Entrada de calor minimizada: luminarias LED a medida facilitan la planificación de salas de medición y salas limpias

En el nuevo laboratorio de investigación de Nerling, en el futuro se estudiarán más de cerca los efectos de las fuentes de perturbación en espacios de alta precisión. Para ello, en la sala de mediciones de clase de precisión I, se instalaron por primera vez las nuevas lámparas LED de bajo consumo energético.

Las luces LED permiten una mayor flexibilidad en los formatos. Por ejemplo, en el laboratorio de medición se tomaron las dimensiones de las FFUs. De esta manera, se pudo crear un techo modular en el que los elementos individuales se pueden deslizar hacia adelante y hacia atrás.

La ventaja principal de las lámparas para la reconfiguración del sistema de espacio radica en que no liberan el calor hacia abajo en la habitación, sino hacia arriba, donde el flujo de aire de extracción las transporta. Por lo tanto, son especialmente adecuadas para salas de medición con temperatura estable.

El nuevo laboratorio de investigación debe cumplir con valores de 0,2 K/h, 0,4 K/día y 0,1 K/m. En la primera serie de experimentos se responderá a la pregunta de cómo alcanzar las especificaciones de la clase de calidad I según la nueva directiva VDI/VDE 2627. Además, se determinarán las velocidades de flujo y la concentración de partículas.

A través de mediciones a largo plazo se pretende determinar qué fuentes de perturbación son relevantes y cuáles están sobrevaloradas. Además, también se realizarán mediciones de tiempo de recuperación para determinar qué tan rápido se recupera la habitación de las perturbaciones.

Olaf Nerling: «Queremos, por ejemplo, responder a la pregunta de qué sucede en la sala cuando las LEDs se atenúan o se introducen piezas que no están correctamente temperadas en la sala», explica Olaf Nerling, director general de Nerling Systemräume GmbH. «Existen conceptos de sala que, ante tales perturbaciones, empeoran en dos clases. Nuestro objetivo es que solo empeoren brevemente y, como máximo, en una clase.»

Para la iluminación de salas de sistemas, hasta ahora se han utilizado en general sistemas con tubos fluorescentes, que requieren mucho mantenimiento y están disponibles en series en pocos formatos de carcasa. Para permitir una planificación de espacios más flexible en el futuro, el fabricante de salas de sistemas Nerling ha desarrollado un programa de lámparas LED con tamaños de carcasa flexibles, en el que también es posible realizar series muy pequeñas sin problemas. Las luminarias casi sin mantenimiento necesitan hasta un 40 por ciento menos de energía que las lámparas habituales. Pueden ser utilizadas tanto en salas de medición con temperaturas estables como en salas limpias, donde los formatos individuales de las luminarias aportan ventajas en la planificación y se busca minimizar la entrada de calor. Para probar el potencial de las lámparas y la interacción de diferentes componentes climáticos, se instalaron junto con un techo de conducción de aire patentado y unidades de filtro con ventilador (FFUs) en el nuevo laboratorio de investigación de Nerling en Renningen. En la sala de medición de clase de calidad I, en el futuro se realizarán diferentes series de experimentos para evaluar mejor los efectos de las fuentes de perturbación en espacios de alta precisión.

“Como sala de medición de clase de calidad I según VDI/VDE 2627-1, el nuevo laboratorio de medición debe cumplir con valores de 0,2 K/h, 0,4 K/día y 0,1 K/m”, explica Olaf Nerling, director general de Nerling Systemräume GmbH. “En el futuro, queremos probar allí nuevos conceptos para la construcción de salas de medición y realizar estudios a largo plazo sobre la interacción de los diferentes componentes”. Las nuevas luminarias LED son el primer objeto de prueba para esto.

Lámparas en formato de unidad de filtro con ventilador

Las luminarias LED han sido diseñadas por Nerling específicamente para tener un sistema de iluminación unificado para todas las situaciones de salas de sistemas: “Hasta ahora, en nuestros proyectos hemos instalado tubos fluorescentes. En salas limpias y de polvo controlado, hemos optado por luminarias de sala limpia cerradas, y en salas de medición por luminarias de rejilla reflectante”, explica Nerling. “Aunque utilizamos balastos electrónicos, esta tecnología no era tan eficiente energéticamente como las lámparas LED”. Al mismo tiempo, estos dispositivos solo están disponibles en pocos formatos estándar en serie, por lo que a menudo se tienen que fabricar personalizaciones costosas y aceptar largos tiempos de entrega.

Por ello, la empresa decidió desarrollar, junto con un fabricante de LED, un programa de lámparas que permita una mayor flexibilidad en los formatos. “Ahora, es posible realizar medidas desde 312 x 625 mm hasta 1250 x 625 mm sin problemas”, explica el director general. De esta forma, también se pueden fabricar lámparas con dimensiones de unidades de ventiladores de filtro — es decir, 1.170 x 570 mm — un tamaño que se requiere con bastante frecuencia en la construcción de salas limpias. También para las luminarias en la sala de medición de investigación, se adoptó el tamaño del sistema de las FFUs. Así, se pudo crear un techo modular en el que los módulos individuales se pueden mover de un lado a otro. Además, incluso en series muy pequeñas, no hay problema en pedir una lámpara de repuesto, ya que Nerling fabrica las carcasa de las luminarias él mismo.

Ahorro de energía y disipación de calor hacia atrás

Gracias a la tecnología LED, es posible un ahorro de energía significativo. “Por ejemplo, para iluminar una sala de 5 x 5 m con una altura de techo de 3 m, se necesitan seis lámparas con luminarias abiertas de 4 x 24 vatios y 700 lux”, explica Nerling. “Eso equivale a un total de 576 vatios, con una intensidad de luz media de 911 lux”. Si en lugar de eso se usa el nuevo tipo de lámpara, basta con seis unidades de 70 vatios, lo que en total da una iluminación media de 816 lux con solo 420 vatios. La solución LED es, por tanto, un 20 por ciento más eficiente energéticamente. Si en lugar de luminarias de rejilla se usan luminarias cerradas, el ahorro llega incluso al 40 por ciento. Además, las luminarias LED tienen una vida útil muy larga, de aproximadamente 50.000 horas. “En muchas aplicaciones, las luminarias duran más de cinco años, por lo que casi se pueden considerar libres de mantenimiento”, afirma Nerling. Cuando una luminaria se estropea, tiene sentido reemplazarla por completo. Esto no perjudica al medio ambiente, ya que los componentes se pueden reciclar. Generalmente, basta con reemplazar las placas de circuito impreso.

La principal ventaja de las lámparas para la construcción de salas de sistemas es que no disiparán el calor hacia adelante en la sala, sino hacia atrás, donde el flujo de aire de extracción las transporta. Por ello, estos dispositivos son especialmente adecuados para salas de medición con temperaturas estables, en las que la influencia del calor se reduce considerablemente en comparación con las luminarias de rejilla convencionales. También en áreas donde se requieren luminarias cerradas, la instalación de lámparas LED resulta ventajosa. Por defecto, están equipadas con la cubierta difusora necesaria, mientras que en las soluciones anteriores esta debía instalarse por separado. “Además, las luminarias son fáciles de atenuar, lo que abre nuevas posibilidades para ahorrar energía”, explica el experto.

Series de experimentos sobre la interacción de los componentes

En el laboratorio de investigación de 17 m² en Renningen, se han instalado un total de 8 luminarias LED. La intensidad de iluminación alcanzada puede ajustarse de forma continua entre 400 y 1.500 lux. “En la primera serie de experimentos, se busca responder a la pregunta de cómo cumplir con las especificaciones de la clase de calidad I según la directriz VDI/VDE 2627”, explica Nerling. Además, se realizarán pruebas sobre la interacción de las luminarias y otros componentes climáticos: “Queremos, por ejemplo, responder a la pregunta de qué sucede en la sala cuando las LEDs se atenúan, las FFUs se regulan a la baja, se introducen piezas no bien temperadas en la sala o varias personas entran a la vez”, explica Nerling. “Existen conceptos de sala en los que estas perturbaciones reducen la clase en dos niveles. Nuestro objetivo es que solo se produzca una reducción temporal y máxima en una clase”. En salas de alta precisión, las posibles fuentes de perturbación son muy difíciles de estimar. Nerling quiere observar la sala durante un período prolongado y determinar qué fuentes de perturbación son relevantes y cuáles están sobrevaloradas. Además, se realizarán mediciones de tiempo de recuperación para determinar qué tan rápido la sala vuelve a su estado normal tras las perturbaciones.