisis es el valor promedio indicado en la pantalla. Normalmente

los equipos actuales suministran los valores Máximo – Mínimo y Promedio siendo

este valor promedio el que se utiliza para establecer las condiciones de trabajo.

La medición de iluminancia de un sistema de iluminación artificial se debe realizar

en la noche o con ausencia de luz día. Antes de realizar las mediciones, las

bombillas se deben encender y permitir que la cantidad de luz que emiten se

estabilice. Si se utilizan bombillas de descarga, se debe permitir al menos que

transcurran 20 minutos antes de tomar las lecturas. Cuando el montaje es de

lámparas fluorescentes totalmente encerradas, el proceso de estabilización puede

tomar mayor tiempo.

Si se encuentran instalaciones con lámparas fluorescentes o de descarga nuevas,

se debe esperar al menos 100 horas de operación antes de tomar las mediciones.

Si el área contiene maquinaria alta o estantes altos, generalmente se obtiene un

promedio de iluminancia de baja calidad o de resultados sospechoso. Por

consiguiente la iluminancia debe medirse sólo en las zonas o lugares donde es

necesario para la actividad que se quiere realizar.

Durante la medición, los valores de incidencia de la luz no deben ser influenciados

por la persona que lleva a cabo la medición ni por los objetos que se encuentren

en la posición que les corresponde (debido a que generan sombras o reflexiones).

Por lo general, la medición de la iluminancia promedio horizontal se realiza en

recintos vacíos o en recintos o zonas libres de muebles cuya altura total sea

superior a la del plano de medición.

260

3.7.3 Medición de iluminancia en puestos de trabajo. Se deben medir tantos

puestos de trabajo como puestos existan, debido a que el nivel de iluminación

depende de la posición de cada puesto de trabajo respecto a las luminarias tanto

naturales como artificiales así como de los posibles obstáculos que pueden

generar sombras sobre ellos.

Cuando se complementa el alumbrado general con iluminación localizada, el punto

de trabajo debe medirse con el trabajador en su posición de trabajo normal. El

instrumento de medición debe estar localizado en la superficie o plano de trabajo o

en la porción del área de trabajo donde se realiza la tarea visual crítica (horizontal,

vertical, inclinada).

Cuando los niveles de iluminancia en los puestos de trabajo, se encuentren por

debajo de los rangos recomendados y las condiciones de uniformidad son

apropiadas, la situación inicialmente se puede solucionar mejorando la reflexión de

luz por las superficies del salón (es más económico el cambio de color de

superficies por unas más reflectivas), o en su defecto es necesario determinar las

condiciones de mantenimiento, tanto de luminarias como de paredes, techos,

pisos y superficies traslucidas, incrementar la iluminación natural y por último,

mejorar el nivel de iluminancia, incrementando la emisión de flujo luminoso de las

luminarias, cambiando el tipo de bombilla existente por otras que emitan mayor

flujo luminoso, para ello es necesario usar los criterios de diseño.

Finalmente los datos obtenidos en las evaluaciones se deben registrar.

261

3.7.4 Resultados de las mediciones. Se debe elaborar y mantener un reporte

que contenga la información obtenida en el reconocimiento, los documentos que lo

complementen, los datos obtenidos durante la evaluación.

3.8 NIVELES DE ILUMINANCIA EN LAS INSTALACIONES DEL HUEM

Véase el anexo 6 inventario y estado funcional HUEM.

3.8.1 Metodología para el cálculo de los niveles de iluminación del HUEM

3.8.1.1 Dimensionamiento. Se especifica cada una de las dimensiones del área

seleccionada a realizar los cálculos, como su largo, ancho y alto.

3.8.1.2 Niveles de iluminancia requerida

Tabla 3.23. Niveles iluminancia

ESCENARIO DEL HOSPITAL NIVEL DE LUMINANCIA MEDIO

Pasillos 100

Baños 150

Bodegas 150

Salas en general (cuarto del trapero) 100

Salas de examen 500

262

Habitaciones 100

Oficina 500

Fuente: [73]

3.8.1.3 Datos de lámparas. Con el catálogo de iluminarias Sylvania obtenemos

los datos técnicos de cada una de las lámparas:

Tabla 3.24 Datos técnicos lámparas.

263

Fuente: [79]

Tabla 3.25 Datos técnicos lámparas.

Fuente: Catalogo [79]

3.8.1.4 Altura de suspensión de las luminarias en locales de altura elevada

Tabla 3.26 Altura de suspensión de las luminarias en locales de altura elevada7.

Tipo de local Altura de las luminarias

264

Locales de altura normal (oficinas,

viviendas, aulas...)

Lo más altas posibles

Locales con iluminación directa,

semidirecta y difusa

Mínimo:

h= 23 .(H-h')

Óptimo:

h= 45 .(H-h')

Locales con iluminación indirecta d≈ 15 .(H-h') d≈

34 .(H-h')

Fuente: [73]

3.8.1.5 Coeficiente de utilización (Cu) El coeficiente de utilización, indica la

relación entre el número de lúmenes emitidos por la lámpara y los que llegan

efectivamente al plano ideal de trabajo.

a. Cálculo del índice del local

El índice del local (k) se averigua a partir de la geometría de este.

Para luminarias predominantemente directas

k = a∗b

h∗(a+b) (Ecuación 3.13)

a. Cálculo de los coeficientes de reflexión. De techo, paredes y suelo

La reflexión de la luz depende el tipo de material o superficie en el que incide,

por tanto, no es lo mismo que los acabados de tu local sean de un material u

otro en cuanto a la luz se refiere. Los coeficientes de reflexión de techo,

paredes y suelo se encuentran normalmente tabulados para los diferentes

tipos de materiales, superficies y acabado.

265

3.8.1.6. Calculo del Coeficiente de Utilización (CU) Los porcentajes de

Reflectancia del techo o piso de aproximan de acuerdo a sus cifras significativas y

se interpola para obtener el valor exacto.

Tabla 3.27 Valores de Reflectancia (aproximada) en % para colores y texturas

Fuente: [73]

Tabla 3.28 Porcentaje Reflectancia

266

Fuente [73]

Tabla 3.29 Porcentaje Reflectancia

Fuente: [73]

Para determinar el valor preciso de CU se interpola en la ecuación:

x2 = ((y2 - y1)(x3 - x1) / (y3 - y1)) + x1 (Ecuación 3.14 )

267

3.8.1.7 Coeficiente de mantenimiento (cm) o conservación de la instalación. Este coeficiente hace referencia a la influencia que tiene en el flujo que emiten las

lámparas el grado de limpieza de la luminaria. Dependerá, por consiguiente, del

grado de suciedad ambiental y de la frecuencia de la limpieza del local.

Para determinarlo, suponiendo una limpieza periódica anual, puedes tomar los

siguientes valores.

Tabla 3.30 Calculo Del Coeficiente De Utilización

Ambiente Factor de mantenimiento(Fm)

Limpio 0.8

Sucio 0.6

Fuente: [73]

3.8.1.8 Calculo de la iluminancia promedio y numero de luminarias necesarias.

Calculo de La iluminancia promedio

Φ = Em∗¿ s

cu∗cm¿ (Ecuación 3.15)

268

Determinar el número de luminarias que precisas para alcanzar el nivel de

iluminación adecuado.

El número de luminarias, se calcula según la Ecuación 3.7, vista

anteriormente.

3.8.2 Calculo de nivel de iluminancia del 5° piso. A continuación se realizarán

los cálculos de niveles de iluminancia a cada uno de los escenarios del 5° piso del

HUEM

a. Pasillo principal ala A

Dimensiones

Largo 46.70 m

Ancho 2.25 m

Alto 4 m

Fijar la altura del plano de trabajo:

Por normativa colombiana RETILAP se establece que En casos como pasillos,

vestíbulos, halls, etc. se considera que la altura del plano de trabajo es 0.

Determinar el nivel de iluminancia media (Em) que ha de tener un pasillo

Para áreas de circulación la norma RETILAP establece que el nivel medio que es

el que se persigue en un diseño seria 100 lx

Identificar el tipo de lámpara que se va a utilizar.

269

En este caso, la lámpara es una fluorescente lineal F17T8 luzline plus marca

Sylvania. Se elige porque tiene una aceptable reproducción de color y es más

eficiente energéticamente hablando, que las incandescentes.

Identificar el tipo de luminaria a utilizar.

La luminaria tiene 2 lámparas cada una de ellas con un flujo de 1.400 lúmenes.

En total, el flujo de las lámparas de cada luminaria es de: 2 x 1.400 = 2.800

lúmenes

Determinar la altura de suspensión a la que vas a colocar las luminarias.

Generalmente la altura de suspensión de las luminarias para locales de altura

normal será aquella que resulte de colocar las luminarias lo más alto posible

Calcular el coeficiente de utilización (Cu)

El coeficiente de utilización, indica la relación entre el número de lúmenes

emitidos por la lámpara y los que llegan efectivamente al plano ideal de trabajo.

a. Calcular el índice del local (k)

En este caso por el tipo de luminaria que se tiene, la iluminación es directa (hacia

abajo). Se reemplaza en la ecuación 3.13

k = 46.7∗2.25

4∗(46.7+2.25) = 0.53

b. Calculo de los coeficientes de reflexión.

Techo y paredes: color blanco viejo: índice de refracción: 76

Piso: color blanco viejo: índice de refracción: 76

270

c. Calculo CU

Teniendo en cuenta las tablas de reflexión del techo, paredes y piso se interpola

para obtener el valor preciso de CU

Mediante la ecuación 3.14 se calcula el valor CU.

Se interpola entre índice de cavidad 0.4 (76,77) y 0.6 (75,76)

Índice de cavidad: 0.4

Tabla 3.31 Interpolación 1.

Y X

70 76

76 cu1

80 77

Fuente: Autores

cu1 = (76-70) (77-76) / (80-70) + 76

cu1 = 6*5 / 10 + 63 = 76.6


271

Tabla 3.32 Interpolación 2

Y x

70 75

76 cu2

80 76

Fuente Autores.

cu2 = (76-70) (76-75) / (80-70) + 75

cu2 = 75.6


Y x

0.4 76.6

0.53 cu3

0.6 75.6

Fuente: Autores.

272

x2 = ((y2 - y1) (x3 - x1) / (y3 - y1)) + x1

cu3 = (0.53-0.4) (75.6-76.6) / (0.6-0.4) + 76.6

cu3 = 75.95

Como este valor es un porcentaje, en realidad se habla de: Cu= 0,7595

Determinar el coeficiente de mantenimiento (Cm) o conservación de la instalación:

En el pasillo se supone un ambiente limpio por lo que se toma: Cm =0,8

Calculo del nivel de iluminancia y numero de luminarias para este escenario.

Se sustituye los valores obtenidos:

Φ = 100∗46.70∗2.250.7595∗0.8 = 17293,44 lúmenes

El flujo luminoso total necesario es = 17293,44 lúmenes.

Determinar el número de luminarias que se precisan para alcanzar el nivel de

iluminación adecuado.

Reemplazando en la ecuación 3.7 los valores, se obtiene el número de

luminarias.

NL = 17293.442∗1400 = 6.17 ≈ 6

Es decir, se deben colocar 6 luminarias que tienen 2 lámparas cada una en su

interior.

273

b. Pasillo auxiliar

Largo 7.68 m

Ancho 3.4 m

Alto 4 m

Altura del plano de trabajo es 0.

Lúmenes= 100 lx

Luminaria: F17T8 luzline

I. índice del local (k)

k = 7.68∗3.4

4∗(3.4∗7.68) = 0,589 ≅ 0.6

II. coeficientes de reflexión.

Techo y paredes: color blanco viejo: índice de refracción 76

Piso: color blanco viejo: índice de refracción 76

III. calculo CU

Se interpola mediante la ecuación 3.14 entre los valores (75,76)



Y x

274

70 75

76 cu2

80 76

Fuente: Autores

cu❑ = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu❑ = 75.6

Cu= 0,756

IV. Coeficiente de mantenimiento (Cm) o conservación de la instalación:

Cm =0,8

V. Flujo luminoso y número de luminarias para alcanzar el nivel de iluminación

adecuado.

Φ = 100∗7.68∗3.4

0.756∗0.8 = 4317,46 lúmenes

Flujo luminoso total necesario = 4317,46 lúmenes

NL = 4317,462∗1400 = 1,54 ≅ 2

275

Cantidad de luminarias = 2

c. Pasillo principal ala B

Largo 48.60 m Ancho 2.5 m Alto 4 m Plano de trabajo es 0.

Lúmenes= 100 lx

Luminaria F17T8 luzline 2 x 1.400 = 2.800 lúmenes

I. Calcula el índice del local (k)

k = 48.6∗2.54∗(48.6+2.5) = 0,594 ≅ 0.6

II. Calculo de los coeficientes de reflexión.



III. calculo CU

Se interpola mediante la ecuación 3. Entre los valores (75,76)

Índice de local 0.6


276

Y x

70 75

76 cu2

80 76

Fuente: Autores

cu❑ = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu❑ = 75.6

Cu= 0,756


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗48.6∗2.50.756∗0.8 = 20089,28 lúmenes

Flujo luminoso necesario = 20089,28 lúmenes

NL = 20089,282∗1400 = 7,174 ≅ 8

Cantidad luminarias= 8

277

d. Habitación aislada hospitalizada

Largo 4.20

Ancho 3.20

Alto 3 m

Plano de trabajo es 0.

Lúmenes= 100 lx

Luminaria A19 100 W marca Silvanya. Flujo de 1250 lúmenes.

I. Índice del local (k)

k = 4.2∗3.2

3∗(4.2+3.2) = 0.6

II. Coeficientes de reflexión.



III. Calculo CU

Se interpola entre los valores (76, 75) usando la ecuación 3.14



Y x

278

7

0

75

7

6

cu1

8

0

76

Fuente: Autores

cu❑ = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu❑ = 75.6

Cu= 0,756


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗4.2∗3.2

0.756∗0.8 = 2222.2 lúmenes

Flujo luminoso = 2222.2 lúmenes

NL = 2222.21250 = 1.77 ≈ 2

279

Luminarias= 2 luminarias

e. Baño aislado hospitalizado

Largo 1.70

Ancho 1.65

Alto : 2.5 m

Plano de trabajo es 0. Iluminancia 150 lx Luminaria A19 100 W marca Silvanya . 1250 lúmenes


k = 1.7∗1.65

2.5∗(1.7+1.65) = 0.33



Suelo: color blanco viejo: índice de refracción 76

III. Calculo CU

Se interpola entre los valores (67,71) y (66,70) mediante la fórmula 3.



280

Y x

7

0

78

7

6

cu1

8

0

78

Fuente: Autores

cu❑ = (76-70)(78-78) /(80-70) + 78

cu❑ = 78



Y x

70 76

76 cu2

281

80 77

Fuente: Autores

cu❑ = (76-70)(77-76) /(80-70) + 76

cu❑ = 76.6

Por último se interpola entre cada índice de cavidad


Y x

0.2 78

0.33 cu3

0.4 76.6

Fuente: Autores

x2 = ((y2 - y1)(x3 - x1) / (y3 - y1)) + x1

cu3 = (0.33-0.2)(76.6-78) / (0.4 – 0.2) + 78

282

cu3 = 77.09

Cu= 0,7709


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 150∗1.7∗1.650.7709∗0.8 = 682,23 lúmenes

Flujo luminoso = 682,23 lúmenes

NL = 682,231250 = 0,545 ≈ 1

Luminarias = 1

f. Habitación múltiple

Largo 8 m

Ancho 6.45 m

Alto 3 m


Iluminancia 100 lx

283

Luminaria A19 100 W marca Sylvania. 1250 lúmenes.


k = 8∗6.45

3∗(8+6.45) = 1.19 ≅ 1.2




III. Calculo CU

Se interpola entre los valores (70, 73) mediante la fórmula 3.14



Y X

7

0

70

7

6

cu1

8 73

284

0

Fuente: Autores

cu❑ = (76-70)(78-78) /(80-70) + 78

cu❑ = 78

Cu= 0,78


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗8∗6.45

0.78∗0.8 = 8269,23 lúmenes

Flujo luminoso= 8269,23 lúmenes

NL = 8269,23

1250 = 6.6 ≈ 7

Luminarias = 7

285

g. Baño de habitación múltiple

Largo 0.85m

Ancho 1.65 m

Alto 2.5 m


Iluminancia 150 lx

Luminaria A19 100 W marca Silvanya. 1250 lúmenes.


k = 0.85∗1.65

2.5∗(0.85+1.65) = 0.2




III. Calculo CU

Se interpola entre los valores (67,71) mediante la fórmula 3.14



286

Y x

70 78

76 cu1

80 78

Fuente: Autores

cu❑ = (76-70)(78-78) /(80-70) + 78

cu❑ = 78

Cu= 0,78


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 150∗0.85∗1.65

0.78∗0.8 = 337,14 lúmenes


287

NL = 337,141250 = 0.3 ≈ 1

Luminarias= 1

h. Sala de examen

Largo 3.15

Ancho 5.50 m

Alto :3 m

Plano de trabajo es 0

Iluminancia 500 lx

Luminaria A19 100 W marca Silvanya.1250 lúmenes.


k = 3.15∗5.5

3∗(3.15+5.5) = 0,67




III. Calculo CU



288


Y x

7

0

75

7

6

cu1

8

0

76

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6



Y x

7 73

289

0

7

6

Cu2

8

0

75

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(75-73) /(80-70) + 73

cu2 = 74.2



Y X

290

0.6 75.6

0.66 Cu3

0.8 74.2

Fuente: Autores

cu3 = (0.66-0.6)(74.2-75.6) /(0.8-0.6) + 75.6

cu3 = 75,18

Cu= 0,7518


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 500∗3.15∗5.5

0,7518∗0.8 = 14402,93 lúmenes


NL = 14402,93

1250 = 11,52 ≈ 12

Luminarias= 12

291

i. Salón de ropa sucia

Largo 3.15

Ancho 3.8 m

Alto: 3 m

Plano de trabajo es 0 – 0.85.

Iluminancia 100 lx



k = 3.15∗3.8

3∗(3.15+3.8) = 0,57 ≅ 0.6




III. calculo CU

Interpola entre los valores (75,76) mediante la fórmula 3.14



292

Y x

7

0

75

7

6

cu1

8

0

76

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6

Cu= 0,756


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗3.15∗3.8

0,756∗0.8 = 1979,17 lúmenes

293


NL = 1979,17

1250 = 1,58 ≈ 2

Luminarias= 2

j. salón de ropa limpia

Largo 3.15

Ancho 3.8 m

Alto: 3 m

Plano de trabajo es 0 - 0.85.

Iluminancia 100 lx

A19 100 W marca Silvanya. 1250 lúmenes.


k = 3.15∗3.8

3∗(3.15+3.8) = 0,57 ≅ 0.6




III. calculo CU

294

Interpola entre los valores (75,76) mediante la fórmula 3.14



Y X

70 75

76 Cu

80 76

Fuente: Autores

cu❑ = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu❑ = 75.6

Cu= 0,756


Cm =0,8

295


adecuado.

Φ = 100∗3.15∗3.8

0,756∗0.8 = 1979,17 lúmenes


NL = 1979,17

1250 = 1,58 ≈ 2

Luminarias= 2

k. Habitación múltiple paciente

Largo 6.4m

Ancho 7.85 m

Alto :3 m


Iluminancia 100 lx

Luminarias A19 100 W marca Silvanya. 1250 lúmenes.

Índice del local (k)

k = 6.4∗7.85

3∗(6.4+7.85) = 1,175≅ 1.2

296




III. Calculo CU




Y x

70 70

76 cu1

80 73

Fuente Autores

cu❑ = (76-70)(73-70) /(80-70) + 70

cu❑ = 71,8

Cu= 0,718

297


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗7.85∗6.40.718∗0.8 = 8746,52 lúmenes


NL = 8746,52

1250 = 6,99 ≈ 7

Luminarias= 7

l. Recepción de enfermeras

Largo 7.8 m

Ancho 13.4 m

Alto :4 m

Plano de trabajo es 0 - 0.85.

Iluminancia 300 lx

Luminaria F75/85W/54-765 luzline marca Sylvania. 5000 lúmenes.


298

k = 13.4∗7.8

4∗(7.8+13.4) = 1.2




III. Calculo CU

Se interpola entre los valores (70, 73) mediante la fórmula 3.14



Y x

7

0

70

7

6

cu1

8

0

73

Fuente: Autores

299

cu❑ = (76-70)(78-78) /(80-70) + 78

cu❑ = 78

Cu= 0,78


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 300∗7.8∗13.4

0.78∗0.8 = 50250 lúmenes

Flujo luminoso = 50250 lúmenes

NL = 5025010.000 = 6

Luminarias = 6

m. Hall interno ascensor

Largo 6.7m

Ancho 12.45 m

Alto :4 m


Iluminancia 100 lx

Luminaria F17T8 luzline plus marca Sylvania. 1.400 Lúmenes


300

k = 6.7∗12.45

2.5∗(6.7+12.45) = 1,74




III. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67,71) , mediante la ecuación 3.14



Y x

70 67

76 cu1

80 71

Fuente: Autores.

301

cu1 = (76-70)(71-67) /(80-70) + 67

cu1 = 69.4



Y x

7

0

66

7

6

Cu2

8

0

70

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(70-66) /(80-70) + 66

cu2 = 68.4

Índice de cavidad: 1,74

302


Y X

1.7 69.4

1,74 CU 3

1.8 68.4

Fuente: Autores

CU 3= (1.74 – 1.7)(68.4 – 69.4) /(1.8 – 1.7) + 69.4

CU 3= 69

Cu3= 0,69


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗6.7∗12.450.69∗0.8 = 15111,41 lúmenes

303


NL = 15111,41

2 800 = 5,396 ≈ 6

Luminarias= 6

n. Hall publico visitas

Largo 4.5m Ancho 15.05 m Alto: 4 m Plano de trabajo 0 – 0.85.

Iluminancia 100 lx

Luminaria F17T8 luzline plus marca Sylvania. 1.400 Lúmenes.

.


k = 4.5∗15.05

4∗(4.5+15.05) = 0,87




304

III. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67, 71), mediante la ecuación 3.14.



Y x

70 73

76 cu1

80 75

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(75 - 73) /(80-70) + 73

cu1 = 74. 2


305


Y x

70 74. 2

76 Cu2

80 74

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(74 - 72) /(80-70) + 72

cu2 = 73. 2



Y X

0.8 74.

2

0.8

7

cu3

1.0 73.

306

2

Fuente: Autores

cu3 = (0.87 – 0.8) (73.2 – 74.2 ) /(1 – 0.8) + 74.2

cu3 = 73,85

Cu= 0,7385


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗4.5∗15.05

0,7385∗0.8 = 11463,27 lúmenes


NL = 11463,27

2.800 = 4,09 ≈ 4

Luminarias= 4

o. Vestidor de enfermeras

307

Largo 3.15m

Ancho 4.15 m

Alto: 3 m


Iluminancia 150 lx

Luminaria F17T8 luzline plus marca Sylvania. 1.400 lúmenes.


k = 3.15∗4.15

3∗(3.15+4.15) = 0,5969 ≅ 0.6




III. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67,71). Ecuación 3.14



Y X

308

70 75

76 cu1

80 76

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(76 - 75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6

Cu= 0,756


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 150∗3.15∗4.15

0,756∗0.8 = 3242,18 lúmenes


NL = 3242,18

2800 = 1,15 ≈ 2

309

Luminarias= 1

p. Salón enfermería jefe

Largo 4.0 m

Ancho 5.02 m

Alto :3 m


Iluminancia 300 lx



k = 4∗5.02

3∗(4+5.02) = 0,74




III. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67,71), Ecuación 3.14

310



Y X

7

0

75

7

6

cu1

8

0

76

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6



311

Y X

70 73

76 Cu2

80 75

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(75-73) /(80-70) + 73

cu2 = 74.2

x2 = ((y2 - y1)(x3 - x1) / (y3 - y1)) + x1



Y X

0.6 75.6

0.74 Cu3

0.8 74.2

312

Fuente: Autores

cu3 = (0.74 – 0.6)(74.2 – 75.6 ) /(0.8 – 0.6) + 75.6

cu3 = 75,404

cu3 = 0,754


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 300∗4∗5.020,754∗0.8 = 9986,74 lúmenes


NL = 9986,74

2 800 = 3,566 ≈ 4

Luminarias= 4

q. Salón reuniones

Largo 4.5 m

Ancho 6.72 m

Alto : 3 m

313


Iluminancia 300 lx

Luminaria F17T8 luzline plus marca Sylvania. 1.400 lúmenes


k = 4.5∗6.72

3∗(4.5+6.72) = 0,89




III. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67,71).Ecuación 3.14



Y X

7

0

73

7 cu1

314

6

8

0

75

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(75-73) / (80-70) + 73

cu1 = 74.2



Y X

7

0

72

7

6

Cu2

8

0

74

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(74-72) /(80-70) + 72

315

cu2 = 73.2



Y X

0.8 74.2

0.89 Cu3

1.0 73.2

Fuente: Autores

cu1 = (0.89 -0.8)(73.2 – 74.2) /(1.0 – 0.8 ) + 74.2

cu1 = 73,75

Cu= 0,7375


Cm =0,8


adecuado.

316

Φ = 300∗4.5∗6.72

0,7375∗0.8 = 15376,27 lúmenes


NL = 15376,27

2.800 =5,491 ≅ 6

Luminarias= 6

r. Deposito

Largo 1.7 m

Ancho 2.80 m

Alto :3 m


Iluminancia 150 lx

F17T8 luzline plus marca Sylvania.1.400 lúmenes.


k = 1.7∗2.8

3∗(1.7+2.8) = 0,35




317

III. Calculo CU




Y X

70 78

76 cu1

80 78

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(78-78) /(80-70) + 78

cu1 = 78



Y X

318

70 76

76 cu2

80 77

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(77-76) /(80-70) + 76

cu2 = 76.6



Y X

0.2 78

0.35 cu3

0.4 76.6

Fuentes: Autores

cu3 = (0.35-0.2)(76.6-78) / (0.4 – 0.2) + 78

cu3 = 76,95

319

Cu= 0,7695


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 150∗1.7∗2.80,7695∗0.8 = 1159,84 lúmenes


NL = 1159,84

1250 = 0,41 ≅ 1

Luminarias 1

s. Lavatrapero

Largo 2.3 m

Ancho 1.35 m

Alto :3 m


Iluminancia 100 lx


320


k = 2.3∗1.35

3∗(2.3+1.35) = 0,28




III. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67,71), ecuación 3.14



Y x

70 78

321

76 cu1

80 78

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(78-78) /(80-70) + 78

cu1 = 78



Y x

70 76

76 cu2

80 77

322

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(77-76) /(80-70) + 76

cu2 = 76.6



Y X

0.2 78

0,28 cu3

0.4 76.6

Fuente: Autores

x2 = ((y2 - y1)(x3 - x1) / (y3 - y1)) + x1

323

cu3 = (0,28-0.2)(76.6-78) / (0.4 – 0.2) + 78

cu3 = 77,44

Cu= 0,7744


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗0.85∗1.65

0,7744∗0.8 = 144,88 lúmenes


NL = 144,881250 = 0,1159 ≅ 1

Luminarias 1

t. Oficina secretaria 5 y 6 piso

Largo 4.35 m

Ancho 3.10 m

Alto :3 m

Plano de trabajo es 0 – 0.85

324

Iluminancia 500 lx

F17T8 luzline plus marca Sylvania. 1.400 lúmenes.


k = 4.35∗3.1

3∗(3.1+4.35) = 0,60




III. calculo CU




Y x

7

0

75

325

7

6

cu1

8

0

76

Fuente: Autores.

cu1 = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6

Cu= 0,756


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 500∗4.35∗3.10,756∗0.8 = 11148,31 lúmenes


NL = 11148,31

2800 = 3,981 ≅ 4

Luminarias= 4

326

u. Salón Gineco obstetricia

Largo 4.35 m

Ancho 3. m

Alto: 3 m

Plano de trabajo es 0 – 0.85

Iluminancia 1000 lx



k = 4.35∗3

3∗(4.35+3) = 0,5918 ≅ 0.6




III. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67,71). Ecuación 3.14.



327

Y x

70 75

76 cu1

80 76

Fuente: Autores

cu1= (76-70)(76 - 75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6

Cu= 0,756


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 1000∗4.35∗30,756∗0.8 = 21577,38 lúmenes


NL = 21577,38

2.800 = 7,706 ≅ 8

328

Luminarias= 8

v. Cocina

Largo 9.5 m

Ancho 4.10 m

Alto :3 m


Iluminancia 100 lx



k = 9.5∗4.1

3∗(9.5+4.1) = 0,95




III. Calculo CU



329


Y X

70 73

76 cu1

80 75

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(75 - 73) /(80-70) + 73

cu1 = 74.2



Y X

7

0

72

7

6

Cu2

8 74

330

0

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(74 - 72) /(80-70) + 72

cu2 = 73.2



Y x

0.8 74.2

0.95 Cu3

1.0 73.2

Fuente: Autores

cu3 = (0.95 – 0.8)(73.2- 74.2) /(1- 0.8) + 78

cu3 = 77,25

Cu= 0,7725

IV. coeficiente de mantenimiento (Cm) o conservación de la instalación:

331

Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗9.5∗4.10,7725∗0.8 = 6302,58 lúmenes


NL = 6302,58

2800 = 2,25 ≈ 3

Luminarias= 3

3.8.3 Calculo de nivel de iluminancia del 10° piso

a. Pasillo principal

Largo 46.40 m

Ancho 2.25 m

Alto 4 m


Iluminancia 100 lx

Luminaria F17T8 luzline plus marca Sylvania.1.400 lúmenes

332


k = 46.4∗2.25

4∗(46.4+2.25) = 0,53




III. calculo CU

Se interpola entre índice de cavidad 0.4 (76,77) y 0.6 (75,76), mediante la

ecuación 3.14



Y x

7

0

76

333

7

6

cu1

8

0

77

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(77-76) /(80-70) + 76

cu1 = 6*5 / 10 + 63 = 76.6



Y x

70 75

334

76 cu2

80 76

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu2 = 75.6


Y x

0.4 76.6

0.53 cu3

0.6 75.6

Fuente: Autores

x2 = ((y2 - y1)(x3 - x1) / (y3 - y1)) + x1

cu3 = (0.53-0.4)(75.6-76.6) / (0.6-0.4) + 76.6

335

cu3 = 75.95

Cu= 0,7595


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗46.4∗2.25

0.7595∗0.8 = 17182,35 lúmenes


NL = 17182,352∗1400 = 6,136 ≈ 7

Luminarias 7

b. Pasillo auxiliar

Largo 8 m

Ancho 3.4 m

Alto 4 m

Plano de trabajo es 0- 0.85.

Iluminancia 100 lx

336

Luminaria F17T8 luzline plus marca Sylvania.1 400 lúmenes.


k = 8∗3.4

4∗(3.4∗8) = 0,596




III. calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (78,78). Ecuación 3.14.



Y x

7

0

75

7

6

cu1

8

0

76

337

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6

Cu= 0,776


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗7.68∗3.4

0.776∗0.8 = 4206.18 lúmenes

Flujo luminoso= 4206.18 lúmenes

NL = 4206.182∗1400 = 1.5 ≈ 2

Luminarias= 2

c. Pasillo principal ala B

Largo 48.60 m

Ancho 2.5 m

Alto 4 m


338

Iluminancia 100 lx

Luminaria F17T8 luzline plus marca Sylvania.1.400 lúmenes.


k = 48.6∗2.5

4∗(48.6+2.5) = 0,594 ≅ 0.6




III. Calculo CU

Se interpola entre los valores (75,76). Ecuación 3.1. Índice de cavidad: 0.6


Y x

7

0

75

7

6

cu❑

339

8

0

76

Fuente: Autores

cu❑ = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu❑ = 75.6

Cu= 0,756

IV. coeficiente de mantenimiento (Cm) o conservación de la instalación:

Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗48.6∗2.5

0.756∗0.8 = 20089,28 lúmenes


NL = 20089,282∗1400 = 7,174 ≅ 8

Luminarias= 8

d. Habitación aislada hospitalizada

Largo 3.80

Ancho 3.20

340

Alto 3 m

Plano de trabajo es 0- 0.85.

Iluminancia 100 lx



K = 3.8∗3.23∗(3.8+3.2) = 0,579 ≅ 0.6



piso: color blanco viejo: índice de refracción 76

III. Calculo CU

Se interpola entre los valores (76, 75), mediante la ecuación 3.14



Y x

70 75

341

76 cu2

80 76

Fuente: Autores

cu❑ = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu❑ = 75.6

Cu= 0,756

III. Coeficiente de mantenimiento (Cm) o conservación de la instalación:

Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗3.8∗3.2

0.756∗0.8 = 2010,58 lúmenes


NL = 2010,58

1250 = 1,608 ≅ 2

Luminarias= 2

342

e. Baño aislado hospitalizado

Largo 1.80 m

Ancho 2.3 m

Alto: 2.5 m


Iluminancia 150 lx

A19 100 W marca Sylvania. 1250 lúmenes.


k = 1.8∗2.3

2.5∗(1.8+2.3) = 0,4039 ≅ 0.4




III. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores(67,71), mediante la ecuación 3.14



Y X

343

7

0

76

7

6

cu1

8

0

77

Fuente: Autores

cu1= (76-70)(77-76) /(80-70) + 76

cu1 = 76.6

Cu= 0,766

III. Coeficiente de mantenimiento (Cm) o conservación de la instalación:

Cm =0,8


adecuado.

Φ = 150∗1.8∗2.3

0.766∗0.8 = 1013,381 lúmenes


NL = 1013,381

1250 = 0,81 ≅ 1

344

Luminarias= 1

f. Habitación múltiple

Largo 6.1 m

Ancho 3.15 m

Alto 3 m

Plano de trabajo es 0. Iluminancia 100 lx



k = 6.1∗3.15

3∗(6.1+3.15) = 0,69




III. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67,71), mediante la ecuación 3.


345


Y X

7

0

75

7

6

cu1

8

0

76

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6



Y X

7 73

346

0

7

6

Cu2

8

0

75

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(75-73) /(80-70) + 73

cu2 = 74.2



Y X

0.6 75.6

0.69 Cu3

0.8 74.2

Fuente: Autores

347

cu3 = (0.69-0.6)(74.2-75.6) /(0.8-0.6) + 75.6

cu3 = 74,97

Cu= 0,7497


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗6.1∗3.15

0,7497∗0.8 = 3203,78 lúmenes


NL = 3203,78

1250 = 2,56 ≅ 3

Luminarias= 3

g. Trabajo De Enfermería

Largo 3. 15 m

Ancho 8 m

Alto 3 m

348


Iluminancia 300 lx



k = 3.15∗8

3∗(3.15+8) = 0,687 ≅ 0.69




III. Calculo CU




Y X

7

0

75

7 cu1

349

6

8

0

76

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6



Y X

7

0

73

7

6

Cu2

8

0

75

Fuente: Autores

350

cu2 = (76-70)(75-73) /(80-70) + 73

cu2 = 74.2



Y X

0.6 75.6

0.69 Cu3

0.8 74.2

Fuente: Autores

cu3 = (0.69-0.6)(74.2-75.6) /(0.8-0.6) + 75.6

cu3 = 74,97

351

Cu= 0,7497


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 300∗3.15∗80,7497∗0.8 = 12605,042 lúmenes

Flujo Luminoso= 12605,042 Lúmenes

NL = 12605,042

2800 = 4,5 ≅ 5

Luminarias= 5

h. Taller de electricidad

Largo 5.05

Ancho 4 m

Alto :3 m


Iluminancia 100 lx



352

k = 5.05∗4

3∗(4+5.05) = 0,74




III. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67,71), mediante la ecuación 3.14



Y X

7

0

75

7

6

cu1

8

0

76

Fuente: Autores

353

cu1= (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6



Y X

7

0

73

7

6

Cu2

8

0

75

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(75-73) /(80-70) + 73

cu2 = 74.2


354


Y X

0.6 75.6

0.74 cu1

0.8 74.2

Fuente: Autores

cu3 = (0.74-0.6)(74.2-75.6) /(0.8-0.6) + 75.6

cu3 = 74,62

Cu= 0, 7462


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗5.05∗40.7462∗0.8 = 3383,81 lúmenes


355

NL = 3383,81

2800 = 1,20 ≈ 2

Luminarias= 2

i. Salón de ropa sucia

Largo 1.7

Ancho 1 m

Alto :2.5 m


Iluminancia 100 lx



k = 1.7∗1

3∗(1.7+1) = 0,20




III. calculo CU

356

Se interpola entre los valores (75,76), ecuación 314.



Y x

70 78

76 cu1

80 78

Fuente: Autores

cu1= (76-70)(78-78) /(80-70) + 78

cu1 = 78

Cu= 0,78


Cm =0,8

357


adecuado.

Φ = 100∗1.7∗10,78∗0.8 = 272,43 lúmenes


NL = 272,431250 = 0,2179 ≈ 1

Luminarias= 1

j. Deposito taller electricidad

Largo 6.8

Ancho 4.5 m

Alto: 3 m


Iluminancia 100 lx



k = 6.8∗4.5

3∗(6.8+4.5) = 0,90


358



III. Calculo CU



Y x

70 73

76 cu1

80 75

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(75 - 73) /(80-70) + 73

cu1 = 74.2


359


Y x

7

0

72

7

6

Cu2

8

0

74

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(74 - 72) /(80-70) + 72

cu2 = 73.2



Y X

0.8 74.2

0.90 Cu3

360

1.0 73.2

Fuente: Autores

cu3 = (0.90 – 0.8)(73.2- 74.2) /(1- 0.8) + 78

cu3 = 77,5

Cu= 0,775


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗6.8∗4.5

0,775∗0.8 = 4935,48 lúmenes


NL = 4935,48

2800 = 1,762 ≈ 2

Luminarias= 2

k. Deposito medicina legal

361

Largo 3.8 m

Ancho 3.25 m

Alto :3 m


Iluminancia 150 lx



k = 3.8∗3.25

3∗(3.8+3.25) = 0,584≅ 0.6




III. Calculo CU

Se interpola entre los valores (67,71), 3.14.



Y X

362

7

0

75

7

6

cu1

8

0

76

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6

Cu= 0,756


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 150∗3.8∗3.250,756∗0.8 = 3062,996 lúmenes


NL = 3062,996

1250 = 2,45 ≈ 3

363

Luminarias= 3

l. Medicina legal

Largo 3.15m

Ancho 4.35 m

Alto :3 m

Plano de trabajo es 0 – o.85.

Iluminancia 750 lx



k = 3.15∗4.35

3∗(3.15+4.35) = 0,60




III. Calculo CU

Se interpola entre los valores (67,71). Ecuación 3.14



364

Y x

7

0

75

7

6

cu1

8

0

76

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6

Cu= 0,756


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 750∗3.15∗4.350,756∗0.8 = 16992,18 lúmenes


365

NL = 16992,18

2800 = 6,068 ≅ 6

Luminarias= 6

m. HALL PUBLICO VISITAS

Largo 6.7m

Ancho 12.45 m

Alto :4 m


Iluminancia 100 lx



k = 6.7∗12.45

2.5∗(6.7+12.45) = 1,74




c. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67,71), ecuación 3.14.


366


Y x

70 67

76 cu1

80 71

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(71-67) /(80-70) + 67

cu1 = 69.4



Y x

7

0

66

7 Cu2

367

6

8

0

70

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(70-66) /(80-70) + 66

cu2 = 68.4

Índice de cavidad: 1,74


Y X

1.7 69.4

1,74 CU 3

1.8 68.4

Fuente: Autores

CU 3= (1.74 – 1.7)(68.4 – 69.4) /(1.8 – 1.7) + 69.4

CU 3= 69

Cu= 0,69

368


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗6.7∗12.45

0.69∗0.8 = 15111,41 lúmenes


NL = 15111,41

2 800 = 5,396 ≈ 6

Luminarias= 6

n. Hall interno ascensor

Largo 4.5m

Ancho 15.05 m

Alto: 4 m


Iluminancia 100 lx



k = 4.5∗15.05

4∗(4.5+15.05) = 0,87

369




III. Calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67,71), ecuación 3.14.



Y x

70 73

76 cu1

80 75

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(75 - 73) /(80-70) + 73

cu1 = 74. 2


370


Y x

70 74. 2

76 Cu2

80 74

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(74 - 72) /(80-70) + 72

cu2 = 73. 2



Y X

0.8 74. 2

371

0.8

7

cu3

1.0 73.

2

Fuente: Autores

cu3 = (0.87 – 0.8) (73.2 – 74.2 ) /(1 – 0.8) + 74.2

cu3 = 73,85

Cu= 0,7385


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗4.5∗15.05

0,7385∗0.8 = 11463,27 lúmenes


NL = 11463,27

2.800 = 4,09 ≈ 4

Luminarias= 4

372

o. Vestidor de enfermeras

Largo 3.15m

Ancho 4.15 m

Alto :3 m


Iluminancia 150 lx



k = 3.15∗4.15

3∗(3.15+4.15) = 0,5969 ≅ 0.6




III. Calculo CU

Se interpola entre los valores (67,71), mediante la ecuación 3.14



373

Y x

70 75

76 cu1

80 76

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(76 - 75) /(80-70) + 75

cu1 = 75.6

Cu= 0,756


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 150∗3.15∗4.15

0,756∗0.8 = 3242,18 lúmenes


NL = 3242,18

2800 = 1,15 ≈ 1

374

Luminarias= 1

p. Laboratorio de biología forense

Largo 3.8 m

Ancho 2.8 m

Alto :3 m


Iluminancia 400 lx



k = 3.8∗2.8

3∗(3.8+2.8) = 0,54




III. Calculo CU




375

Y X

7

0

76

7

6

cu1

8

0

77

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(77-76) /(80-70) + 76

cu1 = 6*5 / 10 + 63 = 76.6



Y X

70 75

76 cu2

80 76

376

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(76-75) /(80-70) + 75

cu2 = 75.6


Y X

0.4 76.6

0.54 cu3

0.6 75.6

Fuente. Autores

x2 = ((y2 - y1)(x3 - x1) / (y3 - y1)) + x1

cu3 = (0.54-0.4)(75.6-76.6) / (0.6-0.4) + 76.6

cu3 = 75,9

Cu= 0,7595


Cm =0,8

377


adecuado.

Φ = 400∗3.8∗2.8

0,759∗0.8 = 7009,22 lúmenes


NL = 7009,22

2800 = 2,5032 ≈ 3

Luminarias= 3

q. Deposito

Largo 1.7 m

Ancho 2.80 m

Alto :3 m


Iluminancia 150 lx



k = 1.7∗2.8

3∗(1.7+2.8) = 0,35

378




III. Calculo CU

Se interpola entre los valores (67,71), ecuación 3.14



Y x

70 78

76 cu1

80 78

Fuente: Autores

379

cu1 = (76-70)(78-78) /(80-70) + 78

cu1 = 78



Y X

70 76

76 cu2

80 77

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(77-76) /(80-70) + 76

cu2 = 76.6

Por ultimo interpolamos entre cada índice de cavidad


380

Y X

0.2 78

0.35 cu3

0.4 76.6

Fuente: Autores

cu3 = (0.35-0.2)(76.6-78) / (0.4 – 0.2) + 78

cu3 = 76,95

Cu= 0,7695


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 150∗1.7∗2.80,7695∗0.8 = 1159,84 lúmenes


NL = 1159,84

1250 = 0,41 ≅ 1

381

Luminarias= 1

r. Lavatrapero

Largo 2.3 m

Ancho 1.35 m

Alto :3 m


Iluminancia 100 lx



k = 2.3∗1.35

3∗(2.3+1.35) = 0,28




III. calculo CU

Se interpola entre el rango de valores (67,71), 3.14


382


Y X

70 7

8

76 cu1

80 78

Fuente: Autores

cu1= (76-70)(78-78) /(80-70) + 78

cu1 = 78



Y X

70 76

76 cu2

383

80 77

Fuente: Autores

cu2 = (76-70)(77-76) /(80-70) + 76

cu2 = 76.6

Por ultimo interpolamos entre cada índice de cavidad


Y x

0.2 78

0,28 cu3

0.4 76.6

Fuente: Autores

x2 = ((y2 - y1)(x3 - x1) / (y3 - y1)) + x1

cu3 = (0,28-0.2)(76.6-78) / (0.4 – 0.2) + 78

cu3 = 77,44

Cu= 0,7744

384


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗0.85∗1.65

0,7744∗0.8 = 144,88 lúmenes


NL = 144,881250 = 0,1159 ≅ 1

Luminarias= 1

s. Cocina

Largo 9.5 m

Ancho 4.10 m

Alto :3 m Plano de trabajo 0 - 0.85.

Iluminancia 100 lx. 1.400 lúmenes.


k = 9.5∗4.1

3∗(9.5+4.1) = 0,95

385




III. Calculo CU




Y X

70 73

76 cu1

8075

Fuente: Autores

cu1 = (76-70)(75 - 73) /(80-70) + 73

cu1 = 74.2



386

Y X

7

0

72

7

6

Cu2

8

074

Fuente: Autores

cu2= (76-70)(74 - 72) /(80-70) + 72

cu2 = 73.2



Y X

0.8 74.2

0.95 Cu3

1.073.2

Fuente: Autores

387

cu3= (0.95 – 0.8)(73.2- 74.2) /(1- 0.8) + 78

cu3 = 77,25

Cu= 0,7725


Cm =0,8


adecuado.

Φ = 100∗9.5∗4.10,7725∗0.8 = 6302,58 lúmenes


NL = 6302,58

2800 = 2,25 ≈ 3

Luminarias= 3

388

4. DISEÑO DEL SISTEMA AUTONOMO DE CONTROL DE ILUMIACION (SACI) PARA LOS PISOS SELECCIONADOS DEL HOSPITAL UNIVERSITARIO

ERASMO MEOZ

El estudio de los diversos protocolos Domóticos e Inmóticos en los capítulos

anteriores, ha permitido conocer las prestaciones que cada sistema presenta

frente a los demás. Las fortalezas y debilidades que cada uno muestra, hacen de

DALI el protocolo de automatización idóneo para el manejo y control Inmótico del

SACI del HUEM. En el mercado existen más de 500 fabricantes que adoptan este

protocolo para la aplicación y puesta en marcha de diversos proyectos Domóticos

e Inmóticos. Los equipos utilizados para el presente proyecto son provistos en su

mayoría por la empresa multinacional de iluminación Philips.

.

4.1 REQUERIMIENTOS PREVIOS

389

Para el diseño del SACI se tienen en cuenta varios factores importantes ya

mencionados, como las funcionalidades de cada una de las áreas y escenarios de

los pisos seleccionados, nivel de iluminancia requerido por norma, como también

guiarse por las recomendaciones establecidas en RETILAP para obtener una

uniformidad y anular efectos dañinos para la salud humana como

deslumbramiento, parpadeo, efectos estroboscópicos y el calor producido por las

fuentes luminosas.

A continuación se detallan los principales aspectos de diseño para el

funcionamiento del sistema en general. La posición de los controladores

Inmóticos, la topología de la red de transmisión, las conexiones de los diferentes

equipos y las vías de acceso a cada uno de los dispositivos, dependerán de los

planos arquitectónico y eléctrico. Mientras que la interacción del entorno Inmótico

con el elemento humano, se detalla en la funcionalidad del sistema.

4.1.1. Funcionalidad

La Automatización del sistema de iluminación para el HUEM, tiene la función de

manejar todos los circuitos de iluminación para los pisos 5° y 10 °, manteniendo el

control sobre ellos a través de pulsadores (control manual), activación horaria,

encendido, apagado y dimerización del flujo luminoso de las luminarias por señal

enviada por parte de los sensores de movimiento y nivel lumínico, y una interfaz

humano-maquina (HMI) mediante software de aplicación Philips.

390

Los nodos de control son los encargados de realizar la conmutación de los

circuitos mediante programación. La robustez del protocolo Dalí para desarrollar

aplicaciones personalizadas, permite al usuario beneficiarse de las ventajas que

presenta la tecnología Inmótica: Bienestar, seguridad, comunicación y ahorro

energético.

4.2. TOPOLOGÍA

Se define una topología en bus para el diseño del SACI, ya que todos los

dispositivos estarán conectados mediante una misma línea o bus de

comunicaciones, permitiendo de esta manera que todos los dispositivos envíen y

reciban información de los demás dispositivos y el estándar DALI que se

seleccionó su funcionalidad radica en un bus de comunicaciones DALI. Se

puede observar este tipo de topología en la gráfica 1.10.

4.3. TIPOLOGÍA

Se escoge una tipología distribuida, pues al realizar el estudio se concluye que la

tipología que mejor se adapta a los requerimientos del HUEM. También se escoge

por sus diferentes características como lo son el hecho de que el control total se

distribuye en varios controladores los cuales están posicionados

391

Entre las principales ventajas obtenemos que el cableado se reducir

enormemente, se incrementa la Seguridad de funcionamiento, Posibilidad de

rediseño de la red, aumenta la Fiabilidad de los dispositivos electrónicos, Fácil de

ampliar. Logrando así, impregnarle las características como modularidad,

flexibilidad, simple e integral. Se puede observar este tipo de tipología en la

gráfica 1.13.

4.4. SELECCIÓN DE TECNOLOGÍA PARA LA ILUMINACIÓN ARTIFICIAL

La selección de la tecnología de iluminación artificial se realiza en función de las

necesidades del local a iluminar. Para el ejemplo que se va a desarrollar, se

seleccionará la tecnología de iluminación para la iluminación de las zonas

comunes y pasillos de una edificación.

1. Selección del objetivo: El objetivo de esta propuesta es la selección de

alternativas de iluminación artificial para zonas comunes y pasillos de una

edificación del sector terciario.

2. Establecimiento de los criterios de selección y alternativas: las tecnologías de

iluminación artificial se deben elegir por sus características luminotécnicas y por su

eficiencia luminosa. Según lo anterior se plantean los siguientes criterios

generales, los cuales a su vez se subdividen en varios sub-criterios, a saber:

a. Criterio Técnico: niveles de iluminación, reproducción cromática,

temperatura de color, seguridad, control.

392

b. Criterio Económico: ahorro de energía, costo, vida útil, mantenimiento.

3. Modelización de la estrategia jerárquica

La Figura 4.1 muestra la jerarquización de la situación a resolver.

Figura 4.1.Modelo jerárquico para la selección de la tecnología de iluminación

artificial.

393

Fuente Autores

En la tabla 4.1 se puede constatar la equivalencia de flujo luminoso entre las

diferentes lámparas actuales, relacionando las lámparas de baja eficiencia

energética como las lámparas incandescentes con las lámparas de alta eficiencia

energética.

Tabla 4.1. Sustitución optima de cada tipo de lámpara

394

Fuente: [80]

4.4.1. Selección De Luminaria Del Proveedor Philips. Dentro de las luminarias

LEDs existentes en el inventario en Colombia, hay 2 principales paneles de luz

calidad que puede proveer la empresa royal Philips. Realizando un estudio de sus

características mediante su ficha técnica, se selecciona La luminaria LED

empotrable DayZone, ya que proporciona una iluminación funcional de gran

calidad con un nivel de eficiencia energética equiparable al de los sistemas

fluorescentes tradicionales, como también se selecciona tanto por su aspecto

como por sus posibilidades de regulación. Esta luminaria está diseñada para

cumplir los requerimientos de las futuras normas de alumbrado de oficinas pues

ofrece control del deslumbramiento y la reproducción y uniformidad cromática

4.4.1.1 Luminaria LED empotrable DayZone. La luminaria LED empotrable

DayZone proporciona una iluminación funcional de gran calidad con un nivel de

395

eficiencia energética equiparable al de los sistemas fluorescentes tradicionales.

Esta luminaria es compatible para una instalación al bus DALI, y aunque tiene la

característica de proporcionar un alto flujo luminoso, no afecta el control del

deslumbramiento y la reproducción y uniformidad cromática donde es instalada.

Entre alguna de sus características podemos destacar:

Es una luminaria regulable

Tiene una protección contra inflamación clase F [Adecuada para el montaje

en superficies normalmente inflamables

Vida al 70% del flujo luminoso 50 000 Horas

Razón de fallas por 5000 horas es 1 %

Clase de seguridad CLI [Seguridad clase I]

Código IP IP40 [Protegido contra cables]

Código IK IK02 [0.2 J Standard]

Índice reproducción cromática: 80

Flujo luminoso: 3500 Lm

Eficiencia luminosa: 57 Lm/W

Potencia del sistema: 61 W

Tensión de red 220-240 V [220 a 240 V]

Su hoja de especificaciones se puede observar en el anexo 6 y en la figura 4.2 se

puede visualizar una foto de la Luminaria LED empotrable DayZone.

396

Figura 4.2. Luminaria LED empotrable DayZone

Fuente: [81]

4.4.1.2. Luminaria LuxSpace Mini. También se seleccionar una luminaria led de

menor flujo luminoso para los escenarios como baños que requieren menor flujo

luminoso y no caer en un sobrecosto. Está luminaria es la LuxSpace Mini, ofrece

un aspecto y diseño compacto. Con un consumo de apenas 19 W (Mini) permite

ahorrar hasta un 50% de energía con respecto a los downlights tradicionales con

lámparas fluorescentes compactas CFL. Resulta muy fácil de instalar y su larga

duración de 50.000 horas pone fin al problema de reposición de lámparas: es una

auténtica solución del tipo "instálela y olvídese de ella". LuxSpace incorpora la

última tecnología LED y ofrece un flujo luminoso constante, un rendimiento de

color estable y una reproducción de color elevada (Ra>80). Algunas

características técnicas de esta luminaria son :

Vida al 70% del flujo luminoso :50000 horas

Failure rate at 5000 horas 1 %

Índice reproducción cromática: 80

Potencia del sistema 19 W

Tensión de red 220-240 V [220 to 240 V]

Clase de seguridad CLI [Seguridad clase II]

Código IP IP20 [Protegido contra los dedos]

397

Protección contra inflamación F [Adecuada para el montaje en superficies

normalmente inflamables]

Es una luminaria regulable

Figura 4.3. Luminaria LuxSpace Mini

Fuente: [81]

Su hoja de especificaciones está en el anexo a-6

4.4.1.3 LuxSpace Compact Power. Se seleccionó esta luminaria para el sistema

de iluminación del SICAE de la cual se pueden observar sus características

técnicas en el anexo 17

4.5 SELECCIÓN DE PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN SEGÚN SUS PRESTACIONES PARA EL CONTROL DE LA ILUMINACIÓN

Para realizar selección del protocolo de comunicación se utilizó la información de las diferentes tablas comparativas en las que se puede dar una perspectiva versátil para poder seleccionar el protocolo más idóneo.

A. Definición del objetivo: identificar el protocolo de comunicación inmótico con mejores prestaciones para ser implementado en la automatización de un sistema de iluminación mixto (natural y artificial).

B. Establecimiento de los criterios de selección y alternativas: Para realizar el

análisis de los protocolos con mejores prestaciones para los sistemas de

398

iluminación, se consideraron cuatro criterios fundamentales, versatilidad y

adaptabilidad, accesibilidad, costo y características técnicas

Versatilidad y adaptabilidad: hace referencia a la facilidad de adaptación

a diferentes sistemas de control, permitiendo la compatibilidad de gran

variedad de elementos para control de diferentes aplicaciones como son:

seguridad, ventilación, generación de energía en sitio (bicicletas estáticas) e

iluminación, la cual va a ser el principal factor de selección en este trabajo.

Accesibilidad: Se enfatiza en qué tan accesible se encuentra en el

mercado nacional, con respecto a servicio técnico y asesoría.

Costo: Da una idea de qué tan costoso es implementar la tecnología en

comparación con las tecnologías de prestaciones similares.

Características técnicas: Se refiere a principales características técnicas

como son: consumo de energía, configuración, medio de transmisión,

densidad de conexión y velocidad de transmisión [11].

C. Modelización de la estrategia jerárquica:

La Figura 4.4 expone la jerarquización de la situación a resolver exponiendo los

criterios, sub criterios más relevantes a tener en cuenta en la elección de una

tecnología de comunicación.

399

Figura 4.4.Modelo de la estrategia jerárquica

Fuente Autores

4.6. DISEÑO DE LA ESTRATEGIA DE CONTROL DEL SACI.

Al momento de diseñar un sistema autónomo de control de iluminación, se deben

seguir los siguientes pasos para formular una estrategia de control óptima. La

Figura 4.5 muestra un procedimiento que permite la planeación de la estrategia de

control.

400

Versatilidad y Adaptabilidad-Iluminacion-Ventilacion-Seguridad

-Generacion en Sitio

Accesibilidad-Disponibilidad

-Diseño-Operacion y Mantenimiento

- Asesoria

Costo-software

-Capacitacion-dispositivos

Caracteristicas Técnicas-Consumo De Energia

-Configuracion-Medio y velocidad de Trasmision

-Densidad De Conexion

Seleccion de Protocolo de ComunicacionAlternativas

-DALI-1-10 V

Figura 4.5. Procedimiento para la formulación de la estrategia de control.

Fuente Autores

4.6.1. Sectorización de la edificación. En una edificación se realizan gran

variedad de actividades que requieren de diferentes niveles de iluminación,

elementos de toma de datos (sensores) y diferentes tecnologías de iluminación

(natural y artificial). Para ello, una adecuada distribución del sistema de control

permite tener independencia en los sistemas automatizados, garantizando su

correcta operación.

Un concepto que recoge esta estrategia es el llamado Principio de Modularidad,

que consiste en la instalación de módulos básicos de iluminación escalonados que

forman un sistema más complejo. Permite la independencia de las luminarias o

diferentes actuadores, permitiendo el control individual o agrupando en filas y

columnas las luminarias, luces de decoración, etc. Su estructura se muestra en la

figura 4.6.

401

Sectorizacion de la edificacionclasificacion y cuantificacion de cada area de los pisos 5 y 10 del HUEM

Criterios para la Seleccion del Sensor mas idoneo segun: AreaProposito

Identificacion del sistema de gestion de control mas adecuadoComparacion de las funcionaliidades de los controladores y sensores

Establecimiento de la estrategia de control teniendo en cuenta requerimientos del

hospital.

Figura 4.6. Estructura del principio de modularidad.

Fuente Autores

4.6.2. Criterios para la Selección del Sensor más idóneo según área . El

adecuado funcionamiento de un sistema de control depende en gran medida de

una estratégica selección del tipo de sensor a implementar según la labor a

realizar y la cantidad de ocupantes [37]. La Tabla 4.2 muestra la recomendación

de los sensores más apropiados según la tarea a desarrollar y el número de

ocupantes.

402

UNIDAD OPERATIVAEsta se basa en una unidad de mando distribuida que proporciona funciones de control local,

con la posibilidad de reconfiguración, permitiendo adaptarse a los diseños específicos proyectados para cada área del edificio

UNIDAD DECOMUNICACIÓN

Contempla lo relacionado a líneas de transmisión de datos. Pueden integrar el sistema de iluminación con los demás sistemas automatizados del edificio como es el sistema de

climatización, seguridad y demás sistemas domóticos implementados

UNIDAD DE MANDOPermite el control del sistema de iluminación mediante la detección del movimiento, regulación del flujo luminoso en función de la iluminación en el plano de trabajo, temporizadores e interruptores.

Tabla 4.2. Recomendación en la elección de sensores en función de la labor y el

número de ocupantes

Tipo de

ocupación

Cantidad de

Ocupantes

Cantidad de

Ocupantes

Sensor

ocupacional

Sensor

fotoeléctrico

Variable Muchos Muy

recomendado

No recomendable No recomendable

Variable Uno o dos No recomendable Aceptable No recomendable

Horario

Intermitente

Muchos Muy

recomendado

No recomendable No recomendable

Continua Muchos Muy

recomendado

Solo en áreas

localizadas

Muy

recomendado

Continua Uno o dos No recomendable Solo en áreas

localizadas

Aceptable

Horario

Intermitente

Uno o dos No aplica Muy

recomendado

Aceptable

Eventual Cualquiera Muy

recomendado

Muy

recomendado

No aplica

Fuente: [62]

La Tabla 4.3 indica los tipos de sensores recomendados para ser implementados

en función del espacio a controlar.

403

Tabla 4.3. Sensores ocupacionales recomendados en función del espacio a

controlar.

Tipo de local Sensor PIR Sensor ultrasónico PIR + ultrasónico

Oficinas con Cerramientos Muy recomendado No recomendable Muy recomendado

Bodegas Muy recomendado No recomendable Muy recomendado

Baños No recomendable Muy recomendado Muy recomendado

Con techos altos Muy recomendado No recomendable No recomendable

Aulas de clase Muy recomendado No recomendable Muy recomendado

Salas de reuniones No recomendable Muy recomendado Aceptable

Con generadores de Calor No recomendable Aceptable Muy recomendado

Cocinas No recomendable Muy recomendado Muy recomendado

Pasillos poco Transitados Muy recomendado Muy recomendado Muy recomendado

Oficinas individuales No recomendable Aceptable Muy recomendado

Fuente [62]

4.6.2.1. Identificación del tipo de sensor según propósito. Cada sensor por

separado se encarga de permitir el control de la iluminación desde un punto de

vista diferente; básicamente, se clasifican en dos tipos, detección del nivel de

iluminación y detectores de presencia. Se pueden identificar básicamente tres

propósitos fundamentales, que conllevan a un uso eficiente de la iluminación y

proporcionar un ambiente luminoso óptimo para el usuario. Estos propósitos son:

4.6.2.2. Protección al deslumbramiento. Está basado en la utilización de

sensores de nivel de iluminación situados en la cercanía de la abertura de toma de

luz, que, al identificar un nivel de iluminación superior al nivel recomendado,

produce una señal de activación del sistema de protección, ya sea el despliegue

404

de un toldo protector, o el accionamiento del sistema de persianas, reduciendo la

cantidad de luz y generando protección al ojo humano del deslumbramiento. Para

la implementación de los sistemas de protección solar activados por este tipo de

sensores es necesario tener varias consideraciones, las cuales se muestran en la

Tabla 4.

Tabla 4.4. Consideraciones para la selección de sensores teniendo en cuenta la

luz natural.

Orientación de la

toma de luz

Tomas de luz enfocada al oriente o al occidente están sometidas a radiación solar

directa con ángulos de elevación solar muy bajos en la mañana y en la tarde. Las

ubicadas al sur (latitud norte) y la ubicadas a norte (latitud sur) se hace necesaria la

protección solar ya que están sometidas a radiación solar la mayor parte del día, al

igual que las tomas de luz horizontales (claraboyas, techos translucidos).

Obstáculos

naturales o

arquitectónicos

Pueden existir árboles, edificaciones o cualquier otra estructura que impida la

radiación directa sobre la toma de luz, no siendo necesario un dispositivo adicional de

protección.

Ubicación

geográfica del

edificio

Las edificaciones en la zona tropical cuentan con altos ángulos de elevación solar, lo

cual hace necesario sistemas de protección de pocas dimensiones (estantes solares,

toldos, etc.) y poco rango de adaptabilidad, con lo que no cuentan las edificaciones

más cercanas a las zonas polares que presentan ángulos de elevación solar muy

bajos con alto grado de penetración al interior del local.

Fuente: Autores

4.6.3 Identificación del sistema de gestión de control más adecuado. Para

poder realizar la identificación del sistema de gestión de control mas adecuado se

requiere desarrollar una Comparación de las Funcionalidades para selección de

controladores y sensores disponibles

405

4.6.3.1 Comparación de las Funcionalidades para selección de controladores y sensores disponibles por el proveedor Royal Philips.

Tabla 4.5.Representación gráfica de los tipos de funcionalidad

Imagen representativa Funcionalidad

Control de cualquier tipo de lámpara

Vinculación con pasillos

Detección de luz natural

Pruebas y registro de alumbrado de

emergencia

Integración complete con otros sistemas

Agrupación de circuitos de iluminación

Registro de horas de funcionamiento

Control remoto

Posibilidad de conexión con otros

sistemas de control

Iluminancia uniforme

Control manual

406

Detección de presencia

Control a través de PC

Selección de escenas

Control de conmutación y regulación

Alarmas y avisos

Programación horaria

Fuente [81]

4.6.3.2. Comparación de funcionalidad de sensores disponibles. En la tabla

4.6 se puede ver la comparación entre los distintos sensores que provee la

empresa royal Philips para el control de sistemas de iluminación.

Tabla 4.6. Comparación de las funcionalidades de los tipos de sensores

407

OccuSwitch OccuSwitch Wireless

LuxSense ActiLume OccuSwitch DALI

408

Fuente [81]

4.6.3.3. Selección del multisensor LRI8134. El multi-sensor es una unidad compacta que

contiene 3 diferentes sensores necesarios para proporcionar la comodidad y los

beneficios de ahorro de energía de un sistema de control de iluminación.

Contiene un sensor de luz, un sensor de movimiento PIR y un módulo receptor de

infrarrojos de accionamiento manual por medio de un mando a distancia por

infrarrojos. Se puede utilizar con la mayoría de Philips Iluminación Sistemas de

control incluyendo LightMaster Modular, Helio, Trios y Scenio. Algunas

Características técnicas son:

Clase de aislamiento o IEC de protección Clase III

Grado de contaminación 2

Protección internacional clase: IP20,

Cumple con las siguientes normas:

EN55022; radiated emission 30 to 1000 MHz

Emission CENELEC EN 50081-1

Immunity CENELEC EN 50082-1

EN 60950, Safety of information technology equipment. (Información de

seguridad de equipos tecnológicos)

409

Figura 4.7. Multisensor LRI8134

Fuente [81]

Figura 4.8. Posición de montaje del multisensor LRI8134

Fuente: [81]

410

Figura 4.9. Área de detección máxima del multisensor LRI8134

Fuente: [81]

4.6.3.4. Selección del multisensor DUS804C. El DUS804C es un empotrado

sensor de bajo perfil montaje empotrado 360 de montaje en techo que combina la

detección de movimiento (PIR), la recepción del mando a distancia de infrarrojos

(IR) y la detección de nivel de luz ambiental (PE) en un dispositivo concreto. En

aplicaciones tales como edificios de oficinas, salas de conferencias, y los

hogares, el sensor universal DUS804C se puede utilizar para detectar el

movimiento y encender las luces. En la figura 4.10 podemos observar el área de

detección del multisensor DUS804C y en la figura 4.11 la distancia máxima

posible admisible para un mando a distancia de infrarrojo.

411

Figura 4.10. Área de detección del multisensor DUS804C

Fuente: [81]

Figura 4.11. Área de detección del multisensor DUS804C

Fuente: [81]

4.6.3.5. Comparación de funcionalidad de controladores disponibles. En

la tabla 4.7 se puede ver la comparación de las funcionalidades de los diferentes

controladores que provee la empresa Royal Philips

412

Tabla 4.7. Comparación de las funcionalidades de los tipos de sensores

OccuSwitch DALI BMS

LightMaster KNX

LightMaster LON

Dynalite Teletrol

413

Fuente: [71]

4.6.3.6. Módulo de control de alumbrado LRC5944. Se seleccionó como

unidad de control para el SCI. Es un módulo con funcionalidades de conmutación

y regulación con 9 salidas, con 4 interfaces de sensor (fotocélulas, detectores de

movimiento y receptores de infrarrojos) y 4 entradas para pulsadores estándar.

Todas las entradas, salidas y conexiones de red utilizan terminales

macho/hembra para simplificar y optimizar la instalación. Las salidas están

414

provistas de fusibles, uno de 5 A en cada una de las 3 secciones. Este módulo

dispone de conexiones de salida de 4 polos (wieland GST) para la alimentación

de red, incluido suministro permanente para luminarias de emergencia y de

conexiones de 2 polos (wieland Bst) para regulación.

Figura 4.12. Datos técnicos del LRC5944

Fuente: [81]

Simbología de la figura 4.12

1. Conexión de alimentación eléctrica: conector wieland GST 18i3 (3 polos)

2. Cada lado con 3 salidas de control con protección independiente mediante

fusible.

415

3. Opciones de entrada:

4 entradas independientes de sensores (Rj12)

4 entradas de pulsador independientes (wieland Wiecon)

4. Conexión de red lonworks sin polaridad y topología libre

5. Conexión de salida Potencia:

Conector Wieland gesis GST18i3 (3 polos) o GST18i4 ( 4 polos, el 4º es

para control de alumbrado de emergencia)

Control: Conector BST14i2 para 1-10 V, DALI o DSI

Cable doble estándar

4.6.3.7 Controlador multi master DDBC120-DALI. Se seleccionó el DDBC120-

DALI como unidad de control del SACIE, el cual está diseñado para el control

rentable de balastos DALI fluorescentes de alta frecuencia, proporcionando un

universo lleno de 64 DALI electrónico y la comunicación a las interfaces de usuario

de Philips Dynalite DALI. DALI directo a la cartografía de DyNet significa que los

límites impuestos por DALI, tales como el máximo de 16 grupos, se caracteriza por

superar lo que permite una solución de red completamente escalable. Esto

aprovecha las ventajas de una red DALI verdadera mientras que todavía permite y

el conjunto de la función completa de Dynet. Este dispositivo es carril DIN,

diseñado para ser instalado en un panel de control, que suministra energía al

circuito de iluminación controlada. El DDBC120-DALI contiene una fuente de

alimentación de bus DALI integral, eliminando la necesidad de la provisión de un

suministro externo independiente que reduce la complejidad del cableado del

interruptor de mesa.

416

Figura 4.13. Controlador multi master DALI DDBC120-DALI

Fuente: [81]

Algunas características técnicas son:

1. Alimentación 100-240V

2. Salidas de control: 1 salida de control DALI, soportando hasta un universo de

64 direcciones, incluyendo el canal de retorno y la comunicación a las interfaces

de usuario de Philips Dynalite DALI

3. Entradas de control

Puerto serie 1 x RS485 DyNet

1 x entrada de contacto seco programable AUX

4. Controles del usuario

Servicio interruptor

LED de diagnóstico

4.6.3.8 . DALI Multi-Master Module Mediante este configurador proporciona las

siguientes funciones:

417

Puesta en marcha, configuración, Servicio, soporte, mantenimiento, copia de

seguridad y restauración de las funciones, así como la opción de configuración

fuera de línea para toda la red DALI. Véase anexo 11.

Figura 4.14 DALI Multi-Master Module

Fuente= [84]

4.6.3.9. DALI Gateway 5502 DAL. Es un dispositivo de soporte al sistema

diseñado para proporcionar una via de comunicación entre la red C-Bus y 2 redes

DALI. Véase anexo 20.

4.6.3.10 Gateway DDNG485. Dispositivo encargado de convertir la señal DMX a

Dynet. Véase anexo 21.

4.6.4. Establecimiento de la estrategia de control del SACI. Como ya se

mencionó, para un correcto funcionamiento del sistema de control en iluminación,

es necesario implementar en conjunto los sensores ocupacionales, fotoeléctricos y

temporizadores, si las condiciones o el tipo de recinto lo permite como se muestra

en las Tablas 70 y 71, para así garantizar el cumplimiento de los propósitos

418

expuestos en el numeral 7.2.3. La Figura 29 muestra el esquema general de un

sistema de control de iluminación.

.Figura 4.15. Diagrama de bloques para un sistema de control de iluminación

Fuente: [65].

Estrategias para detección de fallas dentro del SACI

Selección de dispositivos compatibles modulares y escalables. Al

seleccionar cada uno de los dispositivos como los controladores LRC5944 ,

Multisensores LRI8134 y luminarias led DayZone y LuxSpace Mini se tuvo

en cuenta que tuvieran funcionalidades de modularidad y escalabilidad,

además de que tuvieran una alta compatibilidad asi sean de diferentes

fabricantes. con esto se logra, poder desarrollar una reconfiguración del

sistema si se requiere.

Selección de software de programación, monitorización y diagnóstico.

Al seleccionar el software light manager, es una potente herramienta de

419

software con herramientas fundamentales para el diagnóstico durante la

puesta en marcha, la realización de las actividades de mantenimiento y la

monitorización en tiempo real de cada uno de los dispositivos del SACI.

Diseño una tipología distribuida. Al establecer una tipología distribuida,

distribuyendo un controlador por zonas, y este a su vez conectado a la red

del sistema, se logra comunicar de forma independiente, por lo que si

ocurriera un hipotético fallo en el sistema, sólo el componente afectado

dejaría de funcionar. Esta característica hace que el sistema de control sea

flexible y escalable. Además, el hecho de que los módulos conectados a la

red del sistema se alimenten directamente o a través de la línea DALI,

elimina en muchos casos la necesidad de utilizar fuentes de alimentación

en el bus.

420

5. INGENIERÍA DE DETALLE Y LA INGENIERÍA CONCEPTUAL DEL SACI

En este capítulo se elaboraran los diagramas P&ID del SACI, teniendo en cuenta

cada uno de los tipos de conexiones referentes a cada dispositivo, como también

establecerán un promedio de las distancias de cada uno de los tipos de cable que

se requerirán para la implementación futura. Se realizara un diagrama Entrada,

Proceso, Salida (EPS) del SACI, la correspondiente narrativa de cada proceso

integrado en el SACI y los diagramas de flujo donde se muestren la estructura del

SACI.

5.1. Diagramas P&ID (Piping and Instrumentation Diagram) del SACI

5.1.1 Diagramas P&ID del SACI piso 5Véase el anexo

5.1.2 Diagramas P&ID del SACI del piso 10Véase el anexo

5.1.3 Diagramas P&ID del subsistema de iluminación de emergencia del SACI del piso 5Véase el anexo

5.1.4 Diagramas P&ID del subsistema de iluminación de emergencia del SACI del piso 10Véase el anexo

421

EPS del SACI:

.

Figura 5.1. EPS del SACI

Fuente Autores

5.2. NARRATIVAS DE CADA UNO DE LOS PROCESOS CORRESPONDIENTES DEL SACI

5.2.1. Sistema Temporizado. Un sistema temporizado consiste en la activación y

desactivación del sistema de iluminación a una hora determinada, según sea la

ocupación del edificio. Para evitar apagones repentinos, es necesario que se emita

una señal de alerta con el fin de dar aviso a los ocupantes que pronto se apagará

el sistema de iluminación.

En el caso en que se vaya a permanecer un tiempo extra en el recinto se debe

poder reprogramar un tiempo adicional o pasar a modo manual. Puede ser

implementado en cualquier tipo de recinto en el que se cuente con un horario fijo

de ocupación o en sistemas de alumbrado decorativo. La Figura 5.2 muestra un

esquema de un sistema de control de iluminación temporizado.

422

Entrada del Sistema:

Senores de flujo luminosoSensores de movimientoFluido electrico Red DAlired Dynet

Proceso:Reconocimiento de la señal que se activa (Area donde se activo), seguido del envio y trasduccion de la informacion sensada para los actuadores

Salida:Visualizacion y encendido/ apagado o atenuacion del flujo luminosos electrico propio para la intensidad luminosa de las luminarias del proceso o de emergencia

Figura 5.2. Esquema del sistema temporizado.

Fuente: Autores

5.2.2. Sistema De Detección De Presencia. Los sensores de presencia, al ser

dispositivos de activación, es necesario complementarlos con los sensores

fotoeléctricos para obtener la regulación de la iluminación y cumplir con los

requerimientos lumínicos de cada área del hospital. La Figura 5.3 muestra un

esquema de funcionamiento para el control por medio de detectores de presencia.

423

Figura 5.3. Diagrama De Flujo Para Un Sistema Detección De Presencia.

Fuente: Autores

424

5.3. SUBSISTEMAS QUE SE ENCARGAN DE LAS ESTRATEGIAS DE CONTROL DEL SACI:

5.3.1. Primer Subsistema:

5.3.1.1. Sistema Control De Iluminarias (SCI). Sistema de detección de

presencia con regulación de flujo luminoso y rangos establecidos del temporizador

Dispositivos

multisensor LRI8134

Controlador LRC5934

Luminaria DayZone

luminaria LuxSpace Mini

NARRATIVA: La función de los instrumentos asociados al subsistema SCI es

el alcance y suministro preciso de flujo luminoso requerido por RETILAP en los

pasillos, baños, salas de examen, cocinas, depósitos y habitaciones. El

funcionamiento del SCI se puede ver en la figura No 1.

Como primer paso el multisensor LRI8134 mide la cantidad de presencia que

detecta en su rango útil de medición, de acuerdo a esto, trasduce esta señal a una

señal eléctrica (mV a V) a través del cable DALI para enviársela al Controlador

LRC5934 y en base a esto dar prioridad a la señal enviada del sensor lumínico.

Seguidamente el multisensor LRI8134 ---- toma lectura del flujo luminoso en la

habitación del piso de ginecología y obstetricia, luego esta información se

transduce dentro del mismo sensor lumínico a una señal eléctrica (mV a V para el

μCo PlC) y es enviada al controlador PLC-1----- encargado de comparar esta

señal con el valor deseado de flujo luminoso horario establecido (set point) y así

mismo actuar sobre el balasto electrónico---- ya sea para aumentar o disminuir

425

gradualmente el suministro de corriente alterna AC dependiendo de la señal

enviado por el multisensor LRI8134

Figura 5.4 Diagrama de Flujo del SCI

Fuente: Autores

426

5.3.2. Segundo Subsistema. Sistema autónomo de control de iluminación de

emergencia (SACIE)

1. Dispositivos

Multisensor DUS804C-DALI

Controlador DDBC120-DALI

Luminaria LuxSpace Compact Power

2. NARRATIVA: La función de los instrumentos asociados al segundo subsistema

de control es el alcance y suministro preciso de flujo luminoso requerido por

RETILAP para las zonas de emergencia como pasillos, habitaciones, oficinas y

sales de examen.. El funcionamiento del SACIE se puede ver en la figura No 1.

Como primer paso el Multisensor DUS804C-DALI toma lectura de la cantidad de

presencia----- en cada área que haya sido instalado en el hospital, luego esta

información se transduce dentro del mismo sensor de presencia a una señal

eléctrica (mV a V ) y es enviada al controlador DDBC120-DALI a través del

cable DALI encargado de comparar esta señal con el valor deseado de presencia

horaria establecido (set point - seguridad) y así mismo actuar sobre la luminaria

LuxSpace Compact Power mediante su balasto electrónico incorporado. Ya sea

para permitir o bloquear el suministro total de corriente alterna AC dependiendo

de la señal enviado por el sensor

427

Figura 5.5. Diagrama De Flujo Del SACIE

Fuente: AUTORES

428

5.4. OPTIMIZACIÓN DEL AMBIENTE LUMÍNICOSe basa en la automatización por medio de sensores fotoeléctricos encargados de

medir el nivel de iluminación en el recinto y basado en esta medición se toma la

acción de control sobre el dispositivo emisor de luz para variar el flujo luminoso

emitido o para la modificación de los dispositivos de protección a la radiación

solar.

En un proyecto de iluminación se deben tener en cuenta los niveles de iluminación

requeridos en cada tarea a desarrollar, las condiciones visuales de quienes las

desarrollan y el tiempo de permanencia, garantizando que no se presenten

problemas de fatiga visual.

El Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público RETILAP presenta

una amplia lista de niveles de iluminación exigibles en diferentes áreas y

actividades; especificando la tarea a desarrollar, índice UGR9, niveles de

iluminancia mínimo, medio y máximo.

La Figura 5.6 muestra el diagrama de flujo del funcionamiento del SACI,

conformado por 2 subsistemas, el SCI (sistema de control de iluminación) y el

SACIE(sistema autónomo de iluminación de emergencia), en función de los 3

tipos de señales requeridas para un control óptimo.

429

Figura 5.6. Diagrama de flujo del funcionamiento del SACI

Fuente Autores

430

6. VALIDACION DEL DISEÑO DEL SACI

En el presente capítulo se elaborara la simulación del correcto funcionamiento del

SACI, de cada uno de sus dispositivos tales como sus controladores, sensores y

luminarias; teniendo como base las estrategias de control ya establecidos en el

capítulo 4.

6.1. CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE SOFTWARE PARA CÁLCULOS LUMINOTÉCNICOS

Para seleccionar el software más idóneo para elaborar simulaciones del diseño,

ubicación, e instalación de cada uno de los tipos de luminaria previstos para el

diseño del SACI, se deben tener en cuenta sus características y aplicaciones

técnicas, y como también su precio.

Si bien resulta muy complicado definir cuál es el mejor software, si es factible

determinar cuál es el que resultará más útil para los proyectos que actualmente

desarrolla un diseñador. Para tal efecto se debe tener en cuenta lo siguiente:

El software es una herramienta que facilita el diseño y la comprensión de

las características del sistema de iluminación, por lo que su uso requiere

conocimientos básicos de teoría de iluminación, aún para el programa más

sencillo.

Los conocimientos mínimos que deben tenerse para aprovechar el software

de diseño de iluminación son los siguientes: magnitudes en iluminación (sus

relaciones y unidades de medida; flujo luminoso [lm], Iluminancia [lux],

intensidad [cd] y potencia [W]); curvas de distribución luminosa; factor de

431

reflexión; coeficiente de utilización y factores de depreciación (DLL, DLP,

Mantenimiento); distinción entre lámpara y luminaria, y definición tarea

visual.

a. La selección del software a utilizar depende de las características del

proyecto, sin perder de vista que deben cumplirse los requerimientos

mínimos para satisfacer la tarea y el confort visual, así como la eficiencia

energética. Un proyecto puede caracterizarse, entre otras cosas, por su

grado de diseño según lo siguiente:

a. Diseño general. Iluminación general del espacio.

b. Diseño específico. Iluminación general – localizada del espacio.

c. Diseño detallado. Iluminación estética y arquitectónica del espacio.

d. Diseño de casos particulares. Luz de día, grandes espacios

exteriores, combinación de los anteriores tres diseños.

6.1.1. Software Existentes De Simulación. Hoy existen muchos programas que

facilitan enormemente la tarea de diseñar sistemas de iluminación tanto para interiores

como exteriores. Vamos a hacer una breve reseña de los principales exponentes gratuitos

que existen.

6.1.1.1 DIALux. Es el programa del Instituto Alemán de Luminotecnia Aplicada

(Deutsches Institut für angewandte Lichttechnik) DIAL y es Osram la empresa que

más impulso le está dando. El software DIALux permite el análisis cuantitativo

rápido y sin problemas de un proyecto, y cuenta con una funcionalidad sencilla de

renderización 3D. El formato de datos ULD para luminarias comprende la

geometría 3D de la luminaria, la distribución de intensidad luminosa y la

descripción del artículo. Los paquetes PlugIn de los fabricantes de luminarias

432

comprenden datos de planificación adicionales, como el factor de mantenimiento o

los valores UGR. Es útil para cálculos de iluminación interior, exterior y vial, trabaja

con catálogos reales de fábricas europeas. Además permite hacer render raytrace

y te calcula todas las variables.

Figura 6.1. Simulación en Dialux

Fuente: [82]

6.1.1.2. Lumenlux. Lumenlux es de la empresa Lumenac que tiene la capacidad

de realizar proyectos en exterior e interior. Los proyectos se realizan mediante un

práctico esquema de pantallas sucesivas. Incluye información de productos a

modo de catálogo electrónico con posibilidad de impresión de la ficha técnica del

mismo (foto, curva fotométrica, modelos, dimensiones, etc). Permite la impresión

de informes detallados con amplia variedad de gráficos y estimar cantidad de

luminarias y niveles medios.

433

Figura 6.2. Simulación en Lumenlux

Fuente: [83]

6.1.1.3. CALCULUX. Philips también tiene su producto llamado CALCULUX, que

permite calcular luminarias. Saca las curvas de temperatura de los locales según

el tipo e intensidad de luminaria, y vuelca los resultados en planillas y gráficos.

Como plataforma operativa usa MS word, si no tienen este programa no lo pueden

instalar. Incluye el catálogo de la línea Philips en pdf con sus respectivas

características.

Figura 6.3. Simulación en Calculux

Fuente: [84]

434

6.1.1.4. Relux Professional. Por último vamos a nombrar a Relux Professional,

que cuenta con los datos de luminarias de 51 fabricantes internacionales y está

disponible en una nueva versión que sigue siendo gratuito. Incluye Texturas,

Representación-3D del espacio con OpenGL, movimiento en el espacio en tiempo

real, proyecciones horizontales poligonales y amplia biblioteca-3D de muebles.

Realiza el cálculo y ubicación automáticos de las luminarias de emergencia para

una vía de evacuación. Permite la Importación/Exportación dxf,

Importación/Exportación 3D.

Figura 6.4. Simulación en Relux Professional

Fuente: [85]

En conclusión, la selección de la herramienta de diseño depende de las

necesidades de cada proyecto, prestaciones y precios de cada software y de los

conocimientos del diseñador, teniéndose en cuenta el costo-beneficio que derivará

de invertir o no en un software de diseño más costoso.

Con la finalidad de proporcionar una perspectiva general de la variedad de

software profesional disponible actualmente para los diseñadores, a continuación

435

se presenta una tabla descriptiva con las características de algunas aplicaciones

computacionales orientadas al diseño de sistemas de iluminación

Tabla 5.1. Comparación técnica de software existentes

Fuente: [86]

Se establece el software DiaLux para realizar las simulaciones del diseño,

ubicación, e instalación de cada uno de los tipos de luminaria previstos para el

diseño del SACI, pues teniendo en cuenta sus funcionalidades técnicas y precio

era el más idóneo.

6.2. DISEÑO, UBICACIÓN E INSTALACIÓN DE LAS LUMINARIAS DEL SACI

6.2.1.Áreas

436

Véase anexo 16 donde se realizan las simulaciones del diseño, ubicación e

instalación de las luminarias.

6.3. SOFTWARE PARA SIMULACION DE OPERACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL SACI

Al gestionar la simulación del SACI en software de instalación de sistemas

inmóticos se presenta la limitación de que se requiere una inversión monetaria

muy alta, por lo que se recurre a la selección entre software que modelen el

funcionamiento y modelamiento de modelar sistemas de eventos discretos. Se

establece entonces seleccionar el software MATLAB para utilizar su librería

(toolbox) STATE FLOW, se establecen varias reglas el control del SACI, como

rangos horarios y las señales de los sensores de presencia y nivel de iluminación.

Se establece un factor común de los distintos modelamientos del sistema que se

requieren simular, teniendo en cuenta el SACI está compuesto de 2 subsistemas

el SCI y el SACIE. Véase anexo 17.

6.3.1. Señales de entrada al SACI

6.3.1.1. Señal del sensor de presencia. Se establece un “0” para denotar que no

hay personal y un “1” para denotar que si hay personal en esta área del hospital

6.3.1.2. Señal del rango horario. Para baños y pasillos Se establecen rangos sin

limitaciones de hora pues al ser un centro clínico deben funcionar no importa la

hora; se establece un rango entre las 0 y 24 horas. Para oficinas y habitaciones se

437

http://www.monografias.com/trabajos13/gaita/gaita.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml

establecen rangos con limitaciones horarias pues en las oficinas se tienen horarios

diurnos para laborar y en las habitaciones como son de reposo se le debe

suministrar un área nocturna propicia para el descanso del paciente.

6.3.1.3. Señal del sensor de nivel de iluminación. Se establecieron 15 estados

de salida de regulación de la intensidad de la bombilla, siendo la señal de entrada

y la salida a luminaria inversamente proporcionales, por lo que si el sensor capta

un “2” de intensidad luminosa, saldrá un 13 del total que son 15 niveles de

iluminación que tendrá la bombilla.

6.3.2. Simulación del SCI

6.3.2.1. Simulación habitación y baño. En la figura 6.5 podemos observar el

funcionamiento del SCI al tenerse una señal de presencia “0”, una señal “14” de

rango horario y una señal detección de flujo luminoso “6”; con lo que el SCI no

enciende la luminaria.

Figura 6.5. Simulación habitación y baño con salida off.

Fuente: Autores

En la figura 6.6 podemos observar el funcionamiento del SCI al tenerse una señal

de presencia “1”, una señal “14” de rango horario y una señal detección de flujo

luminoso “8”; con lo que el SCI regula la salida de la luminaria a 7.

438

Figura 6.6. Simulación habitación y baño con salida regulada.

Fuente: Autores



luminoso “0”; con lo que el SCI enciende la lámpara a para suministrar el flujo

luminoso de 15. Se puede percatar que la potencia de salida de la bombilla no

funciona al máximo que puede operar, pues se estableció como criterio de diseño

seleccionar luminarias con mayor rango de flujo luminoso para ciertas áreas para

alargar la vida útil de als mismas pues no tendrán que trabajar al 100%.

439

Figura 6.7. Simulación habitación y baño con salida regulada.

Fuente: Autores

Figura 6.8.Estados finitos establecidos para la simulación de la habitación del SCI

Fuente: Autores

440

6.3.3. Simulación del SACIE. Se establecen los mismos parámetros del SACIE,

solo que esta vez el rango de nivel de iluminación es mucho más bajo por lo que si

hay señal d presencia y no se detecta durante un tiempo establecido flujo

luminoso se activa la iluminación de emergencia.

Figura 6.9. Simulación del SACIE Con salida off

Fuente: Autores



luminoso “2”; con lo que el SCI enciende la lámpara a para suministrar el flujo

luminoso de 15.

441

Figura 6.10. Simulación del SACIE con salida regulada

Fuente: Autores

442

7. METODOLOGÍAS

7.1 METODOLOGÍAS DE VERIFICACION Y PRUEBA

Las actividades a desarrollar a fin de verificar el diseño del sistema están

relacionadas con el cumplimiento de los criterios tenidos en cuenta en el momento

del diseño.

Se recomienda confirmar el funcionamiento de:

a) Comprobar la correcta instalación y posicionamiento de los sensores de

acuerdo a especificaciones.

b) Comprobar la correcta instalación de los actuadores de acuerdo a las

especificaciones.

c) Verificar la correcta instalación del software de configuración del sistema.

d) El ajuste de los parámetros de las funciones de control de acuerdo con las

especificaciones de la instalación.

e) Comprobar que cada dispositivo recibe alimentación

f) Comprobar que todos los dispositivos están conectados a la red

g) Verifique que todas las luminarias, los sensores y los interruptores están

conectados con los puertos correctos

Se deben seguir las indicaciones de verificación especificadas en cada dispositivo

por parte del fabricante, en las fichas técnicas de los dispositivos se detalla que

condición se cumple cuando el dispositivo se encuentra en funcionamiento.

Además se debe verificar que la cantidad de iluminación proporcionada por parte

de las luminarias en cada uno de los espacios es el indicado y cumple con la

norma que lo rige.

443

Para el desarrollo de esta actividad se tiene en cuenta el formato desarrollado

para la medición de iluminación en los diferentes espacios.

En la tabla 1 se establecen cada uno de los dispositivos a utilizar dentro del SACI.

Tabla 7.1 Dispositivo dentro del SACI

DISPOSITIVO DESCRIPCIÓN

Panel DayZone Luminaria

LuxSpace Mini Luminaria

Multisensor LRI8134 Multisensor funcionamiento normal

Modulo master de

iluminación LRC5944

Controlador funcionamiento normal

Tarjeta DALI Multi-

Master Module

Tarjeta de configuración

DALI Gateway

5502DAL

Dispositivo que inicia el Bus DALI

Tarjeta dynet Multi-

Master Module

Tarjeta de configuración

Dynalite System IntegrationDDNG 485

Dispositivo de integración

LuxSpace Compact

Power

Luminaria de emergencia

DDBC120-DALI

controlador

Controlador sistema de emergencia

Multisensor

DUS804C-DALI

Multisensor sistema de emergencia

Fuente Royal Philips.

444

7.2 METODOLOGÍA DE IMPLEMENTACION DEL DISEÑO La siguiente sección resume la metodología recomendada para implementación

del diseño del sistema inmótico (compatible con infraestructuras de características

similares). Teniendo en cuenta las guías de instalación de cada uno de los

dispositivos que se encuentran en los anexos donde se especifican las

dimensiones y forma de montaje.

a. En primer lugar, verificar el estado actual de la infraestructura para conocer si

en ella se encuentran instalados otro tipo de automatizaciones similares a las

propuestas, principalmente sistemas de intrusión. Para poder sustituir dichos

sistemas o complementarlos. Además, las funcionalidades serán proyectadas de

acuerdo a la decisión del cliente.

b. En segundo lugar, se debe inspeccionar la infraestructura de la institución para

poder conocer los ambientes y la forma en que estarán distribuidos los sensores.

Pueden ocurrir dos casos:

Se tiene los planos de arquitectura originales de la institución. En este caso

se procederá a la inspección del mismo para la selección de dispositivos.

No se tiene los planos de arquitectura. En este caso se debe hacer un

levantamiento de datos de la estructura de la institución para poder realizar

lo mencionado en el punto anterior.

c. En tercer lugar, se deben seleccionar los nodos y dispositivos de acuerdo al

área de control que para este caso de trabajo es control de iluminación:

Se debe conocer la cantidad de ambientes o circuitos de luces a controlar.

La selección de sensores de presencia estará en función del tamaño de la

445

sala a controlar, para una sala muy grande, simplemente se conectan más

de un sensor de presencia en serie en la misma entrada. El sensor de

regulación de iluminación se encargara de variar la intensidad de

iluminación artificial en función de la iluminación natural, la programación

horaria se hará de acuerdo a las características de cada espacio, de esta

forma generar un control sobre la iluminación en las zonas.

d. En cuarto lugar, se debe realizar la instalación de todos los dispositivos

involucrados dentro del diseño, sensores, actuadores, controladores, cableado, de

acuerdo a las especificaciones determinadas y al diseño establecido.

e. En quinto lugar, se debe proceder a la programación y configuración de los

nodos de control, siguiendo las instrucciones establecidas por el fabricante.

7.3 CRITERIOS DE DISEÑO

El diseño de la iluminación debe estar íntimamente ligado con el área que va a ser

iluminada, por lo cual se deben tener en cuenta la forma y tamaño de los espacios,

la actividad a ser desarrollada, la disponibilidad de la iluminación natural y también

los requerimientos estéticos requeridos por el cliente.[73]

Los criterios de diseño más importantes que se tuvieron en cuenta en las

investigaciones antes de iniciar el diseño:

Conocer con detalles las actividades asociadas con cada espacio.

Las exigencias visuales de cada puesto de trabajo y su localización.

446

Las condiciones de reflexión de las superficies

Los niveles de iluminancia e uniformidad requeridas

La disponibilidad de la iluminación natural.

Los requerimientos especiales en las propiedades de las luminarias, por el

tipo de aplicación.

Propiedades de las fuentes y luminarias.

Tecnologías existentes para el control de iluminación.

Disponibilidad de productos en Colombia

Posibilidad de expansión del diseño.

Posibilidad de modificación de ser necesario.

7.5 EVALUACIÓN DE REROCESOS

Dentro del proceso de diseño se tienen algunas actividades que por diferentes

razones es necesario volver a realizar lo cual genera demoras en las entregas del

proyecto y agotamiento por parte de los diseñadores, a fin de brindar una ayuda a

posibles trabajos futuros relacionados con el tema de diseños inmóticos se

describirán algunas de las tareas que fueron necesarias realizar en repetidas

ocasiones dentro del presente trabajo:

447

Selección de los dispositivos, esta tarea se vio afectada ya que en un

principio no se tuvieron muy en cuenta la disponibilidad en Colombia de los

dispositivos, condición que fue necesaria estudiar dentro de los criterios.

Selección del software para cálculos luminotécnicos. La selección de un

software para la realización de cálculos luminotécnicos debe hacerse

teniendo en cuenta que el mismo sea de libre acceso para evitar

restricciones que puedan presentar las versiones de prueba, además que

el software permita la inclusión de los diferentes fabricantes y sus

respectivos tipos de lámparas para la realización de simulaciones.

7.4 METODOLOGIA PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS INMOTICO ORIENTADOS AL CONTROL DE LA ILUMINACION

El proceso de diseño de un proyecto de control de la iluminación incluye:

Estrategias de control que se van a utilizar

Aplicaciones necesarias

Producto(s) adecuado(s) para la aplicación

Disposición, especificaciones y documentación de los controles de la

iluminación

Directrices sobre la instalación y puesta en marcha de los controles de

iluminación. [78]

I. Necesidades de la aplicación

El punto de partida de cualquier proyecto se basa en la necesidad de comprender

la motivación, las razones y las características de la aplicación implicada que se

piensa desarrollar.

448

Algunas de las razones por las cuales desarrollar un proyecto inmótico son las

siguientes:

Cumplimiento de las reglamentaciones energéticas

Las normas sobre regulación energética que se han venido desarrollando ha

hecho que se incentive la implementación de sistemas de automatización en

edificaciones.

Ahorro de energía

Este factor es de gran importancia ya que muchos propietarios de edificios y

responsables de instalaciones desean disminuir los costes operativos reduciendo

al máximo el gasto energético, pero garantizando a su vez la comodidad y

seguridad de sus ocupantes.

Comodidad de los ocupantes

Garantizar que los ocupantes tengan un control personal cómodo y accesible de la

Iluminación local, lo que mejorará su satisfacción y productividad.

Seguridad

Garantizar que la iluminación de las instalaciones siempre resulte segura para los

ocupantes y visitantes. [87]

449

II. Especificaciones de diseño

Es necesario aplicar dentro del diseño los criterios que se establecen dentro de las

normas para un diseño adecuado para espacios de iluminación, ya que es

necesario también garantizar un ambiente optimo donde las personas puedan

desarrollar sus actividades.

El procedimiento que debe seguirse en un diseño de iluminación descrito por la

norma RETILAP es la figura 7.1.

Figura 7.1 Proceso de diseño

Fuente [73]

I. ANÁLISIS DEL PROYECTO

El diseño de un proyecto de iluminación debe partir de un análisis donde se

recopile la información que permita determinar las demandas visuales en función

450

Analisis del proyecto

Planificación Basica

Diseño Detallado.

de los alcances, interese y limitaciones del trabajo o tareas a realizar. La

identificación clara y precisa de estas variables es fundamental para el éxito de

cualquier proyecto. [73]

a) Demandas visuales. Son una consecuencia de la realización de

actividades y para determinarlas se debe evaluar la dificultad de las tareas

en función de sus características y condiciones de realización incluso en

condiciones difíciles y tiempos prolongados.

b) Demandas emocionales. Surgen por la influencia que la luz ejerce sobre

el estado de ánimo, motivación, sensación de bienestar y seguridad de las

personas.

c) Demandas estéticas. Se refieren a la posibilidad de crear ambientación

visual, destacar la arquitectura, ornamentación, obras de arte, etc. Para

esto hay que considerar las características físicas y arquitectónicas del

ambiente así como del mobiliario y del entorno, la importancia y significado

del espacio, etc.

d) Demandas de seguridad. Se determinan por una parte, en función de los

dispositivos de iluminación para circulación de las personas en condiciones

normales y de emergencia; y por otra como las características de las

fuentes luminosas.

e) Condiciones del espacio, están relacionadas con las características

físicas tanto de las áreas a iluminar como su entorno.

f) Intereses En el diseño de iluminación se deben conocer los intereses de

los posibles usuarios y diseñadores de interiores o mobiliario, por lo que se

451

debe aprovechar la oportunidad de conocer e integrar sus opiniones,

necesidades y preferencias respecto de las condiciones de iluminación.

g) Restricciones. En el diseño se deben tener en cuenta las restricciones

normativas o reglamentarias, por razones de seguridad, disposición de la

infraestructura y ocupación del espacio, aspectos tales como la existencia

de elementos estructurales, arquitectónicos, mobiliario, canalizaciones o

equipos de otros servicios son restricciones que se deben tener en cuenta

en el sistema de iluminación.

II. PLANIFICACIÓN BÁSICA

Todo proyecto de iluminación a partir del análisis de la información reunida en la

etapa anterior, se debe establecer un perfil de las características que debe tener la

instalación para satisfacer las distintas demandas del lugar. Lo que se busca aquí

es desarrollar las ideas básicas del diseño sin llegar a precisar todavía aspectos

específicos. En este punto se debe definir el sistema de alumbrado, características

de las fuentes luminosas recomendadas, uso de alumbrado natural y la estrategia

para su integración con la iluminación artificial.

La mayoría de los datos necesarios para el análisis del proyecto se obtienen de la

documentación técnica pero, en proyectos que lo ameriten se debe realizar un

levantamiento visual y eventualmente fotométrico, eléctrico y fotográfico en la

obra, para verificar y completar datos técnicos e identificar detalles difíciles de

especificar en planos.[73]

452

III. DISEÑO DETALLADO

El diseño detalladlo es obligatorio para, alumbrado público, iluminación industrial,

iluminación comercial con espacios de mayores a 500 m2 y en general en los

lugares donde se tengan más de 10 puestos de trabajo, iluminación de salones

donde se imparta enseñanza, o lugares con alta concentración de personas en

una mismo salón (50 o más), durante periodos mayores a dos horas.

En función del perfil definido en la fase de diseño básico, se deben resolver los

aspectos específicos del proyecto, tales como:

a) La selección de las luminarias

b) El diseño geométrico y sistemas de montaje

c) La instalación del alumbrado de emergencia y seguridad, cuando se

requiera.

d) Análisis económico y presupuesto del proyecto

En esta etapa el diseñador debe presentar mínimo la siguiente documentación

técnica:

Planos de montaje y distribución de luminarias

Memorias descriptivas y de cálculos fotométricos

Una propuesta de esquema funcional de la instalación para propiciar el uso

racional de la energía

El esquema y programa de mantenimiento.

Las especificaciones de los equipos recomendados.

453

III. Estrategias de control adecuadas

Se debe elegir la estrategia de control adecuada que se ajuste de mejor forma a

las necesidades de la aplicación. Dado que la mayoría de los edificios contienen

numerosos espacios que albergan diferentes actividades, será conveniente la

aplicación de varias estrategias que satisfagan las necesidades específicas de los

diversos tipos de espacios.

IV. Elección de productos de control

En el mercado se puede encontrar con diversas soluciones por lo que se hace

indispensable seleccionar la más adecuada y la que mejor se adapte a las

necesidades particulares de cada caso, se pueden marcar diferencias en costo,

productividad, disponibilidad de los productos, cantidad de espacios a controlar,

por lo que se deben tener en cuenta estas características a la hora de conformar

el diseño y lograr el mejor resultado posible.

V. Especificaciones y documentación

Una vez determinados los elementos dentro del diseño y estipulados los criterios

del mismo, se debe estructurar las especificaciones de cada uno de los elementos,

toda la documentación necesaria para la implementación, normal funcionamiento

del sistema y mantenimiento del mismo. [73]

454

8. ANALISIS DE COSTOS

8.1 CONSUMO POTENCIA LUMINARIAS

Se realiza el cálculo del consumo promedio por hora, día y mes en KW de los

pisos 5 y 10, teniendo en cuenta las luminarias que se encuentran actualmente

instaladas en la edificación, en comparación con las nuevas recomendadas para el

diseño del sistema, estos cálculos se realizan tomando como base los datos

suministrados por el HUEM donde se especifican las horas que están encendidas

las luminarias y las horas reales de uso de las mismas, dichos resultados se

pueden observar en el anexo 18.

8.2 COSTO DEL CONSUMO

Tomando los datos anteriores se tienen como resultado las cifras descritas en la

tabla 8.1. Donde se muestra el costo del consumo energético. Estos valores se

establecieron tomando el costo promedio del KWH de los últimos meses en los

registros del HUEM, el mismo se estableció en $245,992.

455

Tabla 8.1 Comparación costosCIFRAS SIN SISTEMA CIFRAS CON SISTEMA

TOTAL CONSUMO

POR HORA SIN SISTEMA (W)

11,54195833 TOTAL CONSUMO POR

HORA CON SISTEMA (W)

2,648416667

TOTAL CONSUMO DIARIO (W)

298111 TOTAL CONSUMO DIARIO (W)

55898

KW 298,111 KW 55,898

TOTAL CONSUMO

MENSUAL (KW)

9241,441 TOTAL CONSUMO

MENSUAL (KW)

1732,838

COSTO CONSUMO MENSUAL

ILUMINACION PISOS 5 Y 10

$ 2.273.320,55 COSTO CONSUMO MENSUAL

ILUMINACION PISOS 5 Y 10

$426.264,29

Diferencia mensual $ 1.847.056,27Fuente autores

8.3 COSTOS DISPOSITIVOS DEL SISTEMA

A continuación se establecen la cantidad de dispositivos a utilizar dentro del

sistema inmótico de iluminación, tanto en el alumbrado en funcionamiento normal

como en el de emergencia, se toman como valores unitarios las cifras

suministradas por La empresa Royal PHILIPS ya que esta compañía es la

encargada del suministro de los dispositivos seleccionados según los

requerimientos establecidos dentro del diseño para establecer un control en las

luminarias.

En la tabla 8.2 se detallan los dispositivos, cantidad y costos del sistema en

funcionamiento normal del Piso 5

456

Tabla 8.2 Cantidad y costo dispositivos sistema funcionamiento normal piso 5DESCRIPCIÓN CANTIDAD COSTO

UNITARIO $USDCOSTO

PARCIAL $USDTarjeta DALI Multi-Master Module

1 290 290

DALI Gateway 5502DAL 3 189 567Modulo Control de Alumbrado LRC5944

20 125,25 2505

Multisensor LRI8134 80 80 6400Accesorio montaje 80 3 240Panel DayZone 26 220 5720LuxSpace Mini 26 110 2860300m Cable dali 3 290 8701m Cat.5e cable 30 10 300

TOTAL $USD 19752

Fuente [84]

En la tabla 8.3 se detallan los dispositivos, cantidad y costos del sistema en

funcionamiento normal del Piso 10

Tabla 8.3 Cantidad y costo dispositivos sistema funcionamiento normal piso 10DESCRIPCION CANTIDAD COSTO

UNITARIO $USDPRECIO

PARCIAL $USDTarjeta DALI Multi-Master Module

1 290 290

DALI Gateway 5502DAL

3 189 567

Modulo Control de Alumbrado LRC5944

23 125,25 2880,75

Multisensor LRI8134 92 80 7360Accesorio montaje 94 3 282Panel DayZone 94 220 20680LuxSpace Mini 29 110 3190300m Cable dali 3 290 8701m Cat.5e cable 30 10 300

TOTAL $ USD 36419,75Fuente [84]

457

En la tabla 8.4 se detallan los costos de dispositivos, cantidad del sistema en

funcionamiento de emergencia del Piso 5

Tabla 8.4 Cantidad y costo alumbrado emergencia Piso 5DESCRICION CANTIDAD COSTO UNITARIO

$USDCOSTO PARCIAL

$USDTarjeta dynet Multi-Master Module

1 170 170

Dynalite System IntegrationDDNG 485

3 330 990

DDBC120-DALI controlador 6 220 1320Multisensor DUS804C-DALI 27 80 2160LuxSpace Compact Power 52 120 6240100 m Dynet cable 3 100 300150 m Cable dali 3 120 360

TOTAL $USD 11370

Fuente [84]

En la tabla 8.5 se detallan los costos de dispositivos, cantidad del sistema en

funcionamiento de emergencia del Piso 10

Tabla 8.5 Cantidad y costo dispositivos sistema de emergencia Piso 10DESCRIPCIÓN CANTIDAD COSTO UNITARIO

$USDCOSTO PARCIAL

$USD

Dynalite System IntegrationDDNG 485 –166

3 330 990

DDBC120-DALI controlador 6 220 1320Multisensor DUS804C-DALI 28 80 2240LuxSpace Compact Power—180

59 120 7080

100 m Dynet cable 3 100 300150 m Cable dali -- 250 3 120 360TOTAL $USD 12290

Fuente [84]

458

Tomando en cuenta estos resultados se puede determinar que el desarrollo de un

sistema de este tipo puede generar una reducción en los costos de iluminación en

81,2% lo cual es un ahorro que significa ganancias para el HUEM sin descartar los

beneficios medio ambientales obtenidos por el mejor aprovechamiento de la

energía.

En la tabla 8.6 se estipula la inversión total en pesos del costo de los dispositivos

del sistema, el ahorro anual que se obtendría y los años que se estiman tardará en

recuperarse el total de la inversión del costo de los mismos.

Tabla 8.6 Recuperación inversión dispositivosAÑO INVERSIÓN

$ 146.890.420,00AHORROANUAL

1 -$124.725.748,00 $22.164.672,002 -$102.561.076,00 $22.164.672,003 -$80.396.404,00 $22.164.672,004 -$58.231.732,00 $22.164.672,005 -$36.067.060,00 $22.164.672,006 -$13.902.388,00 $22.164.672,007 $8.262.284,00 $22.164.672,00

Fuente autores.

Como se visualiza, al alcanzar el 7 AÑO el costo de los dispositivos del sistema

inmótico ha sido recuperado, sumado a los ya mencionados beneficios para el

medio ambiente y para los usuarios, se tiene un ahorro significativo mensual del

gasto total de la energía eléctrica.

Se estiman los costos de la implementación del sistema en un total de $14.890.000, dado que los tiempos pueden llegar a variar por razones como capacitación de personal, limitaciones de tiempo entre otros.

459

9. PROTOTIPO

460

Se realizó la construcción del prototipo teniendo en cuenta las medidas reales del

Hospital haciendo una escala 1:20. Se diseñaron 2 tipos de sensores, uno el

sensor de presencia que funciona mediante infrarrojos los cuales al detectar la

presencia encienden la iluminación del área, el otro sensor es el de regulación de

iluminación, el cual funciona mediante fotoceldas las cuales se encargan de

detectar el nivel de flujo luminoso que ingresa al área y una vez alcanzado ciertos

niveles se regula la iluminación artificial, también se realizó una programación

horaria de los escenarios. En la Figura 9.1 se observa el área del pasillo dentro de

la maqueta realizada.

Figura 9.1 Pasillo Maqueta

Fuente: Autores

El circuito de presencia utilizado dentro del prototipo es el presentado en la Figura

9.2 a continuación.

461

Figura 9.2 Circuito de Presencia

Fuente: Autores.

El circuito de regulación de iluminación es el representado en la imagen 9.3.

462

Figura 9.3 Sensor Regulación

Fuente Autores.

Se obtuvo como resultado la regulación de la iluminación artificial en función de la

luz natural, la regulación de la iluminación por detección de presencia y por rangos

horarios, esto con fines académicos para comprender aún más a fondo el

funcionamiento de los dispositivos de uso industrial de una forma práctica. La

maqueta desarrollada se muestra en la imagen 9.4 y 9.5, donde se pueden

observar los espacios construidos.

463

Figura 9.4 Maqueta HUEM.

Fuente Autores.

464

Figura 9.5 Maqueta HUEM

Fuente Autores.

465

10. CONCLUSIONES

Metodología y presentación del documento. La metodología con la que

se elaboró el presente trabajo, facilita el discernimiento de las fases a proseguir

en la ejecución de un proyecto de diseño de sistemas control de iluminación

artificial, emprendiendo de la investigación de las tecnologías de iluminación

artificial y estándares de control , desarrollando una comparativa técnica

evaluando cada uno de los parámetros primordiales como tipología y topología

propias de cada estándar, continuando con la evaluación del estado funcional de

las tecnologías de iluminación artificial existentes en la edificación, calculando el

cumplimiento de reglamentos de iluminación actuales, prosiguiendo con la fase

del proceso de selección del protocolo de comunicación según prestaciones,

diseñando las estrategias de integración control del sistema de iluminación que

se adecuen y suplan todos los requerimientos de la edificación.

Entre las diversos beneficios que se alcanzan desarrollando la gestión del control

de la iluminación de una edificación destacamos el aumento de las condiciones

lumínicas de confort visual para los usuarios según los requerimientos

particulares, el potencial ahorro energético y financiero disminuyendo el

desperdicio de energía que se genera en las diferentes áreas de la industria , la

reducción en los costos de sostenimiento de la edificación, debido al

aprovechamiento de luz natural, y gestión de iluminación artificial según horarios,

ocupación y nivel de flujo luminoso de las áreas de la edificación.

466

Descripción del funcionamiento de estándares inmóticos. Con la

recopilación de información concerniente a los diversos estándares Inmóticos

americanos y europeos, ya que gran parte de la información existente sobre estos

estándares se encuentra difundida y fraccionada. Este trabajo permitirá acceder

de forma hábil y dinámica a la información que describe las principales

características de todos estos estándares inmóticos.

Procedimiento para mediciones fotométricas en iluminación interior. Se desarrolló una propuesta metodológica que permite evaluar correctamente los

diversas áreas con iluminación artificial, iniciando con el catalogamiento del tipo

de área a medir, continuando con la medición del flujo luminoso a la altura de

trabajo preestablecida , prosiguiendo desarrollándose l promedio de las

mediciones para reemplazar en las ecuaciones de mediciones establecidas por

RETILAP. Al obtener el valor final de las mediciones fotométricas, se confronta

con el valor de flujo luminoso que establecido por RETILAP y desarrollando una

metodología para obtener el flujo luminoso promedio de un tipo de área, se estima

el cumplimiento del nivel lumínico de un área de una edificación. Para un óptimo

aprovechamiento de la iluminación natural debe tener en cuenta varios aspectos al

momento de implementar tecnologías de iluminación artificial, tales como: la

elección del lugar, orientación, forma y dimensiones del edificio, influencia de las

construcciones aledañas, superficies del suelo que lo rodea, selección de la toma

de luz natural, entre otros, que garanticen una adecuada operación del sistema. El

aprovechamiento de la luz natural en el sistema de iluminación de una edificación

no debe desencadenar en problemas de sobrecalentamiento debido al ingreso de

rayos directos de luz solar o exceder en la utilización de superficies acristaladas

que puedan interferir en la privacidad de los ocupantes.

467

Selección de tecnología de iluminación artificial. Al desarrollar el

estudio de todas las tecnologías de iluminación artificial se deben tener en cuenta

factores como vida útil, razón y costo del mantenimiento correctivo y preventivo,

entre otros. Se selecciona La tecnología de LED pues es diferente de la tecnología

de los tubos fluorescentes con ventajas y desventajas. La mayor desventaja es el

precio, cuesta alrededor de 10 veces más. Las ventajas son las siguientes: duran

hasta 50.000 horas, utilizan menos energía, operan sin balastros y no contienen el

peligroso mercurio que tienen los tubos fluorescentes. Como todo producto nuevo,

la reducción en su costo dependerá de la mejora en la tecnología y de la demanda

del consumidor

Procedimiento para la selección del protocolo inmótico con mejores prestaciones. La definición de los criterios de selección de las tecnologías de

iluminación artificial depende directamente de las necesidades y requisitos de

cada área de la edificación , presupuesto para la adquisición Una herramienta

valiosa para la toma de este tipo de decisiones es desarrollar una comparativa

técnica confrontando cada característica técnica como medio de trasmisión,

topología y tipología de la red, velocidad de trasmisión, administración de red ,

longitud de cable, distancia entre dispositivos, herramientas de diagnóstico ,

certificaciones, y accesibilidad nacional obteniendo una perspectiva clara y

precisa del protocolo más idóneo. De la buena elección de la tecnología de

iluminación, sea natural o artificial, depende el correcto funcionamiento del sistema

de iluminación de una edificación, identificando los requerimientos lumínicos de

cada área, para así implementar la tecnología que ofrezca las mejores

prestaciones.

Una fase esencial en el diseño del sistema de control un edificio es la selección

del estándar de comunicación que permita la interacción entre los elementos que

conforman la red. Son varios los criterios a tener en cuenta en la selección de esta

468

tecnología como por ejemplo: costo, disponibilidad, modularidad y escalabilidad.

Es por esto que la elección de una tecnología abierta es una buena opción para

ser implementada en un sistema inmótico.

Diseño del sistema autónomo de control. Se planteó una metodología

que permite el diseño de la estrategia de control para el sistema de iluminación de

una edificación, partiendo de la sectorización de la edificación según la tarea que

se vaya a desarrollar en ella, seguidamente se realiza la selección del tipo de

sensor a utilizar para cada área y propósito, teniendo parámetros base como

protección al deslumbramiento, control de derroche por factor ocupacional, nivel

de uniformidad y flujo luminoso, entre otros, para finalmente unificar en una

estrategia de control.

Las recomendaciones sobre los niveles de iluminación adecuados presentes en

las diferentes normativas que regulan los sistemas de iluminación, es uno de los

factores que hacen que se creen estrategias de automatización y control en los

sistemas de iluminación que garanticen dichos niveles y por ende brindar los

requerimientos lumínicos requeridos para cada actividad mientras se está

contribuyendo con el ahorro de energía eléctrica destinada a iluminación.

La estrategia de control requerida para la integración e implementación de los

diferentes dispositivos sensores, actuadores y controladores hace que un sistema

de control de la iluminación desempeñe su labor de forma adecuada, evitando que

se presenten problemas de encendido o apagado de lámparas producto del

accionamiento del sistema debido a señales de ruido recibidas por los sensores.

469

Una integración adecuada de los elementos sensores de tipo ocupacional,

lumínicos y de temporización permite garantizar un adecuado uso del sistema de

iluminación sin que se lleguen a presentar pérdidas de energía eléctrica producto,

por ejemplo, del derroche por factor ocupacional o excesos en el nivel de

iluminación en algunas áreas.

470

RECOMENDACIONES

Se sugiere y aconseja la creación de un grupo de investigación integrado por

estudiantes y profesionales en las áreas de electrónica, sistemas y afines que

tenga como objetivo el estudio e implementación de aplicaciones inmóticas y

domóticas, así como el desarrollo de herramientas computacionales que

contribuyan al análisis y diseño de sistemas de iluminación artificial y natural. Se

considera pertinente al HUEM el mejoramiento del estado actual del sistema de

iluminación ya que el mismo como se evidencio en la inspección y distintas

mediciones fotométricas se encuentra en deterioro y no cumple con los niveles

requeridos por RETILAP de iluminancia en las áreas más vitales.

471

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INDICE DE FIGURAS

pág.

Figura 1.1 Hospital Inmótico 31

Figura 1.2 Edificio Inmótico Residencial 35

Figura 1.3 Tipos de funcionalidad de un sistema inmótico 37

Figura 1.4 Componentes básicos de un sistema inmótico. 39

Figura 1.5 Áreas de Gestión de la Inmótica 40

Figura 1.6 Sistemas que se integran al Home Networking o Edificio Digital 51

Figura 1.7 Características Principales Que Sustentan Un Sistema Inmótico. 53

Figura 1.8 Topología De Red En Estrella 56

Figura 1.9 Topología de red en anillo 57

Figura 1.10 Topología De Red En Bus 58

Figura 1.11 Topología De Red En Árbol 59

Figura 1.12 Arquitectura Centralizada. 60

Figura 1.13 Arquitectura Distribuida 62

Figura 1.14 Arquitectura descentralizada 63

Figura 1.15 Jerarquía de Red ModBus 73

486

Figura 1.16 Aplicación Del Sistema En Un Dormitorio 76

Figura 1.17 Mandos digitales 77

Figura 1.18 Pantalla Táctil 78

Figura 1.19 Línea Axolute 79

Figura 1.20 Estructura del sistema de iluminación 80

Figura 1.21 Sistema Inalámbrico 81

Figura 1.22 Representación de Sistema Mixto 81

Figura 1.23 BACnet sobre redes IP 84

Figura 1.24 Función A. Modo tipo Plug and Play 88

Figura 1.25 BACnet – Detección de Errores 108

Figura 1.26 Comparacion de Arquitectura de los Estándares 1-10 V

y DALI 16

Figura 1.27 DALI y construcción de sistemas de gestión 120

Figura 1.28 Sistema Autónomo 120

Figura 1.29. Subsistema Autónomo 121

Figura 1.30. Las Tensiones Nominales 123

Figura 1.31. Conexiones en serie y Conexiones estrella 131

Figura 1.32. Instalación combinada 132

Figura 1.33. Controles En El Estándar DALI 134

Figura 1.34. Método 1(Izquierda) Y Método 2(DERECHA) 135

487

Figura 1.35. Cableado 1-10 V 136

Figura 1.36. Balasto DALI 137

Figura 1.37. Control De Las Líneas De Autobús 137

Figura 1.38. Diseño De Una Instalación DALI 138

Figura 1.39 Diagrama De Bloques General De Un Sistema Inmótico 143

Figura 1.40. Funcionamiento De Un Sensor 144

Figura 1.41. Ejemplos de sensores en un sistema Inmótico y Domótico 145

Figura 1.42. Clasificación de los sensores para la automatización de la

Iluminación. 147

Figura 1.43 Diagrama de bloques general de los actuadores en un sistema

inmótico 151

Figura 1.44 PLC S7-200 marca SIEMENS 153

Figura 1.45 HMI Panel Táctil Tp070 Siemens 154

Figura 2.1. Balastro Electromagnético IJR 160

Figura 2.2. Balastro Electrónico Welkin 161

Figura 2.3. Partes de una lámpara incandescente 162

Figura 2.4 Partes De Una Lámpara Fluorescente Compacta 163

Figura 2.5. Tubo fluorescente 164

Figura 2.6 Balasto electrónico 165

Figura 2.7 Clasificación de Lámparas Fluorescentes 168

Figura 3.2 Proceso De Diseño De Iluminación 175

488

Figura 3.2.Componentes de la de luz diurna dentro de un espacio interior 194

Figura 3.3 Determinación del coeficiente de luz diurna 194

Figura 3.4.El coeficiente de luz diurna 195

Figura 3.5. Dispositivos intermedios para controlar el ingreso

de la luz natural 199

Figura 3.6 Clases de Deslumbramiento 200

Figura 3.7 Ejemplos para colocación de luminarias suplementarias 211

Figura 3.8 Distribución del flujo luminoso emitido por las bombilla 213

Figura 3.9 Poca absorción de paredes el coeficiente de utilización

será alto. 214

Figura 3.10 Con gran absorción de paredes: el coeficiente de

utilización será bajo 214

Figura 3.11. Distancias y cavidades para aplicación del método

del Coeficiente de local. 215

FIGURA 3.12. Diagrama de circuitos, control neumático, mínimos

elementos necesarios. 247

Figura 3.13 Puntos de medición de iluminancia en la cuadricula

de un local con luminarias espaciadas simétricamente en dos o más filas 251

Figura 3.14 Puntos de medición de iluminancia de una luminaria

en la cuadricula de un local con una sola luminaria. 252

489

Figura 3.15. Puntos de medición de iluminancia en la cuadricula

de un local con luminarias individuales en una sola fila 253


de un local con dos o más filas de luminarias 254

Figura 3.17 Puntos de medición de iluminancia en la cuadricula de un

local con una fila continua de luminarias. 256


de un local con cielorraso luminoso con luminarias con rejillas. 257

Figura 4.1.Modelo jerárquico para la selección de la tecnología de iluminación

artificial. 383

Figura 4.2. Luminaria LED empotrable DayZone 386

Figura 4.3. Luminaria LuxSpace Mini 387

Figura 4.4.Modelo de la estrategia jerárquica 389

Figura 4.5. Procedimiento para la formulación de la estrategia de control. 390

Figura 4.6. Estructura del principio de modularidad. 391

Figura 4.7. Multisensor LRI8134 399

Figura 4.8. Posición de montaje del multisensor LRI8134 399

Figura 4.9. Área de detección máxima del multisensor LRI8134 400

Figura 4.10. Área de detección del multisensor DUS804C 401

Figura 4.11. Área de detección del multisensor DUS804C 401

Figura 4.12. Datos técnicos del LRC5944 404

490

Figura 4.13. Controlador multi master DALI DDBC120-DALI 406

Figura 4.14. DALI Multi-master Module 407

Figura 4.15 Diagrama de bloques para un sistema de control de iluminación 408

Figura 5.1. EPS del SACI 410

Figura 5.2. Esquema del sistema temporizado. 411

Figura 5.3. Diagrama De Flujo Para Un Sistema Detección De Presencia. 412

Figura 5.4 Diagrama de Flujo del SCI 414

Figura 5.5. Diagrama De Flujo Del SACIE 416

Figura 5.6. Diagrama de flujo del funcionamiento del SACI 418

Figura 6.1. Simulación en Dialux 421

Figura 6.2. Simulación en Lumenlux 422

Figura 6.3. Simulación en Calculux 422

Figura 6.4. Simulación en Relux Professional 423

Figura 6.5. Simulación habitación y baño con salida off. 426

Figura 6.6. Simulación habitación y baño con salida regulada. 427

Figura 6.7. Simulación habitación y baño con salida regulada. 428

Figura 6.8.Estados finitos establecidos para la simulación de la habitación

del SCI 428

Figura 6.9. Simulación del SACIE Con salida off 429

Figura 6.10. Simulación del SACIE con salida regulada 430

491

Figura 7.1 Proceso de diseño 438

Figura 9.6 Pasillo Maqueta 450

Figura 9.7 Circuito de Presencia 451

Figura 9.8 Sensor Regulación 452

Figura 9.9 Maqueta HUEM 453

Figura 9.10 Maqueta HUEM 454

492

INDICE DE TABLAS

pág.

Tabla 4.1 Tipos De Trasmisión Con Cable 65

Tabla 1.5. Tipos Y Utilización Del Cable Coaxial 66

Tabla 1.3. Categorías de cable de par trenzado 68

Tabla 1.5. Comparación Entre Medios De Transmisión 69

Tabla 1.6. Estándares americanos de control en Sistemas inmóticos 71

Tabla 1.7. Estándares europeos de control en Sistemas inmóticos 72

Tabla 1.8. Medios De Trasmisión Comparación. 92

Tabla 1.9. Comparación Arquitectura De Red. 93

Tabla 1.10. Comparación Topología De Red. 93

Tabla 1.11. Comparación Velocidad De Transmisión. 94

Tabla 1. 12. Comparación Longitud De Cable. 95

Tabla 1.14. Comparación Número De Dispositivos. 96

Tabla 1.15. Longitud Y Diámetro Mínimo Del Cable DALI. 124

Tabla 1.1.6.Organización de los dispositivos por área y piso en el bus DALI. 133

Tabla 1.17. Clasificación de los sensores. 146

493

Tabla 1.18. Descripción de las tecnologías para los sensores ocupacionales. 148

Tabla 1.19. Descripción de las tecnologías para los sensores Fotoeléctricos. 148

Tabla 1.20. Descripción de las tecnologías para los sensores Horarios. 149

Tabla 1.21. Consideraciones en la instalación de sensores Inmóticos. 150

Tabla 2.1.Las potencias y medidas habituales de Lámparas

Fluorescentes T8 169

Tabla 2.2. Las potencias y medidas habituales Fluorescentes

Lámparas T5 170

Tabla 3.1. Niveles de iluminación estipulados para centros de

atención medica en RETILAP 190

Tabla 3.2. Claridad y ambientación en un espacio iluminado con

luz natural a través de los valores de ese coeficiente 196

Tabla 3.3. Correspondencia entre la impresión visual de claridad y

ambientación con el coeficiente de luz diurna CLD medio. 196

Tabla 3.4. Valores mínimos de Coeficiente de Luz Diurna (CLD) que

deben cumplir las edificaciones 197

Tabla 3.5. Ángulos mínimos de apantallamiento para luminancias de

fuentes especificadas. 202

Tabla 3. 6. Uniformidades y relación entre iluminancias de áreas

circundantes inmediatas al área de tarea. 204

494

Tabla 3.7. Valores de Reflectancia (aproximada) en %, para colores

y texturas. 216

Tabla 3.8 Ejemplo de tabla de factor de utilización. 217

Tabla 3.9. Clasificación de las fuentes luminosas de acuerdo con

su Índice de reproducción del Color. 221

Tabla 3.10. Tipos de fuentes luminosas en función de sus características

de temperatura de color e índice de reproducción cromática. 221

Tabla 3.11 Rango de Valores De Temperatura De Color Correlacionada. 223

Tabla 3.12 Apariencia de Color De la Luz en Proporción con la iluminancia 223

Tabla 3.13 indica el Índice de Reproducción Cromática (Ra), admisible

para zonas de tráfico y áreas comunes dentro de edificios. 224

Tabla 3.14 indica el Índice de Reproducción Cromática (Ra), admisible

para salas de descanso, sanitarias y de primeros auxilios. 225

Tabla 3.15 indica el Índice de Reproducción Cromática (Ra), admisible para

establecimientos sanitarios 225

Tabla 3.16 Numeración típica de etiquetas. 242

TABLA 3.17.Letras de identificación. 243

Tabla 6.18 Simbología señales. 244

Tabla 3.19 Instrumentos 245

Tabla 3.20 Simbología control digital y distribuido. 245

Tabla 3.21 Simbología Ordenadores. 246

495

Tabla 3.22 Símbolos control lógico y secuencial. 246

Tabla 3.23. Niveles iluminancia. 261

Tabla 3.24 Datos técnicos lámparas. 262

Tabla 3.25 Datos técnicos lámparas. 263

Tabla 3.26 Altura de suspensión de las luminarias en locales de altura

elevada7. 263

Tabla 3.27 Valores de Reflectancia (aproximada) en % para colores

y texturas. 264

Tabla 3.28 Porcentaje Reflectancia. 265

Tabla 3.29 Porcentaje Reflectancia. 266

Tabla 3.30 Calculo Del Coeficiente De Utilización. 267

Tabla 3.31 Interpolación 1. 270

Tabla 3.32 Interpolación 2 270








496





















497





















498





















499















Tabla 4.1. Sustitución optima de cada tipo de lámpara 384

Tabla 4.2. Recomendación en la elección de sensores en función de la

labor y el número de ocupantes 392

Tabla 4.3. Sensores ocupacionales recomendados en función del

espacio a controlar. 393

Tabla 4.4. Consideraciones para la selección de sensores teniendo

500

en cuenta la luz natural. 394

Tabla 4.5.Representación gráfica de los tipos de funcionalidad 395

Tabla 4.6. Comparación de las funcionalidades de los tipos de sensores 397

Tabla 4.7. Comparación de las funcionalidades de los tipos de sensores 402

Tabla 5.1. Comparación técnica de software existentes 424

Tabla 7.1 Dispositivo dentro del SACI 432

Tabla 8.1 Comparación costos 446

Tabla 8.2 Cantidad y costo dispositivos sistema funcionamiento

normal piso 5 447

Tabla 8.3 Cantidad y costo dispositivos sistema funcionamiento normal

piso 10 447

Tabla 8.4 Cantidad y costo alumbrado emergencia Piso 5 448

Tabla 8.5 Cantidad y costo dispositivos sistema de emergencia Piso 10 448

Tabla 8.6 Recuperación inversión dispositivos 449

501

Anexos

1 Plano arquitectónico piso 5

2 Plano arquitectónico piso 10

3 Inventario y estado funcional de las luminarias HUEM

4 Nuevo plano eléctrico del piso 5

5 Nuevo plano eléctrico del piso 10

6 NIVEL DE ILUMINANCIA LUMINARIAS HUEM

7 Especificaciones Luminaria LED empotrable DayZone

8 Especificaciones luminaria LuxSpace Mini

9 Especificaciones luminaria LuxSpace Compact Power

10 DALI Gateway 5502 DAL

11 Gateway DDNG485.

12 Diagramas P&ID del SCI piso 5

13 Diagramas P&ID del SCI del piso 10

14 Diagramas P&ID del SACIE del piso 5

15 Diagramas P&ID del SACIE del piso 10

16 Simulación diseño, ubicación e instalación de las luminarias del SACI

17 Software para simulación de operación y funcionamiento del SACI

18 Análisis costo y consumo iluminación

502

Tesis Final

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Transcript of Tesis Final