Control de iluminación exterior por fotocelda

La instalación de sistemas automáticos es sencilla, de bajo costo y favorece el ahorro de energía.

El consumo excesivo de los combustibles usados para generar energía eléctrica ha derivado en cambios que afectan gravemente a nuestro planeta, como el calentamiento global, entre otros, que nos ponen en riesgo a todos, por lo que es de vital importancia que seamos conscientes y que ayudemos a contrarrestarlos dentro de nuestras posibilidades. El uso eficiente y el ahorro de la energía eléctrica contribuyen en buena medida a disminuirlos, además, cuando hacemos un uso racional de la energía eléctrica en nuestros hogares y lugares de trabajo, el pago del servicio también se reduce.

La instalación de los sistemas automáticos es relativamente barata. Estos sistemas operan sin la intervención humana, encienden y apagan la iluminación exterior mediante un sistema de fotocontrol (fotoceldas) o mediante un temporizador (control por tiempo), de estos dos, el primero es preferido por su bajo costo y por ser sencillo de instalar y de operar. De hecho, prácticamente todas las lámparas del alumbrado público funcionan de esta manera, es decir, cuentan con un fotocontrol que solamente cuando está oscuro manda la señal de encendido de la lámpara.

Para control de encendido y apagado automático de iluminación de calles, exterior de casas y negocios, edificios, marquesinas, anuncios luminosos, iluminación de anuncios espectaculares, iluminación decorativa en edificios, monumentos y fuentes, etc.

El fotocontrol es un dispositivo en forma de capuchón de 3 pulgadas de diámetro y 2 pulgadas de alto, está diseñado para soportar condiciones de intemperie y tiene una larga vida útil, generalmente es de color gris o negro, está instalado sobre un receptáculo o socket especial que se encuentra en la parte superior de las luminarias (también puedes conseguir este último por separado).

Este tipo de fotocontrol, es muy utilizado en la iluminación vial, se instala en la parte superior de la lámpara.

Base para fotocelda con soporte de metal para montaje de pared o techo 

Algunas lámparas nuevas traen un fotocontrol mucho más pequeño llamado “de montaje directo”.

El fotocontrol debe instalarse en un lugar elevado y expuesto a la luz.

Puedes adquirir en las tiendas de material eléctrico tanto el fotocontrol (a 127 V, 1500 W, en 60 pesos aproximadamente) como la base del receptáculo (alrededor de 40 pesos) con un soporte de metal para montaje en pared o en techo. Ambos elementos son necesarios cuando deseamos automatizar el funcionamiento de uno y hasta diez focos en paralelo, según la potencia de la fotocelda. La potencia nos indica la carga que podemos controlar, pero el consumo propio del fotocontrol es menor a 1 watt. Las marcas más conocidas y confiables de fotocontroles son Tork y Magg, que ofrecen dos años de garantía y hasta seis años en modelos industriales.

Ver también: La Domótica como fuente de seguridad y comodidad

Cada fotocontrol debe traer impresas sus características: marca, modelo, voltaje, potencia máxima de la carga (focos a alimentar) y consumo, en la caja también se debe mostrar el diagrama de conexiones de esta manera.

En caso de que la iluminación lleve balastro, ésta se conecta en el lugar del foco que aparece en la ilustración anterior.

También puedes encontrar los fotocontroles en otras presentaciones, aunque son menos comunes y tienen un costo más elevado.

Estos equipos tienen la ventaja de poder controlar cualquier tipo de lámparas: incandescentes, fluorescentes (con balastra), ahorradoras, de descarga, de leds (diodo emisor de luz), etc. Para lograr un mayor ahorro, te conviene sustituir los focos normales por lámparas ahorradoras o, de ser posible, por lámparas con tecnología led, pues aunque su precio no sea el más barato, consumen menos energía.

Otra ventaja del control de iluminación por fotocelda es que cuando las casas están deshabitadas, el alumbrado exterior se enciende en la noche y con esto disminuye la posibilidad de ser objeto de robo.

Gabinete con fotocelda para el control de varias luminarias

12 personajes clave en la historia del electromagnetísmo

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron presentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell en el año 1865.

Desde la antigua Grecia se conocían los fenómenos magnéticos y eléctricos pero no es hasta inicios del siglo XVII donde se comienza a realizar experimentos y a llegar a conclusiones científicas de estos fenómenos.

A continuación te presentamos 12 personajes que con sus investigaciones nos ayudaron a tener una mejor comprensión y dominio del fenómeno electromagnético:

1. Tales de Mileto (640-546 a. C., vivió en Mileto, colonia griega del Asia Menor, actual Turquía) Filósofo griego a quien se atribuye el descubrimiento de las propiedades eléctricas del ámbar.
   
   



2. Petrus Peregrinus (siglo XIII, Francia) En 1269 escribió Epistola de Magnete, que es el primer tratado que se conoce sobre las propiedades de los imanes.
   
   



3. William Gilbert (1544-1603, Inglaterra) En 1600 se publicó su obra De Magnete, el primer estudio científico sobre los fenómenos electrostáticos y magnéticos. Fue el primero en afirmar que la Tierra era un gigantesco imán y el primero en emplear el término eléctrico cuando descubrió esta propiedad en algunos cuerpos.
   
   



4. Charles de Coulomb (1736-1806, Francia) En 1777 inventó la balanza de torsión para medir la atracción eléctrica y magnética y hacia 1785 estableció la ley de Coulomb, principio que rige la interacción entre las cargas eléctricas. En sus memorias expuso teóricamente los fundamentos del magnetismo y de la electrostática.
   
   



5. Hans Christian Oersted (1777-1851, Dinamarca) Desde 1813 predijo que encontraría una conexión entre los fenómenos eléctricos y magnéticos, pero fue hasta 1819 cuando Oersted y Ampère demostraron la existencia de un campo magnético alrededor de todo conductor atravesado por una corriente eléctrica, descubrimiento que dio inicio al estudio del electromagnetismo como área unificada.
   
   



Ver también: 7 tipos de ondas electromagnéticas


6. André Marie Ampère (1775-1836, Francia) En 1822 y 1826 se publicaron sus obras. Desarrolló una teoría matemática en la que explica los fenómenos electromagnéticos, amplió las observaciones de Oersted e inventó la bobina solenoide para producir campos magnéticos.
   
   



7. Michael Faraday (1791-1867, Inglaterra) En 1831 descubrió la inducción electromagnética, hallazgo que permitió la invención del generador y el motor eléctricos, demostró que un campo magnético cambiante podía producir una corriente eléctrica, entre otras importantes contribuciones que son la base de la tecnología electromagnética.
   
   



8. James Clerk Maxwell (1831-1879, Escocia) En 1873 publicó su obra Treatise on Electricity and Magnetism. Unificó todas las teorías anteriores y desarrolló la teoría electromagnética clásica. Introdujo los conceptos de campo electromagnético y onda electromagnética, con sus ecuaciones demostró que la luz visible era de naturaleza electromagnética y postuló que era posible la radiación electromagnética de otras longitudes de onda.
   
   



9. Heinrich Hertz (1857-1894, Alemania) En 1888 comprobó que las ondas electromagnéticas pueden viajar a través del aire libre y del vacío, detectó y generó ondas de radio y demostró que sólo se diferenciaban de la luz visible por la longitud de onda, la polarización, la reflexión y la refracción.
   
   



10. Guglielmo Marconi (1874-1937, Italia) Adaptó el sistema de Hertz para construir un emisor de radio. En 1901 envió señales de radio a través del Océano Atlántico. Marconi fue pionero en el desarrollo de la comunicación por radio para barcos.
    
    



11. Thomas Alva Edison (1847-1931, Estados Unidos) Dio al electromagnetismo aplicaciones prácticas para la telegrafía, la telefonía, la iluminación y la generación de potencia. En sus trabajos comenzó a emplearse la corriente continua para la transmisión de la energía eléctrica.
    
    



12. Nikola Tesla (1856-1943, Imperio Austríaco-Estados Unidos) En 1882 inventó el motor de inducción e inició el desarrollo de varios dispositivos que usaban el campo magnético rotativo, desarrolló la transmisión de la corriente alterna, el sistema polifásico de distribución eléctrica e inventó el motor de inducción, diseñó algunos experimentos para producir rayos X, además de otras aportaciones al campo del electromagnetismo.
    
    

Las investigaciones posteriores se encargaron de estudiar el origen atómico y molecular de las propiedades de la materia, así surgió una nueva rama de la física llamada mecánica cuántica y más adelante se completó una teoría cuántica del campo electromagnético conocida como electrodinámica cuántica.

7 tipos de ondas electromagnéticas

La radiación electromagnética es el resultado de la oscilación de campos electromagnéticos que se propagan a través del espacio en forma de ondas y transportan energía. Las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz, su energía, visibilidad, poder de penetración y otras características están determinadas por la longitud de onda y la frecuencia de las mismas.

Los tipos de ondas electromagnéticas y sus principales aplicaciones son:

1. Rayos gamma. En la ciencia médica: esterilización de equipo médico, tomografías, radioterapias, diagnosis; en la industria alimentaria: sanidad de los alimentos, etc.
   
   
2. Rayos X. En la ciencia médica: radiología y diagnosis; en la biología: cristalografía, etc.
   
   
3. Radiación ultravioleta. Esterilización de equipo médico, espectrofotometría, en la investigación forense: detección de rastros de sangre, orina, semen y saliva, etc., en dispositivos para el control de plagas, entre otras.
   
   
   Ver también: El electromagnetismo
   
   
4. Luz visible. Es la región del espectro electromagnético que el ojo humano puede percibir.
   
   
5. Radiación infrarroja. Equipos de visión nocturna, telecomandos, luz utilizada en las fibras ópticas, comunicación a corta distancia de computadoras y sus periféricos (mouse, teclado, impresoras); en la industria: el secado de pinturas o barnices, secado de papel, termofijación de plásticos, precalentamiento de soldaduras, curvatura, templado y laminado del vidrio, entre otras.
   
   
6. Microondas. Hornos de microondas, radiocomunicaciones, protocolos inalámbricos LAN (Bluetooth y las especificaciones Wi-Fi), televisión por cable, Internet vía cable coaxial, telefonía celular, radares, etc.
   
   
7. Ondas radio. Emisiones de radio FM y AM, televisión, comunicaciones militares, radares, telefonía celular, redes inalámbricas de computadoras y otros usos en las comunicaciones.
   
   

El electromagnetismo

Las palabras electrón y electricidad provienen del griego elektron que significa ámbar, pues los griegos descubrieron que al frotar esta piedra se generaba estática y adquiría la capacidad de atraer objetos livianos.

Las palabras magneto y magnetismo provienen del griego Magnisia, que es el nombre de la región griega donde los antiguos descubrieron que ciertas piedras tenían la capacidad de atraer el hierro, a estos imanes naturales los llamaron piedra magnesia (magnitis lithos en griego).

Una de las interacciones fundamentales del universo conocido es la interacción electromagnética, esta interacción se produce entre las partículas con carga eléctrica y se divide, macroscópicamente, en interacción electrostática e interacción magnética. El electromagnetismo es la rama de la física que describe esos fenómenos físicos macroscópicos.

Construcción de generadores y motores eléctricos

El uso de los generadores y de los motores eléctricos es muy extenso en las instalaciones eléctricas industriales y comerciales. Estos y otros aparatos, como los transformadores eléctricos, funcionan mediante la inducción electromagnética, que consiste en producir una fuerza electromotriz en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético.

Ver también: Michael Faraday y el campo electromagnético

En el siglo XIX, los científicos fascinados por la electricidad y el magnetismo hicieron descubrimientos trascendentales para el desarrollo de diversas tecnologías con las que funciona el mundo de hoy: telecomunicaciones, medicina, industria, electrónica y otras áreas en las que tiene aplicación el fenómeno electromagnético.

En 1825, el físico británico William Sturgeon inventó el electroimán basándose en las investigaciones de Hans Christian Oersted.

Las unidades básicas de los generadores y de los motores eléctricos son: el campo magnético (el electroimán y sus bobinas) y la armadura (un núcleo de hierro dulce laminado rodeado por cables conductores enrollados en bobinas).

En un electroimán, el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica. El tubo de rayos catódicos, las grúas, los motores eléctricos, los transformadores de corriente eléctrica y los trenes de levitación magnética, son algunos de los dispositivos y máquinas que usan electroimanes. Por ejemplo, en Alemania, Inglaterra, Japón y China existen sistemas de transporte que funcionan por levitación magnética llamados maglev. Este sistema emplea poderosos electroimanes para la suspensión y la propulsión de los trenes.

En los transformadores de corriente eléctrica, la elevación y la disminución del voltaje se efectúa por medio de la inducción del campo magnético de un devanado a otro.

Elevadores ecológicos

Científicos mexicanos desarrollan tecnología de vanguardia con ascensores gravitacionales que disminuyen el uso de energía eléctrica entre 70 y 90 %.

Aunque se creía que casi todo estaba escrito sobre la forma de mover una carga verticalmente, en México se está desarrollando una nueva tecnología para crear elevadores de energía gravitacional, en una industria que tiene una evolución de más de 150 años y que ha llegado a un punto en el que las mejoras potenciales cada día son menores.

Mediante esta nueva tecnología se obtiene la energía para mover un ascensor a partir de la gravedad, alineándola en favor del movimiento en lugar de pelear con ella. Un equivalente de este principio sería la caricatura en la que dos mulas están atadas por el cuello entre sí y ambas quieren caminar en diferentes direcciones sin lograrlo, pues sólo se moverán si una de ellas es más fuerte que la otra; en cambio, cuando ambas deciden moverse en el mismo sentido, la eficiencia es máxima con el menor consumo de energía.

En el caso que nos ocupa, faltaba disminuir el consumo de la energía mediante el uso de un contrapeso, cuyo efecto estaba limitado a cierto valor de disminución de energía, debido a que las condiciones de su dimensionamiento tenían serias limitaciones respecto a si el elevador viaja hacia arriba o hacia abajo o vacío, con carga media o completa.

Para entender mejor este principio, ejemplifiquemos con el "subeybaja", que finalmente es un elevador de niños. Si únicamente consideramos a un pequeño en un extremo, la energía necesaria para subirlo es muy importante pues hay que ejercer una gran fuerza. Si ponemos a dos infantes, uno en cada extremo, con pesos diferentes, habremos disminuido el consumo de energía, aunque ésta no será la misma para subir que para bajar. Este es el caso de los elevadores existentes, pues la carga en la cabina es permanentemente cambiante y su movimiento se tiene que suplir mediante el consumo de electricidad.

La nueva tecnología de los elevadores de energía gravitacional logra que éstos entren en constante balance entre la carga del lado de la cabina y sus pasajeros, y el otro lado representado por el contrapeso. Esto se obtiene con contrapesos de carga variable, que logran mediante mecanismos simples, pero muy inteligentes, ese equilibrio tan deseado bajo cualquier circunstancia, de manera que sólo se necesita un pequeño desbalance de la carga en un sentido o en el otro para lograr el movimiento, venciendo con esto las pérdidas por fricción.

Lo anterior se logra mediante la robótica, que hoy en día está al alcance de cualquier industria y que sin duda alguna representa el futuro para lograr movimientos rápidos, exactos y seguros que, combinados con el balance permanente, dan como resultado la eliminación de la fuerza motriz eléctrica casi en su totalidad, pues ésta sólo se requiere para mantener el control programado del movimiento y una pequeña parte para mantener las condiciones del mismo, lo que genera ahorros de entre 70% y 90% en energía, con un potencial incluso superior si se fabrican cabinas de muy bajo peso (de aluminio o de fibra de carbono) para que el consumo energético sea casi nulo.

Ver también: El transporte eléctrico en México y el mundo

Recientemente se ha creado una nueva empresa mexicana denominada Elevadores Gravitacionales, que ya instala un segundo elevador con esta tecnología en el edificio del Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE) -después de haber sorprendido con los resultados del primero, instalado en la Plaza Narvarte- para que sea certificado el ahorro mencionado y, con ello, promover el uso de estos ascensores entre los usuarios mexicanos, sobre todo en aquellas aplicaciones de tráfico medio e intenso, que es donde sus beneficios son incluso mayores.

Se trata de llegar no únicamente al usuario nacional sino al internacional, lo cual se logrará mediante el licenciamiento de esta tecnología a las grandes empresas fabricantes de elevadores, en un momento en el que hay gran preocupación mundial por el cambio climático y un creciente encarecimiento de los combustibles.

Este invento, cuyo principio ya ha sido solicitado para la obtención de patentes nacionales e internacionales, representa un nuevo concepto sobre cómo deberán ser los elevadores en el futuro: no sólo ahorradores de energía, sino notablemente seguros, con pocas necesidades de mantenimiento, con incremento en la precisión y monitoreo remoto en tiempo real, a fin de conocer en forma permanente las condiciones de operación y diagnosticar alguna falla real o potencial mediante el uso de la red existente de Internet. También podrán llegar a un destino aun cuando exista una falla en el suministro eléctrico; esto último les concedería enormes ventajas con respecto a las tecnologías tradicionales, así como otras en proceso de desarrollo.

Entre los objetivos a corto plazo de Elevadores Gravitacionales está iniciar la fabricación en serie de este tipo de ascensores tanto para modernizar los existentes, como para los nuevos proyectos tipo LED; además, convencer a las autoridades de que instalen aparatos con esta tecnología en los puentes peatonales, para uso de todo público, pues de acuerdo con documentos oficiales, sólo en 2006 hubo 4 mil 992 personas atropelladas. Entre 2000 y 2007 murieron más de 50 mil peatones y, por cada fallecido, 30 quedan con lesiones.

Con la instalación de los elevadores gravitacionales se beneficiarían especialmente los discapacitados, las personas de la tercera edad y las que tienen sobrepeso, las madres con niños y con carriolas, además del público en general. También se resolverían problemas de tránsito y habría menos tiempos perdidos.

Los creadores de esta tecnología somos profesionistas mexicanos: Rodolfo Zamorano Morfín, Alberto Cornejo Lizarralde y Roberto Domínguez Burguete, quienes con un trabajo de más de cinco años, hemos logrado hacer realidad este nuevo tipo de elevador, en beneficio de la humanidad y de nuestro planeta.

Ing. Rodolfo Zamorano Morfín presentado su proyecto de elevador ecológico gravitacional