La iluminación de alta temperatura en un horno de acero o una instalación de fusión funciona gracias a una combinación de carcasa optimizada térmicamente, sistemas de refrigeración activos o pasivos y componentes resistentes a la temperatura que resisten temperaturas ambientales de hasta +120°C. Los accesorios LED estándar no son adecuados para este tipo de entornos, ya que la electrónica y el controlador LED se apagan incluso a temperaturas relativamente bajas. A continuación, respondemos a las preguntas más frecuentes sobre la iluminación en entornos de alta temperatura.
¿Qué temperaturas se producen en una caldera de acero o una instalación de fusión?
En las inmediaciones de hornos de acero y plantas de fusión, las temperaturas ambientales pueden alcanzar valores superiores a los 80°C, dependiendo de la distancia hasta la instalación y la ventilación. En algunas zonas alrededor de hornos de alta temperatura, calderas o hornos de fusión, la temperatura del aire puede ser estructuralmente entre 60°C y 120°C a la altura de los equipos.
A esto se añade la factor de la radiación infrarroja. El acero caliente, el metal líquido y las aperturas de los hornos emiten enormes cantidades de calor en forma de luz infrarroja, también conocida como calor de radiación. Esta calor se absorbe directamente por los objetos cercanos, incluidos los accesorios de iluminación, y aumenta aún más la carga térmica efectiva.
Así que no se trata solo de la temperatura del aire, sino de la combinación de convección y radiación. Esto convierte a las fábricas siderúrgicas en una de las zonas más exigentes para la iluminación industrial con LED en el mundo.
¿Por qué falla la iluminación LED estándar en situaciones de calor extremo?
La iluminación LED es, en principio, más eficiente y más fría que las lámparas tradicionales, pero la electrónica que la controla es vulnerable a la temperatura. La fuente de alimentación LED, las condensadores y otros componentes electrónicos tienen un límite de temperatura máxima de funcionamiento. Una vez que esa temperatura se supere, la vida útil se reduce drásticamente o el sistema se apaga completamente.
La mayoría de las lámparas LED industriales estándar están diseñadas para temperaturas ambientales de hasta 40°C o 50°C. En una fábrica de acero o una instalación de fundición, simplemente no es suficiente. Lo que sucede entonces:
- El controlador de LED se sobrecalienta y se apaga como medida de seguridad
- Los condensadores se degradan rápidamente, lo que provoca parpadeos o una interrupción total del funcionamiento.
- La eficiencia luminosa disminuye significativamente debido a la degradación térmica de la chip LED
- Los componentes de plástico y los sellos se agrietan o se derriten
- La vida útil del dispositivo se reduce de decenas de miles de horas a solo unas pocas cientos.
En resumen: un dispositivo de iluminación que no esté diseñado específicamente para ambientes con altas temperaturas se dañará rápidamente en una fábrica de acero, con mayores costos de mantenimiento y riesgos para la continuidad de las operaciones como consecuencia.
¿Cómo funciona la refrigeración en los accesorios LED de alta temperatura?
El control de temperatura es la esencia de cualquier dispositivo de iluminación diseñado adecuadamente para instalaciones de fusión o hornos de acero. El objetivo es mantener la temperatura de la chip LED y el driver lo más baja posible, independientemente de las condiciones ambientales. Esto se logra mediante una combinación de técnicas de diseño.
En primer lugar, la elección del material juega un papel importante. Los accesorios resistentes al calor están fabricados con aluminio de alta calidad o acero inoxidable, que transfiere el calor rápidamente y lo evacúa. La carcasa actúa como disipador de calor: el calor de la LED se distribuye a través de canales térmicamente conductivos hacia la cara exterior del accesorio.
En segundo lugar, a veces la fuente de luz se instala aislada térmicamente de la unidad de control, o incluso se coloca externamente en un lugar más frío. Esto protege la electrónica más vulnerable de las temperaturas más altas. En el caso de accesorios como los Orca HT y Barracuda HT de Iskra JEL Products, el diseño se ha adaptado específicamente a la exposición a la radiación infrarroja y a las altas temperaturas ambientales en las fábricas de acero, con una resistencia a la temperatura de hasta +120°C.
En tercer lugar, se aplican revestimientos reflectantes o pantallas antiradiación para disipar la radiación infrarroja directa. De esta manera, se reduce la carga térmica en la propia carcasa antes de que la calor llegue a la electrónica. Más información sobre la metodología técnica se puede encontrar en la página sobre iluminación a altas temperaturas.
¿Cuáles son las especificaciones más importantes para la iluminación en una fábrica de acero?
Al seleccionar la iluminación LED para una fábrica siderúrgica, existen algunas especificaciones técnicas que determinan directamente si un dispositivo de iluminación es adecuado para su aplicación. Estos son los parámetros más relevantes a tener en cuenta:
- Temperatura ambiente máxima (Ta): Elija accesorios con un Ta de al menos +80°C, preferiblemente +120°C para zonas cercanas a la estufa o al proceso de fusión.
- Grado de protección IP: Un alto nivel de protección IP (al menos IP65) protege contra la suciedad y los chorros de líquidos o metales fundidos.
- Clasificación IK: La resistencia mecánica es esencial en entornos con vibraciones, materiales volátiles o máquinas pesadas.
- Material de la carcasa: Aluminium con recubrimiento en polvo o acero inoxidable para resistencia a la corrosión y conducción térmica.
- Flujo luminoso y distribución del haz: Suficiente lujo en el ámbito laboral, con un sistema de iluminación adaptado a la altura y a la distribución de la instalación.
- Localización y tipo del conductor: En caso de temperaturas extremas, se recomienda un controlador colocado externamente o con aislamiento térmico.
Además de estas especificaciones técnicas, la frecuencia de mantenimiento también es un criterio práctico. Las luminarias situadas a grandes alturas o en zonas de difícil acceso deben ser extremadamente fiables, ya que la sustitución puede ser costosa y peligrosa.
¿Cuál es la diferencia entre la calor ambiental y la radiación infrarroja en la iluminación?
Este rasgo es crucial para quienes seleccionan la iluminación para una instalación de fusión o una hornada de acero. La temperatura ambiente es la temperatura de la atmósfera alrededor del dispositivo de iluminación, medida en grados Celsius. La radiación infrarroja es una forma de radiación electromagnética que transmite calor directamente a los objetos sin que la atmósfera intermedia tenga que estar caliente.
En la práctica, esto significa que un dispositivo de iluminación en una fábrica de acero experimenta simultáneamente dos cargas térmicas distintas. El aire puede tener una temperatura de hasta 80 °C, pero la radiación infrarroja directa del acero en llamas o de una abertura de la cámara de horno añade además una considerable cantidad de calor radiante. Un dispositivo de iluminación que solo ha sido probado a altas temperaturas del aire, pero no a la radiación infrarroja, aún puede fallar.
Los accesorios resistentes al calor, desarrollados específicamente para fábricas de acero, tienen en cuenta ambos factores. Las superficies reflectantes o los paneles de protección contra el calor reducen la absorción de la radiación infrarroja, mientras que la masa térmica y los ventiladores de refrigeración de la carcasa evacuan el calor ambiente. Solo cuando ambos aspectos se tienen en cuenta en el diseño, un accesorio es realmente adecuado para este entorno.
¿Cuándo se necesita la certificación ATEX para la iluminación de altas temperaturas?
La certificación ATEX es obligatoria cuando existe un riesgo de explosión en la zona circundante de la iluminación debido a la presencia de gases inflamables, vapores, nieblas o polvo. En la industria siderúrgica y en las instalaciones de fusión, esto no siempre es así, pero existen zonas específicas donde el riesgo sí existe.
Considere espacios de almacenamiento para gases inflamables utilizados en el proceso de producción, o entornos donde pueda acumularse polvo metálico. En esas zonas, la iluminación debe cumplir con la Directiva ATEX, que establece requisitos, entre otros, sobre la temperatura superficial del dispositivo y la construcción antievaporación.
Es importante evaluar si ATEX es aplicable en cada zona. No todas las áreas de una fábrica siderúrgica son una zona ATEX, pero el no cumplir con la obligación en las zonas donde sí lo es conlleva riesgos graves de seguridad y responsabilidad. Un experto en seguridad puede ayudar con la clasificación de zonas, y para los equipos de iluminación en las propias zonas, un fabricante certificado Ex es el punto de contacto. JEL Products Ilumina las áreas exteriores y también ofrece equipos especializados para entornos con corrosión extrema.
Ejemplo práctico: Tata Steel IJmuiden
Tata Steel IJmuiden quería ser más sostenible, y eso también significaba la iluminación cerca del proceso de producción. Muy cerca del acero caliente, la temperatura llega a +120 °C, el acero emite infrarrojos y afecta la composición del aire. El equipo de iluminación y la ingeniería se JEL encargaron del diseño, diseñaron la instalación y suministraron Snapper HT Barracuda HT y Orca HT, según las ubicaciones seleccionadas en función de las necesidades de cada lugar. El diseño de iluminación fue probado según la norma EN 12464-1: cerca del área de trabajo se obtiene 100 lux, con una uniformidad de hasta 0,55.
En una fábrica de acero, la dificultad rara vez radica en una sola factoría. El calor, la radiación infrarroja y el aire agresivo afectan simultáneamente a un dispositivo, y si se elige un dispositivo que se ajuste a uno de estos tres factores, no se garantizará que el otro dos se mantengan en buen estado. Es más adecuado observar cada ubicación en lugar de utilizar una solución estándar para toda la planta.
Esto también explica por qué el enfriamiento por sí solo no es suficiente. Los nervios de refrigeración eliminan la calor que ya ha absorbido el dispositivo; la radiación del acero caliente debe ser detenida primero, de lo contrario seguirá calentando la carcasa.
Más información sobre el proyecto Tata Steel IJmuiden
Cómo JEL Products ayuda a aliviar las altas temperaturas
JEL Products Desarrolla y fabrica soluciones de iluminación especialmente diseñadas para las condiciones industriales más exigentes, incluidas las fábricas de acero, las instalaciones de fusión y otros entornos con temperaturas extremas. Su enfoque siempre es técnico y personalizado, no genérico.
En concreto, JEL Products ofrece lo siguiente:
- Lámparas con una resistencia a la temperatura de hasta +120°C, específicamente probadas para la temperatura ambiente y la radiación infrarroja
- Asesoramiento sobre la elección correcta de la luminaria para cada zona fuera de las zonas ATEX, con referencia a un fabricante de equipos Ex certificado para las propias zonas.
- Diseño de iluminación adaptado a la configuración específica y las condiciones de trabajo de la instalación
- Asesoramiento integral del proceso: desde la ingeniería y el diseño hasta la instalación y puesta en marcha
- Soluciones fáciles de mantener que minimizan la parada en operaciones 24/7
- Procedimiento certificado según ISO9001 y VCA** para garantizar la calidad y la seguridad in situ
Ya sea que se trate de una nueva instalación o de la sustitución de luminarias defectuosas en una fábrica de acero existente: una buena análisis técnico de antemano evita problemas costosos en el futuro. página de contacto de JEL Products para una conversación sin compromiso sobre los desafíos de la iluminación en tu entorno.
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