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Capítulo 1
Alumbrado exterior y señalización del automóvil
1. Introducción

Antes de poder realizar un examen fiable de un circuito de alumbrado, en este caso, de un vehículo, es necesario afianzar una serie de conceptos para que se comprenda el funcionamiento y comportamiento de los elementos que componen el circuito de alumbrado.

Los conceptos que a continuación se describen son de gran importancia, ya que no se puede comprender el funcionamiento del alumbrado de un automóvil sin ellos.

Empezaremos con algunos conceptos físicos importantes para saber medir magnitudes dentro del campo de la fotometría y pasaremos por los principios básicos de funcionamiento de los faros. Es importante saber por qué la lámpara está situada en una determinada posición y hacia dónde apunta, además del comportamiento del haz de luz proyectado por los faros.

La disposición de los distintos elementos que componen un circuito de alumbrado y su accionamiento será otro de los temas más importantes de este capítulo, así como el reconocimiento de ellos.

Finalmente, se verán algunas averías típicas del sistema de alumbrado, no sin antes apuntar las normas básicas de seguridad que deberemos seguir al disponernos a su reparación. Para ello, se recordará la utilización de aparatos de medida tales como el polímetro, con el que se podrán medir y comprobar los elementos que intervienen en el circuito de alumbrado.

2. Fotometría y unidades de medida

El término fotometría tiene varias acepciones, dependiendo del campo de la ciencia donde estemos, con lo que su significado variará dependiendo de si hablamos de astronomía o de óptica. En el caso que nos ocupa, definimos fotometría como la rama de la óptica que fundamentalmente se encarga de la medida de la iluminación y de su intensidad, provocada por fuentes luminosas.

No toda la luz emitida por una fuente luminosa, por ejemplo, una bombilla, es percibida por el ojo humano, ni toda la energía consumida por esa fuente se transforma en luz. Para controlar esta serie de parámetros, es necesario establecer nuevas magnitudes con las que se puedan realizar mediciones correctas.

1 Flujo luminoso (Φ). “Potencia (W) emitida en forma de luz a la que el ojo humano es sensible”.La magnitud en la que se mide el flujo luminoso (Φ) es el lumen (lum), a la relación entre el Watt y el lumen se la llama equivalente luminoso de la energía y equivale a:

1 Intensidad luminosa (Ι). ”Es el flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta”.El flujo luminoso nos dice la cantidad de luz que emite una fuente de luz. Dependiendo del tipo de fuente, la luz se emitirá en todas las direcciones o en una dirección determinada, por ejemplo, una bombilla emitirá la luz en todas las direcciones del espacio y un proyector lo hará solo en una dirección. Esta claro que es necesario saber cómo se distribuye el flujo luminoso en cada dirección mediante la intensidad luminosa (Ι), cuya unidad es la candela (cd).

1 Iluminancia (E). “Es el flujo luminoso recibido por una superficie”.La iluminancia se mide en:

1 Luminancia (L). ”Se llama luminancia a la relación existente entre la intensidad luminosa y la superficie aparente vista por el ojo en una dirección determinada”.La luminancia mide la luz que llega al ojo emitida por una fuente de luz, o por un objeto que la refleja. Esta cantidad de luz se mide en:Aunque también se pueden encontrar otras unidades como el stilb o el nit:

1 Rendimiento luminoso o eficiencia luminosa (η). Se trata del cociente entre el flujo luminoso y la potencia consumida.Como ya sabemos, la energía consumida por una lámpara no es transformada en luz en su totalidad: una parte se transforma en calor, otra en radiaciones que no son percibidas por el ojo humano (rayos ultravioleta o infrarrojos) y el resto en luz visible.

Recuerde

No toda la luz emitida por una fuente luminosa, es percibida por el ojo humano.

Por lo tanto, solo tenemos una porción de energía útil para la iluminación. Podemos decir entonces que cuanto mayor sea el rendimiento de una lámpara, mejor será la lámpara y menor será el consumo.

1 Cantidad de luz (Q). Esta magnitud permite conocer el flujo luminoso por unidad de tiempo, siendo su unidad el lumen por segundo:

Actividades

1. Relacionar las siguientes unidades de medida con su magnitud.

2. ¿Qué flujo luminoso desprende una lámpara halógena de 70 W colocada en el faro derecho de un vehículo? ¿Se podría colocar otra de menor potencia y que emitiera el mismo flujo luminoso?

3. Alumbrado de haz asimétrico

El alumbrado de haz asimétrico es el modo en el que se dispone el alumbrado de cruce o corto alcance.

Los faros son los encargados del alumbrado exterior del vehículo, mediante lámparas que son similares a las empleadas en el alumbrado domestico. Estas lámparas son pequeñas ampollas de vidrio a las que se les ha hecho el vacío y se han rellenado de un gas inerte (nitrógeno, argón, neón). El filamento de la lámpara es de tungsteno o wolframio. Los terminales están aislados y unidos a un material cerámico y al casquillo, que constituye el soporte de la lámpara.

Las lámparas se clasifican por su tamaño, por la forma de la ampolla, la potencia, la forma del casquillo y la tensión de funcionamiento, que actualmente es de 12 V.

Los faros deben cumplir dos misiones: por un lado, deben proporcionar luz suficiente para que la conducción sea segura, quedando bien iluminada la calzada y el arcén no muy lejos del vehículo. Por otro lado, se debe evitar el deslumbramiento a los conductores que circulan en sentido contrario. Esto lo causa la intensidad de la luz.

Para conseguir que la carretera quede suficientemente iluminada y la conducción sea segura a una determinada velocidad, se colocará una lámpara en el interior de la parábola que forma el reflector del faro. El filamento de la lámpara debe coincidir con el foco geométrico de la parábola. De esta forma, el haz de luz que se proyecta lo hará de forma paralela.

El foco de la parábola es, por definición, el punto geométrico para el que los rayos reflejados son paralelos.

Colocando de esta forma el filamento, se consigue que el haz de luz reflejado alcance su distancia máxima, consiguiendo la luz de carretera.

Si el filamento se coloca delante del foco geométrico de la parábola, el haz de luz proyectado será convergente. Si, por el contrario, el filamento se coloca detrás del foco geométrico de la parábola, el haz proyectado será divergente.

El alumbrado de carretera es demasiado potente y llega a deslumbrar a los conductores de sentido contrario, con lo cual, es necesario el alumbrado de cruce o de carretera.

Vehículo con luz de carretera

El alumbrado de cruce o de carretera se crea a partir de otro filamento, colocado, esta vez, en la posición adelantada al foco geométrico, donde el haz reflejado será convergente. Este filamento lleva incorporado en la parte inferior una pantalla que impide que la luz se refleje por la parte inferior, por lo que el haz reflejado es cortado por la mitad, proyectándose solo la mitad superior, que alumbra hacia abajo y a una distancia menor.

Para que el aprovechamiento de la intensidad lumínica sea el máximo posible, en el alumbrado de cruce se dispone de un haz asimétrico. Esta forma de disponer el alumbrado de cruce se consigue dando una pequeña inclinación a la pantalla colocada debajo del filamento de cruce. El haz proyectado se levanta de esta forma en unos 15º a la derecha desde el centro. De esta forma, el carril derecho queda bien iluminado y permite que los que circulan en sentido contrario no sean deslumbrados.

4. Faros. Disposición de los faros

Como ya se ha dicho, los faros son los encargados de proporcionar el alumbrado exterior, ya que es necesario, para la conducción, ver y ser vistos.

En cuanto al funcionamiento del faro, la luz es emitida por una lámpara y reflejada por un reflector de forma parabólica, cuya superficie es cuidadosamente pulida y protegida con un barniz anticorrosivo.

Recuerde

El filamento de la lámpara está colocado en el foco geométrico, en el caso de la luz larga o de carretera, y adelantado al foco geométrico, en el caso de la luz corta o de cruce.

El haz proyectado en el caso de la luz de carretera es de gran intensidad y paralelo. Esto provoca el deslumbramiento a los vehículos que circulan en sentido contrario. Para evitar el deslumbramiento y que el haz de luz se extienda por toda la carretera, el cristal o tulipa que recubre el foco esta tallado con formas de prismas triangulares. Con esto se consigue desviar el haz de luz hacia abajo y el esparcimiento del mismo en el plano horizontal.

4.1. Disposición de los faros

Los faros se sitúan en la parte delantera del vehículo en número de dos generalmente y a una altura de entre 0,50 y 1,20 m del suelo.

Existen varios tipos de disposición de faros:

1 Dos faros. Es la disposición con un faro a cada lado del vehículo, con las funciones de luz corta y de carretera, utilizando para ello una lámpara de doble filamento.

Disposición de dos faros

1 Dos faros normales y dos faros de largo alcance. Dos faros normales, es decir, con luz de cruce y carretera, más dos faros de largo alcance, utilizando para ello un lámpara con un filamento. Estos faros se accionan a la vez que las luces de carretera.

Disposición de faros normales más faros de largo alcance

1 Faros cuádruples. Se disponen dos faros a cada lado, con dos variantes: en la primera, en los extremos, un faro con luces de cruce y carrera, y en la parte interior luces de largo alcance; la otra disposición será la de los interiores para largo alcance y los exteriores para cruce, utilizando en ambos lámpara de un filamento.

Disposición de faros cuádruples

1 Faros con doble reflector. Un faro a cada lado, donde cada uno de ellos tiene dos reflectores, uno para la luz de cruce y otro para luz de carretera, y donde en cada mitad se utilizan lámparas de un filamento.

Faros con doble reflector

1 Faros agrupados. Uno a cada lado, donde están incluidas las luces de cruce, carretera, posición, intermitente y antiniebla.

Faros agrupados

1 Faros de altura reducida. Por exigencias de las continuas mejoras aerodinámicas, no queda mucho espacio para los faros, por lo que se tiene que reducir su altura. Aquí las lámparas son proyectores poliepsoidales.

Faros de altura reducida

Sabía que...

Aunque hoy no se pueda imaginar otra tecnología que no sea la eléctrica, en los inicios del automóvil, los faros eran simplemente una linterna que utilizaba la luz de la llama de una vela, o bien de una lámpara de petróleo o bien de acetileno.