2. Alumbrado: tipos y características principales. TEMA 7. CONDUCTOR – GRUPO IV – JCCM

ALUMBRADO: TIPOS Y CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES.

El reglamento General de Vehículos especifica que dispositivos de alumbrado y señalización óptica son necesarios para poder circular, definiendo y especificando los distintos dispositivos con los que debe ir dotado cualquier vehículo. Por ello es altamente recomendable conocer las definiciones y el tipo de alumbrado que recoge la reglamentación, indicado en el anexo X del Reglamento General de Vehículos. No obstante hacemos un pequeño resumen.
El alumbrado del vehículo es vital tanto para ver como para ser vistos en la circulación. Actualmente hay muchos sistemas distintos de alumbrado, pero todos tienen su uso regulado por una normativa específica.

Para empezar, hay que distinguir entre las luces para ver y las de ser visto. En las primeras tenemos las luces de cruce (“cortas”) y las de carretera (“largas”). En cambio, las luces de circulación diurna son un sistema de iluminación para ser visto. Adicionalmente a las luces diurnas, existen otras indicadas en la norma y diseñadas para señalizar la posición y las maniobras que el vehículo puede realizar, como son las luces de cambio de dirección (intermitentes) antiniebla, de freno, emergencia, dé marcha atrás, iluminación de cortesía etc. Planteados los tres sistemas, pasamos a ver sus diferencias.

• Faros y luces auxiliares de iluminación delantera.
• Faros frontales, laterales y traseros de señalización.
• Luz interior de cortesía y otros dispositivos lumínicos.

1. SISTEMA DE ALUMBRADO DE ILUMINACIÓN DELANTERA.

En cuanto a la luz de carretera, el art. 16 y el Anexo X del Reglamento General de Vehículos, y el art. 100 del Reglamento General de Circulación, establecen que están obligados a llevarlas todos los automóviles en general. De manera opcional, también podrán llevar este tipo de luz los ciclomotores y los cuadriciclos ligeros, los tractores y máquinas agrícolas o de obras. Es decir, todos los coches, furgonetas y camiones deben tener luces “largas” funcionales.
Su finalidad es alumbrar suficientemente la vía, de noche y en condiciones de visibilidad normales, hasta una distancia mínima, por delante del vehículo, de 100 metros. Por consiguiente, su finalidad principal es ver. En cuanto a su utilización, todo vehículo de motor las llevará encendidas cuando circule a más de 40 kilómetros por hora en los siguientes casos:

• Entre la puesta y la salida del sol, fuera de poblado, por vías insuficientemente iluminadas, entendiendo por ello aquellas en las que, con vista normal, en algún punto de su calzada, no puede leerse la placa de matrícula a 10 metros o no se distingue un vehículo pintado de oscuro a 50 metros de distancia.
• A cualquier hora del día por túneles y demás tramos de vía afectados por la señal “túnel” insuficientemente iluminados.
• Cuando existan condiciones meteorológicas o ambientales que disminuyan sensiblemente la visibilidad, como en caso de niebla, lluvia intensa, nevada, nubes de humo o de polvo o cualquier otra circunstancia análoga.
  

Este alumbrado deberá ser sustituido por el de corto alcance o de cruce tan pronto como se aprecie la posibilidad de producir deslumbramiento a otro usuario de la misma vía o de cualquier otra vía de comunicación y muy especialmente a los conductores de vehículos que circulen en sentido contrario. La misma precaución se guardará respecto a los vehículos que circulen en el mismo sentido a menos de 150 metros y cuyos conductores puedan ser deslumbrados por el espejo retrovisor.
Por su parte, las características de las luces de cruce (cortas) serán las mismas que las de carretera, salvo que las de carretera deben dejar de usarse en caso de alumbrar a otro vehículo.

1.1. Elementos del sistema de alumbrado.

Los dos elementos fundamentales en este sistema son el conjunto de la lampara y el faro (óptica o reflector):

1.1.1. Lámparas.

La lámpara es el elemento que produce la luz. Las más utilizadas desde casi el principio del automóvil ha sido la lámpara de incandescencia, que todavía se sigue utilizando en sistemas de señalización, alumbrado interior, maniobra, etc. Otros tipos de lámparas que se utilizan en la actualidad, para la iluminación de carretera y cruce son:

• Halógenas
• Xenón
• Led
• Laser

Para medir luz se utilizan diversas unidades de medida en función de la magnitud. Estas son:

• Candela: Se utiliza para medir la intensidad luminosa en una dirección dada.
• Lumen: Mide el flujo luminoso que emite una candela en un ángulo determinado. Es la denominada potencia de iluminación.
• Lux: La iluminación que un lumen produce en un área de 1 m2. Esta es la unidad que se utiliza para medir la cantidad de iluminación aportada por un punto luminoso.
• Lúmenes por vatio (lm/W). Rendimiento luminoso. Depende mucho de las características técnicas de las lámparas o fuentes luminosas.

Estos elementos., se construyen montados en un armazón (casquillo) dotado de formas adecuadas a los usos a que están destinados, encontrándonos diversas formas, potencias luminosas y variedades para usos similares. En el cuadro de la derecha podemos ver algunos de ellos. Es importante, sobre todo en las lámparas de cruce, asegurarse de un correcto posicionamiento de estas sobre el portalámparas, para evitar deslumbramientos y otras incidencias.
Lámpara de incandescencia:
Están formadas por un hilo de tungsteno, que al paso de la corriente eléctrica se pone incandescente y emite luz y calor. Para evitar que combustione y se funda se introduce en una ampolla de vidrio rellena con gas inerte. Estas lámparas han sido usadas tradicionalmente en el automóvil, siendo a fecha de hoy muy utilizadas en pilotos, luces de maniobra, iluminación de matrícula e interiores.

Lámparas Halógenas:
Son una evolución de las lámparas de incandescencia. Al igual que las anteriores, van dotadas de un filamento de tungsteno que alcanza la incandescencia al paso de la corriente eléctrica, pero para compensar el desgaste que el filamento sufre al emitir radiaciones, la ampolla se rellena de un gas halógeno, normalmente iodo, el cual al combinarse con el tungsteno vaporizado lo vuelve a depositar sobre el filamento incandescente, esto permite aumentar la vida de la lámpara y a potencia eléctrica (hasta los 100W en algunos casos) y así incrementar el flujo luminoso.
El cristal de la lampara se sustituye por cuarzo, que permite soportar mayores temperaturas sin estallar.

Es importante no tocar con las manos desnudas el cristal de cuarzo, ya que el pH ligeramente ácido de la piel (de la grasa y del sudor que puede desprender) daña ese tipo de vidrio, por lo que hay que manipularlas con cuidado cuando se sustituyen y limpiarlas con alcohol en caso de que se toquen.

Lámparas de Xenón:
Estas lámparas HID, (por High Intensity Discharge): cuentan con un funcionamiento y construcción diferentes; no disponen de filamento interno, sino de dos electrodos que generan electricidad y que calientan el gas xenón que se encuentra en la ampolleta, de manera similar a la de un tubo fluorescente convencional.

La luz de xenón proporciona hasta tres veces más luz que las halógenas con mucha menos potencia consumida. Y, aunque son considerablemente más caras que estas, su vida útil se triplica.
En principio se emplean en la luz de cruce (cortas), pero ya también en la luz de carretera (largas).
Es importante no confundir las lámparas halógenas de alta potencia (hasta 100 W) con efecto Xenón, de las Xenón. Las primeras son lámparas halógenas clásicas que emiten una luz azulada que pretende emular el flujo luminoso blanco azulado clásico del xenón.
Los faros provistos de lámparas de xenón deben de estar provistos de sistemas de limpieza lavafaros además de regulación automática de altura para evitar deslumbramientos, ya que las potencias lumínicas de estos son muy elevadas.

Saber más: Faros xenón: Funcionamiento y reequipamiento | HELLA

LED.
La tecnología led se introdujo en la primera década del siglo XXI en los automóviles. Este tipo de luz sirve tanto para las ópticas auxiliares como para los frenos, para luces intermitentes o luces de circulación diurna, estas última obligatorias para todos los vehículos que se fabrican en Europa desde febrero de 2011.

Light-Emitting Diode, diodo emisor de luz en castellano. Su propio nombre pues, ya nos dice a grandes rasgos lo que es un LED.
Los diodos son piezas de electrónica fabricadas con materiales semiconductores y cuya propiedad básica de utilidad para la electrónica es la de conducir la electricidad cuando se le aplica la corriente en un sentido, bloqueando la corriente cuando se le aplica en el sentido contrario.
Los LED además de tener esta propiedad básica, tienen la
propiedad de emitir luz cuando la corriente fluye a través de ellos.

Esta tecnología está basada en la unión de varios de estos diodos de luz de tamaño muy pequeño, en comparación con los sistemas anteriores. Sus ventajas son evidentes: poco peso, posibilidad de disponerlos en casi cualquier forma deseada, un consumo energético muy reducido y, sobre todo, una vida útil enorme, en torno a las 10.000 horas.
Despliegan su máxima capacidad lumínica casi instantáneamente, y permiten funcionalidades como las luces adaptativas, que disminuyen o aumentan la intensidad de iluminación, o los sistemas anti-deslumbramiento automáticos.
Al igual que en los faros de Xenón estas ópticas deben de estar dotadas de sistemas lavafaros y regulación automática de altura. Además las lámparas LED deben de cumplir la norma ECE 128 y la norma ECDE R10, que regula las interferencias electromagnéticas.

Saber más:
Faros LED: Funcionamiento y reglaje | HELLA
https://www.motorpasion.com/tecnologia/faros-de-led-que-son-y-como-funcionan

LÁSER.
La luz láser es la última tendencia en la iluminación del coche. Permite diseñar los faros de los coches más pequeños, con mayor libertad y de forma más eficiente, ya que consumen un 30% menos que sus antecesores.
Es un conjunto de diodos (unos 37 diodos LED) muy pequeños (8-10 veces más pequeños que un diodo normal) que consiguen que el haz de luz que emite sea casi puntiforme (un punto) y de un tamaño no superior a unas milésimas de milímetro. Emite luz con un brillo cuatro veces superior a un LED convencional y el alcance de iluminación es alrededor de 600 metros de distancia, comparado con lámparas halógenas que tienen un alcance de unos 100 metros. Las luces láser no emiten calor y la propagación de la luz se realiza mediante unas lentes especiales que proyectan la luz casi en línea recta. Los nuevos faros láser pueden llegar a iluminar hasta 600m de distancia, el doble que los faros led. Son faros de gran fiabilidad y con una larga vida útil, incluso ante un uso prolongado en condiciones extremas.
Hay que destacar que los diodos láser emiten luz denominada monocromática y que a la vista del ojo humano se percibe de color azul, la cual no es idónea para los vehículos, por lo tanto, solamente del faro sale luz blanca debido a que antes que el rayo de láser llegue al faro, atraviesa una placa de material cerámico y con refrigeración, que es alimentada con fósforo, consiguiendo con este proceso que se produzca luz blanca.

Este tipo de proyección de luz, unido a un sistema de cámaras y sensores, hacen que el vehículo vaya adaptando el haz de luz a las condiciones de la conducción y de la carretera, sin necesidad de andar cambiando de luces de cruce a largas o de luces largas a cruce y despreocupando al conductor de esa operación.

Uno de los inconvenientes de este sistema de iluminación láser es su alto coste, teniendo en cuenta que si se rompe la óptica de faro o grupo óptico hay que sustituirlo por completo. La tecnología láser es el futuro y de momento sólo algunos modelos de vehículos incorporan grupos ópticos láser de forma opcional.

Como apunte final relativo a las lámparas, su potencia eléctrica determina la intensidad luminosa de estas. Según el cuadro que se reproduce a continuación, pero estos consumos se han visto enormemente reducidos con la irrupción de las luces de xenón y sobre todo de la iluminación led, con lo que las potencia dadas para estos elementos concretos son orientativas.

1.1.2. Faros.
Las lámparas son la fuente de luz, están se insertan en el faro, que es el encargado de proyectar y dirigir el haz de luz en la dirección, altura, y anchura adecuada en cada circunstancia de la conducción.
El faro está compuesto por una parábola o proyector. Revestido interiormente por una capa de cromo que refleja e intensifica la luz. Se monta en una carcasa cerrada y sellada por el frontal con un cristal, tradicionalmente tallado en prismas para orientar los rayos luminosos en las direcciones adecuadas a la configuración de luz de carretera y luz de cruce. Actualmente la dirección de la luz no se consigue con estos prismas sino con parábolas elipsoides, por lo que el cristal de los faros es transparente.
La disposición de la lámpara en el interior del proyector permite que los flujos luminosos se proyecten en la dirección más adecuada, así si el punto luminoso está situado en el centro de la parábola los rayos luminosos serán paralelos entre sí, si por el contrario su situación es más adelantada del centro del foco parabólico, los rayos serán convergentes hacia un punto y si por el contrario, el punto luminoso se sitúa más hacia el interior del proyector , estos serán divergentes, abriéndose en abanico.

La disposición de la lampara en el interior del foco, nos permitirá dirigir los rayos a donde nos convenga, así el haz de luz correspondiente a la luz de carretera se situará en el centro del foco para dirigir los rayos paralelos entre si lo más concentrados y lejos que permita la potencia lumínica de la lámpara.
Por otra parte, el punto luminoso de la luz de cruce lo situaremos en un punto más adelantado al foco geométrico para crear un haz convergente, al mismo tiempo se coloca una pantalla en el interior de la bombilla situada en su parte inferior para que los haces luminosos solo se reflejen en la parte superior de la parábola y dirigiendo la luz hacia el suelo e iluminando la parte más cercana al vehículo y así no deslumbrar al resto de conductores, limitando la altura del flujo luminoso.

La normativa europea obliga a que el haz de luz sea asimétrico, de tal modo que la luz de cruce ilumine el carril izquierdo de la calzada en la zona más cercana al automóvil, sin deslumbrar al conductor que viene de frente mientras la parte derecha de la calzada por donde discurre nuestro carril y el arcén derecho quede mucho más iluminado, ampliando así el rango de calzada de que disponemos visión.
Así entonces, el objeto de los faros no es solo proyectar los rayos lo más lejos o posible o no deslumbrar únicamente, sino que también se procura iluminar la calzada de la manera más óptima posible, desde la zona más cercana al vehículo a la mayor distancia posible, ocupando la mayor anchura de calzada y áreas limítrofes que se pueda. Tradicionalmente este efecto se ha conseguido tallando prismas en el cristal del faro, de tal modo que ellos dirijan la luz en el sentido deseado. De hecho el cristal de dispersión del mismo no permitía ver el interior, era traslúcido.

El cristal era el gran protagonista debido al tallado (o por economía moldeado) interior desde un punto de vista óptico (formando prismas horizontales), y se encargaba de distribuir el haz de luz.
Hoy en día hemos cambiado a cristales de dispersión transparentes (normalmente de policarbonato, y ¡¡cuidado!!, sensibles a la radiación UV, por lo que se deterioran si les da demasiado el sol). Así que para controlar la distribución del haz de luz generado por la lámpara, se confía en el diseño geométrico del reflector, ya sea parabólico o elíptico, o bien en una lente elipsoidal (en los faros de proyección, que consiguen aproximadamente un 10% más de luz).

Saber más: https://www.hella.com/techworld/es/Informacion-Tecnica/Iluminacion/Faros-219/

La iluminación delantera se complementa con diversos sistemas que han ido apareciendo secuencialmente:

• Los faros antiniebla se caracterizan por generar un haz de luz más corto y ancho, que se orienta hacia el suelo, intentando minimizar la dispersión de la luz que se produce al atravesar nubes de polvo, arena o humo y niebla.

• Luces de circulación diurna son unos dispositivos de alumbrado que se instalan en la parte delantera del vehículo para hacerlo más visible mientras circula durante el día, reguladas en la Directiva 2008/89/CE, y por la que los vehículos fabricados a partir del 7 de febrero de 2011 (categorías M1, y N1), tendrán que incorporar este sistema de alumbrado. Este sistema está compuesto por dos luces de color blanco que se colocan en la parte delantera, y se encienden automáticamente cuando se pone en marcha el vehículo. Se podrán instalar en los demás vehículos, siempre que se legalicen como reforma de acuerdo con el Real Decreto 866/2010.
  En países escandinavos son obligatorias desde los años 70, mientras que su implantación en el resto de Europa se está efectuando de manera progresiva.

Las luces de conducción diurna presentan una serie de ventajas:
o Los vehículos pueden detectarse con una antelación mucho mayor, especialmente en curvas o con visibilidad limitada.
o La distancia y la velocidad del tráfico en dirección contraria son más fáciles de calcular.
o La luz para la conducción diurna reduce los tiempos de reacción de los conductores que van en dirección contraria.
o Es más fácil distinguir los vehículos aparcados de los vehículos que circulan.
o Las luces instaladas como equipo original se conectan automáticamente cuando arranca el motor.
o Los conductores de motos no resultan cegados (al contrario que con los faros de la luz de cruce).
o La normativa especial respecto al diseño impide el deslumbramiento.
En conclusión, el uso de dispositivos de alumbrado durante las horas de día aumenta notablemente la seguridad y la visibilidad para terceros, al ser los vehículos mucho más fáciles de identificar.

• Los lavafaros, obligatorios en las luces de Xenón y LED, fueron otra estrategia para tener
  más luz cuando las cosas se ponían complicadas. Antiguamente consistían en un surtidor de agua y un limpia faros de goma, hoy en día se han simplificado (y abaratado) con surtidores de agua a presión (que pueden ser fijos o escamoteables).
• Luces adicionales en giros, que se iluminan cuando se detecta un giro en el volante
  iluminando lateralmente el área de giro. Funcionan a velocidades bajas.
• Encendido automático de luces, en función de la iluminación ambiente.
• Faros orientables. En este caso son los faros principales los que, a alta velocidad, giran ligeramente en el sentido de la curva ganando unos metros de iluminación.
• Faros adaptables automáticos, que mantienen constantemente la altura optima con independencia de las vicisitudes de la conducción y del terreno, así como la conmutación automática de larga a cruce.

Es importante indicar que, según la normativa actual para la iluminación exterior, cada lámpara debe de estar montada en una óptica específicamente diseñada para ese tipo de fuente de luz. Si se cambia de lámpara es necesaria la homologación conjunta de la lámpara y la óptica. Por otra parte si no se sigue esta máxima lo más probable es que las lupas de los faros se acaben estropeando al no estar preparadas para esa fuente de luz.
La normativa de aplicación para cada una de las lámparas que se quiera homologar es la siguiente:

Sin embargo, recientemente, 1 de Noviembre de 2022, ha sido aprobada una revisión del Manual de Reformas de vehículos, que ya no considera una reforma de importancia la sustitución de bombillas halógenas por lámparas LED. “No se considerará reforma la instalación de repuestos o recambios (incluidos las lámparas LED de sustitución homologados según el Reglamento nº 37 de NNUU⁵ en faros homologados para óptica de incandescencia) ni la sustitución de grupos ópticos laterales y traseros de incandescencia por otros de sistema LED debidamente homologados y situados en el emplazamiento original”.

⁵ Naciones Unidas

De este modo, se puede sustituir una lampara halógena montada en una óptica (faro delantero) diseñada para esta lámpara por una Led, debidamente homologada de acuerdo al reglamente nº 37 de NNUU español, así como los grupos ópticos (pilotos completos), laterales y traseros.
Es importante reseñar que si se realiza dicha sustitución nos aseguremos que las lámparas compradas se adaptan al citado reglamente 37, por lo que se debe de conservar el envase original de las lámparas para poder certificar ante la ITV o autoridad competente, que la sustituida es perfectamente homologada a la norma indicada.

Ver noticia en https://www.motorpasion.com/revision/se-pueden-cambiar-bombillas-halogenas-luces-led-esto-que-dice-normativa-al-respecto

2. FAROS FRONTALES, LATERALES Y TRASEROS DE SEÑALIZACIÓN.

Una vez explicadas las características de las lámparas y de las ópticas donde se alojan no queda más que nombrar los distintos tipos de luces que la normativa regula, con las intensidades y su color, dado principalmente por el cristal (plástico) de las ópticas que los protegen. Las lámparas de estos dispositivos suelen ser halógenas para las luces las de alta intensidad como las antiniebla y de incandescencia o led en el resto de los casos.
En este grupo se incluirían:

• Las luces antiniebla, alta intensidad hasta 100 W en halógeno, de color blanco o amarillo auto.
• Luces de posición delanteras, de color blanco y actualmente integradas en la misma óptica del faro, baja intensidad, 5 a 7 W (incandescencia) de color blanco.
• Luz de marcha atrás, posición trasera, intensidad media 21 W, de color blanco.
• Luces de freno, situadas en posición trasera, intensidad media 21W, color rojo.
• Posición trasera, intensidad baja 5 a 7 W y color rojo.
• Luces antiniebla trasera, intensidad media 21 W, color rojo.
• Luces de dirección (intermitente), emergencia, delantero y trasero y lateral >8esta intensidad baja 5W), intensidad media 21 W y color amarillo auto.
• Luces de gálibo, en su caso, blanco delante y rojo detrás con intensidades bajas 5 a 7 W.
• Placa de matrícula, ilumina la matrícula trasera y suele estar dotadas de dos luces blancas de intensidad suficiente como para ser legible en condiciones de iluminación deficiente, suelen ser de intensidad baja 5 a 7 W.

3. LUZ INTERIOR DE CORTESÍA Y OTROS DISPOSITIVOS LUMÍNICOS.

Es la iluminación que nos encontramos en el interior del vehículo y que permiten la iluminación del habitáculo, maletero, guantera, espejos interiores, etc. En este apartado nos encontramos la iluminación del tablero de instrumentos así como de los testigos, en este caso sustituidos por elementos electrónicos como pantallas o dispositivos led.
La intensidad suele ser baja y el color el más adecuado a la función que se precisa.