Conceptos de la tecnología de la iluminación
Tecnología lumínica: Fundamentos
Aquí encontrará útiles conocimientos y prácticos consejos relacionados con las tecnologías de la iluminación y las fuentes lumínicas de los vehículos.
La tecnología lumínica desempeña un papel muy importante en el vehículo, ya que cuida de la seguridad del conductor y también de la seguridad de los demás usuarios de la carretera. En esta página le explicamos los fundamentos de la tecnología lumínica y le mostramos los componentes y el funcionamiento de las fuentes lumínicas más habituales. Además, también conocerá los motivos por los que falla una fuente lumínica y le daremos prácticas recomendaciones para poder sustituirla.
Indicación de seguridad importante
La siguiente información técnica y consejos prácticos han sido elaborados por HELLA con el fin de ayudar de forma profesional a los talleres de vehículos en su trabajo diario. La información facilitada en esta página web está pensada solamente para personal debidamente cualificado y con formación específica.
ÍNDICE DE CONTENIDO
CONCEPTOS LUMINOTÉCNICOS: FUNDAMENTOS
Aquí se muestra una visión general de los conceptos básicos más importantes acerca de la tecnología de la iluminación, así como de sus unidades de medida, con el fin de evaluar las propiedades de los focos, los pilotos y los faros:
Flujo lumínico Φ
Unidad: Lumen [lm]
Se denomina flujo lumínico F a la potencia lumínica total emitida por una fuente de iluminación.
Intensidad lumínica I
Unidad: Candela [cd]
La intensidad lumínica es parte del flujo lumínico que se emite en una dirección determinada.
Potencia lumínica E
Unidad: Lux [lx]
La potencia lumínica E indica la relación entre el flujo lumínico incidente y la superficie a iluminar.
La potencia lumínica alcanza 1 lx cuando un flujo lumínico de 1 lm incide de manera homogénea sobre una superficie de 1 m².
Luminancia L
Unidad: Candela por metro cuadrado [cd/m2]
La luminancia L es la impresión de claridad que el ojo recibe de una superficie iluminada o que ilumina.
Rendimiento lumínico ŋ
Unidad: lumen por vatio [lm/W]
El rendimiento lumínico h indica la rentabilidad con la que la potencia eléctrica suministrada se transforma en luz.
Temperatura del color K
Unidad: Kelvin [K]
Kelvin es la unidad de temperatura del color. Cuanto más elevada es la temperatura del color de una fuente lumínica, mayor es la parte azulada de su espectro cromático, y menor es la parte de color rojizo.
un foco incandescente de luz blanco cálido tiene una temperatura de color de aprox. 2700 K. Sin embargo, un foco de descarga de gas (D2S), con 4250 K, posee una luz blanca fría que se parece mucho al color de la luz natural del día (aprox. 5600 K).
FUENTES LUMÍNICAS: VISIÓN GENERAL
Las fuentes lumínicas son emisores térmicos que generan luz gracias a la energía calorífica. Esto significa que, cuanto más se caliente una fuente lumínica, mayor será su intensidad lumínica.
Sin embargo, el bajo grado de efectividad de los emisores térmicos (8% radiación lumínica) proporciona un rendimiento lumínico relativamente bajo en comparación con los focos de descarga de gas (28% radiación lumínica). Desde hace poco tiempo, los LEDs también se utilizan como fuente de iluminación en los vehículos.
foco incandescente
los focos incandescentes (focos de vacío) pertenecen al grupo de los emisores térmicos, ya que el filamento en espiral de wolframio se vuelve incandescente por medio del suministro de energía eléctrica.
Como ya se ha mencionado, las foco estándar tienen un bajo rendimiento lumínico. A ello se le añade el hecho de que, debido a la evaporación de las partículas de wolframio, reconocible en el ennegrecimiento que provoca en la ampolla de el foco, se reducen todos sus valores luminotécnicos y su vida útil también se ve reducida.
foco halógena
el foco halógena ofrece numerosas ventajas frente a la clásica foco incandescente. Al añadir pequeñas cantidades de átomos halógenos, como p.ej. de yodo, se puede reducir el ennegrecimiento de la ampolla de el foco.
Gracias al llamado "ciclo o proceso circular", los focos halógenas pueden funcionar a mayor temperatura con la misma vida útil, y ofrecen, por tanto, un mayor grado de efectividad.
En la actualidad existen dos clases de focos halógenas: Las foco H1, H3, H7, H9, H11, HB3 tiene un sólo filamento incandescente. Se emplean para la luz baja y la luz alta. el foco H4 tiene dos filamentos incandescentes, uno para la luz baja y otro para la luz alta.
El filamento de incandescencia para la luz baja está provisto de una cubierta. Su función es cubrir la parte de la luz que deslumbra y crear el corte de luz vertical.
los focos H1+30/50/90 y H4+30/50/90 son perfeccionamientos de los focos convencionales H1 y H4 con un relleno de un gas protector.
Ventajas / Diferencias de los focos halógenas frente a los focos estándar
- El filamento de incandescencia es más fino
- Puede funcionar con temperaturas más elevadas
- Mayor luminancia, hasta un 30/50/90% más entre
- 50 y 100 metros delante del vehículo y una iluminación de la carretera de hasta 20 metros de alcance
- Mayor seguridad en la conducción, incluso de noche o con mal tiempo
el foco H7 posee, en comparación con la H1, una mayor densidad lumínica, un menor consumo de energía y una mejor calidad de la luz. También están disponibles como H7+30/50/90.
focos halógenas de color azul
Desde hace algún tiempo, los focos halógenas también están disponibles con una estética de color azul. Frente a los focos halógenas convencionales estas focos ofrecen una luz de color azulado (hasta 4000 K), por lo que su luz es muy similar a la luz natural del día. Para el ojo humano, esta luz parece más luminosa y llena de contrastes. Estas características deberían contribuir a una conducción más descansada, por lo que se podría circular durante más tiempo. Sin embargo, esta impresión es subjetiva.
Si realmente se desea una mayor potencia lumínica, deberían utilizarse los focos +30/50/90.
Intermintentes
Para las intermintentes, hasta ahora se utilizaban focos con la ampolla lacada en color ámbar. Para aquellos conductores preocupados por la estética existen los focos Magic Star (de efecto espejo) para intermintentes. Cuando están apagadas, pasan desapercibidas dentro del reflector plateado. Cuando se encienden es cuando proporcionan su característica luz ámbar con la luminosidad habitual.
Gracias al empleo de distintas capas de interferencias sobre la ampolla de el foco se apagan algunas zonas del espectro lumínico, que son emitidas por el filamento incandescente. De esta manera, sólo la parte de color ámbar atraviesa las capas y se hace visible.
focos de descarga de gas
los focos de descarga de gas generan luz de acuerdo con el principio físico de la descarga eléctrica. Mediante la aplicación de una tensión de encendido por parte de la bobina de reactancia (hasta 23 KV en la 3ª generación de balastros de HELLA), el gas se ioniza entre los electrodos de el foco (rellenado de gas noble de xenón y una mezcla de metales y haluros de metales), y con ayuda de un arco voltaico se excita hasta producir luz.
Durante el suministro controlado de corriente alterna (aprox. 400 Hz), las sustancias líquidas y sólidas se vaporizan debido a las altas temperaturas. el foco no alcanza toda su claridad hasta pasados unos segundos, cuando todos los componentes se han ionizado.
Para evitar la destrucción de el foco causada por un aumento incontrolado de la corriente, ésta se ve regulada por la bobina de reactancia. Cuando se llega al rendimiento lumínico pleno, sólo se necesita una tensión de servicio (no una tensión de encendido) de 85 V para poder mantener el proceso físico. El flujo lumínico, el rendimiento lumínico, la densidad lumínica y la vida útil son considerablemente mejores que en los focos halógenas.
los focos de descarga de gas reciben distintos nombres en función del modelo de desarrollo al que pertenecen: D1, D2, D3 y D4. La "D" es la sigla para "Discharge", es decir, "descarga" en inglés. Las distintas generaciones presentan grandes diferencias entre sí. los focos D1, las originales focos xenón, llevan una zona de encendido integrada. Sin embargo, los focos D2 llevan un "quemador" con base y no tienen, en comparación con otros modelos desarrollados como focos de descarga de gas para la automoción, una ampolla protectora exterior que envuelva el tubo de descarga. Todos los desarrollos posteriores llevan una ampolla protectora UV y son, gracias a su forma exterior, más estables.
A menudo, la antigua foco D1 se confunde con la actual D1-S/R, con el módulo de encendido integrado. Las versiones actuales de los focos D1 y D2, así como los focos D3 y D4, todas ellas sin mercurio, son focos más ecológicas. Debido a los distintos parámetros eléctricos (tensión de combustión de 42 V en vez de 85 V para la misma potencia), los focos D3 o D4 no pueden ponerse en funcionamiento con las unidades de control de los focos D1 o D2.
Comparativa foco incandescente (halógena) / Arco voltaico foco de descarga de gas (xenón)
| foco halógena de incandescencia (H7) | foco de descarga de gas | |
|---|---|---|
| Fuente lumínica | Filamento en espiral incandescente | Arco voltaico |
| Densidad de la luz | 1450 cd/m2 | 3000 cd/m2 |
| Potencia | 55 W | 35 W |
| Balance energético | 8% radiación lumínica 92% radiación térmica | 28% radiación lumínica 58% radiación térmica 14% radiación UV |
| Vida útil | aprox. 500 h | 2500 h |
| Resistente a las vibraciones | en determinadas condiciones | sí |
| Tensión de encendido | no | sí, 23.000 V (3ª Generación) |
| Electrónica de regulación | no | sí |
En los focos se pueden ver las siguientes inscripciones
- Nombre del fabricante
- 6 ó 6 V, 12 ó 12 V, 24 ó 24 V indica la tensión nominal, de acuerdo con el Reglamento CEE 37.
- H1, H4, H7, P21 W indica la denominación internacional de categoría de los focos según la CEE, p. ej. 55 W.
- E1 indica el país en el que se ha aprobado y homologado el foco. El 1 corresponde a Alemania.
- "DOT" significa que también está homologada para el mercado estadounidense.
- "U" indica que es un foco con radiación UV reducida, de acuerdo con la CEE. Estas focos se utilizan, por ejemplo, en faros con dispersor de plástico.
- La marca de autorización concedida por el organismo de homologaciones, p. ej. E1 (Oficina Federal de Automoción de Flensburg), también se indica en el foco, y puede ser 37 R (E1) + un número de cinco cifras, o bien (E1) + un número de tres cifras (también con caracteres alfanuméricos, ver imagen).
- La mayoría de los focos disponen de una denominación codificada del fabricante. Esto permite identificar el origen del fabricante.
- Debido a que no todas los focos disponen de espacio suficiente para la identificación, la legislación sólo exige la siguiente información: fabricante, potencia, marca de homologación y marca de autorización.
Según los Reglamentos CEE 37 y 99, los focos de los vehículos deben estar normalizadas. Con ello se pretende facilitar la sustitución de los focos, evitando, al mismo tiempo, que se produzca confusión con otras focos.
FACTORES QUE INFLUYEN EN UNA FUENTE LUMÍNICA: COMPARATIVA
Aunque se regenera dentro de el foco incandescente, el filamento de wolframio se consume poco a poco, con lo que su vida útil se ve limitada.
Factores negativos de influencia
- Cargas mecánicas causadas por impactos y vibraciones
- Altas temperaturas
- Proceso de conexión
- Picos de tensión
- Sobretensión en la red de a bordo
- Alta densidad lumínica debido a una extrema
- densidad del filamento
Factores positivos de influencia
- Presión de llenado
- Gas de relleno
La vida útil y el rendimiento lumínico dependen, entre otros factores, de la tensión del suministro disponible.
La regla básica es: Si se aumenta en un 5% la tensión de suministro de un foco, el flujo lumínico aumenta un 20%, pero, al mismo tiempo, la vida útil se ve reducida a la mitad.
RECOMENDACIONES LUMINOTÉCNICAS: FUENTES LUMÍNICAS: CONSEJOS PRÁCTICOS
- Los faros xenón necesitan para encenderse una alta tensión, y por ello, antes de realizar cualquier reparación en los faros, la conexión al suministro de tensión debe desenchufarse de la bobina de reactancia.
- Si se monta una nueva foco, no debe tocarse la ampolla con los dedos, ya que éstos dejan huellas y pueden provocar un enturbiamiento de la luz.
- Si un foco de xenón se rompe en un espacio cerrado (taller), debe ventilarse dicho espacio para evitar daños en la salud provocados por los gases tóxicos. los focos xenón D3 y D4 ya no contienen mercurio y son, por tanto, más ecológicas.
- los focos halógenas e incandescentes estándar no contienen ninguna sustancia perjudicial para el medio ambiente y pueden desecharse en la basura normal.
- los focos xenón deben desecharse como residuos especiales. Si el foco no funciona y la ampolla aún está intacta, debe desecharse como residuo especial, ya que la mezcla de gas y vapores metálicos contiene mercurio y resultaría tóxica en caso de inhalación. Si la ampolla se ha roto, p. ej. a causa de un accidente, el foco xenón puede desecharse en la basura normal, ya que el mercurio ya se habrá evaporado.
- En los focos xenón D3 y D4 se sustituyó el mercurio por el yoduro de zinc, que es inofensivo. Estas focos pueden desecharse en la basura normal de casa.
- El número clave de residuo para su eliminación es: 060404.
- Los LEDs no necesitan ningún tipo de recomendación especial ya que, normalmente, no pueden sustituirse.
CONFIGURADOR DE focos INCANDESCENTES: TURISMO: IDENTIFICACIÓN DE LAS REFACCIONES
¿Falla su foco incandescente?
Con el configurador de focos incandescentes encontrará el foco que necesita de forma rápida y sencilla. Para saber qué focos son compatibles con su vehículo, seleccione la marca, el modelo y el año de fabricación de su vehículo.
Desde aquí se accede al configurador de focos incandescentes.
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