Ens passam als LEDS?

La il·luminació en un centre docent representa un consum energètic i una despesa significatius. Tot i que és molt variable, segons dades de l’Institut per a la Diversificació i Estalvi d’Energia (IDAE) varia entre el 20% i el 90% respecte del consum total, el sector de la il·luminació en els centres educatius té un elevat potencial d’estalvi. 

Analitzem idò els tipus d’il·luminació disponibles, i com i perquè ens convé passar-nos als leds.

Quanta llum necessitam: 

Tant a casa com a la feina, quan la llum natural no és suficient cal comptar amb un bon sistema d’il·luminació artificial per evitar problemes de visió. S’ha de tenir en compte també que la il·luminació excessiva pot ser perjudicial per a la vista i provocar molèsties. Els contrastos llum/ombra també s’han d’evitar, i procurar una distribució uniforme de la llum.

Els nivells d’il·luminació s’expressen en lux, una unitat que representa la quantitat de llum d’una font lluminosa que incideix sobre una superfície (lux = lumen / m2).

Així, la il·luminació mínima recomanada és: 

• Exteriors (patis, zones de pas): 50 lux 
• Magatzems, vestuaris, sales de màquines: 100 lux 
• Passadissos, vestíbuls, escales, lavabos, sales d’actes, cuines (general): 200 lux 
• Menjadors, pistes esportives, tallers on es fan treballs poc exigents visualment: 300 lux 
• Aules, biblioteques (zona de lectura), sales de professors, oficines i despatxos, gimnasos, bars, cuines (zona de treball): 500 lux 
• Aules de dibuix, laboratoris, tallers on es fan treballs de precisió, escenaris: 750 lux 

I a un habitatge:

• Bany, passadís: 100 lux 
• Dormitori: 50-150 lux 
• Cuina: 200-500 lux 
• Zones de lectura, mirall del bany: 500 lux 

(Aquestes xifres són orientatives i poden variar segons la font consultada.)

Luxímetre.
Font: Cirúrgica Joinville

Per saber objectivament si un determinat espai està ben il·luminat, podem mesurar-ho amb un luxímetre. Aquest ens indicarà el nivell d’il·luminació real, però si no tenim luxímetre, podem fer un càlcul teòric amb el mètode de punt per punt. 

Alguns ens preguntam com fer-ho per calcular el número de dispositius que necessitam per il·luminar un espai determinat. No és tan simple com dividir lúmens per metre quadrat, sinó que s’han de tenir en compte factors com l’índex de reflexió de les superfícies, l’altura, etc. Si voleu aprofundir en aquest tema, vegeu aquest document sobre el càlcul pel mètode dels lúmens, de la Universitat Politècnica de València.

Tipus de dispositius d'il·luminació

Els factors principals que diferencien els sistemes d’enllumenat són:

- La quantitat de llum o flux lluminós, que es mesura en lúmens (lm). Amb el temps, la quantitat de llum dels dispositius va disminuint. Òbviament, si la lluminària està orientada a la paret o té una pantalla, els lúmens aportats seran menors. 

- La potència o el consum energètic, que es mesura en watts (W).

- Amb els dos elements anteriors es pot calcular l’eficiència (lm/W), dividint els lúmens pels watts. Així, a major quantitat de llum per watt consumit, més eficient és una bombeta, focus o tub. Des del 2013, l’eficiència energètica s’ha d’indicar a l’envàs mitjançant l’etiqueta de classe energètica, que va de E (menys eficient) a A++ (més eficient).

Font: iluminika.com

- El rendiment de color. Es refereix a la capacitat del sistema d’il·luminació per reproduir amb fidelitat els colors d’allò que il·lumina. Es mesura amb un índex que va de 0 a 100, i com més proper sigui a 100, millor es reprodueixen els colors. És un factor clau per elegir un sistema o un altre.

- La temperatura de color. És l’aparença de color d’una font de llum quan la miram. Algunes bombetes fan una llum més càlida o groga (l’envàs indicarà aproximadament 2.800 K), altres més freda o blanca, fins i tot blavosa (a la capsa veurem 5.000 K). Tot i que és un tema subjectiu, se sol preferir una llum més neutra o freda a llocs on les tasques requereixen molta il·luminació (estudi, cuina), mentre les llums càlides aporten un ambient més confortable (sala d’estar, dormitori).

- La vida útil. És una dada essencial de qualitat. L’envàs indica quant de temps ens durarà la bombeta en hores (és un càlcul estimatiu). Hi ha dispositius que suporten malament les nombroses enceses/apagades, que els fan disminuir la vida útil.

- La toxicitat: hi ha sistemes que tenen components perillosos que poden ser nocius per a la salut i per al medi ambient quan es trenquen o manipulen.

- El cost econòmic. A més del preu de l’aparell, s’ha de tenir en compte el cost en consum elèctric.

- Altres aspectes secundaris que caracteritzen els dispositius d’il·luminació són les mides, si parpelleja o no, el temps que tarda a fer el 100 % de claror... 

Passem doncs a analitzar els tipus de fonts d’il·luminació. No cal dir que la principal és el sol. Altres fonts de llum natural són les estrelles, els llamps, o la bioluminescència (éssers vius que desprenen llum); però cap d’aquestes fonts naturals ens proporciona llum suficient a qualsevol hora i on volem. Per això l’ésser humà ha inventat altres sistemes; els més rudimentaris es basaven en la combustió: de llenya (foc), de cera (espelmes), d’oli (llànties), de gas, de querosè, etc. Però tot va canviar amb la implantació de l’electricitat a les cases. Des que es van inventar les primeres bombetes fins a l’actualitat, els sistemes d’il·luminació elèctrica han evolucionat molt, sobretot en les darreres dècades en què de cada cop apareixen models més eficients.

Els aparells d’il·luminació elèctrica es diferencien en tres grans grups segons la tecnologia emprada:

- INCANDESCÈNCIA. Les bombetes i focus incandescents són les més difoses, ja que foren les primeres que es varen inventar, i pel seu baix preu. Estan formades per en un filament de tungstè o wolframi, que es posa incandescent amb el pas del corrent elèctric. Per evitar la combustió del filament, aquest va dins un bulb de vidre on s’ha fet el buit o hi ha un gas inert. Els halògens són làmpades incandescents millorades, que contenen un gas halogen que n’augmenta el rendiment i la vida útil, a més de tenir un vidre més resistent a la calor, que ha permès reduir-ne la mida.

Font: www.handyman.net.au

Produeixen una llum càlida i una bona reproducció dels colors.

És el sistema d’il·luminació elèctrica menys eficient (en l’etiquetatge, a les incandescents normals els correspon la lletra E, i a les halògenes C o D) i el de menor vida útil (1.000 - 4.000 hores). Per això, la Unió Europea va prohibir la fabricació i la importació de bombetes incandescents des del setembre de 2012, els focus halògens (aquells que tenen la llum dirigida) inclosos els dicroics menys eficients (aquells amb forma semiesfèrica amb superfície interior reflectora) a partir del setembre de 2016, i a partir del setembre de 2018 també es retiraran del mercat les bombetes halògenes. En tots els casos els comerços poden seguir venent-ne fins esgotar l’estoc.

- DESCÀRREGA DE GASOS. Són els de tipus fluorescent. Estan formats per un tub de vidre a l’interior del qual hi ha unes substàncies químiques fluorescents i uns gasos a baixes pressions (entre ells vapor de mercuri, en el cas dels típics fluorescents) i a cada extrem un elèctrode. Les descàrregues elèctriques entre els dos elèctrodes ionitzen els gasos que emeten radiació ultraviolada, que les substàncies químiques transformen en llum visible amb escassa producció de calor.

Cal destacar que els fluorescents necessiten un element accessori indispensable anomenat balast. El balast (o mal anomenat reactància) serveix per estabilitzar la tensió de forma que el tub rebi una tensió adequada i constant. El balast consumeix corrent, per tant la seva potència s’ha de sumar a la del tub per saber el consum total de l’aparell. Des que els balasts són electrònics, consumeixen menys i el fluorescent ja no parpelleja quan s’encén.

Un tipus de fluorescent són les làmpades de baix consum o fluorescents compactes (LCF), que s’han doblegat per tenir menor mida i poder substituir les làmpades incandescents. 

Làmpada de vapor de sodi a l'enllumenat
d'un carrer. De Famartin.

Després hi ha variacions segons el gas utilitzat (vapor de mercuri, vapor de sodi o mescla d’halogenurs metàl·lics) i la pressió a la que es troba (alta o baixa). Dins aquest grup trobam làmpades d’altes intensitats que s’utilitzen principalment en enllumenat públic exterior. També hi ha les làmpades d’arc de xenó (que han substituït els halògens als fars dels vehicles), els tubs de neó (en rètols lluminosos i aparells electrònics), etc.

En general són sistemes molt eficients (classes A i B) i de llarga vida útil (10.000-20.000 hores). El color varia d’un tipus a un altre, per exemple els fluorescents són de llum freda. Entre els inconvenients tenim que requereixen cert temps des que s’encenen fins que emeten la il·luminació màxima; les enceses i apagades constants escurcen la seva vida útil, i a més són considerades residus perillosos pels gasos que contenen i per tant quan es fonen s’han de dur a la deixalleria. El rendiment de color és variable, per exemple les lluminàries de vapor de sodi d’alta pressió situades al carrer donen alta intensitat però una mala reproducció dels colors, a diferència dels tubs fluorescents. En el cas dels de vapor de sodi de baixa pressió, són els dispositius més eficients del moment, però els usos són molt limitats perquè la reproducció cromàtica és molt pobra.

Font: Syska led light

- LEDS. LED són les sigles de díode emissor de llum o electroluminiscent. Consisteixen en un díode, és a dir, un component electrònic amb dos terminals, fet d’un material semiconductor que deixa circular el corrent elèctric en un sol sentit emetent llum, encapsulat en una coberta translúcida resistent. Des del primer led a mitjans del segle XX fins avui, s’han diversificat els materials, s’han multiplicat els usos i s’ha reduït el preu.

La gran avantatge que tenen és l’eficiència energètica (són sempre de classe energètica A, A+ i últimament també A++) i la llarga vida útil (mínim 25.000 hores). Funcionen al 100% des que s’encenen, no parpellegen, no contenen substàncies perilloses i hi ha gran diversitat de mides, potències i colors.

Es van elaborant materials per ajudar la gent a escollir entre els tipus de leds que van sortint. Vegeu per exemple el fulletó d’ANILED (Asociación Española de la Industria LED) Como escoger una bombilla led adecuada para el hogar.

https://www.fenercom.com/pdf/noticias/ANILED-05B-pliegos-AF-IMPR-baja.pdf

El portal Topten (www.eurotopten.es) és una eina per ajudar el consumidor a conèixer els models de leds, electrodomèstics, etc. de menor consum energètic que hi ha al mercat espanyol, i comparar-ne preus i consums. El projecte ha estat promogut i desenvolupat per WWF Espanya, i es basa en anàlisis i tests realitzats per institucions independents i les etiquetes i declaracions dels fabricants.

El projecte internacional Premium Light, impulsat per diverses agències de l’energia europees, associacions, fabricants i distribuïdors, vol donar informació sobre els sistemes d’il·luminació disponibles a Europa i ajudar els consumidors a triar opcions d’il·luminació de qualitat i eficient. Està duent a terme assajos sobre desenes de models de leds, valorant la qualitat i l’eficiència. 

Val la pena canviar? 

Sí, el canvi s’ho val, principalment en el cas de les incandescents. Posem per cas que al menjador tenim una bombeta incandescent de 60 W i la canviam per un led de 9 W (que proporciona els mateixos lúmens) que val 4,50 €, a una làmpada que tenim encesa unes tres hores diàries. Al cap d’un any ja hauríem recuperat la inversió, és a dir, ja hauríem estalviat els 4,50 € en electricitat, amb un led que ens duraria 10 anys.

Tot i les avantatges demostrades dels leds front als altres tipus d’il·luminació, encara hi ha reticències al canvi. Un dels motius és que ja ens han animat en diverses ocasions a canviar les incandescents, primer per les halògenes i després per les LCF, i hem vist com sovint aquestes no complien les expectatives. Sembla que aquesta vegada sí que els leds són fiables i suposen un avantatge real d’estalvi econòmic i energètic, a més de proporcionar una llum de la mateixa qualitat o major que les incandescents i fluorescents. No val la pena esperar que millori la tecnologia o baixin els preus... ara ja és un bon moment per canviar. A aquells que els costa desfer-se d’una bombeta o tub que encara funciona, poden començar reemplaçant aquelles que s’usen durant més hores, i guardar les velles per anar substituint les dels llocs que s’usen només uns minuts a la setmana, com poden ser les del magatzem.

Font: Leroy Merlin

Amb els fluorescents, o altres sistemes de descàrrega de gasos, el canvi a leds no proporciona un estalvi energètic tan gran com amb les incandescents. Tot i que hi ha solucions led per a totes les situacions, abans de fer una inversió elevada hem de ponderar si surt a compte en funció de les hores de funcionament d’aquests llums.

Posem un altre exemple, ara amb fluorescents. Volem canviar els 12 fluorescents d’una aula, de 37 W cada un, per leds de 22 W que costen uns 14 €. Si els tenim encesos 8 hores al dia durant 175 dies (el mínim de dies lectius anuals), estalviarem 30,94 € cada any, i per tant amortitzarem la despesa als 4,27 anys o cursos.

Si voleu fer el vostre propi càlcul d’amortització, podeu emprar aquesta eina. 

Per tant, a llocs on l’enllumenat estigui encès diverses hores diàries, és indiscutible que posar leds surt a compte. En canvi, a zones de pas i banys, pot ser més necessari posar detectors de presència, que mantinguin el llum encès només quan hi ha algú (ambdues mesures d’estalvi són compatibles).

A més de l’estalvi energètic, els leds tenen altres avantatges a considerar, com ja hem esmentat: major vida útil, irradien el 100% des del mateix moment que s’encenen, no contenen substàncies tòxiques, hi ha gran disponibilitat de colors i formes que es va incrementant, ja que actualment el sector del led està en expansió.

Els fluorescents compten amb un balast que també consumeix corrent.

Aquells que us decidiu a canviar els tubs fluorescents per leds, cal que sapigueu que no és suficient canviar el tub. Necessitareu fer un canvi en el cablejat per suprimir el balast, ja que sinó aquest component seguirà consumint corrent. A Nergiza ho expliquen amb més detall.

Un altre aspecte a considerar és l’orientació: per encaixar el tub al portalàmpades sovint cal fer un gir; en els fluorescents no hi ha problema perquè emeten en totes direccions (i se’ls sol posar un reflectant a sobre per aprofitar la llum que s’emet cap al sostre) però els tub led només emeten en un angle, de 130 º per exemple. Llavors, per evitar problemes convé comprar leds amb el cap rotatiu.

Us animam a demanar pressuposts i a calcular què us estalviaríeu amb il·luminació led. No cal fer tota la inversió de cop, es pot fer a una aula o dues a l’any, per exemple. A la Direcció General d’Energia han canviat els tubs fluorescents per tubs led de diferents models com a prova pilot i n’estan encantats!

Què diu la normativa:

La documentació legal i tècnica ha quedat endarrerida en quant encara no contempla els sistemes d’il·luminació més eficients i amb més aplicacions a l’actualitat, que són els leds. Així i tot proporcionen informació tècnica útil.

La secció HE-3 del Codi Tècnic de l'Edificació (BOE de 12 de setembre de 2013) estableix els requisits mínims d’eficiència energètica en il·luminació interior tant als edificis nous com als que es reformin. Obliga a disposar d’un control que permeti ajustar l’encesa a l’ocupació real, així com un sistema de regulació que optimitzi l’aprofitament de la llum natural. Així, el que abans era només una elecció del projectista, ara és obligació normativa.

Els nivells mínims d’il·luminació en els llocs de feina vénen regulats al Reial Decret 486/1997. 

A les Illes Balears, la Conselleria d’Educació proporciona les Bases tècniques per a la redacció de projectes dels centres públics d’educació infantil, educació primària i educació secundària, unes instruccions per orientar i facilitar l’elaboració de projectes de centres educatius públics, de conformitat amb el RD 1004/1991 de 14 de juny, pel que s’autoritza a les Administracions Educatives competents a emetre les reglamentacions tècniques per a especificar les condicions arquitectòniques del centres. 

Finalment, la Guia tècnica d’eficiència energètica en il·luminació: centres docents (IDAE) estableix una sèrie de pautes i recomanacions als projectistes de les instal·lacions d’il·luminació per complir amb les recomanacions de qualitat i confort visual i alhora racionalitzar l’ús d’energia amb instal·lacions de major eficiència energètica.