Tecnología de Iluminación Automotriz: Principios Luminotécnicos y Tipos de Lámparas

Principios Luminotécnicos y Tipos de Lámparas en Automoción

1. Conceptos Fundamentales de Luminotecnia

Luz: Conjunto de radiaciones visibles emitidas por cuerpos incandescentes a temperaturas muy elevadas.

Flujo Luminoso: Toda radiación emitida por una fuente de luz en todas direcciones y percibida por el ojo humano (lm, lumen).

Cantidad de Luz: Es la energía de radiación espectral emitida por una fuente de luz de manera constante con el tiempo (lm·s).

Intensidad Luminosa: Flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta (Cd, candela). Ángulo Sólido: Se calcula mediante el cociente del área tomada de cortar una esfera por un cono cuyo vértice se sitúa en el centro de la esfera y el cuadrado del radio (sr, estereorradián).

Luminancia: La sensación de claridad intensa o débil que la luz produce. Es la intensidad aparente en una dirección dada (Cd/m²).

Iluminancia: Si tomamos el flujo luminoso de un lumen distribuido en 1 m², se obtiene una iluminancia de 1 lux.

Eficacia Luminosa o Rendimiento: De una fuente de luz, indica la cantidad de flujo emitido por dicha fuente por cada unidad de potencia consumida en su obtención (lm/W).

Temperatura de Color (Tª de Color): Se define por comparación con el cuerpo negro y se muestra en la curva de Planck. Ejemplos: Luz blanca cálida (2700K), Luz Día (6000K).

Color de Luz:

• Blanco Pálido: Menos de 3300K
• Blanco: Entre 3300K y 5000K
• Luz Día: Más de 5000K

Reproducción Cromática (Ra): Dependiendo del lugar de aplicación y la tarea visual a realizar, la luz artificial debe tener una percepción de color adecuada. La capacidad de una fuente de luz de reproducir los colores se mide con el concepto de Índice de Reproducción Cromática (Ra); una fuente con un Ra de 100 muestra todos los colores correctamente, cuanto más bajo es el Ra, peor es la reproducción cromática.

2. Principios Luminotécnicos Aplicados a Faros Automotrices

Alcance Visual: La distancia a la cual es visible un objeto iluminado por un faro.

Alcance Geométrico: Es la distancia de la parte horizontal del límite claro-oscuro sobre la calzada iluminada con una inclinación de la luz de cruce del 1%.

Deslumbramiento: Cuando una luz muy intensa incide en nuestro campo visual, produce una sensación de claridad muy intensa. Depende de la sensibilidad particular de cada ojo y de factores como la acomodación y la adaptación del ojo. Se denomina deslumbramiento relativo cuando el contraste entre el entorno y la fuente de luz influye.

3. Tipos de Lámparas en Iluminación Automotriz

Lámparas Halógenas

Son las lámparas de alumbrado principal en automóviles actualmente. Compuestas por una ampolla de cristal de cuarzo donde van instalados uno o dos filamentos formados por un hilo de wolframio y una mezcla de gases halógenos. Tienen una vida útil de 2000 horas y un rendimiento luminoso de 25 lm/W, con una temperatura de color entre 3200K y 4000K, algunas con una capa de interferencia (amarilla).

Lámparas Convencionales

En proceso de extinción, se utilizan para alumbrado auxiliar y faros adicionales, alcanzando una temperatura de color de 3000K.

4. Lámparas de Descarga de Gas (Xenón)

De reciente implementación en automoción. Poseen dos electrodos alineados entre los que se produce un arco voltaico en presencia de un gas contenido en una ampolla en forma de bulbo de dimensiones reducidas. Emiten luz azulada con una temperatura de color de 4200K.

Funcionamiento

El encendido del arco voltaico se realiza por medio de una reactancia, que genera un impulso de alta tensión. Una vez encendida, trabaja con una intensidad mayor de lo normal durante 3 segundos hasta alcanzar su claridad máxima. Una vez alcanzada su temperatura teórica, la reactancia regula la corriente de alimentación.

Ventajas de las Lámparas Xenón

• Rendimiento luminoso 3 veces superior (3200 lm con 35W).
• Alta producción de luz gracias a la configuración del reflector.
• Duración superior (2500 horas).

5. Diodos LED en Automoción

Emiten luz cuando se polarizan directamente. A partir del umbral de tensión, comienzan a emitir luz, aumentando la intensidad luminosa al incrementar la corriente. Soportan una intensidad de 20mA y una tensión de 2V.

Ventajas de los Diodos LED

• Alta seguridad contra fallos, siendo insensibles a vibraciones y sacudidas.
• Ahorro en mantenimiento.
• Duración superior (10.000 horas).
• Corto tiempo de respuesta.
• Bajo consumo energético.