Microsoft Word - LIBRO COMPLETO.docINTERIORES Y ÁREAS DEPORTIVAS
COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO
ELECTRICISTA
INTERIORES Y ÁREAS DEPORTIVAS
INFORME FINAL DE PASANTÍA
COMO REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO
ELECTRICISTA
INTERIORES Y ÁREAS DEPORTIVAS
RESUMEN
Muchas empresas han tenido la necesidad de implementar controles en sus actividades,
desarrollando un manual para los procedimientos de cada departamento. Esto, favorece la
eficacia de cada unidad de negocio, y así poder combinar los procesos elementales para la
obtención de un procedimiento global.
En esta pasantía se desarrollaron dos procedimientos distintos para el desarrollo tanto de un
proyecto de iluminación de interiores como de iluminación deportiva (exteriores). Uno es más
simple que el otro, de esta forma el personal del departamento con poca experiencia, pueda
entender y realizar proyectos sencillos con criterios actualizados.
Estos procedimientos se basaron principalmente en la selección del equipo apropiado para el
proyecto y en los nuevos criterios de diseño.
Para el caso de iluminación de interiores, se tuvo la oportunidad de realizar el diseño para las
zonas de circulación de un galpón de almacenaje. En el caso de iluminación deportiva, los
procedimientos fueron aplicados para dos modelos de campos deportivos, como son los de fútbol
y béisbol. Estas aplicaciones permitieron comparar ambos procedimientos, obteniendo valores
semejantes a pesar que uno es más aproximado que el otro.
v
en el hombre que siempre han deseado:
“un profesional”.
vi
AGRADECIMIENTOS
A mi queridísima Universidad Simón Bolívar, por brindar a mí y a muchos profesionales de este
país la oportunidad de desarrollarnos sin pedirnos prácticamente nada a cambio que no sea
esfuerzo y dedicación.
A mi Nonna por ser una mujer extraordinaria a la cual admiraré toda mi vida por su fortaleza y
constancia, además por sus palabras de aliento en los momentos oportunos de mi vida y porque
todos mis triunfos son la materialización de sus buenos deseos. A mi hermano al cual adoro,
porque ha compartido conmigo los momentos difíciles y felices de mi vida entera. A mis tías y
primos, por apoyarme en toda mi carrera y aconsejarme sobre las lecciones de vida.
A todo el equipo GE Consumer & Industrial (ustedes saben quienes son), quienes de manera
directa o indirecta contribuyeron a la realización de esta pasantía; así como la empresa General
Electric por abrirme sus puertas y facilitarme todas las herramientas para la realización de este
trabajo.
A mi tutor el Ing. Esteban Rameix por haberme permitido formar parte del equipo GE, por sus
invaluables consejos, por estar siempre dispuesto a ayudarme y por haberme enseñado a tener la
excelencia como principio en el ejercicio profesional.
A mi otro tutor el Ing. Oswaldo Ravelo, por aceptar la tutoría y por su disposición de aclarar de
manera directa todas las interrogantes que se presentaron durante la pasantía.
Al equipo “BREG”, que de alguna u otra manera me ayudaron y forman parte de este logro que es
convertirme en Ingeniero Electricista.
Y de manera muy especial a mi Isa bella, por haberme acompañado en todos los momentos, por
todo su apoyo moral y laboral, su paciencia y porque siempre contribuyó de manera muy
importante a mis alegrías durante esta pasantía y el maravilloso año y medio que llevo con ella.
vii
4 CAPÍTULO. MARCO REFERENCIAL ............................................................................... 7
4.1 Conceptos básicos .......................................................................................................... 7
4.3 Fuentes de luz............................................................................................................... 16
4.4.1.1.1 Sistemas ópticos utilizados.......................................................................... 22
4.4.1.1.3 Estética. ....................................................................................................... 23
4.4.1.3 Clasificación de las luminarias según su aplicación.......................................... 25
4.4.1.3.1 Luminarias para instalaciones de iluminación interior................................ 25
4.4.1.3.2 Luminarias para instalaciones de iluminación por proyección (exterior). .. 28
4.4.1.4 Clasificación de las luminarias según los factores de eficiencia. ...................... 30
4.4.1.4.1 Rendimiento luminoso de una luminaria (η). .............................................. 30
4.4.1.4.2 Factor de utilización (fu). ............................................................................. 30
4.4.1.4.3 Factor de mantenimiento (fm). ..................................................................... 31
5 CAPÍTULO. PROCEDIMIENTOS Y METODOLOGÍAS PARA EL DISEÑO DE
ILUMINACIÓN............................................................................................................................ 34
5.2 Planificación Básica..................................................................................................... 36
5.2.1.1 Datos de entrada. ............................................................................................... 37
5.2.1.2 Elección del sistema de alumbrado. .................................................................. 38
5.2.1.3 Elección de las fuentes luminosas. .................................................................... 39
5.2.2 Planificación básica empleada en iluminación deportiva (exteriores). ................. 41
5.2.2.1 Datos de entrada en iluminación de exteriores para espacios deportivos.......... 41
5.2.2.2 Elección del sistema de alumbrado en iluminación deportiva (exterior). ......... 42
5.2.2.3 Elección de las fuentes luminosas para áreas deportivas. ................................. 43
5.3 Diseño Detallado. ......................................................................................................... 44
5.3.2 Establecer el tipo y altura de montaje de las luminarias........................................ 45
5.3.2.1 Tipo y altura de montaje para iluminación de interiores. .................................. 46
5.3.2.2 Tipo y altura de montaje para iluminación deportiva........................................ 46
5.3.3 Selección preliminar del equipo (lámpara-luminaria): .......................................... 47
5.3.4 Métodos de cálculo. ............................................................................................... 49
5.3.4.1 Método de lúmenes para proyectos de iluminación de interiores. .................... 50
5.3.4.2 Método de lúmenes para iluminación de exteriores empleando proyectores
(Método del Lúmen del Haz)............................................................................................. 54
5.3.5 Distribución y espaciamiento del sistema de montaje........................................... 58
5.3.5.1 Sistema y diseño de montaje de luminarias para iluminación de interiores. ..... 58
5.3.5.2 Sistema y diseño de montaje de luminarias para iluminación deportiva........... 60
5.3.6 Puntos de medición de iluminancia (matriz de cálculo)........................................ 62
5.4 Evaluación posterior. .................................................................................................. 63
5.4.1 Evaluación de los parámetros de calidad (iluminancia, uniformidad y coeficiente
de variación).......................................................................................................................... 63
5.4.1.1 Ajuste de los parámetros de calidad para iluminación de interiores. ................ 64
5.4.1.2 Ajuste de los parámetros de calidad para iluminación deportiva (exteriores)... 65
5.4.2 Evaluación de la densidad de potencia. ................................................................. 66
5.4.3 Selección definitiva del equipo y su distribución.................................................. 66
6 CAPÍTULO. APLICACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS DE DISEÑO DE
ILUMINACIÓN............................................................................................................................ 67
6.1 ILUMINACIÓN DE UNA SECCIÓN DEL GALPÓN DE ALMACENAMIENTO DE
“MATCOFER”. ........................................................................................................................ 67
6.2 ILUMINACIÓN DE UNA CANCHA “TIPO” DE FÚTBOL DE 4 Y 6 POSTES. ... 77
6.3 ILUMINACIÓN DE UNA CANCHA “TIPO” DE BÉISBOL DE 6 Y 8
POSTES.................................................................................................................................... 85
ANEXO 1: CATEGORÍAS Y VALORES DE ILUMINACIÓN PARA TIPOS GENÉRICOS
DE ACTIVIDADES EN INTERIORES...................................................................................... 96
INTERIORES EN GENERAL .................................................................................................... 97
(EXTERIOR) ................................................................................................................................ 98
ANEXO 4: PODER REFLECTANTE DE ALGUNOS COLORES Y MATERIALES........... 100
ANEXO 5: FACTORES DE DEPRECIACIÓN DE LA SUPERFICIE DEL LOCAL (FDR).
..................................................................................................................................................... 101
ANEXO 6: APLICACIONES PRINCIPALES PARA CADA TIPO DE LÁMPARA. ............ 102
ANEXO 7: CLASIFICACIÓN DE LOS PROYECTORES SEGÚN LA APERTURA DEL HAZ
(NEMA) Y LA DISTANCIA DE PROYECCIÓN. .................................................................... 103
ANEXO 8: PUNTOS DE MEDICIÓN PARA CAMPOS DE BÉISBOL Y FÚTBOL. ........... 104
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ANEXO 9: COLOCACIÓN DE POSTES DEBIDO AL EFECTO DE DESLUMBRAMIENTO.
..................................................................................................................................................... 105
ANEXO 11: DIMENSIONES GENERALES DE CAMPOS, POSTES Y SETBACKS PARA
BÉISBOL Y FÚTBOL................................................................................................................ 108
ANEXO 12: PLANOS DE LOS PROYECTOS REALIZADOS............................................... 112
ANEXO 13: IDENTIFICACIÓN DE LAS SUB-ÁREAS Y LOS POSTES PARA CADA
APLICACIÓN............................................................................................................................. 113
ANEXO 14: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LOS EQUIPOS EMPLEADOS. ........ 115
ANEXO 15: TABLA Y GRÁFICA DE VALORES DE LOS COEFICIENTES DE
UTILIZACIÓN DEL HAZ PRELIMINARES (CBU*). ........................................................... 128
ANEXO 16: CÁLCULO DE NÚMERO DE PROYECTORES EN EL PROYECTO. ............ 132
ANEXO 17: DISEÑO DETALLADO Y EVALUACIÓN POSTERIOR SEGÚN EL MÉTODO
PRÁCTICO. ................................................................................................................................ 137
MÉTODO PRÁCTICO............................................................................................................... 140
ANEXO 20: DIAGRAMAS DE FLUJO PARA CADA PROCEDIMIENTO DESCRITO..... 179
ANEXO 21: DIAGRAMA DE DESLUMBRAMIENTO (SOLLNER) PARA
INSTALACIONES DE ALUMBRADO EN INTERIORES..................................................... 195
Figura 2: Concepto de intensidad luminosa. ................................................................................... 8
Figura 3: Luminancia de una superficie. ....................................................................................... 10
Figura 4: Iluminancia en un punto desde dos fuentes de luz con diferente ángulo de incidencia. 14
Figura 5: Iluminación normal, horizontal y vertical...................................................................... 14
Figura 6: Clasificación general de las fuentes luminosas.............................................................. 17
Figura 7: Ejemplo de un reflector: a) parabólico, b) esférico, c) elíptico y d) difuso. .................. 22
Figura 8: Partes constitutivas de una luminaria............................................................................. 23
Figura 9: Clasificación de luminarias según su distribución luminosa ......................................... 26
Figura 10: Diagrama polar en el sistema de coordenadas C-γ ...................................................... 27
Figura 11: Curvas fotométricas para una: a) luminaria simétrica y b) luminaria asimétrica ........ 27
Figura 12: Proyectores circulares...................................................................................................29
Figura 14: Diagrama isocandela para el sistema B-β ................................................................... 30
Figura15: Proceso principal de diseño de iluminación.................................................................. 34
Figura 16: Esquematización de los procesos generales indicando los procedimientos
correspondientes de un proyecto de iluminación. ......................................................................... 35
Figura 17: Ejemplos de alumbrado general: a) sin restricción de espacio, b) con restricción de
espacio ........................................................................................................................................... 38
xiii
Figura 20: Gráfica indicativa de alturas de un local...................................................................... 46
Figura 21: Ejemplo para el cálculo de altura y distancia mínima en un campo de fútbol con un
sistema de alumbrado lateral ......................................................................................................... 47
Figura 22: Vatiaje recomendado según la altura de montaje para el tipo de iluminación............. 48
Figura 23: Representación de la distancia de proyección.............................................................. 49
Figura 24: Posición de un poste con respecto a un área y los puntos de referencia para los
cálculos. ......................................................................................................................................... 54
Figura 25: Distribución típica de luminarias de un sistema de alumbrado general en una planta
uniforme. ....................................................................................................................................... 60
Figura 26: Ejemplo de la orientación de proyectores y división de las áreas (4 postes). .............. 62
Figura 27: Puntos de medición en un área dada. ........................................................................... 62
Figura 28: Grafica de los coeficientes de utilización preliminares por el eje vertical,................ 129
Figura 29: Grafica de los coeficientes de utilización preliminares por el eje vertical,................ 131
Figura 30: Representación esquemática del ángulo de visualización en interiores..................... 196
Figura 31: Diagramas de deslumbramiento para aquellas direcciones de visión: a) paralelas al eje
longitudinal, b) en ángulos rectos a dicho eje. ............................................................................ 197
xiv
Tabla I: Apariencia del color según su temperatura. ..................................................................... 12
Tabla II: Clasificación del IRC según su grado y apariencia. ....................................................... 12
Tabla III: Características más importantes de las lámparas .......................................................... 20
Tabla IV: Clasificación IEC 529 de luminarias de acuerdo a su grado de protección contra polvo.
....................................................................................................................................................... 24
Tabla V: Clasificación IEC 529 de luminarias de acuerdo a su grado de protección contra el agua.
....................................................................................................................................................... 24
Tabla VI: Clasificación y características según distribución luminosa......................................... 26
Tabla VII: Factores de depreciación por suciedad en las luminarias dependiendo del ambiente . 32
Tabla VIII: Factores de mantenimiento usados en iluminación de interiores dependiendo del
ambiente o su grado de suciedad. .................................................................................................. 33
Tabla IX: Características más importantes de cada sistema de alumbrado................................... 39
Tabla X: Factores de diseño para la selección de la lámpara en el proceso de planificación básica.
....................................................................................................................................................... 40
Tabla XI: Valores mínimos recomendables de IRC según la actividad deportiva. ....................... 44
Tabla XII: Valores del factor de ajustamiento (AAF)................................................................... 56
Tabla XIII: Especificaciones técnicas del equipo a emplear para el galpón. ................................ 72
Tabla XIV: Resultados de la evaluación del galpón MATCOFER............................................... 76
Tabla XV: Modelos de proyectores de General Electric. .............................................................. 78
Tabla XVI: Resultados de la primera evaluación para el campo de fútbol, según método teórico.
....................................................................................................................................................... 83
xv
Tabla XVII: Resultados de la tercera evaluación para el campo de fútbol, según método teórico.
....................................................................................................................................................... 83
Tabla XVIII: Densidad de potencia de ambas luminarias, para el método teórico. Campo de
fútbol.............................................................................................................................................. 84
Tabla XIX: Selección definitiva de equipos para las canchas de fútbol, según el método teórico.
....................................................................................................................................................... 84
Tabla XX: Resultados de la primera evaluación para el campo de béisbol (clase I), según método
teórico. ........................................................................................................................................... 90
Tabla XXI: Resultados de la primera evaluación para el campo de béisbol (clase II), según
método teórico. .............................................................................................................................. 90
Tabla XXII: Resultados de la tercera evaluación para el campo de béisbol (clase I), según método
teórico. ........................................................................................................................................... 91
Tabla XXIII: Resultados de la tercera evaluación para el campo de béisbol (clase II), según
método teórico. .............................................................................................................................. 91
Tabla XXIV: Selección definitiva de equipos para las canchas de béisbol, según el método
teórico. ........................................................................................................................................... 91
Tabla XXV: Valores de los coeficientes preliminares para la POWR-SPOT (4X4). ................. 128
Tabla XXVI: Valores de los coeficientes preliminares para la ULTRA-SPORT (SO2 4X2). ... 130
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hcl Altura de montaje
hcp Altura del plano de trabajo
ω Ángulo sólido
NEMA Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos
Bs. Bolívares
cd Candelas
CV Coeficiente de variación
FDF Depreciación del flujo de la lámpara
FDR Depreciación por suciedad sobre las superficies del local
dp Distancia de proyección
I Intensidad luminosa
CFL Lámpara fluorescente compacta
l Longitud del área
N Número de luminarias
ε Rendimiento luminoso de la lámpara
η Rendimiento luminoso de la luminaria
sb Setback
Tc Temperatura de color
Ue Uniformidad extrema
Um Uniformidad general
La empresa GENERAL ELECTRIC busca la implementación de procedimientos adicionales para
ejecutar las clasificaciones y selecciones de los equipos de iluminación, y los criterios de diseño
para los departamentos de ingeniería y ventas. De esta forma, el personal podrá elegir el método
conveniente para el desarrollo y ejecución de proyectos con criterios actualizados.
Por lo tanto, el presente libro de pasantía consiste en la evaluación de criterios y metodologías
usadas en la empresa para la ingeniería de iluminación, y así establecer un manual para el
desarrollo de un proyecto de iluminación en áreas industriales y deportivas.
Cada procedimiento se puede desarrollar por medio de dos métodos distintos, éstos son llamados
el método práctico y el método teórico. El primero consiste en realizar cada procedimiento de
forma empírica y predeterminada, en cambio el segundo consiste en realizar cada procedimiento
de forma detallada y precisa bajo normas de diseño.
Todos los procedimientos de diseño contemplados en este libro están en el CAPÍTULO 4, lo cual
se estructuraron bajo cuatro procesos principales para el desarrollo de cualquier proyecto, los
cuales son:
2. Planificación básica.
3. Diseño detallado.
4. Evaluación posterior.
El análisis del proyecto consiste principalmente en definir el tipo de iluminación y establecer los
alcances, objetivos y limitaciones del proyecto a desarrollar.
La planificación básica consiste en establecer y desarrollar las ideas básicas del diseño sin llegar
a establecer todavía un aspecto específico.
2
En el diseño detallado se comienza a resolver los aspectos específicos del proyecto en función del
perfil definido en el proceso de planificación básica, estos comprenden por ejemplo: la selección
de la luminaria, el diseño y sistemas de montaje, el cálculo de número de luminarias, etc.
La evaluación posterior tiene como objetivo simular y analizar los resultados del proyecto en
términos técnicos y económicos. La evaluación técnica implica el análisis de los parámetros y
criterios de calidad en la luminotecnia.
Ambos métodos, tanto el teórico como el práctico, se desarrollaron de forma independiente en el
momento de emplear cualquier método de cálculo. De hecho, la explicación y el procedimiento
del método práctico se encuentra en el Anexo 17. Como ejemplo de los métodos de cálculo, se
utilizó el método de los lúmenes, en donde se determinan ciertos parámetros, de acuerdo a
resultados de experiencias previas o por conocimientos teóricos, los cuales deben estar dentro de
algunos rangos permisibles para el confort visual del individuo.
En el CAPÍTULO 5, se desarrollan tres diseños, uno de iluminación de interiores el cual consiste
en la iluminación de un galpón industrial de almacenaje. Los otros dos consisten en la
iluminación deportiva para campos de fútbol y de béisbol, empleando diferentes sistemas de
alumbrado y criterios de calidad según las exigencias establecidas.
Finalmente, una vez obtenido los resultados de cada aplicación, se hará una comparación y
decisión definitiva del proyecto en función del diseño, y la selección de los equipos empleados.
Se anexa al libro los diagramas de flujo generales y particulares para cada procedimiento, de
manera de emplearlos como herramienta para visualizar secuencialmente la forma en que se
desarrollan las actividades que tiene asignada cada proceso.
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Elaborar un procedimiento y metodología que permita realizar proyectos de iluminación de
interiores y exteriores, considerando nuevos criterios de diseño y las últimas tecnologías
empleadas por el fabricante.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
1. Elaborar un criterio de selección y clasificación de los equipos a utilizar.
2. Evaluación de metodologías y criterios en ingeniería de iluminación según las nuevas
tendencias.
3. Evaluación y comprobación de los distintos criterios y condiciones de calidad según las
exigencias estipuladas, por medio de simulaciones con programas especializados de
iluminación.
4. Aplicación de los métodos de cálculos en áreas deportivas e industriales bajo las premisas
antes mencionadas.
3 CAPÍTULO. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
La Compañía General Electric o GE, es una Multinacional Americana de tecnología y con un
conglomerado de servicios, fundada en el Estado de Nueva York. De acuerdo con la revista
“Forbes Global 2000” es la segunda compañía mas grande del mundo.
• Historia de GE.
En el año de 1876, Thomas Alva Edison abrió un nuevo y mejor laboratorio en Menlo Park,
Nueva Jersey, en éste pudo entender y utilizar el dínamo y otros dispositivos eléctricos que él
había visto en exposiciones anteriores. Fuera del laboratorio estaba por venir quizás la invención
más grande de todos “una lámpara eléctrica incandescente”.
Antes de 1890, Edison había organizado varios negocios en la Edison General Electric Company.
En ese mismo momento, la Thomson-Houston Company y varias de sus otras compañías
lideradas por Charles A. Coffin, un fabricante de zapatos de Massachussets, dominaban junto con
la Edison General Electric la industria eléctrica norteamericana.
A medida que los negocios se ampliaron, había llegado a ser cada vez más difícil que cualquier
compañía produzca las instalaciones eléctricas completas con su propia tecnología. Y debido a
estos problemas en 1892, estas dos compañías más importantes se fusionaron para crear la
General Electric Company bajo el manejo del Financiero J.P. Morgan.
• GE Hoy
En el 2005, GE lanzó su línea “Ecomagination”, la cual pauta una iniciativa para posicionarse
como una compañía “verde”. Actualmente la compañía es una de las mayores apostadoras en la
industria de la energía eólica y también está desarrollando nuevos productos amigables al
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ambiente como los carros y locomotoras híbridas y con celdas fotovoltaicas. La compañía
también se estableció metas con sus subsidiarios para disminuir la emisión de gases.
GE participa en una ancha variedad de mercados incluyendo de generación, transmisión y
distribución de electricidad, iluminación, automatización industrial, equipos médicos, motores,
vías de ferrocarriles, motores de jets, servicios de aviación y producción de materiales como el
plástico, silicona y raspantes. También fueron co-fundadores y son dueños del 80% (con Vivendi
Universal) de “NBC” y “NBC Universal”, también está GE Commercial Finance y GE Consumer
Finance, los cuales ofrecen un rango de servicios financieros.
• Valores de GE.
GE se distingue en el mundo entero por lo que hace y por la forma en que lo hace. Su modo de
pensar y de trabajar constituye la plataforma que ha impulsado su desempeño durante décadas.
Esto es lo que unifica y da cohesión a los negocios y a cada operación de GE en el mundo. Los
principales valores son:
Curiosidad y Pasión
Desde el inicio, cuando Thomas Edison cambiaba al mundo con el poder de las ideas, GE se ha
distinguido por su capacidad para imaginar.
En GE imaginar es un sentido de posibilidad que permite ir más allá de la mera invención. Por
eso, en GE imaginar es una invitación constante a soñar y a lograr cosas que se creían imposibles.
Ingenio y Responsabilidad
En GE cada negocio tiene una razón para existir, una razón que responde a una cuestión
fundamental: ¿Por qué estamos aquí? Para GE esta gran pregunta tiene una simple respuesta:
Existimos para resolver los problemas de nuestros clientes, de nuestras sociedades y los nuestros.
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Apertura y Energía
Imaginar, resolver, construir, son sólo palabras si no comprenden un elemento vital: Liderazgo.
GE es hoy sinónimo de liderazgo, un liderazgo con el que asume una responsabilidad para
mantener su posición en los negocios y para enfrentar el cambio.
• GE en Venezuela.
GE ha estado presente en Venezuela por más de 75 años. En los años cincuenta, GE se convirtió
en una empresa altamente reconocida a través de una variedad de aparatos electrodomésticos y de
productos de iluminación. Hoy en día GE está representada por muchos negocios, liderizado por
Energy en la generación eléctrica y en la industria petrolera. Con el paso de los años la presencia
de GE ha ido incrementándose y cobrando importancia en varios sectores de la industria
venezolana.
Guardia (01)
Patricia de la…