Estrena INAOE Laboratorio de Iluminación y Eficiencia Energética

La luz artificial es una herramienta básica para que el ser humano pueda permanecer cómodo en un espacio. Su importancia radica en la incidencia que tiene en la salud, el estado de ánimo y el adecuado desempeño de las tareas. En México, solo existen siete laboratorios donde se realizan pruebas de calidad y eficiencia, uno de ellos está en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y destaca porque su equipo y tecnología están desarrollados por experimentados científicos e ingenieros mexicanos.

El Laboratorio de Iluminación y Eficiencia Energética del INAOE, próximo a acreditarse, busca ofrecer directamente un servicio a la sociedad mexicana a través de la asesoría, acompañamiento, evaluación y certificación de la calidad, suficiencia y eficiencia en la iluminación de productos creados por diseñadores y fabricantes que requieren de certificaciones de calidad apegadas a la normatividad que se exige para su comercialización.

La idea de crear este laboratorio se concretó en 2013 cuando se presentó una propuesta de desarrollo tecnológico al Fondo Sectorial de Innovación (Finnova) de la Secretaría de Economía y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt). La intención era construir cinco bancos de prueba para realizar mediciones de eficiencia energética y pruebas de integridad de componentes de lámparas y luminarios integrados con leds, recordó en entrevista el doctor Leopoldo Altamirano Robles, director del INAOE y quien impulsó la creación de este laboratorio.

“El objetivo era hacer una transferencia tecnológica de un desarrollo hacia una empresa y para eso bajamos mucho los costos porque desarrollamos todo aquí; podemos decir que tuvo una inversión de unos 3.75 millones de pesos, mientras que con tecnología importada costaría arriba de los 15 o 20 millones de pesos. Esto gracias a que tenemos el conocimiento no solo para crear lo que se necesita sino para darle mantenimiento, esa es otra de nuestras ventajas”.

Del proyecto al laboratorio

En julio de 2014 se pudo iniciar con la construcción del equipo medular de este laboratorio. Se trata de cinco bancos de prueba: el primero consiste en una esfera integradora para medición de flujo luminoso; el segundo es un fotogoniómetro para medición de distribución luminosa; el tercer banco es un gabinete para pruebas de choque térmico; el cuarto es un banco de conmutación para envejecimiento acelerado; y por último, un banco para aplicar sobretensiones transitorias y descargas de rayo.

El proyecto avanzó en la adecuación de los espacios y para 2017 se realizó la preparación del sistema de gestión de calidad y competencia que exige la Norma Internacional ISO17025, la cual tiene el componente de gestión de calidad y otro para la demostración de competencia técnica, es decir, que el personal es competente para garantizar que las mediciones son exactas.

“Para concluir la creación del laboratorio, se aprovechó la experiencia adquirida en otros proyectos. En la parte sur de México sería el único en su tipo, convirtiéndose en el séptimo en el país. Estamos en pláticas con empresas que producen lentes especiales en Finlandia para que puedan certificar sus luminarias aquí, cumplir con las normas y ahorrarse tiempo para comercializar sus productos en Latinoamérica, lo que sería una fuente de ingresos y autosuficiencia”, añadió el doctor Altamirano Robles.

El director del INAOE añadió que como objetivo secundario está la consultoría y formación de especialistas en ese tipo de normas, es decir, se brindan asesorías a empleados y personal técnico de las empresas para conocer los procesos de evaluación, lo que podría ser útil en el momento de ejecutar o crear el producto.

“Nos pueden enviar a su personal y tenemos la capacidad para indicarles cómo modificar su proceso de fabricación, o en el caso de diseño de espacios como inmuebles o edificios, brindar asesoría relacionada con el trabajo que hacemos”.

Acreditación en proceso para emitir certificaciones de calidad

El ingeniero Humberto García Flores, responsable de este laboratorio, explicó en entrevista que la orientación fundamental de los servicios que brindan es hacia leds porque son los más comerciales debido a su alta eficiencia. No obstante, aclaró que también cuentan con la capacidad para realizar pruebas a otro tipo de luminarias como incandescentes, fluorescentes o cualquier tipo de lámpara de descarga.

“Lo que buscamos es que en febrero de 2019 obtengamos la acreditación para ofrecer a comercializadores, fabricantes y diseñadores de leds la certificación de las normas oficiales mexicanas 031 y 030 de la Secretaría de Energía. A nosotros nos exigen seis meses de prueba y llevamos cuatro, al concluir iniciaremos con el proceso de acreditación, aproximadamente en febrero de 2019”.

¿Cómo funciona el laboratorio?

Cuando prendemos una lámpara se puede pensar que la luz que emite el objeto es igual en todo el espacio, sin embargo, no es así, existen variaciones en la intensidad dependiendo del ángulo, además las lámparas y los luminarios tienen que indicar su tiempo de vida en el empaque, el cual debe coincidir con el uso que se le da al objeto. Estos, entre otros aspectos, son los que se evalúan en el Laboratorio de Iluminación y Eficiencia Energética a través de los siguientes bancos:

Fotogoniómetro. Se trata de un cuarto oscuro que sirve para medir el flujo luminoso a través de un brazo móvil de seis metros con doble sensor de iluminancia y un soporte móvil para especímenes (lámparas). Con él se puede obtener la componente directa de la luz emitida por la fuente para diferentes ángulos.

Al final de la prueba, la información captada por los sensores es graficada a través de un software donde se observan curvas que representan el comportamiento espacial de la fuente de luz. Esta información, indicó el ingeniero García Flores, es útil para diseñadores, ingenieros o arquitectos para hacer simulaciones y diseñar espacios.

La información que reflejan esas curvas o gráficas también es empleada para obtener variables de eficiencia energética. Las pruebas se pueden realizar con lámparas de hasta 1.2 metros de longitud con mediciones de ángulos de 10º, aunque también se realizan cada 2º.

Esfera integradora. Este banco consiste en una esfera hueca de alta reflexión de tres metros de diámetro que permite medir la potencia luminosa de una fuente de luz artificial. Lo que se hace es encerrar la luz dentro, la cual se distribuye de manera uniforme por toda la superficie y en un punto se toma una medición, con la que se obtiene la cantidad de luz que emite la fuente, la temperatura del color de la fuente y el índice de rendimiento del color, es decir, qué tan fielmente es capaz la luminaria o la lámpara de reproducir los colores.

“A la medición del color, que sí se puede hacer en la esfera, se llama componente espectral, al final nuestro ojo ve la luz integrada en un tono, pero si la descompusiéramos se vería que tiene todos los colores del arcoíris, pero en diferente intensidad y a eso se le conoce como la emisión espectral de la fuente y esa emisión se puede medir, se descompone y se calculan otros parámetros, básicamente la esfera trabaja a la inversa del fotogoniómetro”, explicó el ingeniero Humberto García Flores.

El tamaño de esta esfera responde a la necesidad de practicar mediciones en equipos más grandes como tubos de dos metros de largo. En México solo hay tres esferas de este tamaño, pero en el laboratorio del INAOE también se ofrece el servicio con otra esfera más pequeña para medir fuentes de menor tamaño, como serían los bulbos para autos.

Choque térmico. Permite evaluar la integridad de los materiales que conforman la lámpara o luminaria, es decir, el equipo permite ensayos de envejecimiento acelerado a través de una prueba en la que el espécimen se expone a temperaturas de -10 ºC durante una hora y posteriormente se expone a 50 ºC, esto equivale a un ciclo que se repite hasta cinco veces, de acuerdo con lo que marcan las NOM 030 y 031.

El equipo de choque térmico consta de dos cámaras, la primera es fría con una canastilla móvil, que en menos de 10 segundos se traslada a la cámara caliente, donde existen resistencias con filamento de carbono con base en un sistema de control implementado por el equipo de trabajo de este laboratorio.

La temperatura se controla para evitar sobreexposiciones en rangos mayores a los 50 ºC. La diferencia con las cámaras de otros laboratorios es que se pueden hacer pruebas con objetos de mayor tamaño.

“También se pueden ofertar servicios no solo a lámparas o luminarias, siempre y cuando sea bajo los rangos de temperatura de -10 ºC y 50 ºC como serían mecanismos electrónicos”, abundó el ingeniero Francisco Antonio Zenteno Guevara, operador de este sistema.

Ciclo de conmutación. Es un sistema electrónico automatizado con control por computadora que busca ejecutar ensayos de envejecimiento acelerado a lámparas y luminarios a través de ciclos automatizados de encendido y apagado, monitoreando su corriente de carga para verificar su condición de funcionamiento.

Para esta prueba se aplican ciclos de conmutación de 30 segundos de encendido y 30 segundos de apagado. Las pruebas en promedio duran entre ocho y 16 días continuos de encendido y apagado. Su innovación consiste en que el proceso se desarrolla de forma automática y no manual, además de enviar y recibir información para realizar monitoreo de los luminarios y verificar qué carga se está consumiendo y en qué momento se deja de hacer un consumo para determinar en qué ciclo falló, comentó el ingeniero Luis Aldo Pérez Peláez, operador de este equipo.

Sobretensiones. Este banco tiene el objetivo de evaluar la resistencia de los componentes electrónicos de las lámparas o luminarias led sobre tensiones transitorias. El equipo principal consta de varios elementos entre los que destaca un generador de prueba, con él se pueden aplicar sobretensiones transitorias amortiguadas y sobretensiones de impulso.

Fuente: CONACYT.