Revista TINO ISSN 1995-9419

Tino, revista informático-tecnológica de la familia

El escritorio Número 37

Software para el diseño de sistemas de alumbrado

Por Amaury herrera Brito/amaury@mtz.jovenclub.cu
Resumen

El presente trabajo fue realizado en la Universidad de Matanzas con el objetivo de desarrollar un software que facilite el diseño de sistemas de alumbrado, que incluya los distintos métodos que se utilizan para este fin, para así propiciar la calidad en la impartición de la asignatura Seguridad e Higiene Ocupacional, así como en las investigaciones realizadas. Mediante la utilización de este software se pueden solucionar problemas de iluminación a través del Método de los Lúmenes y el de Punto por Punto, este último para fuentes puntiformes y no puntiformes. Para la elaboración de este programa se realizó una amplia revisión bibliográfica en sitios Web y libros. Se utilizó Borland Delphi 5 como entorno de programación y Microsoft Access como gestor de bases de datos. Para facilitar su uso, se incluye un Manual de Usuario, donde se expone cada una de las opciones y ventanas. El trabajo se caracterizó por un alto nivel investigativo, científico y de actualidad, por lo que resulta una herramienta importante en manos de estudiantes y profesores en el proceso de enseñanza, así como para la investigación.

Software for the design of lighting systems

Abstract

The present work was carried out at the University of Matanzas with the objective of developing a software that facilitates the design of lighting systems which include the different methods used for this purpose carried out to promote the quality of teaching of the subject Safety and Occupational Hygiene, as well as in the investigations. By using this software different lightning problems can be solved through the Lumens method and the Point by Point method, the latter for point and non-point sources. For the development of this program, an extensive literature review on websites and books was done. Borland Delphi 5 was used as a programming environment and Microsoft Access as database manager. To facilitate its use a Manual User which exposes each of the options and windows is included. The work was characterized by a high research scientific and updated level; that’s why it becomes an important tool in the hands of students and teachers in the teaching process as well as for research.

Introducción:

Desde el punto de vista económico, el correcto diseño de los sistemas de iluminación presenta una gran importancia, pues favorece el aumento de la productividad del trabajo; disminuyen los errores lo que se traduce en mayor calidad al detectar imperfecciones; así como, la reducción de los accidentes de trabajo, con su consiguiente daño a la salud o vida del trabajador y las pérdidas económicas que esto acarrea.

No obstante la clara importancia de la iluminación, debe tenerse en cuenta que iluminar cuesta y resulta caro, por tanto, la solución del problema no puede ser instalar luminarias arbitrariamente, lo que podría provocar que no se alcance el nivel necesario para desarrollar una actividad. Por otro lado, puede sobrepasarse excesivamente, lo cual es también perjudicial para el hombre y para la economía, más en un país como el nuestro donde se hacen ingentes esfuerzos por incrementar el ahorro de energía.

Para realizar el diseño de instalaciones de alumbrado se emplean varios métodos que ayudan a calcular con bastante exactitud los niveles de iluminación que se logran o, por el contrario, la cantidad y distribución de las lámparas para lograr dicho nivel.

En la Universidad de Matanzas no se contaba con un software sobre plataforma Windows para el diseño de los sistemas de iluminación en la docencia e investigación. Por lo que se dificultaba la impartición de este tema en la asignatura de Seguridad e Higiene Ocupacional.

El desarrollo de un software sobre plataforma Windows que permita diseñar sistemas de alumbrado a través de los diferentes métodos, facilitaría el aprendizaje del tema de iluminación de la asignatura Seguridad e Higiene Ocupacional con una mayor calidad y disminuiría el tiempo dedicado al mismo, así como podría ser utilizado en las investigaciones realizadas.

Por las razones anteriormente expuestas, el objetivo del presente trabajo es:

Desarrollar un software de diseño de sistemas de alumbrado a través de los distintos métodos.

Materiales y métodos (Desarrollo):

El sistema que se desarrolla en el presente trabajo tiene como su principal función, dotar de una valiosa herramienta a profesores y estudiantes de la Universidad de Matanzas, fundamentalmente de la especialidad de Ingeniería Industrial, de manera que permita un rápido y eficiente diseño de instalaciones de alumbrado. De igual forma, este software puede ser utilizado por otras especialidades, como por ejemplo: Ingeniería Eléctrica. También puede resultar útil en el diseño de construcciones de configuración rectangular, para el caso del Método de los Lúmenes.

El sistema depende, fundamentalmente, de la actualización permanente de su base de datos. Como todo proceso en evolución hacia el desarrollo, la utilidad del programa crece paulatinamente con la introducción de datos de actualidad, con preferencia a los elementos más utilizados en nuestro país.

Luego del procesamiento de estos datos por parte del programa, el usuario podrá, a partir de los resultados obtenidos, obtener conclusiones según el método utilizado.

              Confección de la base de datos

Como primer paso en la elaboración de una base de datos se encuentra la búsqueda de los datos primarios, para luego transformarlos a formas más útiles, como es el caso de los resultados que se ofrecen. Para poder ordenar estos datos de manera eficiente, es necesario diseñar y confeccionar los modelos primarios de datos con la mayor claridad posible.

Según la bibliografía consultada, los datos necesarios se pueden agrupar en tres grupos principales:

  1. Datos de coeficientes de utilización
    • Descripción de la luminaria.
    • Tipo de lámpara.
    • Cantidad de lámparas.
    • Gráfico de la luminaria.
    • Sistema de alumbrado.
    • Espaciamiento con respecto a la altura de montaje.
    • Factor de mantenimiento (cuando es bueno, regular y malo).
    • Valores de coeficientes de utilización.
    • Si los valores incluyen porcientos de reflexión del piso.
  2. Datos de lámparas
    • Descripción de la lámpara.
    • Tipo de lámpara.
    • Flujo inicial.
    • Flujo medio.
    • Modelo.
    • Tipo de base.
    • Designación de color o acabado.
    • Potencia en watts.
  3. Datos de curvas de distribución luminosa
    • Descripción de la luminaria o lámpara.
    • Tipo de lámpara.
    • Tipo de bulbo.
    • Valores de la curva.
    • Si los valores están en miles de candelas o no.

La información, para ser almacenada y posteriormente manipulada, debe poseer un orden lógico. Para esto existe la normalización o modelo relacional. Si se observa los tres grupos anteriores se puede apreciar que el tipo de lámpara aparece en cada uno de ellos, esto nos da la posibilidad de aislarlo en una tabla aparte.

Para los datos de coeficientes de utilización, el sistema de alumbrado es uno que puede contener únicamente seis valores, podemos evitar la repetición de éstos y ahorrar espacio ubicándolos en otra tabla.

Los datos referentes al modelo, designación de color o acabado y tipo de base, dependen cada uno del tipo de lámpara y pueden existir muchas que hagan referencia a un mismo valor de éstos. Ésta nos da la posibilidad de colocar estos datos en tablas separadas.

Un caso especial lo constituye el tipo de bulbo en el grupo de datos de curvas de distribución luminosa, pues este solamente puede tomar dos valores (reflector o parabólico), lo que nos ofrece la oportunidad de tratar este dato como un valor lógico, en el que un valor verdadero será “reflector”.

              Empleo del entorno Delphi.

El Sistema de Diseño de Alumbrado fue desarrollado sobre el entorno de programación Borland Delphi, pues combina la facilidad de uso en un ambiente visual con la potencia, flexibilidad y reusabilidad de un lenguaje completamente orientado a objetos, un compilador rápido y la tecnología de bases de datos.

El código fuente del programa se compone de 39 subprogramas o “units” y un archivo de proyecto.

 

Resultados/Discusión:

Las tecnologías de la información y las comunicaciones ofrecen una amplia gama de mejoras, lo cual hace que nos encaminemos hacia nuevas formas más útiles y eficientes en aras de obtener un rendimiento mayor en las tareas que llevamos a cabo. En esto también va la rapidez y la precisión, lo cual sería exageradamente engorroso sin el uso de estas herramientas.

En el caso que nos ocupa, a partir de la información almacenada en la base de datos puede obtenerse en unos pocos minutos, por ejemplo, la cantidad de luminarias necesarias para lograr un nivel de iluminación requerido, así como la distribución espacial de las mismas.

El sistema fue diseñado fundamentalmente para uso docente en la asignatura de Seguridad e Higiene Ocupacional, de la disciplina Estudio del Trabajo, no obstante, puede ser utilizado en investigaciones, principalmente en las empresas que se encuentran en el proceso de perfeccionamiento empresarial para el rediseño de sus sistemas de alumbrado en caso necesario o el diseño de nuevas instalaciones o puestos de trabajo. Este también puede ser empleado en otras especialidades que reciban estas materias e investiguen en la misma.

Requerimientos técnicos

Básicamente, el software no necesita muchos requisitos. Se pudieran citar las siguientes especificaciones:

  • Sistema Operativo Windows 95 / 98 / ME / NT / 2000 / XP.
  • Inicialmente requiere alrededor de 3Mb de espacio en disco para la instalación.
  • 16Mb de memoria RAM.
  • Resolución en pantalla de 800×600 píxeles o superior.
  • Dejar un margen de por lo menos 32Mb de espacio en disco duro, aunque esto no es un valor rígido.
  • Tener instalado el paquete “Microsoft Data Access Components” (MDAC). En las versiones más recientes de Windows, este paquete se instala junto con Windows. Para versiones como Windows 95, 98 es posible que no se encuentre instalado.

Conclusiones: 

Después de todo lo expuesto y como respuesta al objetivo planteado, se puede concluir que se elaboró un software para el Diseño de Sistemas de Alumbrado a través de los diferentes métodos de cálculo. El programa ha sido concebido fundamentalmente para uso docente en la asignatura Seguridad e Higiene Ocupacional.

La utilización del sistema puede extenderse a investigaciones, postgrados que aborden el tema de la iluminación, instituciones en perfeccionamiento empresarial para el rediseño de sus sistemas de alumbrado o el diseño de nuevas instalaciones, así como en otras especialidades que incluyan esta temática.

 

Referencias Bibliográficas:

1.   Craig, E. y T. Buchanan. 1999. Aprendiendo Microsoft Access en 24 horas. Prentice Hall, México.

2.   NC 19-01-11. “Iluminación”.

3.   OSRAM. Catálogo de productos. Consultado en abril 2013 Disponible en: http://catalog.myosram.com/srvc/z_catalog/!?~language=EN

4.   Oyeka H. B. 2001. Sistema de Inventario de Personal. Trabajo de Diploma. Universidad de Matanzas.

5.   Reisdorph, K.1999. Aprendiendo Borland Delphi 4 en 21 días. Prentice Hall, México.

6.   S. a. Iluminación Interior. Consultado el 12 marzo 2013 Disponible en: http://edison.upc.es/curs/llum/interior/iluint.ihtml

7.   S. a. Información Técnica. Consulta el 12 marzo 2013 Disponible en: http://www.holophane.com.mx/infotecnica/menuinfotec.htm

8.   Viña S., S. Prieto y Vicente López. 1986. Seguridad e Higiene del Trabajo. Facultad de Ingeniería Industrial. ISPJAE. La Habana.

Impactos: 193

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