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Instalaciónes electrica, Esquemas y mapas conceptuales de Instalaciones Eléctricas

Universidad Católica Boliviana, La PazInstalaciones Eléctricas
Prof. Jorge Jimenez

Este libro ofrece un enfoque integral y práctico para el diseño y cálculo de las instalaciones en edificios, abarcando desde conceptos fundamentales hasta aplicaciones reales en proyectos constructivos. Está dirigido a estudiantes de ingeniería, arquitectura, técnicos en construcción y profesionales del sector que buscan profundizar en el diseño técnico de instalaciones.

Tipo: Esquemas y mapas conceptuales

2010/2011

Subido el 14/05/2025

maria-belen-aguilar-mamani
maria-belen-aguilar-mamani 🇧🇴

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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA
SEDE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍAS
CARRERA: INGENIERÍA ELÉCTRICA
TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO ELÉCTRICO EN
SISTEMAS DE POTENCIA
DISEÑO DE ILUMINACIÓN CON LUMINARIAS TIPO LED BASADO EN EL
CONCEPTO EFICIENCIA ENERGÉTICA Y CONFORT VISUAL,
IMPLEMENTACIÓN DE ESTRUCTURA PARA PRUEBAS.
AUTORES:
Miguel Paul Castro Guaman
Norman Christos Posligua Murillo
DIRECTOR/A:
Ing. Fernando Bustamante G. M. Sc.
Guayaquil, Marzo 2015
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¡Descarga Instalaciónes electrica y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Instalaciones Eléctricas solo en Docsity!

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA

SEDE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERÍAS

CARRERA: INGENIERÍA ELÉCTRICA

TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO ELÉCTRICO EN

SISTEMAS DE POTENCIA

DISEÑO DE ILUMINACIÓN CON LUMINARIAS TIPO LED BASADO EN EL

CONCEPTO EFICIENCIA ENERGÉTICA Y CONFORT VISUAL,

IMPLEMENTACIÓN DE ESTRUCTURA PARA PRUEBAS.

AUTORES:

Miguel Paul Castro Guaman Norman Christos Posligua Murillo

DIRECTOR/A:

Ing. Fernando Bustamante G. M. Sc.

Guayaquil, Marzo 2015

II

DECLARATORIA DE RESPONSABILIDAD

Los conceptos desarrollados, análisis realizados y conclusiones del presente trabajo,

son de exclusiva responsabilidad de los autores.

Por medio de la presente declaración cedemos los derechos de propiedad intelectual

correspondientes a este trabajo, a la Universidad Politécnica Salesiana pudiendo hacer

uso de la misma para fines académicos.

Guayaquil, Marzo del 2015

(f)___________________________

Miguel Paul Castro Guaman

C.I.: 0923760359

(f)____________________________

Norman Christos Posligua Murillo

C.I.: 1203665441

IV

AGRADECIMIENTO

En primer lugar agradezco a Dios por darme la vida,

por regalarme una madre maravillosa, que nunca me

dejaron solo, que estuvieron a mi lado, guiándome y

siendo la razón principal para seguir adelante.

Miguel

Mi más sincero agradecimiento a mi madre Mercedes

que fue mi principal apoyo para culminar mi carrera,

también especialmente al Ingeniero Fernando

Bustamante por su colaboración en el desarrollo del

tema de tesis.

Norman

V

INDICE

DEDICATORIA ........................................................................................................................... III

AGRADECIMIENTO .................................................................................................................. IV

RESUMEN ................................................................................................................................. XIV

X

XIII

  • CAPÍTULO 1: EL PROBLEMA ABSTRACT................................................................................................................................. XV
    • 1.1. Planteamiento del problema
    • 1.2. Delimitación...................................................................................................................
    • 1.3. Objetivos
      • 1.3.1. Objetivo general
      • 1.3.2. Objetivos específicos
    • 1.4. Justificación
    • 1.5. Hipótesis
    • 1.6. Variables e Indicadores
    • 1.7. Metodología
      • 1.7.1. Tipos de Investigación
      • 1.7.2. Métodos..................................................................................................................
        • 1.7.2.1. Método teórico
        • 1.7.2.2. Método empírico
    • 1.8. Descripción de la propuesta
    • 1.9. Beneficiarios de la propuesta de intervención
    • 1.10. Impacto
  • CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO
    • 2.1. Generalidades
    • 2.2. La luz
      • 2.2.1. Luz concepto y características
    • 2.3. El sentido de la vista
      • 2.3.1. El Ojo
      • 2.3.2. Percepción de los objetos
    • 2.4. Sistemas de alumbrado................................................................................................. - 2.4.1. Alumbrado general - 2.4.2. Alumbrado general localizado
      • 2.4.3. Alumbrado localizado VI
  • 2.5. Magnitudes luminosas
    • 2.5.1. Flujo Luminoso
    • 2.5.2. Iluminación o Iluminancia
    • 2.5.3. Intensidad Luminosa
    • 2.5.4. Luminancia
    • 2.5.5. Rendimiento y eficiencia luminosa
    • 2.5.6. Curva de distribución luminosa
    • 2.5.7. Deslumbramiento
    • 2.5.8. Color de Luz
    • 2.5.9. Reproducción de colores
    • 2.5.10. Factor de mantenimiento
  • 2.6. Propiedades ópticas de la materia
    • 2.6.1. Reflexión
    • 2.6.2. Transmisión..........................................................................................................
    • 2.6.3. Absorción
    • 2.6.4. Refracción
  • 2.7. Leyes Fundamentales
    • 2.7.1. Ley inversa del cuadrado de la materia
    • 2.7.2. Ley del coseno
    • 2.7.3. Método de luminancia de un punto
    • 2.7.4. Iluminación en un plano determinado
  • 2.8. Dialux...........................................................................................................................
    • 2.8.1. Descarga e instalación de Dialux
    • 2.8.2. Manejo del Dialux................................................................................................
  • 2.9. Tipos de lámparas
    • 2.9.1. Incandescentes
    • 2.9.2. Halógenas
    • 2.9.3. Lámpara de descarga
    • 2.9.4. Vapor de sodio
    • 2.9.5. Vapor de mercurio
    • 2.9.6. Fluorescente
    • 2.9.7. LED
      • 2.9.7.1. El chip
        • 2.9.7.2. Disipador de calor. VII
        • 2.9.7.3. Driver.
        • 2.9.7.4. La placa base.
        • 2.9.7.5. La óptica secundaria............................................................................................
  • CAPÍTULO 3: CONSIDERACIONES DE DISEÑO
    • 3.1. Diseño de la estructura metálica didáctica
    • 3.2. Diseño del tablero metálico..........................................................................................
    • 3.3. Diseño eléctrico para el funcionamiento de la estructura metálica para pruebas
    • 3.4. Diseño del laboratorio de Instalaciones Eléctricas en Dialux
    • 3.5. Características de Luminarias LED
      • 3.5.1. Syl-Lighter Sylvania
      • 3.5.2. Insaver Sylvania
      • 3.5.3. Orion Sylvania
      • 3.5.4. Nova LED Sylvania
      • 3.5.5. Lumipanel Led Sylvania
      • 3.5.6. Jeta Led
      • 3.5.7. Tuled
      • 3.5.8. Atria LED...........................................................................................................
    • 3.6. Características del Motorreductores de CA Dayton...................................................
      • 3.6.1. Diagrama de cableado
    • 3.7. Freno de disco magnético Dayton.
      • 3.7.1. Operación
  • CAPÍTULO 4: PRÁCTICAS
    • 4.1. Práctica 1....................................................................................................................
      • 4.1.1. Datos informativos
      • 4.1.2. Datos de la práctica
      • 4.1.3. Normas de seguridad de los elementos mecánicos
        • 4.1.3.1. Normas de estructura para pruebas de las luminarias LED
        • 4.1.3.2. Normas de tablero para exhibición de las luminarias LED
      • 4.1.4. Normas de seguridad de los elementos eléctricos
      • 4.1.5. Cronograma / calendario
      • 4.1.6. Cuestionario
      • 4.1.7. Anexos
    • 4.2. Práctica
    • 4.2.1. Datos informativos VIII
    • 4.2.2. Datos de la práctica
    • 4.2.3. Cronograma / calendario
    • 4.2.4. Cuestionario
    • 4.2.5. Anexos
  • 4.3. Práctica 3....................................................................................................................
    • 4.3.1. Datos informativos
    • 4.3.2. Datos de la práctica
    • 4.3.3. Cronograma / calendario
    • 4.3.4. Cuestionario
    • 4.3.5. Proyecto
    • 4.3.6. Anexos
  • 4.4. Práctica 4....................................................................................................................
    • 4.4.1. Datos informativos
    • 4.4.2. Datos de la práctica
    • 4.4.3. Cronograma / calendario
    • 4.4.4. Cuestionario
    • 4.4.5. Proyecto
    • 4.4.6. Anexos
  • 4.5. Práctica
    • 4.5.1. Datos informativos
    • 4.5.2. Datos de la práctica
    • 4.5.3. Cronograma / calendario
    • 4.5.4. Cuestionario
    • 4.5.5. Proyecto
    • 4.5.6. Proyecto
  • 4.6. Práctica 6....................................................................................................................
    • 4.6.1. Datos informativos
    • 4.6.2. Datos de la práctica
    • 4.6.3. Cronograma / calendario
    • 4.6.4. Cuestionario
    • 4.6.5. Proyecto
    • 4.6.6. Anexos
  • 4.7. Práctica 7.................................................................................................................... - 4.7.1. Datos informativos IX - 4.7.2. Datos de la práctica - 4.7.3. Cronograma / calendario - 4.7.4. Cuestionario - 4.7.5. Proyecto - 4.7.6. Anexos
    • 4.8. Práctica 8....................................................................................................................
      • 4.8.1. Datos informativos
      • 4.8.2. Datos de la práctica
      • 4.8.3. Cronograma / calendario
      • 4.8.4. Cuestionario
      • 4.8.5. Proyecto
      • 4.8.6. Anexos
    • 4.9. Práctica 9....................................................................................................................
      • 4.9.1. Datos informativos
      • 4.9.2. Datos de la práctica
      • 4.9.3. Cronograma / calendario
      • 4.9.4. Cuestionario
      • 4.9.5. Proyecto
      • 4.9.6. Anexos
    • 4.10. Práctica
      • 4.10.1. Datos informativos
      • 4.10.2. Datos de la práctica
      • 4.10.3. Cronograma / calendario
      • 4.10.4. Cuestionario
      • 4.10.5. Proyecto
      • 4.10.6. Proyecto
  • CAPÍTULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
    • 5.1. Conclusiones
    • 5.2. Recomendaciones
  • BIBLIOGRAFÍA
  • ANEXOS
  • Fig. 1: Laboratorio de Instalaciones Eléctricas FIGURAS
  • Fig. 2: Dificultad visual
  • Fig. 3: Oficina
  • Fig. 4: Industria
  • Fig. 5: Tecnología LED
  • Fig. 6: Esquema de los tres pilares del desarrollo sostenible
  • Fig. 7: Lava
  • Fig. 8: Longitud de Onda
  • Fig. 9: El Espectro Electromagnético
  • Fig. 10: Luz Visible
  • Fig. 11: El Ojo Humano
  • Fig. 12: Curva Efecto Purkinje
  • Fig. 13: Flujo Luminoso
  • Fig. 14: Esfera de Ulbricht
  • Fig. 15: Iluminación
  • Fig. 16: Luxómetro
  • Fig. 17: Láser
  • Fig. 18: Fuente de luz...................................................................................................................
  • Fig. 19 Iluminancia Recomendada...............................................................................................
  • Fig. 20: Intensidad luminosa
  • Fig. 21: Diagrama Polar
  • Fig. 22: Luminancia
  • Fig. 23: Luxómetro
  • Fig. 24: Rendimiento
  • Fig. 25: Curva Fotométrica
  • Fig. 26: Fotometría y Curva Polar
  • Fig. 27: Distribución Luminosa
  • Fig. 28: Deslumbramiento
  • Fig. 29: Exploración del color
  • Fig. 30: Diagrama Cromático
  • Fig. 31: Tonalidades de colores
  • Fig. 32: Temperatura de color
  • Fig. 33: Ejemplo de Temperatura de color
  • Fig. 34: Contrastes de color
  • Fig. 35: Flujo luminoso en un ángulo sólido
  • Fig. 36: Demostración del Teorema de Tales
  • Fig. 37: Superficie inclinada
  • Fig. 38: Punto como elemento infinitesimal
  • Fig. 39: Iluminancia de un punto
  • Fig. 40: Descarga del Software Dialux
  • Fig. 41: Entorno del programa
  • Fig. 42: Menú del programa.........................................................................................................
  • Fig. 43: Administrador de proyectos............................................................................................ XI
  • Fig. 44: Guía
  • Fig. 45: Menú principal................................................................................................................
  • Fig. 46: Partes de una lámpara incandescente..............................................................................
  • Fig. 47: ciclo del halógeno.
  • Fig. 48: Partes de lámpara de vapor de sodio
  • Fig. 49: Partes de lámpara de vapor de mercurio
  • Fig. 50: Partes de lámpara fluorescente
  • Fig. 51: partes de lámpara led
  • Fig. 52: Estructura para pruebas de Luminarias LED
  • Fig. 53: Base y Bandeja Extraíble para las luminarias LED 3D
  • Fig. 54: Bases y Bandejas extraíbles para las Luminarias LED 2D.............................................
  • Fig. 55: Dimensiones de la Estructura
  • Fig. 56: Fijación en la losa
  • Fig. 57: Dimensiones del Laboratorio de Instalaciones Eléctricas
  • Fig. 58: Elementos de control del motor
  • Fig. 59: Caja de conexión
  • Fig. 60: Construcción de la Estructura para las pruebas
  • Fig. 61: Tablero metálico de apoyo
  • Fig. 62: Diseño eléctrico para el control y protección del motor
  • Fig. 63: Cajas empotradas para conexión eléctrica
  • Fig. 64: Pulsadores para el control del sentido de giro del motor
  • Fig. 65: Tomacorriente de tumbado
  • Fig. 66: Nuevo proyecto interior
  • Fig. 67: Editor de locales
  • Fig. 68: Importación de una archivo DWG..................................................................................
  • Fig. 69: Importación de un plano desde Auto CAD.....................................................................
  • Fig. 70: Creación de superficie del Proyecto
  • Fig. 71: Creación de la geometría del Laboratorio
  • Fig. 72: Detalle del Laboratorio de Instalaciones Eléctricas........................................................
  • Fig. 73: Características de las superficies del Proyecto
  • Fig. 74: Selección de plugin del Fabricante
  • Fig. 75: Planificar Alumbrado
  • Fig. 76: Puntos de cálculo
  • Fig. 77: Syl-Lighter Led
  • Fig. 78: Insaver Led
  • Fig. 79: Orion Led......................................................................................................................
  • Fig. 80: Nova Led
  • Fig. 81: Lumipanel Led..............................................................................................................
  • Fig. 82: Jeta Led.........................................................................................................................
  • Fig. 83: Tuled
  • Fig. 84: Atria Led.......................................................................................................................
  • Fig. 85: Motor con reductor de velocidad
  • Fig. 86: Conexión eléctrica Motor
  • Descripción del producto Fig. 87: Freno de disco magnético Fuente: Distribuidor Grainger, (16 de febrero de 2015),
  • Fig. 88: Estructura para las pruebas de las luminarias LED
  • Fig. 89: Tablero para exhibición de luminarias LED.................................................................
  • Fig. 90: Esquema de Montaje de luminarias Syl-Lighter Led
  • Fig. 91: Esquema de Montaje de luminarias Insaver Led
  • Fig. 92: Esquema de Montaje de luminarias Orion Led
  • Fig. 93: Esquema de Montaje de luminarias Nova Led
  • Fig. 94: Esquema de Montaje de luminarias Panel Led
  • Fig. 95: Esquema de Montaje de luminarias Jeta Led
  • Fig. 96: Esquema de Montaje de luminarias Tubo Led
  • Tabla 1: Nivel mínimo de iluminación (Lux) TABLAS
  • Tabla 2: Distribución del Flujo Luminoso
  • Tabla 3: Índice de deslumbramiento
  • Tabla 4: Coeficientes factores de reflexión, absorción y transmisión
  • Tabla 5: Temperatura de color
  • Tabla 6: Relación entre iluminación y la temperatura de color
  • Tabla 7: Poder reflectante de algunos colores y materiales
  • Tabla 8: Grupos de rendimiento de color de las lámparas
  • Tabla 9: Descripción de luminaria Syl-Lighter Led.
  • Tabla 10: Descripción de luminaria Insaver Led.
  • Tabla 11: Descripción de luminaria Orion Led..........................................................................
  • Tabla 12: Descripción de luminaria Nova Led.
  • Tabla 13: Descripción de luminaria Lumipanel Led..................................................................
  • Tabla 14: Descripción de luminaria Jeta led.
  • Tabla 15: Descripción de luminaria Tuled.
  • Tabla 16: Descripción de luminaria Atria Led...........................................................................
  • Tabla 17: Especificaciones técnicas del motor.
  • Tabla 18: Especificaciones técnicas del freno.

XIV

RESUMEN

AÑO ALUMNOS DIRECTOR DE TESIS TEMA DE TESIS

2015 Miguel Paul

Castro Guaman

Norman Christos

Posligua Murillo

Ing. Fernando

Bustamante G. M. Sc.

DISEÑO DE ILUMINACIÓN

CON LUMINARIAS TIPO

LED BASADO EN EL

CONCEPTO EFICIENCIA

ENERGÉTICA Y CONFORT

VISUAL, IMPLEMENTACIÓN

DE ESTRUCTURA PARA

PRUEBAS

La presente Tesis: “DISEÑO DE ILUMINACIÓN CON LUMINARIAS TIPO LED

BASADO EN EL CONCEPTO EFICIENCIA ENERGÉTICA Y CONFORT VISUAL,

IMPLEMENTACIÓN DE ESTRUCTURA PARA PRUEBAS”, da a conocer el concepto

de iluminación con luminarias tipo led de aplicaciones reales en diferentes ambientes. Las

variables a considerar en un diseño son la naturaleza del trabajo, la reflectancia del objeto

y de su entorno inmediato.

El objetivo principal es realizar un diseño de iluminación para el confort visual

considerando los parámetros de la iluminación uniforme, luminancia óptima, ausencia de

brillos deslumbrantes, condiciones de contraste adecuadas, colores correctos, ausencia de

luces intermitentes o efectos estroboscópicos. Se utilizará el simulador Dialux para

apreciar los posibles resultados luminotécnicos deseados en un ambiente.

La estructura metálica para pruebas nos ayudará a comprender de manera didáctica el

comportamiento y fotometría de las luminarias, establecer curvas comparativas de

iluminación con datos teóricos, simulados y reales.

CAPÍTULO 1: EL PROBLEMA

1.1. Planteamiento del problema

La Universidad Politécnica Salesiana Sede Guayaquil actualmente presenta un gran

crecimiento en su infraestructura, implementando más laboratorios para el uso de sus

estudiantes, uno de estos laboratorios es el de Instalaciones Eléctricas Aula B-305 (ver

fig. 1), situado en el edificio Bloque B segundo piso, en el mismo se observó gran variedad

de módulos existentes.

Fig. 1: Laboratorio de Instalaciones Eléctricas Fuente: Autores, Laboratorio de Instalaciones Eléctricas aula B-305 UPS-G, 2014

Se analizó las alternativas de qué módulos serían los indicados para ayudar

académicamente en la enseñanza de los profesores y aprendizaje de los estudiantes. Se

determinó la opción de instalar una estructura para realizar pruebas de luminarias, debido

a que en nuestro entorno se desconoce muchos criterios en el momento de realizar un

diseño de iluminación.

Los seres humanos poseen la capacidad de adaptarse a su ambiente y a su entorno. De

todos los tipos de energía que se puede utilizar, la luz es la más importante. La luz es un

elemento esencial de nuestra capacidad de ver y es necesaria para apreciar la forma, el

color y la perspectiva de los objetos que nos rodean en nuestra vida diaria. La mayor parte

de la información que obtenemos a través de nuestros sentidos es por la vista (cerca del

80%). Y al estar tan acostumbrados a disponer de ella, damos por supuesta su labor.

La diferencia de luminosidad del entorno puede producir una reducción de eficiencia

visual y la aparición de fatiga, como consecuencia de la repetida adaptación de los ojos.

Una iluminación inadecuada en el trabajo puede originar fatiga ocular, cansancio, dolor

de cabeza, estrés y accidentes.

Fig. 2: Dificultad visual Fuente: Salud Ocupacional y Seguridad Industrial. (s.f.). Obtenido de http://saludocupacionalmec.blogspot.com/2013/11/factor-de-riesgo-fisico-iluminacion.html

Fig. 4: Industria Fuente: Barragán, A. (18 de Septiembre de 2014). Iluminet. Obtenido de http://www.iluminet.com/nom- 025-iluminacion-trabajo/

Entre los efectos de la iluminación inadecuada en la salud tenemos:

 Trastornos oculares: Dolor e inflamación en los párpados, fatiga visual, pesadez,

lagrimeo, enrojecimiento, irritación, visión alterada.

 Cefalalgias: Dolores de cabeza. Ocasionalmente, el médico tratante debe

revisarlos para detectar si es la iluminación la que los causa.

 Efectos anímicos: Falta de concentración y de productividad, baja atención y

desánimo.

 Fatiga: Falta de energía, agotamiento. Cuando es causada por la iluminación, una

persona que se levanta con energías, las pierde fácilmente. Si la persona está

agotada por estrés o falta de sueño, la fatiga se extiende por todo el día. El médico

debe revisar otros factores adicionales a la luz.

1.2. Delimitación

El tema se enfoca en diseñar una Estructura dinámica - didáctica para realizar pruebas de

las luminarias LED con voltaje de alimentación de 120 Vac para comprobar las

fotometrías suministradas por el fabricante, se instalará en el laboratorio de Instalaciones

Eléctricas ubicado en la Universidad Politécnica Salesiana Sede Guayaquil Bloque B.

Mediante pulsadores se realiza el control de un motor eléctrico con alimentación de 120

Vac que permita subir y bajar una bandeja extraíble donde va a estar ubicada la luminaria,

esto ayudará a realizar mediciones a diferentes alturas, similar a lo que se presenta en la

vida real. Esto facilitará al estudiante a formar un mejor criterio en la hora de la selección

de luminarias en un diseño eléctrico.

Se realizará un estudio del tipo de luminarias LED de 120 Vac que se encuentran

disponibles en el mercado, con esto se elaborará un listado de los modelos que se tienen a

disposición para los diseños.

Se utilizará el Software Dialux, con el cual se podrán realizar simulaciones para comparar

los resultados de valores teóricos con valores reales (medidos).

Se investigará sobre Normas que recomienden niveles de iluminación, uniformidad de la

repartición de las iluminancias, limitación de deslumbramiento, limitación del contraste

de luminancias, color de la luz y la reproducción cromática.

1.3. Objetivos

1.3.1. Objetivo general

 Diseñar una iluminación para el confort visual en base a la iluminación uniforme,

luminancia óptima, ausencia de brillos deslumbrantes, condiciones de contraste

adecuadas, colores correctos, ausencia de luces intermitentes o efectos

estroboscópicos.

 Diseñar e implementar una estructura didáctica y dinámica para luminarias tipo

LED con voltaje de alimentación de 120 Vac, para la demostración de las

fotometrías de los Fabricantes, en el Laboratorio de Instalaciones Eléctricas, de la

Universidad Politécnica Salesiana Sede Guayaquil.