Iluminación LED para la fabricación: ahorre costes y mejore la productividad

September 20, 2017

Ahorrar dinero es una consideración importante para la mayoría de los usuarios industriales. Incluso si la iluminación no representa una gran parte del presupuesto operativo, cada pequeña cantidad de ahorro puede ayudar a la línea de fondo. Mejorar la iluminación puede ser una forma eficaz de reducir los costes de las instalaciones y las máquinas, al tiempo que se mejora la productividad, la seguridad y la funcionalidad de un espacio.

WLB72 en una célula de trabajo robotizada

Costes de propiedad

Al considerar los costes de iluminación, los usuarios industriales deben reconocer que el coste inicial de una luz es sólo una parte del coste del ciclo de vida de la solución de iluminación. Los costes de mantenimiento y sustitución de lámparas dependen de la vida útil del equipo, y los de energía, de su eficiencia. Por esta razón, las tecnologías más duraderas y eficientes pueden producir ahorros significativos, aunque inicialmente sean más caras.

La imagen siguiente ilustra los costes de una solución de iluminación a lo largo de un ciclo de 15 años, suponiendo costes, potencia y vida útil típicos, para diferentes tecnologías. Los usuarios industriales deben calcular los costes durante la vida útil de las opciones de equipos específicos que están considerando antes de tomar una decisión.

Sources: D&R analysis of lighting replacement costs from IES, The Lighting Handbook, 10th ed., pp. 18.2-18.11 and R.S. Means, Repair and Remodeling Cost Data 2010 and luminaire and lamp costs from proprietary data.

Las luminarias LED suelen tener unos costes iniciales más elevados para una aplicación determinada que otras tecnologías; sin embargo, a menudo son la opción más eficiente disponible y tienen la vida útil más larga. Algunos usuarios industriales pueden considerar que la tecnología fluorescente o HID se adapta mejor a sus necesidades, pero puede que no sea así durante mucho más tiempo dado el rápido ritmo de los avances en la tecnología LED.

Costes iniciales de la iluminación

Los costes iniciales de equipamiento de una solución de iluminación incluyen la carcasa, el equipo eléctrico (por ejemplo, el balasto o el driver) y el motor de iluminación (por ejemplo, la lámpara o el panel LED). Los equipos LED suelen ser más caros que las opciones tecnológicas de la competencia, y la diferencia puede ser significativa para determinadas aplicaciones.

Los usuarios industriales también pueden encontrar que el coste inicial de la carcasa de iluminación depende del entorno. Como se explica más adelante, algunas luminarias pueden soportar las condiciones extremas que suelen darse en los entornos industriales. Estas protecciones pueden aumentar el coste de los equipos, pero reducen el riesgo de daños o lesiones a las personas o a otros materiales presentes en el espacio, con el consiguiente ahorro de costes a largo plazo.

Los distintos tipos de mejoras del alumbrado requieren inversiones diferentes en equipos. Las mejoras del alumbrado pueden clasificarse en modernizaciones o rediseños. La reconversión consiste en sustituir las luces existentes por tecnologías más eficientes, aprovechando al mismo tiempo la carcasa, el patrón de iluminación y el equipo eléctrico existentes. Por otro lado, los rediseños requieren nuevas luminarias, la modificación del patrón de iluminación existente y el recableado parcial o completo del sistema eléctrico.

Tanto la modernización como el rediseño pueden implicar la actualización a tecnologías más eficientes, el aumento o la disminución de la cantidad total de iluminación, y/o la adición de controles de iluminación. Ambos tipos de actualización pueden simplificarse considerablemente si se utilizan luminarias con funciones como la conexión eléctrica en cascada, conectores de cable integrados y diversas opciones de montaje.

Los usuarios industriales deben considerar un rediseño del sistema de iluminación si se da alguna de las siguientes situaciones:

El alumbrado existente está en mal estado
La distribución de la luz de la solución existente es desigual
La distribución de la luz de la solución existente no se adapta a los usos del espacio (por ejemplo, si se han producido cambios en el diseño, los componentes, el mobiliario o las condiciones del espacio).
La iluminación o distribución deseada no puede conseguirse con las opciones de retroadaptación disponibles

Imagen: Una iluminación adecuada de los puestos de trabajo puede ser una solución rentable y a largo plazo para aumentar la ergonomía y la productividad.

Costes operativos

Pequeñas mejoras en la eficacia pueden suponer importantes ahorros en los costes de explotación a lo largo de la vida útil de una solución de iluminación. Si se consiguen niveles adecuados de iluminación en las zonas de trabajo, puede ahorrar costes de funcionamiento.. Los controles de iluminación que atenúan o apagan las luces cuando no se necesitan son otra forma de reducir los costes de funcionamiento.

Los índices de eficacia varían significativamente entre las distintas tecnologías y aplicaciones, desde menos de 15 lúmenes por vatio (lm/W) en el caso de las lámparas incandescentes estándar de 60 W, hasta casi 150 lm/W en el caso de la iluminación LED más moderna.

Por lo general, las lámparas con mayor flujo luminoso tienen una mayor eficacia. Los LED suelen tener mejor eficacia que otras tecnologías, pero los fluorescentes de alta eficiencia y las opciones HID pueden ofrecer eficacias mejores o similares para algunas aplicaciones. Reducir la potencia del sistema de iluminación también ahorrará en gastos de consumo.

Cuando los clientes comerciales o industriales reducen significativamente su consumo de energía, deben revisar sus tarifas para determinar cuál es la más atractiva desde el punto de vista económico. Los grandes clientes que se enfrentan a las tarifas de "trinquete" de pueden beneficiarse de un cambio de horario si las reducciones de la demanda son significativas. Tener en cuenta las tasas de trinquete puede mejorar significativamente la rentabilidad de las tecnologías más eficientes.

Imagen: La WLS15 es una linterna LED de bajo perfil y bajo consumo ideal para espacios reducidos como armarios, así como para aplicaciones móviles y alimentadas por batería.

Costes de mantenimiento

Los usuarios industriales deben conocer los costes de mantenimiento asociados a una solución de iluminación. Contar con un plan de sustitución rutinaria de lámparas y limpieza de superficies puede reducir la cantidad total de mano de obra necesaria para el mantenimiento. Mantener el aspecto y la uniformidad de la iluminación también puede contribuir a la seguridad y la productividad en el lugar de trabajo.

El rendimiento de cualquier solución de iluminación se deteriorará con el paso del tiempo debido al fallo de las lámparas, los balastos o los controladores; la depreciación gradual de los lúmenes y el cambio de color; o la acumulación de polvo y suciedad en las lentes y las superficies reflectoras. La tasa de deterioro puede venir determinada por el perfil de funcionamiento del sistema, sus características técnicas y las condiciones del entorno operativo. Para planificar con eficacia, es importante intentar predecir la vida útil de una tecnología determinada y comprender cómo y cuándo es probable que se deteriore el sistema de iluminación.

Imagen: La lámpara LED para puestos de trabajo WLB32 proporciona una iluminación duradera y sin mantenimiento para los puestos de trabajo.

En este sentido, la tecnología LED recibe un trato diferente al de la tecnología no LED. Los chips de LED se degradan lentamente con el tiempo, produciendo menos luz y cambiando sus características cromáticas. La métrica utilizada para definir la vida útil de los LED es el mantenimiento del flujo luminoso L70. Se refiere a la cantidad de tiempo que el LED funcionará manteniendo al menos el 70% de la potencia inicial. Algunos LED tardarán más en llegar al 70%.

Las tecnologías que no son LED tienen componentes eléctricos o filamentos que fallan completamente en algún momento; la vida útil nominal de estos productos se define como el número de horas de funcionamiento al que falla el 50% de las unidades de una muestra. Las tecnologías no LED también experimentan una depreciación de los valores lumínicos con el paso del tiempo, y algunas tecnologías se deprecian más rápidamente que otras.

A continuación se presenta una gama de duraciones nominales y valores de depreciación del flujo luminoso de las lámparas (LLD) al final de la vida nominal para las tecnologías seleccionadas.

Lighting Technology	Rated Lifetime (Hours)	Lamp Lumen Depreciation (LLD) at end of rated life
Lighting Technology Hallogen Incandescent	Rated Lifetime (Hours) 3,000 - 5,000	Lamp Lumen Depreciation (LLD) at end of rated life 5 percent
Lighting Technology Linear Flourescent	Rated Lifetime (Hours) 15,000 - 45,000	Lamp Lumen Depreciation (LLD) at end of rated life 10 percent
Lighting Technology High Pressure Sodium	Rated Lifetime (Hours) 15,000 - 40,000	Lamp Lumen Depreciation (LLD) at end of rated life 30 percent
Lighting Technology LED	Rated Lifetime (Hours) 20,000 - 50,000+	Lamp Lumen Depreciation (LLD) at end of rated life —

Fuente: Tiempos de vida nominal de David L. DiLaura et al., eds., The Lighting Handbook, 10ª ed., 13.7; LLD de Illuminating Engineering Society e InterNational Association of Lighting Management Companies, Recommended Practice for Planned Indoor Lighting Maintenance: IESNA/NALMCO RP-36-03, 2.

El valor L70 previsto para los LED puede superar las 50.000 horas, pero se recomienda a los fabricantes que no declaren una vida útil nominal superior debido a las incertidumbres de la metodología de proyección. Además, los chips LED suelen durar más que los controladores que los alimentan, lo que significa que los usuarios industriales pueden tener que sustituir los controladores antes de que sea necesario cambiar el motor de la luz.

El programa de mantenimiento de una solución de iluminación también debe tener en cuenta la cantidad de suciedad y polvo del entorno operativo. La suciedad acumulada en una lámpara reduce la potencia luminosa y puede desviar la distribución de la luz; la suciedad acumulada en superficies reflectantes, como paredes y techos, también puede reducir la iluminación total. La limpieza periódica, la pintura y el mantenimiento general pueden ayudar a garantizar que la solución de iluminación funcione a su máximo nivel.

Conclusión

Los costes de propiedad son sólo una de las consideraciones que hay que tener en cuenta a la hora de elegir una solución de iluminación. Para obtener más información, descargue el libro blanco: Consideraciones sobre la iluminación en un entorno de fabricación.

Iluminación LED para la fabricación: ahorre costes y mejore la productividad

Costes de propiedad

Costes iniciales de la iluminación

Costes operativos

Costes de mantenimiento

Conclusión

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