Qué es un foco

Entre los aparatos de iluminación, un nicho específico son los proyectores, del latín projectus "dirigido o lanzado hacia delante", aparatos que concentran los rayos de luz en una determinada dirección mediante un reflector en forma de cono o parabólica. La idea se reflejó por primera vez en los dibujos de Leonardo da Vinci, y en Rusia la puso en práctica Iván Kulibin bajo el mandato de Catalina la Grande en el siglo IX. Ideó un telégrafo óptico que utilizaba un sistema de espejos que redistribuía la luz de las velas de cera ordinarias en un haz direccional.

Con unas pocas velas, Kulibin iluminó la orilla opuesta del río Neva en San Petersburgo y deleitó a la comunidad científica de la época.

El invento se utilizó como semáforo en la marina y en las comunicaciones terrestres, y lo empleó para iluminar los oscuros pasillos del Palacio de Tsárskoye Selo. El tema se desarrolló aún más en una dirección militar con fuentes de luz eléctricas, y el esquema del reflector se utilizó en prácticamente todas las instalaciones de iluminación donde se requería un haz de luz concentrado.

Un reflector de defensa aérea de la Primera Guerra Mundial. Ya entonces, algunos ejemplos llegaban hasta los 12 kilómetros.

Para aumentar el alcance, había que aumentar el diámetro del reflector parabólico y algunos tipos de proyectores tenían hasta 2 metros de diámetro. Más adelante, se instalaron lentes de enfoque en lugar de cristales protectores. Aunque una parte del espectro útil de la luminiscencia se pierde en la lente, esta solución permitió ahorrar en superficie reflectante y producir dispositivos compactos hasta de mano.

Características de los focos

En función de la tarea asignada al dispositivo, los fabricantes de tecnología de iluminación fabrican productos con determinadas propiedades, que no tienen tanto que ver con el diseño del dispositivo, sino directamente con la luz que emite, a saber:

• poder - es el consumo de energía de una fuente de luz, expresado en vatios (W). Cuanto mayor sea la potencia, mayor será la luminosidad y la distancia que alcance la lámpara. Sin embargo, diferentes tipos con la misma potencia tienen diferente eficiencia energética, es decir, la relación entre el consumo de energía y la eficacia luminosa;
• flujo luminoso - es la principal característica que determina la eficiencia de una fuente de luz, expresada en lúmenes (Lm). Sin embargo, la eficacia final de un foco, teniendo en cuenta todas las pérdidas ópticas, se mide en luxes con un luxómetro;
• Ángulo de dispersión - dependiendo del diseño y el diámetro del reflector, el ángulo de divergencia del cono de luz de 6 a 160 °. Cuanto menor sea el ángulo, más lejos brillará el dispositivo, pero el deslumbramiento lateral será mínimo. A la inversa, cuanto mayor sea el ángulo, más amplia será la zona cubierta por el foco con una distancia mínima;
• temperatura de la luz - Tono del objeto iluminado, medido en Kelvin (K). Varía de rojo a blanco. La temperatura determina el índice de reproducción cromática, un parámetro que determina la naturalidad con la que el ojo humano percibe la paleta de colores. Lo mejor índice de reproducción cromática se encuentra en el índice de reproducción cromática neutra de 3500-4500 K.

La luz cálida es más débil pero penetra mejor en la niebla, la nieve y la lluvia. En caso de buena visibilidad, la sombra más fría cubre una mayor distancia, aunque los colores y los contornos de los objetos pueden fundirse en una sola mancha.

Los focos tienen determinadas características de diseño en función de las condiciones de uso previstas:

• Alimentación: la mayoría de las unidades se alimentan directamente de la red de 220 V, pero algunos tipos de lámparas requieren un balasto o conductor. Normalmente, estos elementos del circuito se incluyen inicialmente en el diseño de la unidad o se conectan externamente. También hay focos autónomos que funcionan con baterías, generadores de gasolina o diésel;
  Controlador LED
• clase de protección - Característica que determina los factores y las condiciones ambientales en las que el recinto de la unidad garantiza un funcionamiento estable del sistema. Según la clasificación internacional, el IP se mide en números relativos al grado de protección contra las partículas y la humedad.

Tipos de focos

La principal diferencia de diseño se refiere a la fuente de luz. Las primeras linternas eléctricas relativamente eficaces estaban equipadas con lámparas de arco de Edison o Ilyich con filamentos de carbono, platino y tungsteno. Aunque el filamento de platino era el de mayor duración y potencia luminosa, fue sustituido por el más barato tungsteno debido a la falta de rentabilidad. Posteriormente, las lámparas evolucionaron hacia una mayor eficiencia, una vida más larga, un tamaño compacto y una producción más barata.

Halógeno

La primera modificación de las bombillas incandescentes fue una bombilla de vidrio de cuarzo llena de gases inertes y halógenos de yodo. En un entorno inerte, el filamento no se quema con tanta intensidad, lo que ha permitido aumentar la tensión y la potencia luminosa. Para los proyectores, el tipo más común es la lámpara halógena lineal con una base R7s de doble cara

Para los reflectores redondos hay lámparas más pequeñas con casquillos tipo G

Eficiencia energética de lámparas halógenas Las lámparas halógenas tienen una media de 22 lm/vatio frente a los 15 lm/vatio de las bombillas Ilich. Además, su vida útil se multiplica por lo menos 1,5 veces. Se necesita un transformador para la alimentación, pero hay tipos diseñados para enchufar directamente a la red de 220V.

Halogenuros metálicos .

Se trata de frascos de vidrio de doble panel, el interior de los cuales contiene a alta presión diversos haluros metálicos, gases capaces de brillar cuando se activan eléctricamente. No hay ningún conductor o filamento en la construcción. El tipo de lámpara más común tiene una base de tornillo E27 o E40, pero la iluminación de estudio y de escenario a veces utiliza bases de clavijas de una o dos caras.

Los MGL ofrecen una alta reproducción cromática, una vida útil de hasta 20.000 horas y una eficiencia energética de 85 Lm/W. Para poner en marcha la unidad se necesita un cebador, un lastre, que, entre otras cosas, mantiene la estabilidad durante las fluctuaciones de la red eléctrica. Las lámparas no necesitan precalentarse y pueden ponerse en marcha a temperaturas tan bajas como -40°C, lo que permite utilizarlas en latitudes septentrionales.

Lámparas de vapor de sodio (DNaT)

No difieren mucho en su construcción de las lámparas de halogenuros metálicos. En el interior de la bombilla se añaden sales de sodio que, una vez evaporadas, proporcionan una fuerte corriente de energía luminosa en el espectro amarillo y rojo. Las lámparas de alta presión tienen una eficiencia energética de aproximadamente 130 Lm/Watt y las lámparas de baja presión hasta 180 Lm/Watt. El espectro de luz monocromática distorsiona la reproducción del color, pero es lo más parecido a la luz solar en los rangos necesarios para la fotosíntesis de las plantas. Este tipo de focos es el que más se instala en los invernaderos.

Los tipos de lámparas estándar tienen una base de tornillo, pero existen variedades con base de espiga.

Para simular la luz del día y mejorar la reproducción de los colores, hay ejemplos con cristales tintados de blanco.

En condiciones de congelación por debajo de 35°C los vapores salinos brillan con menor intensidad. Los aparatos son muy sensibles a las fluctuaciones de la red eléctrica y, por tanto, requieren estrangulador. La vida útil varía entre 13000-15000 horas con la consiguiente disminución del flujo luminoso.

Proyectores de infrarrojos

A diferencia de otros dispositivos de iluminación, las luces IR sólo emiten luz infrarroja, invisible para el ojo humano a 800 nanómetros. En combinación con cámaras de vídeo diseñadas para trabajar en estos rangos, representan un sistema de vigilancia nocturna encubierta.

Grabación de vídeo nocturno.

La cámara sólo capta la luz reflejada de los iluminadores infrarrojos en blanco y negro, y el resto de la escena aparece sin iluminación. Estas unidades utilizan la descarga de gas o LED Las lámparas con un espectro luminoso definido se utilizan como fuente de luz para estas unidades.

¡Información! Existen raras anomalías en el ojo humano que hacen que los rayos IR sean parcialmente visibles.

LED

se han generalizado en los últimos 20 años debido a su compacidad, bajo coste y eficiencia energética en el rango de 70 a 130 Lm/Watt. Hay dos tipos de bombillas LED utilizadas en los focos:

1. COB - Cristales estrechamente espaciados y llenos de fósforo. Produce una salida de luz uniforme, pero se calienta mucho y, por lo tanto, requiere un disipador de calor masivo o una refrigeración forzada.
2. SMD - Matrices con un conjunto de elementos LED de la misma potencia.

Tienen mayor variación, pero debido al espacio entre los elementos tienen mejor disipación de calor. Cuando se conecta en serie, si un LED se quema, toda la placa falla. В en paralelo El resto de las bombillas sufren la carga completa, lo que acelera su desgaste.

Después de un sobrecalentamiento frecuente de los elementos LED, si no se queman, dan hasta un 30% de caída. Por esta razón, los fabricantes prestan más atención a las matrices SMD, que no son tan exigentes en cuanto a la disipación del calor. Los LEDs americanos Cree, japoneses Nichia o alemanes Osram producen una media de 100 lm/W y tienen una vida útil de hasta 50.000 horas.

Diseño de focos

Tradicionalmente, la construcción consta de los siguientes elementos:

• vivienda - carcasa de plástico o metal. La mejor solución es que toda la carcasa sea de aluminio: ligero, resistente a la corrosión y con suficiente conductividad térmica. La parte trasera está equipada con un radiador metálico;
• reflector - reflector de metal brillante o lámina de plástico que actúa como espejo para enfocar el haz;
• vidrio protector - A veces está hecho de policarbonato resistente al calor. En los modelos con gran ángulo de difusión, está ondulado para una mejor distribución del punto de luz. Algunos modelos tienen una lente de enfoque en lugar de cristal;
• fuente de luz;
• suministro de energía - representado por un transformador, un driver o una reactancia según el tipo de lámpara. Puede no estar presente cuando se opera directamente desde una red de 220 V o puede estar conectada externamente.

Un nicho separado lo ocupan los dispositivos completamente autónomos con un panel solar y una batería. Algunos modelos están equipados con sensores de luz y movimiento para activarse automáticamente por la noche o cuando un objeto en movimiento entra en el campo de visión del sensor.

Sistema autónomo con sensor de movimiento.

Dependiendo de su función, los dispositivos pueden montarse de varias maneras:

1. En una consola.
2. Soporte.
3. Trípode.
4. Suspensión.
5. Pico de tierra.
6. Versión portátil.
7. Módulo giratorio.

Ámbito de aplicación

Los focos son omnipresentes en todos los ámbitos de la vida en los que hay que iluminar grandes superficies o largas distancias.

Calle...la iluminación del parque.

Instalaciones deportivas, comerciales y de ocio.

Iluminación decorativa de monumentos y construcciones arquitectónicas.

Iluminación del teatro.

Seguridad de los objetos.. La mayoría de las veces se trata de dispositivos fijados en postes o en módulos giratorios.

Búsqueda y rescate y actividades militares. Para ello, los vehículos terrestres, los aviones y los barcos están equipados con proyectores de largo alcance con un estrecho cono de luz de menos de 30°.

La industria del cine. La fotografía.

Iluminación de zonas de trabajo, obras de construcción. En zonas remotas, se utilizan complejos con generador o baterías de gran capacidad.

Imitación de la luz solar para el crecimiento de las plantas en los invernaderos. invernaderos. Los tipos de lámparas más utilizados para este fin son las DNAT y las LED.

iluminación de zonas comunesEntradas y zonas de trabajo.

Iluminación de fachadas Luminaria con amplio ángulo de dispersión y alto índice de reproducción cromática.

Sistemas de señalización en la navegación. Presentado por las balizas costeras y los semáforos de los barcos.