Luz bajo el hielo: iluminación en ambientes gélidos

Luz LED ilumina las grietas en el Lago Druzhby. Foto de Darren Shoobridge.

Muchas de las tareas que desarrollamos se vuelven un verdadero desafío cuando tenemos que llevarlas a cabo a temperaturas extremas. Hacer prácticamente cualquier actividad a -30 o -40ºC se vuelve un arduo trabajo, sobre todo si no se cuenta con el equipo necesario. La iluminación a estas temperaturas requiere también de un esfuerzo especial pues los equipos se ven sometidos a condiciones para las cuales no fueron en un principio diseñados. Iluminar en temperaturas gélidas es un desafío.

Son dos factores que hay que tomar en cuenta para seleccionar el equipo de iluminación adecuado para ambientes gélidos: el encendido a bajas temperaturas y su posibilidad de operación en esas condiciones.

Las fuentes tradicionales, es decir las lámparas incandescentes, funcionan de manera óptima en su encendido y operación a bajas temperaturas. Sin embargo, el choque térmico entre el interior y exterior de la bombilla podría causar su rápido deterioro. De igual manera hay que tener en cuenta la menor eficiencia energética del incandescente, pues en este tipo de ambientes suele ser vital –en ocasiones literalmente– tener el mayor ahorro energético posible.

Las luminarias de Alta Intensidad de Descarga (HID) tienen un buen desempeño, no obstante pueden empezar a presentar dificultades en su encendido cuando se alcanzan temperaturas menores a -30ºC.

Los fluorescentes, por otro lado, son los menos indicados para este tipo de condiciones dado que, entre menor sea la temperatura, menor será su flujo lumínico. A -10ºC estas luminarias aportan entre 25 y 35% de su flujo lumínico normal y a -40ºC éste es prácticamente deleznable. Estos equipos necesitan calentarse para iluminar por lo cual el ambiente gélido merma su funcionamiento.

Los LEDs son los que se han convertido en los equipos ideales para la iluminación a bajas temperaturas. El calor afecta al LED al desgastar sus junturas y por ello debe contar con disipadores de calor para mitigar el daño. En temperaturas heladas el LED funciona mejor ya que el ambiente minimiza la afectación del calor sobre los puntos de soldadura.

Sin embargo, esto no implica que entre más frío mejor, existe un límite. Al alcanzar temperaturas entre -50 y -55ºC  las luminarias estarían expuestas a altos niveles de estrés mecánico (contracción y dilatación) al calentarse durante su operación en contraste con la temperatura del ambiente. A lo larga esto afecta al equipo y por ello es necesario un diseño adecuado, capaz de soportar y mitigar la diferenciación de estos cambios de temperatura.

Iluminación para navíos rompehielos

Estas luminarias son empleadas en los barcos rompehielos que navegan por los mares árticos y antárticos y se enfrentan a los fríos más intensos del planeta. En estas condiciones los equipos, además de tener que funcionar en temperaturas extremas, deben contar con un alto IP e IK ante eventualidades que pueden presentarse en estas travesías.

Iluminación para deportes de invierno

La iluminación para ambientes fríos también es utilizada para zonas de deportes de invierno, como en los campos de ski y snowboarding. Los equipos LED, los más adecuados, reducen la contaminación lumínica, un aspecto importante pues en estas zonas suele apreciarse mejor la vista del cielo nocturno. Además, los equipos con LEDs pueden ofrecer una luz atenuable así como instantánea, ofrecen un mejor contraste y color que otros equipos como los de vapor de sodio.

No es sólo necesario contar con una lámpara que resista las gélidas condiciones, sino que en ambientes exteriores implica que deben ser capaces de soportar la caída de nieve en ventiscas. Su diseño debe ser tal que evite la acumulación de nieve en la luminaria, que incluso puede derretirla, y que produzca un haz de luz que sirva como guía a los deportistas.

En zonas con estas bajas temperaturas, sobre todo zonas amplias como los campos de ski, tener un sistema de control de las luminarias es una comodidad que en estas condiciones se vuelve una necesidad. No resultaría práctico ni cómodo andar cientos de metros –o incluso kilómetros– sobre la nieve y bajo el frío para apagar, ajustar, sustituir y dar mantenimiento a las luminarias. Hacerlo desde un centro de control y detectar los equipos que requieran atención directa será siempre lo más idóneo.

Mount St. Louis Moonstone Ski Resort
Coldwater, Ontario, Canada. Foto de Musco Lighting.

Iluminación en áreas de congelación

Los fríos intensos no sólo están presentes en las laderas de las altas montañas, ni en las proximidades de los polos, los aires gélidos pueden estar incluso en los trópicos en las áreas de refrigeración industrial. Estos equipos permiten la conservación prolongada de los alimentos y pueden estar a temperaturas de hasta -40ºC con el propósito de conseguir una congelación más rápida. Son contenedores grandes, incluso almacenes por donde circula el personal y, que por supuesto, debe encontrarse iluminado. En estos contenedores sin ventanas, debe contar además, con luminarias que sean autónomas para indicar la salida en caso de una falla en el suministro energético.

Almacén congelador en Ladyzhyn (Ucrania).

Iluminar es siempre un desafío y hacerlo en condiciones extremas es también un desafío para los equipos. Conocer los límites y alcances de las luminarias permite desarrollar equipos adecuados para este tipo de ambientes, bellos pero peligrosos.

Fuentes: 
http://www.ceag.de/sites/ceag.de/files/resource_download/files/ceag-resource-low-temperature-series-brochure.pdf
http://stahl-explorers.com/gb-en/detail/led-in-the-arctic-ice/
http://stahl-explorers.com/gb-en/detail/led-lights-in-extreme-conditions-rstahl-gb/
http://www.eaton.com/content/dam/eaton/markets/oil-and-gas/knowledge-center/whitepaper/Electrical-equipment-in-cold-weather-applications.pdf
http://www.slopelightingsolutions.com/en/3/arctic_beam.html
Fuentes imágenes:
Imagen de cabeza 
Barco Rompehielo
Campo de ski
Almacén congelador

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2 comentarios en “Luz bajo el hielo: iluminación en ambientes gélidos”

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