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lndice

Materiales de Alumbrado 1. Lámparas

1 .I Lámparas incandescentes 1.2 Lámparas de descarga 1.3 Resumen sobre lámparas 2. Luminarias 2.1 Tipos 2.2 Clasificación

3. Elementos auxiliares 3.1 Balastos 3.2 Cebadores e ignitores

Alumbrado Interior 4. General 4.1 Consideraciones de diseño 4.2 Criterios de diseño 5. Diseño del alumbrado

5.1 Requisitos del alumbrado 5.2 Sistemas de alumbrado 5.3 Uso parcial de luz natural en los edificios 5.4 Control del alumbrado 5.5 Areas sin ventanas 5.6 Iluminación de espacios grandes 5.7 Alumbrado de emergencia 5.8 Depreciación de la eficiencia luminosa 5.9 Mantenimiento 6. Aplicación-Recomendaciones 6.1 Alumbrado industrial

79

6.2 Alumbrado de oficinas 6.3 Instituciones docentes 6.4 Tiendas y comercios 6.5 Museos y galerías de arte 6.6 Hoteles, residencias, restaurantes. etc. 6.7 Alumbrado de hospitales

82 85 87 91 93 95

7. Integración del alumbrado, aire acondicionado y a c ú s t l u

7.1 Aire acondicionado 7.2 Acústica 8. Cálculos de alumbrado 8.1 lluminancia horizontal 8.2 lluminancia vertical 8.3 Luminancia de la luminaria

101 106

Glosario

Alumbrado Exterior 9. Alumbrado público 9.1 Criterios de diseño 9.2 Recomendaciones oficiales 9.3 Propiedades reflectivas de la superficie de la calzada 9.4 Dis~osiciónde luminarias 915 c á ~ ~ u i o s 9.6 Eficacia energética y' de coste 10. Alumbrado de túneles 10.1 Requisitos durante el día 10.2 Requisitos durante la noche. 10.3 Consideraciones generales 10.4 Equipo de alumbrado

11. Areas residenciales y peatonales 11.1 Criterios de alumbrado 11.2 Instalaciones de alumbrado 12. Alumbrado de edificios y áreas con proyectores 12.1 Areas de trabajo 12.2 Edificios y monumentos 12.3 Parques y jardines 12.4 Cálculos

123 130 132 135

Apéndices A. Principios de luminotecnia Radiación y visión Color Propiedades ópticas de la materia B. Esquemas de alumbrado Vías públicas Deportes

C. Tablas Niveles de iluminancia recomendados Factores de utilización Magnitudes fundamentales fotométricas y radiométricas Factores de conversión Prefijos SI Alfabeto griego Organizaciones internacionales de normalización Sugerencias para lecturas posteriores

lndice alfabético Alumbrado para Deportes 13. Requisitos generales 13.1 Criterios de diseño 13.2 Alumbrado para TV y toma de películas 13.3 Conmutación 13.4 Mantenimiento 13.5 Cáicuios 14. Alumbrado para deportes en interiores 14.1 Generalidades 14.2 Requisitos para algunos tipos de deportes 15. Alumbrado para deportes al aire libre 15.1 Estadios de fútbol 15.2 Campos de entrenamiento 15.3 Tenis 15.4 Piscinas

Aplicaciones especiales 16. Alumbrado 16.1 Alumbrado de medios de transporte 16.2 Alumbrado de vigilancia 17. Radiación 17.1 Irradiación de plantas 17.2 Radiación ultravioleta 17.3 Radiación infrarroja

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Fig. 1-3. Lámparas reflectoras: al-Vidrio prensado b) Vidrio soplado

1.1.2 Tipos especiales de lámparas Fig. 1-2. Formas tipicas de la ampolla de l h p a r a s de incandescencla: a) Forma .A= b) Forma de hongo .E. C) Esferica d) Vela e) Lineal (Philinea) f l Sofito (escaparates) g) Tubular h) Pllotos

La ampolla El filamento de las Iárnparas incandescentes está situado dentro de una ampolla cerrada. La ampolla, al encerrar el filamento en su interior, impide que el mismo esté en contacto con el aire exterior, cuyo oxígeno provocaría que se quemara inmediatamente. Sirve también para dar a las Iámparas las diversas formas que las caracterizan [Fig. 1-2). La ampolla puede ser de vidrio traslúcido blanco, coloreado o completamente transparente. Las ampollas de vidrio blanco traslúcido que se usan para difuminar la luz producida por el filamento pueden obtenerse tratando la superficie interior de la ampolla con un ácido. lo que produce rugosidad en el cristal; sin embargo. se obtiene una mayor difusión de la luz revistiendo el interior de la ampolla con una fina capa de silicato blanco. El gas de relleno La evaporación del filamento queda reducida si se llena la ampolla con un gas inerte. lo que permite además aumentar la temperatura a la que trabaja el filamento. Los gases que más corrientemente se utilizan son el nitrógeno y el argón; y cuanto mayor sea la presión del gas, tanto menor será la evaporación del filamento y tanto mayores serán la eficacia luminosa y la vida de la Iámpara. E l casquillo El casquillo es la parte conductora que permite conectar el filamento de la Iámpara al portalámparas. Para aplicaciones de alumbrado general se dispone de casquillos a rosca y a bayoneta. que se identifican en los catálogos por las letras E [por Edison) y B [por Bayoneta) seguidas de la cifra indicativa del diámetro del casquillo en milímetros. Los metales más usuales en los casquillos son el latón. el aluminio y el níquel.

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Lámparas reflectoras Poseen una fina capa metálica depositada sobre parte de la superficie interna de la ampolla que. actuando a modo de espejo. dirige la luz producida en una dirección predeterminada. Este espejo reflector, al estar dentro de la ampolla, no está sometido a daño, corrosión o contaminación de ningún tipo, por lo que se evitan gastos de limpieza y se mantiene un rendimiento elevado durante la vida de la Iámpara. Hay dos grupos principales dentro de Iárnparas con reflector: de vidrio prensado y de vidrio soplado [Fig. 1-3). Las de vidrio prensado se fabrican moldeando un vidrio duro y resistente al calor, y su parte frontal es una lente que está diseñada para lograr haces de luz de diferente abertura: estrecho (spot), ancho (flood) y muy ancho (wide flood). Cuando estas Iámparas se utilizan al aire libre resisten los choques térmicos y pueden, de hecho, usarse sin protecciones contra intemperie. Para el alumbrado decorativo, tanto en interiores como en exteriores, la lente, que es normalmente de cristal transparente, puede llevar una capa de silicona del color necesario. Las Iárnparas de vidrio soplado. al igual que las de vidrio prensado, se fabrican con haces estrecho y ancho y en colores. En estos tipos, la parte frontal es de cristal esmerilado, por lo que la abertura del haz queda determinada por la posición relativa del filamento con respecto al reflector. La intensidad luminosa de estas Iámparas es menor que las de vidrio prensado de la misma potencia. Pero por su tamaño más pequeño y por su peso, junto a que se dispone de versiones de menos potencia. las Iámparas de vidrio soplado son ideales para una ampla gama de aplicaciones en el alumbrado de interiores. Existe un tercer grupo de Iámparas con reflector, denominadas de aluz indirecta., que tienen el reflector interno situado en el casquete frontal de la ampolla. Estas Iárnparas deben utilizarse con un reflector separado para obtener la distribución de luz deseada. Lámparas halógenas La alta temperatura del filamento de las Iámparas incandescentes normales provoca la evaporación de partículas de tungsteno y la condensación posterior de las mismas en la pared interna de la anipolla. con el consiguiente ennegrecimiento de la misma. Para evitarlo se agrega al gas normal que rellena la ampolla un elemento químico de la familia de los halógenos

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E l tubo de descarga El tubo en que tiene lugar la descarga eléctrica es normalmente de forma cilíndrica. En las lámparas fluorescentes tubulares (o de mercurio a baja presión) ese tubo está hecho de cristal transparente de silicato de sosa y cal; en las Iámparas de mercurio a alta presión se emplea cristal de cuarzo o de sílice; en las Iámparas de sodio a baja presión el tubo de descarga es de cristal de sosa-cal guarnecido internamente por cristal de boro resistente al sodio; para las Iámparas de sodio a alta presión se emplea alúmina sinterizada traslúcida. Los electrodos Los electrodos están hechos generalmente de alambre de tungsteno, bien arrollados en helicoide o con estructura de panel, dependiendo del tipo de Iámpara. En ambos casos, el electrodo contiene un material emisor para facilitar la emisión de electrones en el tubo de descarga. El electrodo está' conectado al casquillo de la Iámpara a través del vidrio en forma sellada y hermética. La ampolla exterior ,. Excepto en el caso de las Iámparas fluorescentes tubulares, el tubo de descarga está alojado dentro de una envoltura exterior o ampolla. La ampolla sirve para proteger al tubo de descarga frente a los agentes atmosféricos. Por tanto, al igual que las Iámparas de incandescencia, está rellena con un gas inerte (por ejemplo, nitrógeno) o al vacío. La ampolla puede estar recubierta internamente con una capa difusora de la luz o con una capa de fósforo con el fin de mejorar el rendimiento en color. Asimismo, la ampolla absorbe la radiación utravioleta (UV) emitida por muchos tipos de lámparas. En la Fig. 1-6 se presentan algunas formas típicas de ampollas. El casquillo El casquillo, que puede ser a rosca o de bayoneta, sirve para conectar los electrodos de la Iámpara al portalámparas.

Para que se inicie la descarga se emplea un dispositivo de encendido o de Ignición -denominado ~ c e b a d o ro~ =ignitora-. Por sí mismo o junto con el balasto, proporciona impulsos de voltaje que ionizan el camino de la descarga y facilitan la ignición. La ignición se continúa con un periodo de arranque, durante el cual el gas o vapor se estabiliza. pudiendo durar hasta varios minutos, dependiendo del tlpo de Iámpara. Durante este intervalo el flujo luminoso aumenta con un mayor consumo de potencia hasta que la Iámpara alcanza su valor nominal. Las Iámparas fluorescentes tubulares tienen un intervalo más corto de arranque, mientras que las de descarga en gas a alta presión lo tienen más largo. La descarga crea un espectro de radiación multilinear cuya composición está determinada por el gas o vapor que rellena el tubo y por la presión a que está sometido. Las Iámparas a baja presión presentan un espectro lineal claro. La Iámpara de sodio a baja presión tiene prácticamente una sola línea (lo resonancia y constituye un ejemplo extremo de las denominadas fuentes de luz monocromáticas. Como ejemplo del extremo opuesto de la gama está la Iámpara de mercurio 11 alta presión con aditivos de halogenuros de diversos metales y tierras raras, cuyo espectro multilínea cubre todo el campo visible de radiación.

1.2.3 Tipos de Iámparas a baja presión LArnparas fluorescentes tubulares La Iámpara fluorescente es de descarga en mercurio a baja presión, en la r:iiol la luz está generada predominantemente mediante polvos fluorescentes iic:tlvados por la radiación ultravioleta de la descarga. La Iámpara, cuya ampo1111 tlene generalmente la forma de un tubo cilíndrico con un electrodo siiiiado en cada extremo, contiene vapor de mercurio a baja presión y una ~ ~ o q u e ñcantidad a de gas inerte para facilitar el encendido. La superficie Iiitcrior del tubo está recubierta con un polvo fluorescente, o fósforo, cuya ~:omposicióndetermina la cantidad y el color de la luz emitida (Fig. 1-7). Ilcridirniento en color y eficacia l o s recientes conocimientos en los mecanismos de percepción del color y el Iiiorte avance en la tecnología de polvos fluorescentes ha dejado obsoleta la iii\tlgua creencia de que un buen rendimiento en color sólo se podía lograr

Fig. 1-6. Lámparas de des-

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Formas típi-

1.2.2 Funcionamiento de las Iámparas de descarga Las Iámparas de descarga operan conjuntamente con balastos (sec. 31, cuya función primordial es limitar la corriente que atraviesa la Iámpara al valor establecido. El balasto está constituido normalmente por bobinas o combinación de bobinas y condensadores.

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Fig 1-7 Distribución espectral de energía en las Iámparas fluorescentes.

a costa de la eficacia de la lámpara. De hecho ahora se combina un buen rendimiento en color con una elevada eficacia empleando polvos fluorescentes especiales (o fósforos) que contienen ciertos elementos de la familia de las 'tierras raras* y que dan picos de radiación en tres longitudes de onda bien determinadas (las Iámparas en la serie 'TL. D 80). Sin embargo, los fósforos que proporcionan un espectro en banda continua, y que se utilizaban anteriormente en gran medida, siguen siendo usados para fabricar Iámparas con fines específicos de la serie -TLm [colores 27, 37, 47 y 57) y poseen índices de rendimiento en color muy altos (Ra > 90). LBmparas de arranque por cebador y sin cebador Las Iárnparas fluorescentes tubulares se fabrican desde 4 a 215 watios y en dos versiones: arranque por cebador y sin cebador. Las lámparas fluorescentes de arranque por cebador se encienden precalew tando los electrodos antes de aplicar la tensión de arranque. Este precalen. tamiento, que dura unos pocos segundos, se logra normalmente mediante un cebador que conecta los electrodos de la Iámpara, en serie con la salida del balasto, cortocircuitando la Iárnpara. A continuación se abren las láminas del cebador, aplicando la tensión del balasto sobre la Iámpara. El pico de alta tensión que se genera con la apertura del cebador provoca la ignición de la lámpara. Si la Iámpara no se enciende con el primer impulso, se repite automáticamente el proceso descrito. Se dispone de las siguientes Iárnparas de arranque por cebador: .TL. D.-Estas lámparas de 26 mm de diámetro están disponibles en diferentes tonalidades de color y están sustituyendo gradualmente en muchas aplia caciones a las Iárnparas estándar anteriores -TLm de 38 mm de diámetro. .TL- de colores.Ee dispone de Iámparas rojas, azules, amarillas y verdes. De 38 mm de diámetro se utilizan para conseguir efectos atractivos en el campo del alumbrado decorativo. =TL, miniatura.-Son Iámparas pequeñas (15-53 cm de largo. 15 mm de diámetro) y de poca potencia. Son ideales para aquellas aplicaciones donde se r e quiere un alumbrado continuado a poco coste y donde la cantidad de luz no es de primordial importancia, por ejemplo, desde alumbrado de porches, señales de tráfico, alumbrado de seguridad y orientación en interiores, hasta muchas aplicaciones en el hogar empleando Iárnparas de la serie 80. =TL- E.-Estas Iámparas de forma circular, de 38 mm de diámetro, son idénticas eléctricamente a las =TLmD y se utilizan frecuentemente con fines d e corativos. Se dispone tambikn de una versión de arranque rápido tipo aTL* EM RS. 'TL- U.-Las Iámparas con forma de U son aconsejables específicamente para alumbrado con luminarias decorativas. Hay dos tipos de Iámparas fluorescentes de aranque sin cebador: de arranque rápido y de arranque instantáneo. Los electrodos de las lámparas de arranque rápido están calentados continuamente, desde el momento del encendido, por medio de devanados de baja tensión incorporados en el balasto. Dado que en este caso no se dispone del impulso de tensión producido por el cebador. estas Iámparas están provis. tas de una banda metálica a lo largo de la ampolla para facilitar la ignición. En las Iámparas fluorescentes de arranque instantáneo, la ignición depende únicamente de la aplicación de una tensión elevada sobre la Iámpara que se obtiene mediante balastos especialmente diseñados. A las Iámparas de arranque sin cebador se les aplica en la cara externa del tubo una capa transparente y que repele el agua para garantizar su arranque en ambientes húmedos. El diámetro del tubo es de 38 mrn.

.';e dispone de los siguientes tipos: -TLm RS.-Las Iámparas con las letras RS (Rapid Start) en su número de catálogo encienden casi instantáneamente sin necesidad de cebador separado. " T L , Slim1íne.-Las Iámparas aSlimlinem son de encendido instantáneo, con (:Atodos no percalentados. Debido a esta característica necesitan un balasto que genere un pico de alta tensión para su encendido, con lo que la Iárnpara se enciende inmediatamente sin ningún parpadeo. Las lámparas ~Slimline. son sólo recomendables realmente en países donde la red de alumbrado sea de 110 a 120 V y que haya temperaturas bajas o alta humedad. En países con redes de 220 V resulta más económico el tipo 'TL* M/RS. Se fabrican iumbién en diámetros de 26 mm. " T L R A.-Estas Iámparas están diseñadas para Inglaterra y los países donde ol sistema específicamente británico de encendido instantáneo está ampliamente extendido. .TLI M.-Estas lámparas son susceptibles de funcionar con reguladores de Hujo. Llevan una cinta metálica de encendido en el exterior del tubo, la cual, junto con un balasto especial, proporciona un encendido rápido. Se emplean donde, por razones de comodidad. se desee evitar el parpadeo en el moiiiento del encendido. Son es.pecialmente apropiadas para tranvías y trenes y cuando se exija una regulación de la luz. " [ L . S.-Son Iámparas de encendido instantáneo que funcionan con corrienio alterna. Llevan cinta metálica interna de encendido y funcionan con un I~olostoo con una Iámpara incandescente especial estabilizadora. . r L n X.-Estas Iámparas han sido diseñadas especialmente para su uso en riiiil)ientes donde haya peligro de explosión. El casquillo del tubo tiene patillas Itirgas y gruesas para ofrecer una gran superficie de contacto con los portaIhiiiparas especiales, eliminando así toda posibilidad de chispas en el moiiionto del encendido. Funcionan sin cebador, con el fin de evitar chispas t i i i los contactos de este último. l i i h r Iámparas .TL- X son la fuente de luz prescrita para la industria química v ~)citroquímica,minas, laboratorios y lugares parecidos, donde puede haber vci+iiigios de gases explosivos. Una protección adicional contra la rotura t10 las Iámparas y acumulación de gases consiste en colocarlas en luminai i i i s de las clases de =seguridad aumentada- (Increased Safety) y 'a prueba 1111 Iliimas. (Flarneproof). En ninguna circunstancia deberán instalarse IámIIIII~IS uTLm X donde haya una concentración explosiva de hidrógeno, acetileno o ciris ciudad si la concentración de hidrógeno alcanza más de un 70 por 100 IIOI iiiiidad de volumen.

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lirltt/);rras S L *.-En principio, la Iárnpara SL* es una Iámpara fluorescente iiiiiiliiiiira de mercurio a baja presión, incorporando su propio dispositivo de l.t~iilrol.contenida en una ampolla de vidrio y dotada de un casquillo conviiiic:ional de lámpara de incandescencia (Fig. 1-81. Puede utilizarse para reiiiiil~liirardirectamente a una Iám~arade incandescencia con el mismo casI~II~IIO (E27 o 622) y. sin embargo, sólo tiene un 25 por 100 del consumo de iiiicirgiü de una Iárnpara incandescente GLS de similar cantidad de luz. Al igual IIIIII 111sincandescentes, las SL dan sensación de color blanco cálido y tienen IIII I~cienrendimiento en color. Su duración, de 5.000 horas, es cinco veces Iii (lo una incandescente. tln lobrican en dos versiones, una con ampolla prismática transparente y la c ~ i i r icon ampolla opal. Ambas en potencias de 9, 13, 18 y 25 watios. Iriri~l)orasPL *.-La Iámpara PL es una lampara fluorescente compacta, de iiinic:iirio a baja presión. con extremo único, que consta de dos estrechos l i i l ~ osoldados ~ juntos (Fig. 7-81. El cebador está incorporado dentro del cas-

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a costa de la eficacia de la Iárnpara. De hecho ahora se combina un buen rendimiento en color con una elevada eficacia empleando polvos fluorescentes especiales [o fósforos) que contienen ciertos elementos de la familia de las .tierras raras. y que dan picos de radiación en tres longitudes de onda bien determinadas (las Iámparas en la serie E T L D ~ 80). Sin embargo. los fósforos que proporcionan un espectro en banda continua, y que se utilizaban anteriormente en gran medida, siguen siendo usados para fabricar Iárnparas con fines específicos de la serie "TLu (colores 27, 37, 47 y 57) y poseen índices de rendimiento en color muy altos (Ra > 90). Lámparas d e arranque por cebador y sin cebador Las Iámparas fluorescentes tubulares se fabrican desde 4 a 215 watios y en dos versiones: arranque por cebador y sin cebador. Las Iámparas fluorescentes de arranque por cebador se encienden precalem tando los electrodos antes de aplicar la tensión de arranque. Este precalentamiento, que dura unos pocos segundos, se logra normalmente mediante un cebador que conecta los electrodos de la Iámpara, en serie con la salida del balasto, cortocircuitando la Iárnpara. A continuación se abren las láminas del cebador, aplicando la tensión del balasto sobre la Iárnpara. El pico de alta tensión que se genera con la apertura del cebador provoca la ignición de la Iárnpara. Si la Iámpara no se enciende con el primer impulso. se repite automáticamente el proceso descrito. Se dispone de las siguientes Iárnparas de arranque por cebador: .TLw D.-Estas Iámparas de 26 mm de diámetro están disponibles en diferentes tonalidades de color y están sustituyendo gradualmente en muchas apli. caciones a las Iámparas estándar anteriores aTL. de 38 mm de diámetro. nTLw de colores.-Se dispone de Iámparas rojas, azules, amarillas y verdes. De 38 mm de diámetro se utilizan para conseguir efectos atractivos en el campo del alumbrado decorativo. nTLn miniatura.-Son Iárnparas pequeñas (15-53 cm de largo. 15 m m de diámetro) y de poca potencia. Son ideales para aquellas aplicaciones donde se requiere un alumbrado continuado a poco coste y donde la cantidad de luz no es de primordial importancia, por ejemplo. desde alumbrado de porches, señales de tráfico, alumbrado de seguridad y orientación en interiores, hasta muchas aplicaciones en el hogar empleando Iámparas de la serie 80. nTL=E.-Estas Iárnparas de forma circular, de 38 m m de diámetro, son idénticas eléctricamente a las =TLnD y se utilizan frecuentemente con fines decorativos. Se dispone también de una versión de arranque rápido tipo -TL. EM RS. =TLm U.-Las Iámparas con forma de U son aconsejables específicamente para alumbrado con luminarias decorativas. Hay dos tipos de Iámparas fluorescentes de aranque sin cebador: de arranque rápido y de arranque instantáneo. Los electrodos de las Iámparas de arranque rápido están calentados continuamente, desde el momento del encendido, por medio de devanados de baja tensión incorporados en el balasto. Dado que en este caso no se dispone del impulso de tensión producido por el cebador, estas Iárnparas están provis. tas de una banda metálica a lo largo de la ampolla para facilitar la ignición. En las Iámparas fluorescentes de arranque instantáneo. la ignición depende únicamente de la aplicación de una tensión elevada sobre la Iámpara que se obtiene mediante balastos especialmente diseñados. A las Iámparas de arranque sin cebador se les aplica en la cara externa del tubo una capa transparente y que repele el agua para garantizar su arranque en ambientes húmedos. El diámetro del tubo es de 38 mm.

Se dispone de los siguientes tipos: .TL. RS.-Las Iárnparas con las letras RS (Rapid Start) en su número de c:atálogo encienden casi instantáneamente sin necesidad de cebador separado. .TLn Slim1ine.-Las Iámparas aSlimline. son de encendido instantáneo, con c:átodos no percalentados. Debido a esta característica necesitan un balasto (lile genere un pico de alta tensión para su encendido, con lo que la Iámpara se enciende inmediatamente sin ningún parpadeo. Las Iárnparas .Slimlineson sólo recomendables realmente en países donde la red de alumbrado sea de 110 a 120 V y que haya temperaturas bajas o alta humedad. En países con redes de 220 V resulta más económico el tipo =TLn M/RS. Se fabrican también en diámetros de 26 mm. "TL. A.-Estas Iámparas están diseñadas para Inglaterra y los ~ a i s e sdonde ol sistema específicamente británico de encendido instantáneo' está ampliaiiiente extendido. TL. M.-Estas Iámparas son susceptibles de funcionar con reguladores de IluJo. Llevan una cinta metálica de encendido en el exterior del tubo, la cual, ~ i i i i t ocon un balasto especial, proporciona un encendido rápido. Se emplean tloride, por razones de comodidad, se desee evitar el parpadeo en el rnoiiionto del encendido. Son especialmente apropiadas para tranvías y trenes y cuando se exija una regulación de la luz. -TLm S.-Son Iámparas de encendido instantáneo que funcionan con corrienl o alterna. Llevan cinta metálica interna de encendido y funcionan con un I)elasto o con una Iámpara incandescente especial estabilizadora. ~ T L X.-Estas B Iámparas han sido diseñadas especialmente para su uso en riinblentes donde haya peligro de explosión. El casquillo del tubo tiene patillas Irirgas y gruesas para ofrecer una gran superficie de contacto con los portaIiimparas especiales, eliminando así toda posibilidad de chispas en el moiiiento del encendido. Funcionan sin cebador, con el fin de evitar chispas ni1 los contactos de este último. I ne lhmparas .TLn X son la fuente de luz prescrita para la industria química y petroquímica, minas, laboratorios y lugares parecidos, donde puede haber vnstlqios de gases explosivos. Una protección adicional contra la rotura t l i i 1.1s lamparas y acumulación de gases consiste en colocarlas en luminar i i i a 5de las clases de -seguridad aumentada. (Increased Safety) y .a prueba t l i i Iliimas. (Flameproof). En ninguna circunstancia deberán instalarse Iámliiiriis rTL. X donde haya una concentración explosiva de hidrógeno. acetileno o (111sciudad si la concentración de hidrógeno alcanza más de un 70 por 100 poi iiiiidad de volumen.

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*

/rilii~)eresSL y PL 1rirril)nras SL *.-En principio, la Iámpara SL* es una Iámpara fluorescente iiiiiiiiitura de mercurio a baja presión. incorporando su propio dispositivo de t:oiiirol, contenida en una ampolla de vidrio y dotada de un casquillo convtiiii:lonal de Iárnpara de incandescencia (Fig. 1-8). Puede utilizarse para reniii1)liizar directamente a una Iámnara de incandescencia con el mismo cas(11iiIIo (E27 o 822) y, sin embargo, sólo tiene un 25 por 100 del consumo de niiiiiclia de una Iárnpara incandescente GLS de similar cantidad de luz. A l igual IIIIII 111sincandescentes, las SL dan sensación de color blanco cálido y tienen iiii Iiiien rendimiento en color. Su duración, de 5.000 horas, es cinco veces In t l t i una incandescente. Nn Iubrlcan en dos versiones, una con ampolla prismática transparente y la i ~ i i r icon ampolla opal. Ambas en potencias de 9, 13. 18 y 25 watios. Idrrrprires PL *.-La Iámpara PL es una Iámpara fluorescente compacta. de itinic:urlo a baja presión, con extremo único, que consta de dos estrechos III~IOH soldados juntos (Fig. 1-81. El cebador está incorporado dentro del cas-

*

*

Le Iámpara de sodio a baja presión se caracteriza por su radiación casi monocromática (Fig. 1-10], alta eficacia luminosa [que puede alcanzar 200 Lm/W) y larga vida. Se utiliza cuando no es importante la reproducc16n correcta de los colores. pero sí la percepción de contrastes. por ejemplo. en autopistas. puertos y zonas de clasificación en ferrocarriles. La Bmpara SOX se fabrica en potencias desde 18 hasta 180 W.

Ampolla externa

Tubo fluorescente

Balasto Cebador Alojamiento

Casquillo

Fig. 1-8. Parte8 prlnclpales de las lamparas S1

1 1 0 . 1-10. Dletrlbuci6n espectral de la eiirrplr de una lámpara de sodio a baja prrllbn.

* y PL *.

quillo. Tiene las buenas propiedades en cuanto a color de una lámpara incandescente, pero un consumo de energía mucho más bajo. Estas cualidades hacen a la PL* aconsejable para ser usada en una amplia gama de aplicaciones, especialmente en aquellas en que se desea crear un ambiente grato y cordial, como en hogares, hoteles, restaurantes, museos y teatros. Se dispone en versiones en 7, 9 y 11 watios. La Fig. 1-9 muestra la distribución espectral de energía de estas Iámparas.

*. b) PL

Lámparas de sodio a baja presión (SOX) El tubo de descarga en una Iámpara de sodio a baja presión es de forma de U y está encerado dentro de una envoltura de cristal tubular a la que se ha hecho el vacío y que tiene revestida la pared interna con óxido de indio. El vacío, junto con el revestimiento, que actúa como un reflector selectivo del infrarrojo, ayuda a mantener la pared del tubo de descarga a la adecuada temperatura de funcionamiento (270" C). Estos requisitos permiten que el sodio, que cuando se condensa se introduce en los hoyuelos del cristal, se vaporice a la temperatura más baja posible y se logre, por tanto, la mas alta eficacia luminosa.

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1.2.4 Tipos de lámparas a a l t a p r e s i ó n ldmparas de mercurio a alta presión (HPL-N)

He dlspoen estas Iámparas desde 50 a 2.000 watios. No requieren mecanfsinas de control distintos al balasto. La ignición se logra mediante un electrotlo auxiliar que está montado al lado de uno de los electrodos princi~ i i i o s pero , conectado a través de una resistencia al otro electrodo principal. Al uiicender comienza una descarga luminiscente entre el electrodo princ:lprl y el auxiliar. lo que crea una fuente de iones y electrones adecuada brrr provocar el arco entre los dos electrodos principales. La descarga \11iii111iscentequeda limitada por la resistencia. y después de la ignición la cioitionte sólo fluye a través de los electrodos principales. I t~ iiiiipolla exterior contiene normalmente un gas inerte (a la presión atmos. I ~ I ~ I cuando :II la Iámpara funciona) que estabiliza la Iámpara manteniendo IIIIII temperatura casi constante en condiciones normales de ambiente. 1.n liimpara de mercurio a alta presión presenta un color blanco azulado, Miiiicliie de hecho el arco produce un espectro de líneas [Fig. 1-lía) con wiiiii~idnque cae dentro de la banda visible en las longitudes de onda del riiiiiiillo, azul y verde y con ausencia del rojo. El arco producido por el mer-

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10

1 I l. Dietrlbuci6n espectral relativa de la energía en: A) LBmparas de mercurlo con ampo01 Ldmpara da mercurio con capa de f6sforo.

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Flg. 1-9. Dlstrlbuclones espectrales de energla de las Idmparas: a) S1

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curio puro tiene una apariencia de color pobre y un rendimiento en color bajo, pero emite una parte significativa de su energía en la región ultravioleta del espectro. Revistiendo la cara interna de la ampolla exterior con una capa de fósforo puede hacerse que la energía ultravioleta produzca un componente rojo (Fig. 1-llb), mejorando así el rendimiento y apariencia en color de la lámpara. Las Iámparas de mercurio de alta presión diseñadas para la iluminación por proyección tienen una ampolla exterior ovoide de vidrio claro (tipos HP) y tubular (tipos HP/T). Las que llevan una capa de fósforo para mejorar el rendimiento en color se designan con las letras HPL-N. También hay una versión de la Iámpara HPL-N con reflector incorporado. serie HPLR-N. Ambos tipos de Iámparas HPL se emplean mayormente en alumbrado público y en el industrial. Lámparas con halogenuros metálicos (HPI) Muy similar en construcción a la Iámpara de mercurio, contiene aditivos de yoduros metálicos (indio, talio y sodio) que proporcionan una mejora notable de eficacia y rendimiento en color. La distribución espectral relativa de energía de estas Iárnparas se muestra en la Fig. 1-12. Las Iámparas con halogenuros metálicos se disponen en potencias de 250 a 2.000 Watios y se identifican con las letras HPI (de ampolla ovoide con capa difusora) y HPI/T (de bulbo tubular y transparente). Se utilizan principalmente en campos de deportes y otras zonas de parecida extensión, tales como centros de aglomeración urbana o apartamientos de automóvil'es. Por su forma compacta son la solución ideal en un sinnúmero de aplicaciones.

/ ;imparas de sodio a alta presión (SON) 111 tubo de descarga en estas Iámparas contiene un determinado exceso de

sodio para lograr condiciones de saturación del vapor cuando la Iámpara funcionando. Se utiliza también un exceso de mercurio como gas amoriiquador y se incluye xenón a baja presión para facilitar el encendido y limitar III conducción de calor del arco hacia la pared del tubo. El tubo de descarga tis de óxido de aluminio sinterizado, que resiste la intensa actividad química tlel vapor de sodio a la temperatura de funcionamiento de 700" C, y se aloja i)n el interior de una ampolla protectora de vidrio duro en la que se ha Iiecho el vacío. tt:;ia

I.iis Iámparas de sodio a alta presión emiten energía en buena parte del ospectro visible (Fig. 1-13) y su rendimiento en color es bastante bueno s i lo comparamos con el de las de sodio a baja presión. Su eficacia luminosa os de unos 130 Lm/W y la temperatura de color de aproximadamente 2.100" K. 1-xiste un tipo especial de Iámpara de sodio a alta presión: la SON-H. Con osta Iámpara se puede reemplazar una de vapor de mercurio a alta presión ~ l necesidad n de sustituir también el balasto ni agregar ningún dispositivo tlo arranque. Actualmente estas Iámparas se fabrican en 350 y 210 W. La 11rimera puede reemplazar a Iárnparas de vapor de mercurio a alta presión tle 400 W, con un ahorro en el consumo de energía (- 10%) y un aumento tlel flujo luminoso, 30.000 Iúmenes ( + 25'%); la segunda puede reemplazar u una Iámpara de vapor de mercurio a alta presión de 250 W. con ventajas nlmllares al caso anterior. I as Iámparas de sodio a alta presión. con su alta eficacia y agradables propiedades de color, encuentran cada día una mayor aplicación en el alumbrado ~iúblicoy de naves industriales. Los tipos SON y SON-H tienen una ampolla oxterior elíptica revestida interiormente con un polvo difusor. La ampolla tlol tipo SON-T es de vidrio transparente y de forma tubular.

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Lámparas de luz mezcla (ML) La Iámpara de luz mixta o Iámpara de luz mezcla consiste en una ampolla llena de gas revestida con una capa de fósforo que contiene además el tubo de descarga de mercurio conectado en serie con un filamento de tungsteno. La Iámpara de luz mezcla (serie MLL-N). como la de mercurio HPL-N, de la cual se deriva, convierte la radiación ultravioleta de la descarga en mercurio en otra visible mediante la capa de fósforo. A ésta se agrega la radiación visible de la propia descarga y la luz cálida del filamento incandescente. La radiación de estas dos fuentes de luz se combina armoniosamente al atravesar la capa de fósforo, produciendo una luz blanca y difusa con un agradable aspecto cromático. El filamento actúa como balasto para la descarga, estabilizando la corriente de la Iámpara 'sin que aquél sea preciso. Las Iámparas de luz mezcla pueden, por consiguiente, conectarse directamente a la red. Esto significa que las instalaciones existentes de Iámparas incandescentes pueden modernizarse fácilmente instalando Iámparas de luz mezcla, que tienen doble eficacia y una vida casi seis veces mayor, sin necesidad de adquirir accesorios especiales o renovar el cableado de las luminarias.

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1-13. Distribución espectral relativa i~iiergíaen una Iámpara de sodio a

n l i r presión.

1.3 Resumen sobre Iámparas I I c:ontinuo desarrollo y la investigación ha llevado a una mejora permanenIn en la eficacia luminosa de todos los tipos de Iámparas (Fig. 1-14). Este trabajo de desarrollo continúa y seguirá produciendo en el futuro nuevos i i l ~ o scon eficacias aún mayores. III ináxima eficacia teórica para una Iámpara de sodio a baja presión que c:oiivierta completamente la energía eléctrica en radiación visible está alretliitlor de 520 Im/W. El valor correspondiente para una Iámpara con óptimo iandlmiento en color es de 230 Im/W. Sin embargo, no más del 40 por 100

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Cualquier luminaria debe cumplir los siguientes requisitos: Hacer de soporte y de conexión eléctrica para las Iámparas que alberga. Controlar y distribuir la luz emitida por las Iámparas. Mantener la temperatura de la Iámpara dentro de los límites prescritos. Ser de fácil instalación y mantenimiento. Tener un aspecto agradable. Resultar económica.

1

2.1.1 Comerciales Tipos generales La luminaria que aloja uno o varios tubos fluorescentes es el tipo que se utiliza más frecuentemente en el alumbrado comercial. por ejemplo, en tiendas, almacenes, oficinas. etc. También es el tipo preferido en muchas aplicaciones industriales cuando la altura de montaje no supera los cinco o seis metros. La gama de luminarias de este tipo es muy extensa. En su forma más simple, consta de una regleta de montaje en plancha que aloja el accesorio de control y so'porte para una Iámpara totalmente desnuda. Al otro extremo de la gama está la luminaria multilámpara con ventilación, con reflectores incorporados (de espejo u otros], con rejillas metálicas o cubetas prismáticas. Lo que distingue a un tipo de luminaria de otro es su forma de controlar la luz (y, por ende, el tipo de distribución de intensidad luminosa y de luminancia), el número de Iámparas empleadas o el método de montaje (Fig. 2-11. El propósito fundamental del control de luz es dirigir ésta en las direcciones precisas y reduciéndola en aquellas direcciones que pueden provocar deslumbramiento molesto. La única luminaria normalmente utilizada sin ninguna forma de control d'e luz es la regleta de montaje antes mencionada. Sin embargo. la mayoría de luminarias incorporan reflectores (esmaltados o de espejo, con o sin rejilla de apantallamiento), rejillas, paneles primáticos o cubetas difusoras. Los reflectores dirigen la luz dentro de un determinado ángulo sólido, proporcionando así un carácter direccional. El efecto de sombras es más fuerte cuando el reflector es del tipo con acabado de espejo. En algunos casos el propio reflector está diseñado para obtener un cierto grado de apantallamiento de las Iámparas, pero cuando se precisa un ocultamiento más eficaz se añade alguna forma de rejilla. Las rejillas, al ocultar las Iámparas de la observación directa, sirven tambi6n para reducir la luminancia de la luminaria en aquellas direcciones que en otros casos producirían deslumbramiento. Básicamente. hay tres tipos de rejillas: de malla Cuadrada, de malla ró'mbica (o en diamante) y de lamas. Las rejillas de mallas cuadradas y rómbicas, que se utilizan ampliamente con luminarias rectangulares y sin reflector, ocultan las Iámparas longitudinal y lateralmente. Las rejillas de lamas, en que las bandas de apantallamiento forman ángulos rectos con los ejes de las Iámparas. ofrecen sólo ocultamiento en sentido longitudinal; el ocultamiento lateral debe obtenerse en este caso ya sea de las caras laterales de la propia luminaria, ya sea de

Reflector

Reflector

reiille

Flg. 2-2. Control del deslumbramiento. Algunas veces se utillza el t6nnino Bngulo de corte (cut-off) en lugar de hngulo de apantallarniento. Son Bngulos complementarlos.

paneles se fabrican generalmente en una diversidad de modelos que cubren los efectos de alumbrado requeridos. La luminancia de una luminaria equipada con panel difusor es virtualmente uniforme en todas direcciones. Esta luminaria, en consecuencia, no permite el control direccional de la luz necesario en instalaciones de alta iluminancia. La iluminación producida por este tipo de difusores .envolvente. consigue el mínimo efecto de sombra de todas las luminarias descritas. Las luminarias se colocan bien empotrándol~asen el techo, bien montándolas sobre la superficie del mismo o de la pared, bien colgándolas de alguna oarte de la estructura del techo o del teiado. Las luminarias t i ~ ocaia están diseñadas principalmente para montaje empotrado o superficial. luminarias tipo regleta, con O sin accesorios, se montan habitualmente sobre el techo, o'se cuelgan del techo o de alguna parte de su estructura, o bien se ubican en carriles especiales diseñados específicamente con ese fin.

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Reflectores de espejo con apantallamiento Cubierta difusora prismática

L Luminarias en caja cerrada por arriba y accesorios

Rejilla de malla cuadrada

En superficie O empotrada

Reflectores laterales de espejo y rejilla de apantallamiento

Panel difusor Panel difusor envolvente

En superficlo c serniempotrada Unicarnente en superflcle

Luminarias integradas aire-luz Hay tres tipos de sistemas dle acondicionamiento de aire en la actualidad: de extracción por plenum, de un solo conducto y de dos conductos (véase Sec. 7.1.1). Consecuentemente y para trabajar en combinación con el sistema de aire acondicionado, existen tres tipos adecuados de luminarias, como se muestra en la Fig. 2-3, y a las que se pueden acoplar diversos sistemas de control de luz, por ejemplo, reflectores de espejo, paneles refractores, rejillas de lamas, etc. Rendimiento luminoso de una luminaria El rendimiento luminoso de una luminaria [el término usado en USA es =eficiencia de la luminaria.) se define como la razón o cociente entre el flujo luminoso de una luminaria y la suma total del flujo de las lámparas

I Flg. 2-1. Algunos tipos báslcos de luminarias con Iárnperas fluorescentes.

los bordes inferiores de los reflectores de espejo que suelen usarse con rejillas de este tipo. Estas rejillas están hechas normalmente de finas bandas de plástico opalescente o de metal pintado en blanco, pero en algunos casos presentan una sección transversal en V y un acabado de espejo para reducir aún más el brillo directo de la luminaria. Un oanel difusor orismático I o refractor1 sirve oara dar al haz de ravos ciert'a característica de direccionalidad, mientras' reduce la luminancia'en aquellas direcciones en que el deslumbramiento resultaría incómodo. Estos

Flg. 2-3. Lumlnarlas Integradas alre-luz: a) extraccl6n por plenurn; b) de un conducto; c) da dos conductos.

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funcionando fuera de la luminaria. Obsérvese. sin embargo, que la definición no considera la forma en que se distribuya la luz de la luminaria. El rendimiento luminoso así definido es de hecho el rendimiento tatol de la luminaria y es igual a la suma de los rendimientos hacia arriba y hacia abajo. La luz emitida por la luminaria hacia arriba sólo contribuirá indirectamente a la iluminación del plano de trabajo, es decir, a través de la reflexión en el techo. Lo que se necesita. por tanto, para una óptima utilización de la energía en alumbrado son luminarias en que la proporción de salida descendente de luz sea lo más alta posible. Las luminarias con reflectores pero sin apantallamiento tienen el rendimient o más elevado, y deberán ser las primeras en elegirse cuando la posibilidad de deslumbramiento no tenga mucha importancia. De las luminarias con apantallamiento, las de rejillas de lamas tienen en general los máximas rendimientos y las de difusores opalinos los mínimos.

2.1.2 Industriales Lurninarias para lámparas fluorescentes La fuente de luz preferida para su utilización en interiores industriales, hasta una altura de montaje de aproximadamente 6 m, es l a luminaria con lámpara fluorescente equipada con reflector blanco mate. Para hacer la instalación fácil. Philips ha desarrollado un método de colocación que permite emplazar las luminarias según un sistema flexible en longitud denominado sistema de carril atrunking systemm. Este carril se puede ensamblar entre sí con sencillas herramientas de mano. adaptándolo según conveniencias para suspender luminarias con reflector o sin él, de una a c u e tro Iámparas. Lurninarias para naves altas 'Las alturas de instalación superiores a los 6 m requieren luminarias especiales capaces de alojar Iámparas de descarga de elevada intensidad. equipadas con reflectores de espejo. Lurninarias para lugares peligrosos Existen dos tipos principales de luminarias para trabajar en lugares donde se presumen atmósferas explosivas. vapores o líquidos voldtiles. Pueden ser con encapsulación a =prueba de presión- o de =seguridad incrementada.. Lurninarias encapsuladas resistentes a la presión Están diseñadas para soportar la presión eventual originada por una explosión interna; así evitan la ignición en una atmósfera potencialmente explosiva alrededor de la luminaria. Esta aplicación entraña una construcción muy robusta: por ejemplo. la carcasa deberá ser de acero o hierro fundido y la cubeta de vidrio duro. Estas luminarias se distinguen, según acuerdo internacional, por el símbolo Exd.

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Lurninarias de seguridad incrernentada Emplean una cubierta de .respiración restringida. que tiende a eliminar virtualmente la posibilidad de entrada de gases dentro de la carcasa. Si a pesar de esta precaución entrasen sustancias explosivas en el interior. los dispositivos especiales de seguridad incorporados en el equipo de conmutación y cableado evitarán que se produzca la explosión. Estas luminarias, siguiendo un criterio internacional como el anterior, se conocen con el símbolo Ex. Las luminarias del tipo de seguridad incrementada se han diseñado especialmente para su empleo en lugares clasificados como .Zona 2. Tales

lugares, que abarcan el 95 por 100 de todos los que presentan posibilidades de existencia de gases explosivos, están incluidos en la clasificación británica internacionalmente aceptada, basada en el grado de probabilidad de existencia de atmósferas peligrosas. Zona O: Lugares donde la atmósfera explosiva está presente continuamente. Zona 1: Lugares donde la atmósfera explosiva aparece en circunstancias normales de trabajo. Zona 2: Lugares donde la atmósfera explosiva se presenta esporádicamente en circunstancias anormales. Lurnlnarias para atmósferas cargadas de humedad y polvo Los cuartos de duchas, lavanderías, carpinterías, molinos harisneros, etc., constituyen zonas típicas donde se requieren luminarias herméticas.

2.1.3 L u m i n a r i a s p a r a alumbrado d e emergencia En la mayoría de los países existen severas reglamentaciones sobre la utllización y disponibilidad de alumbrado de emergencia. Los tipos y categorías de alumbrado de emergencia s e detallan en la Sec. 5-6. Alumbrado de emergencia.

2.1.4 Luminarias para i l u m i n a c i ó n d e vías públicas y proyectores Las luminarias utilizadas en el alumbrado de vías públicas son de tres tipos básicos: luminarias convencionales, luminarias para catenaria y proyectores. Las luminarias convencionales son aquellas que están diseñadas para ser montadas en columnas, paredes o suspendidas de un cable transversal a la calzada y de manera que el principal plano vertical de simetría es perpendicular al eje de la calzada. lanzando, por tanto, la mayor parte de luz a lo largo de la calzada. Por contra, las luminarias para catenaria, que están diseñadas para ser colgadas de un cable longitudinal (catenaria), presentan su principal plano vertical de simetría paralelo al eje de la carretera, lanzando la mayor parte de la luz a lo ancho de la carretera. Finalmente, están los proyectores, que, a diferencia de las luminarias convencionales y ,para catenaria, pueden orientarse libremente con respecto a la carretera. La distribución de la intensidad luminosa de una luminaria se logra mediante la aplicación de los fenómenos físicos de reflexión, refracción y difusión, aunque este último sólo se usa generalmente cuando el control óptico no es crítico, como ocurre en el caso de las luminarias más decorativas que se diseñan para uso en paseos y avenidas urbanas. La mayoría de las luminarias para alumbrado de vías públicas utilizan el apantallamiento de la luz, de una u otra forma. principalmente para obtener el grado preciso de control del deslumbramiento. La forma en que se emplean estas técnicas de control en una luminaria determinada y las propiedades ópticas de los materiales empleados se combinan para determinar el rendimiento de la luminaria (Fig. 2-4). La luminaria y sus elementos de montaje deberán ser de construcción robusta para garantizar una colocación exacta y perdurable de la luminaria y sus Iámparas, ya que cualquier fallo o movimiento afecta a la distribución de la luz de la luminaria. La atmósfera puede contener muchos gases que. en presencia de vapor húmedo, formarán compuestos altamente corrosivos. Para aquellas áreas donde exista este peligro deberán escogerse luminarias hechas con materiales resistente a la corrosión recubiertas con capas protectoras. Las Iiimina-

a. Reflexión

b Refracción principahnente Carcaaa y reflector

Reflector Carcasa Envoltura protectora

Cubeta envolvente retractora

Las Iámparas usadas en la iluminación por proyección varían desde la típica de incandescencia, Iámparas reflectoras de vidrio prensado. halógenas, mercurio de alta presión. hasta la de sodio de alta y baja presión. Todas ellas pueden ser de diversas potencias, proporcionando en cada caso un tipo específico de iluminación, rendimmiento en color y eficacia. En algunos proyectores, la lámpara propiamente dicha determina la abertura del haz; en otros es el proyector quien la fija por medio del vidrio frontal o de la geometría del reflector.

2.1.6 Iluminación concentrada

c. Reflexión y transmisión difusa

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Fig. 2-4. Control de la salida de luz en lurnlnarias. por medio de: a l reflexldn: b l refracción. y c) reflexl6n y transrnlsi6n dlfusa. con los diagramas resultantes de Intensidad luminosa.

rias cerradas tienen mucha mejor protección contra la corrosión y la acumulación de suciedad que las luminarias abiertas, siempre que estén dotadas del sellado pertinente. El montaje, la sustitución de Iámparas y la limpieza se lleva a cabo generalmente a cierta altura del suelo, por lo que el diseño ergonómico de la luminaria debe procurar que estas operaciones se puedan realizar fácilmente. La temoeratura no deberá aumentar durante su uso. hasta el extremo de 'kp&di; el funcionamiento correcto de la Iámpara o Iámparas. A este respecto es muv im~ortanteel volumen de la luminaria, especialmente si 3s del tipo de l i s c'erradas completamente; en algunas luminarias se necesitan aletas refrigeradas en la carcasa, sobre todo cuando se emplean lhmparas de muy alta potencia.

2.1.5 Proyectores El proyector más sencillo no es más que un pequeño portalámparas estanco dotado de una Iámpara de vidrio prensado, sea ésta de haz ancho o estrecho. En el otro extremo de la gama tenemos proyectores de un metro de envergadura o más que admiten Iámparas del orden del kilovatio. Entre estos dos extremos hay una gran variedad de proyectores que ofrecen, por ejemplo, selección del tipo de Iámpara, vidrio frontal, reflector, peso y consumo de energía, con lo cual es posible satisfacer las múltiples exigencias de la Iluminación por proyección.

Cuando se desea concentrar acusadamente la luz se utilizan pequeñas lumC narias, las cuales pueden clasificarse en dos grupos: Iluminación concentrada [aspot light.). Iluminación hacia el suelo (adown light.1. Iluminación concentrada. Las luminarias para esta aplicación diseñadas por Philips parten de una base común que admite diversos tipos de Iámparas y accesorios según lo requiera su empleo. Estas Iámparas suelen contener espejo interior y están fabricadas de vidrio prensado, soplado o soplado semiplateado. Pueden estar coloreadas para filtrar la luz roja, verde, amarilla o azul. Lo anteriormente dicho puede combinarse con diafragmas fijos o m6viles que admiten colimar el haz luminoso hasta conseguir el ángulo de corte deseado. Distintos brazos de soporte, fijos o articulados, permiten adosar el aparato a techos, paredes, mesas, pedestales o rieles. Iluminación hacia el suelo. Son realmente luminarias concentradoras suspendidas del techo o empotradas en él de tal forma que su haz de luz se proyecta hacia el suelo. Con el empleo de diferentes tipos de Iámparas, refleo tores. lentes, diafragmas y rejillas de distintas configuraciones este tipo de luminarias puede ofrecer una distribución de luz de muy variadas formas. Su situación fija o ajustable permite orientar la luz también hacia las p a r e des o superficies verticales.

2.2 Clasificación 2.2.1 Clasificación general Distrlbucidn del flujo luminoso Las luminarias para la iluminación general de interiores se han clasificado por la CIE de acuerdo con el porcentaje de flujo lumlnoso total distribuido por encima y por debajo de la horizontal (Fig. 2-5).

Clase de luminaria

Distribución del flujo respecto a la horizontal % Por encima Por debajo

Directa Semidirecta General difusa Directa-indirecta Semi-indirecta Indirecta

O- 10 10- 40 40 60 40 - 60 60 90 90- 100

-

90 - 100 60 - 90 40- 60 40 - 60 10- 40 O- 10

Fig. 2-5. Claslflcacldn de la CIE para lurnlnarlas de alumbrado lnterlor segBn la dlstrlbucldn del flujo lurnlnoro.

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2.2.2 Clasificación fotométrica Lumrnarias para alumbrado vias públicas La CIE ha propuesto un nuevo sistema para la clasificación de las luminarias usadas en el alumbrado de vías públicas que sustituye al sistema de acut-off/semi cut-off/non cut-offm introducido en 1965. El viejo sistema, sin embargo, se emplea todavía frecuentemente en determinadas recomendaciones nacionales para el alumbrado de carreteras y, por tanto, se muestra en la Fig. 2-9. Debe tenerse en cuenta que las definiciones de los términos mencionados que se dan aquí no son las mismas que las dadas por el British Standards lnstitute ni por la llluminating Engineering Society of North America.

-

Cut-off Semi cut-off Non cut-off

Máximo valor permitido de la intensidad emitida a un ángulo de elevación de 80" 90" 30 cd 1.000 Im 100 cd 1.000 Im

10 cd 1.000 Im* 50 cb 1.000 Im*

Cua1quier.a

Dirección de intensidad máxima inferior a 65' 75"

-

Se definen tres grados de alcance. como sigue: Y rnax < 60': alcance corto 60" S Y m , S 70": alcance intermedio Yrnax > 70': alcance largo La dispersión queda definida por la posición de la Iínea que, siendo paralela al eje de calzada, es tangente al contorno de la curva 90 % de I,,. en la calzada. De las dos líneas que aparecen normalmente, la más alejada de la luminaria es la que se considera tal y como se muestra en la Fig. 2-11. La posición de esta Iínea se representa por el ángulo y,. Los tres grados de dispersión se definen como sigue: y 9 0 < 45": dispersión estrecha 45" S S 55": dispersión media y 90 > 55": dispersión ancha Tanto el alcance como la dispersión de una luminaria pueden determinarse fácilmente a partir del diagrama de intensidad de la luminaria en proyección azimutal. Este método se muestra en la Fig. 2-12. El control está definido por el índice específico de la luminaria, SLI. El índice específico de la luminaria es la parte del índice de deslumbramiento, que está determinada únicamente por las propiedades de la luminaria. SLI = 13,84 - 3,31 log Iso + 1,3 log (IsolIse)a5 siendo:

Hasta un valor máximo de 1.000 cd. Fig. 2-9. Deflnlclón de los tipos de distrlbuclón de lntensldad lumlnosa según las recomendaclones de la CIE (19651 para el alumbrado de vlas públicas.

- 0,08 log Ieo/Iae + 1,29 lag F + C

,1

: la intensidad luminosa para un ángulo de elevación de 80", en un

laa/les

: razón entre las intensidades luminosas para 80" y 88" [razón de re-

plano paralelo al eje de la calzada (cd].

La nueva clasificación de la CIE está basad'a en tres características básicas de la luminaria. Dichas características son: La distancia a la que la luz de la luminaria queda distribulda a lo largo de la calzada. que es lo que se denomina .alcance- de esa Iuminaria.

troceso). Fig. 2-11. Diagrama isocandela relatlvo pmyectado en le calzada que incluye una indlcaclón del ángulo ,,90 para la deterrninación de la dispersión.

La distrlbuclón luminosa en el sentido transversal de la calzada: la edispersión*. La facilidad de poder controlar el deslumbramiento producldo por la luminaria, su .control.. El alcance está definido por el ángulo de elevación (medido desde el nadlr Es el ángulo medio entre los dos hacia arriba) del centro del haz, .y, ángulos de elevación del 90 % de I,, del plano que pasa por el máximo. tal y como se muestra en la Flg. 2-10.

max Flg. 2.10. Cuwa polar de lntensldad en el plano de lntensldad lumlnosa máxlma. con lndlcaclón del ángulo .y, para detemlnar el alcance de la lumlnarla.

Flg. 2-12. Diagrama isocandela relativo en proyección azimutal (sinusoidall. con indicaclón de los ángulos y ,,90 para la dstermlnación del alcance y la dispersión.

F

: superficie aparente del área de la luminaria, vista bajo un ángulo de 76" (en m2).

C

: factor cromático, dependiendo del tipo de Idmpara:

- sodio a baja presión - otros tipos: O

(S3X):

+ 0,4

3.1 Balastos

También para el control se definen tres grados: S.¿/ < 2: control limitado 2 S i l < 4: control moderado SLI > 4: control intenso


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Los motivos para adoptar uno o más de los supuestos anteriormente mencionados deberán ser analizados en el propio diseño del espacio y teniendo en cuenta su función. Como regla general se puede decir que las grandes superficies iluminadas especial o totalmente nunca deben constituir el único alumbrado de locales donde la gente permanece durante cierto tiempo. Las tareas en particular deben siempre iluminarse especialmente, incluso s l tal iluminación es meramente suplementaria del alumbrado citado.

4.2.3 Deslumbramiento Se produce deslumbramiento si las lámparas, luminarias, ventanas u otras áreas son excesivamente brillantes en comparación con la luminancia general en el interior. El deslumbramiento puede ser directo o reflejado. El deslumbramiento dlrecto es el producido. por ejemplo, por la presencia de una luminaria brillante dentro del campo de visión del observador. El deslumbramiento reflejado se produciría si el observador ve la reflexión de esa luminaria en una superficie lustrosa. El deslumbramiento reflejado por las grandes supetficies, los muebles, e t c i tera. #puedeevitarse si se eligen adecuadamente las características reflectoras de los materiales. La reflexión en la propia tarea visual se evitará g e neralmente observando las normas que permitan conseguir un buen rendimiento en contraste. El deslumbramiento reflejado en superficies situadas por debajo del nivel de los ojos tiende a provocar más problemas que el de las situadas por encima, aunque los brillos de las superficies sean iguales en los dos casos. El deslumbramiento puede tomar dos formas que algunas veces se manifiestan por separado, pero que a menudo se producen simultáneamente. La primera se conoce como deslumbramiento perturbador e incapacita al observador para la percepción visual de los objetos. La segunda se conoce como deslumbramiento molesto y se caracteriza generalmente por una sensación de incomodidad que tiende a aumentar con el paso del tiempo. En la práctica del alumbrado de interiores el deslumbramiento molesto es causa mayor del (problema que el perturbador, y si se toman medidas para contre larlo. normalmente se incide positivamente sobre el último. Las secciones siguientes sólo versarán sobre el deslumbramiento molesto. Deslumbramiento molesto El deslumbramiento molesto no produce incapacidad visual, sino únicamente incomodidad, lo que provoca fatiga. El grado de molestia es una función directa de la luminancia de la fuente deslumbradora en relación con la luminancia general del interior, del ángulo sólido subtendido por la fuente en los ojos del observador, de su contraste con el fondo y de la posición de la fuente dentro del campo de visión. El deslumbramiento producido por una instalación de alumbrado puede ser reducido teniendo en cuenta los factores anteriores en el proceso de diseño. Procedimientos de diseño adoptados en varios países Algunos países han adoptado un procedimiento de diseño en que se prefija el grado de deslumbramiento que se va a alcanzar en una situación dada (sistemas evaluativos). mientras que otros emplean un procedimiento de diseño que simplemente garantiza que no se va a sobrepasar un cierto límite superior del grado de deslumbramiento, sin indicar cuánto por debajo del límite se quiere lograr [sistemas limitativos). La CIE está intentando llegar a un sistema de evaluación. pero todavía no se ha alcanzado un acuerdo completo.

Sistemas de evaluación del deslurnbramlento Los siguientes métodos de evaluación del deslumbramiento han sido adop tados oficialmente en diferentes países. Sistema de índices de confort visual (método americano). En los Estados Unidos y en Canadá se ha adoptado un sistema de indices de confort visual para el alumbrado interior. Este sistema se basa en el porcentaje de personas que consideran una inatalación como confortable vista desde el fondo del local. Tiene dos formas: Un sistema completo con tablas para locales de distintas dimensiones y diferentes distribuciones de las luminarias. Un método simplificado que da una cifra única de mérito para una luminaria con una iluminancia de 1.000 lux. Una instalación se considera sin deslumbramiento si la probabilidad de confort visual [V. C. P.) es superior al 70 por 100. Sistema de indices de deslumbramiento /ES (método inglés). En Gran Bretaña, los Países (Escandinavos y Sudáfrica se utiliza e l sistema de índices de deslumbramiento descrito en el Technlcal Report núm. 10 de la IES británica para especificar y evaluar elJgrado de deslumbramiento molesto en un gran número de locales de trabajo y para una serie de luminarias de distribución luminosa estandarizada. En Gran Bretaña este sistema está actualmente siendo revisado y probablemente será sustituido por un nuevo sistema que no emplee la clasificación British Zona1 (BZ) de luminarias. Sistemas de limitación del deslumbramiento Sistema de limites de luminancia (método australiano). El código australiano para el alumbrado artificial de edificios indica los valores 'límite de la luminancia media de una luminaria [o lámpara), los cuales dependen de las dimensiones del local y la altura de montaje por encima del nivel de los ojos. Estos límites se complementarán mediante una lista empirica de ángulos de apantallamiento para luminarias tipo cut-off. Sistema de curvas de luminancia. Este método ha sido adoptado en Austria, Francia. Alemania, Israel. Italia, Holanda y Suiza. y puesto que se considera como el más simple y práctico de los sistemas, es 'el que se explica a continuación. El deslumbramiento en interiores alumbrados por luminarias dispuestas regularmente por encima de la cabeza puede ser limitado empleando el sistema de curvas de luminancia que presenta limites de luminancia para las luminarias, para diferentes clases de calidad y para la escala de ángulos criticos [desde 45" hasta 8 9 ) medidos desde la vertical hacia abajo (,Fig. 4-14).

Fig. 4-14. Zona radiante de una luminaria dentro de la cual deben cumplirse los límltes deluminancia. La escala de Bngulos crítlcos va desde 450 hasta el valor del Bngulo y correspondiente a un observador situado al fondo del local. El ángulo y para un observador es el formado entre la vertical del observador y la visual a la luminaria mas lejana. Por razones prácticas el valor maxlmo de y que se considera es 850.

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La limitación del deslumbramiento directo es suficiente si la luminancia media de una luminaria dada en cualquier dirección comprendida dentro de la escala de ángulos críticos no sobrepasa los valores especificados por las curvas de límites dadas en uno de los dos diagramas de la Fig. 4-15. Las curvas cubren una escala graduada de valores de deslumbramiento. representando clases de calidad de la A a la E y diferentes valores estándar de iluminancias en servicio. El diagrama que debe utilizarse depende del tipo de luminaria y de su orientación con respecto a la dirección visual. La limitación necesaria de luminancia depende del tipo y orientación de la luminaria, del ángulo de apantallamiento, de la clase de calidad y del valor de la iluminancia estándar en servicio. Tipo de luminaria. Los términos alaterales luminososn y '=alargada. usados en la Fig. 4-15 para describir los tipos de luminaria para los que son válidos cada uno de los diagramas se definen como sigue: 1. Laterales luminosos.-Se considera que una luminaria tiene laterales luminosos si tiene un panel lateral luminoso con una altura mayor de 30 mm. 2. Alargada.-Se considera alargada una luminaria cuando la razón de la longitud a la anchura de su área luminosa no es menor de 2 : l . Orientación de luminarias. Cuando se usan los diagramas de la Fig. 4-15 debe considerarse su distribución de luminancia en dos planos perpendiculares verticales: el plano CO-Cisoy el plano C9~-Cao. Cuando se montan las luminarias con el plano Co-Ciso(paralelo al eje longitudinal del local se debe utilizar la distribución de luminancia en ese plano para comprobar la limitación de deslumbramiento en la dirección longitudlnal del local y su distribución de luminancia en el plano CW-C210 para comprobar el Iímite de deslumbramiento a lo ancho del local. Cuando se montan las luminarias con el plano C90-C270 paralelo al eje longitudinal del local debe utilizarse su distribución de luminancia en ese plano para comprobar el Iímite de deslumbramiento a lo largo del local y su distribución de luminancia en el plano co-Ciso para comprobar el Iímite de deslumbramiento a lo ancho del local. Angulo de apantallamiento. Para aquellas luminarias en las que las lámparas o parte de ellas son visibles desde ángulos crítico mayores o iguales a 45" no sólo deberá estar la luminancia media limitada según las curvas limitadoras de la Fig. 4-15, sino que además ha de dotárselas del apantallamiento suficiente, dependiendo de la luminancia de la lámpara y clase de calidad. Los ángulos de apantallamiento [Fig. 4-17] que se requieren se dan en

Diagrama 1

Diagrama 2

+

cd/m2

Fig. 4.15. Curvas de limitación de luminancia para una escala graduada de valores de deslumbramiento [O = sln deslumbramento. a 6 = deslurnbramlento intolerable). representando clases de calldad [de A a E). y para dlferentes valores de la llurnlnancla estdndar de servlcio E. Diagrama 1: vdlldo para: Todas las luminarias sin laterales luminosos. Todas las lumlnarlas alargadas vistas a lo largo. Dlagrama 2: Vdlldo para: Lurninarias no alargadas con laterales luminosos vistas desde cualquier lado. Lurnlnarias alargadas con laterales luminosos vlstas transversalrnente.

Fig. 4-16. Planos C Y valores de , en los que debe comprobarse l a distrlbuci&n de luminancla.

Fia. 4-17. Anaulos de aoantallamiento Dara dlfekntes tlpog de lurnlnarlas. en las' cuales. Iámparas o parte de las mlsmaa son vlsibles bajo cíngulos critlcoa.

1

la Fig. 4-18. Si el ángulo de apantallamiento es menor que el valor de la tabla deberá usarse la luminancia de la lámpara para comprobar en el diagrama 2 la limitación del deslumbramiento

I

Valores de luminancia media cd/m.'

1

i

L

2.10~

2.104nte distinta y, por cons'iguiente, presentar gr&des dlferencias de discriminación cromática. Por eso es imposible sacar ninauna conclusión en relación a las propiedades de rendimierito de color que h n e una Iámpara conociendo sólo su apariencia de color.

Apariencia de color Las fuentes de luz blancas pueden subdividirse en tres grupos según su apariencia de color (temperatura de color correlacionada; véase la Fig. 4-21].

Grupo de rendimiento en color

lndice de rendimiento en. color R.

Aplicaciones

Temperatura de color correlacionada

Apariencia de color

Fría

Industria textil. fábricas de pinturas, talleres. de imprenta

> 5.000" K 3.300 - 5.000" K < 3.300" K

Fría (blanca azuladal intermedia (blanca) Cálida (blanca rojiza1

Intermedia

Escaparates, tiendas. hospitales

Cálida

Hogares, hoteles, restaurantes

Fría

Oficinas, escuelas, grandes almacenes, industrias de precisión [en climas cálidos]

Intermedia

Oficinas, escuelas. grandes almacenes. industrtas de precisión (en climas templados]

Cálida

Oficinas, escuelas, grandes almacenes, ambientes industriales críticos [en climas fríos]

Flg. 4-21. Apariencia de color de las lámparas.

Para que el alumbrado sea de buena calidad ha de existir una relación entre la temperatura de color de las fuentes de luz utilizadas y e l nivel de iluminación de la instalación. La experiencia demuestra que al aumentar el valor de iluminancia la temperatura de color de las fuentes de luz debe también aumentar. es decir, cuanto mayor iluminancia mayor .blancura. debe tener e l color de la fuente de luz. En la tabla 4-22 se dan las impresiones obtenidas asociadas a diferentes niveles d e iluminancia y colores de Iámparas fluorescentes.

2

Apariencia del color de la luz lluminancia (luxl

< 500 500 - 1.O00 1 .O00 - 2.000

2.000 - 3 900

2 3.000

Cálida agradable 4

1 * I

estimulante

no natural

intermedia

* 1 agradable * neutra

I

estimulante

Fría fría

t

3

1 neutra

t

1 agradable

Flg. 4-22. Varlacldn de la impresldn con aparlencla de color e Ilurnlnancla.

Rendimiento en color La CIE recomienda en su publicación número 13 un método para medir y especificar el grado de rendimiento en color de las fuentes de luz basado en e l desplazamiento colorimétrico de muestras Munsell. La clasificación consiste en un índice general de rendimiento en color R. que a s u vez es e l resultado de una gama d e ocho colores de prueba. Este índice general puede ser complementado con una serie de seis índices especiales de rendimiento en color. Uno de estos colores de prueba especiales (núm. 13) .es el color de la piel humana, que debe ser aplicado en los casos en que se exija un buen rendimiento en color del rostro humano. El máximo valor teórico del índice general de rendimiento en color es 100. Es deseable que el iluminante que se use como referencia sea de igual o casi igual temperatura de color que la Iámpara que se va a ensayar. Para fines prácticos. la CiE ha propuesto clasificar las características de rendimiento en color en cuatro grupos (véase la Fig. 4-23).

S [especial)

Lámparas con R. < 70 pero con propiedades de rendimiento en color bastante aceptables para uso en locales de trabajo

interiores donde l a discriminación cromática no es de gran importancia

Lámparas con rendimiento en color fuera de lo normal

Aplicaciones especiales

Flg. 4-23. Aparlencla de color y rendimiento en color (CIE).

Aecomendaciones

Al seleccionar una fuente d e luz para una determinada aplicación su índice d e rendimiento en color debe ajustarse a las recomendaciones dadas en la tabla de la f i g . 4-23. Debemos distinguir entre la apariencia de color y las propiedades de rendimiento en color de las lámparas. La primera ,puede expresarse como .fría=, -intermedia= y -cálida-. pero esta clasificación no es precisamente una g u í a para determinar sus propiedades de rendimiento en color. C o m o existe cierta relación entre la eficacia de una lámpara y sus propiedades d e rendimiento en color, se impone muchas veces la necesjdad de un tfkrmino medio entre estos dos aspectos.

l u z y color en interiores Q t r o aspecto del color que influye en el confort visual y acabado de un local. e s e l esquema de color escogldo para sus superficies. Hablando en general,

para lograr una alta eficiencia del alumbrado deberán escogerse colores tendentes a claros para las zonas principales. Debe mencionarse para esta finalidad que la mayor o menor claridad de un color no puede juzgarse a partir sólo de sus propiedades reflectivas. Un color =blanco= no reflejara mucho más del 80 % de la luz incidente, un color =claro= aproximadamente el 50%, un color -medio= del 30 al 50% y un color .oscuro= menos del 10 %. Para unos mejores resultados, los materiales y los colores deberán escogerse bajo la misma luz o muy similar a la que se tiene prevista en la ambientación que se desea. Debe tenerse presente además que: La temperatura de color y el índice de rendimiento en color de una Iámpara dan información diferente sobre las propiedades cromáticas de la misma. Cuando se iluminan superficies coloreadas actúan a su vez como fuentes secundarias de luz coloreada, influenciando otros colores. Aun cuando el gusto por los colores varía con la personalidad, edad. sexo. clima y grupo étnico, es posible formular algunas reglas generales con respecto a los colores de las superficies y la apariencia de color de las fuentes de luz. Los objetos con colores -cálidos. son más agradables a la vista con una luz de color -cálido. que con una luz -fría=. A la inversa, la ausencia de radiaciones de longitud de onda corta en las fuentes de luz =cálidastiende a =matar= los colores fríos de los objetos. Los colores de los alimentos son normalmente mejor favorecidos cuando se les ilumina con una luz cálida que con una luz fría. Ambientes físicamente fríos o calientes pueden ser contrarrestados mediante luz cálida o fría, respectivamente. Las mejores fuentes de luz para ambientes variables o indefinidos son las de temperatura de color intermedia. Algunos colores saturados, cuando constituyen la mayor parte de una ambientación visiual durante largos períodos, tienen una influencia física demostrada sobre el organismo humano y que no es necesariamente deseable. Esta es probablemente la causa de que los colores preferidos para fondos (suelos, paredes, techos. objetos grandes en el campo inmediato de visión) son colores con poco colorido, y especialmente los colores de la naturaleza o de la -tierra=, por ejemplo, marrón y ocre o incluso blanco para el techo. Los colores preferidos para las superficies de los objetos son aquellos que tienen un grado elevado de saturación, siempre y cuando no llenen de manera permanente la mayor parte del campo normal de visión (mesas. máquinas, etc.). Como regla general, la saturación de un color deberá ser inversamente proporcional a la parte que ocupe en el campo normal de visión. tanto en área como en tiempo.

de cada luminaria será visible, pero la impresión principal que se percibe proviene del efecto creado por el alumbrado general. Tanto una luminaria como el alumbrado que proporciona deben armonizar con la ambientación, pero mientras que en el caso de la luminaria esa armonía puede no ser visible de una manera obvia, en el caso del alumbre do debe lograrse un efecto apropiado de una manera evidente. Las leyes =gestalticas. Se ha comprobado que el organismo humano percibe un conjunto ordenado (cuyos elementos están dispuestos según unas reglas dadas) no como un mero agregado de las partes que lo constituyen, sino como una única entidad compleja en que los diversos elementos están tan integrados entre sí que no es posible su descomposición sin que se pierdan aspectos inherentes al propio conjunto. (Gestalt, en alemán, es =que lleva forma regular=). En este sentido, originado en los estudios de psicología, se distinguen tres leyes que pueden aplicarse a la Qercepción humana de las instalaciones de alumbrado: La ley de contigüidad. La ley de similaridad. La ley de continuidad. La ley de contigüidad Establece que los objetos situados lo suficientemente carca unos de otros son percibidos como uno solo. Este efecto es apreciado a menudo en la práctica cuando un cierto número de luminarias se agrupan para que den la impresión de que forman una sola unidad, siendo su finalidad la de simplificar visualmente la disposición. Cuando se haga esto, la forma del grupo deberá complementar a los otros elementos de la estancia. por ejemplo. techo. columnas, haces o incluso la disposición del mobiliario. La ley de similaridad Establece qué formas o colocaciones similares son inmediatamente recon* cidas e interpretadas como grupos (Fig. 4-24), y cuanto más distintas son las formas tanto menos ambiguo es el agrupamiento. El reconocimiento de grupos puede estar basado también en la similitud del color de la luminaria o incluso, más sorprendentemente, en el aspecto cromático de las superficies emisoras de luz. Como consecuencia de esta ley, con el fin de evitar ambigüedad o confusión en la apariencia de las disposiciones de luminarias, debe mantenerse en el mínimo el número de grupos identificables de luminarias.

1

4.2.6 Estética del equipamiento ,

S

I 4

Equipos agrupados Vista Individualmente, una luminaria se evalúa en virtud de su forma, color y grado de sofisticación. Esta evaluación de una unidad aislada se traslada al resto de luminarias de que consta la instalación, y cualquier defecto en una se supone que está presente en todas las demás. Pero las luminarias se perciben invariablemente como constitutivas de u n grupo cuya forma puede acentuar o no la estructura del espacio. En el primer caso (visión a corta distancia) hay varios detalles importantes en la luminaria: forma. color,-textura, calidad de acabado, etc., mientras que en el segundo caso (visión a larga distancia) la forma general y el color

FIO. 4-24. La ley .gestálticam de la slmllaridad.

La ley de continuidad Esta última ley estipula que las figuras incompletas se continúan y completan en la mente del observador (Fig. 4-25). Este efecto queda reforzado cuando las figuras se aprecian en perspectiva. La perspectiva crea también diagonales inesperadas en las disposiciones rectangulares de luminarias, compitiendo las diagonales con el fenómeno familiar de las filas paralelas de luminarias que parecen converger en la distancia (Fig. 4-26). Esto significa en la práctica que es mejor emplear disposiciones .cuadradas. de luminarias para locales locales largos y estrechos, ya que las diagonales que así se crean son más imperceptibles.

5. Diseño del alumbrado Antes de iniciar el diseño de una instalación de alumbrado para un nuevo edificio debe existir ya una estrecha colaboración entre el arquitecto, el cliente, el ingeniero de iluminación y, si es necesario, el ingeniero de aire acondicionado en una etapa anticipada del proyecto. Se requieren dibujos que muestren el plano y corte de cada local, incluyendo los detalles estructurales de techos y paredes. Si debe haber un sistema de aire acondicionado. el emplazamiento de los conductos y la disposición de las luminarias deben ser considerados en conjunto. Para hacer los cálculos detallados del ti,po y número de luminarias se requiere información previa sobre las reflectancias de paredes, techos y pisos. Asimismo, los cálculos de relaciones de luminancia en interiores necesitan el conocimiento de la decoración interior propuesta y del mobiliario.

5.1 Requisitos del alumbrado

Fig. 4-25. La ley .gestAltlca. de la continuidad. Las figuras Incompletas se c0mple tan en la mente.

Fig. 4-26. La ley .gestAltica. de la continuidad. Diagonales Inesperadas creadas por la perspectiva.

Los tipos de alumbrado dependen principalmente del trabajo que se va a realizar en el local en cuestión. El punto de partida de cualquier diseño de alumbrado será siempre, por consiguiente, el espacio en sí. sus detalles constructivos. su finalidad, el trabajo que debe realizarse en él y las tareas visuales implicadas. Descartados por el momento los proyectos especiales (tales como los de salas de deportes, hospitales. etc.), podemos formar los siguientes grupos de locales con respecto a sus requisitos de alumbrado.

5.1.1 Trabajos en interiores A l diseñar el alumbrado para una sala destinada a realizar algún tipo de trabajo, la meta más importante es la de obtener buenas condiciones visuales en el plano de trabajo. Una meta secundaria sería la creación de un medio ambiente visual que ejerciese una influencia positiva sobre el rendimiento y el bienestar de sus usuarios.

5.1.2 Tiendas, almacenes y salas de exposiciones En los locales destinados a la exposición de objetos la meta principal del alumbrado es la de obtener una presentación atractiva que concentre la atención sobre ellos y mueste los objetos exhibidos en la forma más ventajosa. En los escaparates debe dominar el aspecto estético y publicitario del alumbrado, lo que se puede lograr con altos niveles de luminancia. Como alternativa pueden utilizarse, para obtener el mismo efecto, focos con luz de tonalidad blanca o de colores, una iluminación dinámica con movimiento programado y otros dispositivos semejantes. En museos y galerías de arte el alumbrado debe dar el correcto rendimiento en color de los diferentes cuadros o lienzos, documentos. etc., exhibidos. A l mismo tiempo deben tomarse precauciones contra una posible decoloración o una pérdida gradual de color resultante de la exposición de estos objetos a la luz durante mucho tiempo o con demasiada intensidad. Por consiguiente, la iluminación procedente de la luz diurna y artificial debe reducirse considerablemente e incluso eliminarse totalmente durante las horas en que el edificio esté cerrado al público.

S.1.3 Locales domésticos En las salas destinadas al uso diario, la comodidad visual y la impresión estbtica son los factores decisivos, para los cuales sólo se pueden dar pautas generales. En caso de que se realicen en ellas tareas visualmente exigentes deben tomarse en cuenta los requerimientos válidos para salas de trabajo. ,

1 1

5.2.1 Iluminación general Un sistema de alumbrado general proporciona la iluminancia que se requiere sobre el plano horizontal con un determinado grado de uniformidad. La iluminancia media deberá ser igual a la iluminancia que requiera la tarea específica visual. La iluminación general se obtiene mediante una colocación regular de las luminarias bajo el área total del techo o en filas continuas de luminarias que mantienen la misma separación (Fig. 5-1).

5.1.4 Areas de circulación En entradas, corredores, pasillos y escaleras el alumbrado sirve primariamente para orientación y seguridad. Por consiguiente, en estas áreas la iluminación vertical puede ser más importante que la horizontal.

5.1.5 Areas exteriores de trabajo Para áreas exteriores de trabajo adyacentes a un interior iluminado (por ejemplo, los surtidores de una estación de gasolina). la iluminación del exterior deberá ser semejante a la del interior en un grado que dependere de las circunstancias.

5.2.2 Iluminación localizada Un sistema de alumbrado localizado proporciona una iluminancia no uniforme del local. En los puestos de más interés, la iluminancia debe ser lo suficieiitemente alta, mientras que en los otros sitios (zonas de paso), la iluminancia queda limitada normalmente al 50 % de la que correspondería al motivo de la tarea visual. El alumbrado localizado puede obtenerse concentrando luminarias en ciertas áreas (Fig. 5-2A) o conmutando algunas luminarias dentro de la colocación regular usada para un alumbrado general (Fig. 5-28), Cuando los puestos de trabajo no son permanentes hay que considerar en la primera opción que puede ser necesario volver a disponer las luminarias de otra forma.

5.2.3 Iluminación local

5.2 Sistemas de alumbrado Un arlálisis del local a iluminar y de las tareas visuales que se van a realizar en el mismo determinará la selección del sistema de alumbrado, a s l como la distribución y disposición de las luminarias. Los sistemas más comunes de alumbrado so? los que proporcionan:

+ iluminación general

El alumbrado local se produce colocando luminarias cerca de la tarea visual, de manera que iluminen una pequeña área. Considerando las relaciones adecuadas entre la iluminación de la tarea y la de las áreas circundantes, el alumbrado local deberá ser suplementado con un sistema de alumbrado general (Figs. 5-3 y 5-4).

Iluminación Iluminación localizada. Iluminación local iluminación general.

+

Flg. 5-1. Ilurnlnación general.

Flg. 5-3. Ilurninaclón local

+

Fig. 5-2. Ilurninaclón localizada:

Ilu&ninaclón general.

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Fig. 5-4. El balance entre alurnbrado local y alumbra o general.

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Se recomienda iluminación local cuando: El trabajo implique exigencias visuales muy críticas. con iluminancias de 1.000 lux o más. La visión de formas y texturas requiera que la luz venga de una dirección determinada. La iluminación general no alcance a ciertas zonas debido a los obstáculoci existentes. Se necesite mayor nivel de iluminación en beneficio de trabajadores de edad o trabajadores con comportamiento visual deficiente. El área sólo este ocupada parcialmente durante largos períodos.

5.3 Uso parcial de luz natural en los edificios El uso de luz natural y el tamaño y tipo de las ventanas no deben ser considerados aisladamente. Es necesario analizar las interacciones entre los aspectos del alumbrado natural y otros criterios de diseño como el consumo de energía, el alumbrado artificial. ,pérdidas y ganancias en calor, transmisión de sonido. etc. En interés de la conservación de energía, la luz natural deberá considerarse seriamente como un medio para satisfacer las exigencias visuales preponderantes. Sin embargo, al hacerlo deberá excluirse la luz solar directa. La luz directa del sol perturba la ambientación física y visiual hasta tal grado que se deben tomar toda clase de medidas para evitar que alcance las zonas de trabajo. Los cálculos con luz natural se basan en la suposición de que el cielo está completamente nublado y que su distribución de luminancia es la definida por la CIE para un cielo cubierto estándar. Además debe obtenerse la distribución estadística de las iluminancias probables del cielo para una determinada localidad en relación con las épocas del año. la hora del día y las condiciones de orientación. La luz natural que alcanza la zona de trabajo en un edificio puede expresarse por el factor de luz diurna, que es la relación de la iluminancia natural en un punto de un plano dado del interior del edificio debida a la luz procedente directa o indirectamente de un cielo con una determinada distribución de luminancia conocida o supuesta, a la iluminancia sobre un plano horizontal producida por la luz que emana de todo un hemisferio celeste con las mismas condiciones de luminancia y que alcanza el plano sin ninguna obstrucción. De ambos valores de iluminancia se excluye la luz directa del sol. El factor de luz diurna consta de tres componentes: la componente de cielo. la componente reflejada externamente y la componente reflejada internamente.

5.4 Control del alumbrado La necesidad de conservar energía ha provocado muchas propuestas para ayudar a su conservación. Un ejemplo frecuentemente mencionado de despilfarro de energía es el uso del alumbrado artificial en los momentos en que la luz diurna es capaz de proporcionan la iluminación requerida. Básicamente, hay cinco formas de controlar el nivel de iluminación artificial en un interior: conmutación manual. regulación manual, conmutación automática, conmutación escalonada y regulación automática.

5.4.1 Conmutación manual Cuando la iluminación en un interior producida por luz diurna E , rebasa la iluminación de diseño Ed el usuario puede desconectar el alumbrado artificial. Sin embargo. la experiencia ha demostrado que en las zonas de trabajo los ocupantes encienden el alumbrado artificial si E , es menor de aproximadamente el 60 % de Ed, y lo apagan cuando salen del trabajo y no cuando E, sobrepasa el valor de Ed.

5.4.2 Regulación manual Con la regulación manual del alumbrado artificial se evitan los cambios bruscos de iluminación inherentes a una conmutación, pero la exigencia de ajustar

continuamente el nivel de iluminación hace que el uso de este sistema esté limitado en la práctica a interiores domésticos.

5.4.3 Conmutación automática Se pueden utilizar elementos fotoeléctricos para apagar el alumbrado artificial cuando Ei rebasa Ea. Aunque sí existen varias instalaciones en que la conmutación automática (por lo conocido hasta ahora) no ha provocado ninguna queja, hay también un cierto número de casos en que tales sistemas han tenido que anularse por su impopularidad entre los ocupantes del edificio en cuestión. Probablemente habría menos quejas si el sistema pudiera trabajar de manera que se apagara el alumbrado artificial después que E, sobrepasara el valor de Ea en un 50 o un 100%.

5.4.4 Conmutación escalonada Las desventajas de un sistema de conmutación total [es decir, los molestos cambios bruscos en el nivel de iluminación y los consiguientes problemas de adaptación) pueden hacerse menos críticas si no se apagan y encienden todas las luminarias a la vez, sino de una manera gradual o escalonada. Por ejemplo. conmutando sucesivamente al 50 y al 100 % o mejor al 33, 67 y 100 %. Con este tipo de control se precisan luminarias especiales o sistemas de cableado adecuados (o las luminarias tienen que estar dotadas de balastos con varios niveles).

5.4.5 Regulación automática El mejor sistema de control será el que de una manera continua mantenga un equilibrio entre la cantidad de iluminación natural y la artificial para que el nivel de iluminación de diseño se mantenga constante. Tal sistema precisará el uso de una unidad reguladora y una combinación lámpara-balasto que permita la regulación desde cero a cien de una manera continua. En el momento de publicar este manual. las lámparas fluorescentes tubulares han de ser del tipo con calentamiento constante del cátodo, lo que implica que los circuitos tradicionales con balasto (aquellos que no permiten esta facilidad de calentamiento permanente) no son apropiados. En general es necesario llevar tres conductores hasta la lámpara en lugar de los dos habituales. Las combinaciones clásicas lámpara-balasto pueden únicamente atenuarse al 60 % de su valor nominal de flujo, lo que se llama atenuación -límite..

5.5 Areas sin ventanas Ciertos tipos de trabajo pueden exigir que los locales estén ilurriinados totalmente con alumbrado artificial. A l planificar el alumbrado de tales espacios. la norma a seauir debe tener en cuenta no sólo las consideraciones di .producción y eficiencia, sino también los posibles efectos psicológicos de la iluminación en los usuarios. Por e i e m ~ l o la . sensación de incomodidad que siente la mayoría de71a gente por lá p;iva'ción de la luz natural durante períodos largos puede suavizarse proporcionando un nivel de iluminación mayor que el normalmente requerido, siendo aconsejable un nivel de 1.000 lux al tener en cuenta este punto de vista. Otra solución a este problema sería construir ventanas en forma de banda estrecha para mantener el contacto con el mundc exterior; tales ventanas serían preferiblemente verticales mbs que horizontales.

5.6 Iluminación de espacios grandes Los espacios muy extensos sin claraboyas pueden alumbrarse adecuadamente sólo mediante una iluminación artificial permanente. Tules instalaciones deben cumplir los siguientes requisitos: Proporcionar una iluminación adecuada para el tipo de trabajo que se ha de realizar. 8 Psicológicamente, crear un ambiente alegre y animado. 8 Evitar el efecto de silueta que resulta si los objetos se observan contra una ventana. 8 Evitar el deslumbramiento proveniente de las ventanas que se encuentren dentro del campo de visión. Para cumplir estos requisitos se ha determinado que la ¡Iluminación horizontal en estos espacios debe ser del orden de los 1.000 lux.

5.7 Alumbrado de emergencia Alumbrado de emergencia es una instalación diseñada para entrar en funcionamiento si falla el alumbrado normal.

5.7.1 Clases de alumbrado de emergencia Alumbrado de escape Se define como el alumbrado necesario para que el edificio pueda ser evacuado con rapidez y seguridad en caso de emergencia. La iluminancia producida por el alumbrado sobre cualquier punto del suelo señalado como ruta de escape deberá ser del orden de un lux.

,

Alumbrado de seguridad Es el alumbrado suficiente para garantizar la seguridad de las personas envueltas en trabajos de naturaleza potencialmente peligrosa (por ejemplo, manejando una sierra circular]. La iluminancia sobre el área de trabajo que debe dar un alumbrado de seguridad no debe ser inferior al 5 % de la dada por el alumbrado normal.

Alumbrado de emergencia no permanente con encendido automático Este tipo de alumbrado opera con un generador de emergencia o un centro de baterías que automáticamente entra en acción durante un fallo del suministro normal de energía. La desventaja del sistema provisto de generador es que necesita mantenimiento periódico. Otro inconveniente es que depende de la red de alumbrado existente para la distribución de energía de emergencia y, por consiguiente. ésta puede ser fácilmente interrumpida en caso de incendio, daño a la estructura del edificio, etc.

5.8 Depreciación de la eficiencia luminosa Los niveles de iluminación resultantes en la instalación de alumbrado de un edificio disminuyen progresivamente en el curso de su funcionamiento por acumulación de polvo en las luminarias y otras superficies del espacio iluminado o por la disminución del flujo proporcionado por las Iámparas a medida que éstas envejecen. Los valores iniciales de iluminación pueden recuperarse mediante la limpieza periódica de las luminarias y el reemplazo de las Iámparas a intervalos apropiados (Fig. 5-5). No seguir este procedimiento tendrá como consecuencias: 8 Niveles de iluminación sustancialmente inferiores a los requeridos. 8 Un reducido rendimiento económico de la inversión efectuada en la ins-

talación y de sus costes de mantenimiento. 8 Un aspecto de abandono de toda la instalación de alumbrado.

En el diseño de una instalación de alumbrado deberá tenerse en cuenta la depreciación de la eficiencia luminosa, proyectando inicialmente una iluminación mayor que la requerida. Este margen dependerá del programa de mantenimiento convenido entre el diseñador y el usuario. Será preciso seguir este programa si se quiere mantener el nivel de iluminación.

Alumbrado sustitutivo Alumbrado suficiente para poder continuar las actividades de importancia vital durante una emergencia, por ejemplo, en salas de cirugía.

5.7.2 Tipos de alumbrado de emergencia Alumbrado permanente de emergencla alimentado por un sistema de energía separado y automantenido El suministro de energía en este tipo de alumbrado es completamente independiente de la red eléctrica (excepto cuando se cargan las baterías1 y está formado por baterías de funcionamiento seguro y recargables por la red principal. Cada luminaria tiene su propia bateria, que en situación normal está conectada de una manera =flotante. con la red eléctrica. En caso de un fallo de energía, las baterías entran en acción automáticamente. Si se restablece el servicio normal, las baterias vuelven a recargarse. Este sistema es el más fiable: cada lámpara sigue funcionando incluso durante un incendio o aunque se destruyan los cables de distribución.

Fig. 5-5. Efecto de la depreciación. la limpieza y el reemplazo de Iámparas sobre la iluminación E, en una Instalación de Iámparas fluorescentes en que: y = numero de años. con una utilización A = perdida debida al envejecimiento de la supuesta de 3 . 0 0 horas por aiio lámpara B = pérdida debida al ensuciamiento de la luh = horas de utilización minaria C = ganancia si se hace una limpieza cada seis meses D = ganancia si se reemplazan tambien lea Iámparas

,

5.9 Mantenimiento

5.8.1 Ensuciamiento de lámparas y luminarias

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La mayor pérdida de luz puede atribuirse normalmente al polvo acumulado en la Iámpara y en las superficies de la luminaria que deben controlar el flujo luminoso, ya sea por reflexión. refracción o difusión. El valor de depreciación debida al polvo acumulado en estas superficies depende de su ángulo de inclinación, acabado y temperatura; también e l grado de ventilación. de si está construida a prueba de polvo y de la polución existente en la atmósfera circundante. La Fig. 5-6 muestra curvas típicas de la disminución del rendimiento luminoso de varias clases de luminarias. 'La depreciación del rendimiento luminoso puede reducirse seleccionando las luminarias más apropiadas a cada local. Las luminarias abiertas por abajo y cerradas por arriba acumulan polvo en mayor grado que las que tienen ventilación. En luminarias con ventilación aparecen corrientes de convección que expulsan el polvo a través de las aberturas en la carcasa de la luminaria, eliminándolo de las supeificies de reflexión. En atmósferas muy polucionadas puede ser preferible instalar luminarias a prueba de polvo o estancas al polvo, algunas de las cuales tienen filtros que les permiten la =respiración. necesaria. a

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= luminaria ventilada = reflector = difusor abierto = difusor cerrado

Flg. 5-6. Disminución del rendimlento luminoso en funclón del tlempo, t [en meses). de diferentes tipos de luminarlas. instaladas en ambientes similares, debido a acumulaci6n de polvo.

5.8.2 Ensuciamiento de las superficies del local El polvo que se acumula en el techo y las paredes reduce su poder de reflexión y, por consiguiente, la cantidad de luz reflejada. La influencia que esto tiene en los cálculos de iluminancia dependerá, obviamente, del tamaño del local y de la distribución fotométrica de las luminarias. Esta influencia será más notable en habitaciones pequeñas o donde se hayan instalado luminarias con gran componente de luz indirecta.

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5.8.3 Depreciación del flujo luminoso de las lámparas El flujo luminoso de todas las lámparas disminuye con el uso. pero hay amplias diferencias en el ritmo, según el tipo de Iámparas. Por eso los cálculos de iluminación deben tener en cuenta la depreciación específica del flujo luminoso de la Iámpara a instalar. Los siguientes factores pueden intluir sobre el ritmo de depreciación: Calidad de la Iámpara y tipo de fósforo (si lo hubiere). Calidad del balasto (si lo hubiere) y características del circuito eldctrico asociado. Condiciones de funcionamiento, como, por ejemplo, frecuencia del encendido, temperatura de la ampolla y ,posición de montaje.

5.9.1 Factor de mantenimiento (en los Estados Unidos, factor de pérdida lumínica) A l determinar el número de luminarias necesarias para conseguir la iluminancia requerida en una instalación es común incorporar en los cálculos u n factor de mantenimiento. Este se define como la relación entre la iluminancia media de una instalación en el plano de trabajo después de cierto período de uso y la iluminancia media de la misma recién instalada. Tiene en cuenta, por consiguiente, la depreciación total causada por los varios factores ya descritos en este capítulo. Si no se dispone de una información específica de la depreciación de Iámparas y luminarias, de las superficies del local y del programa de mantenimiento. pueden utilizarse los valores indicados en la Fig. 5-7. Estos valores han sido establecidos para instalaciones con Iámparas de descarga y luminarias para iluminación directa predominantemente. (Se supone una limpieza anual.)

1 Clasificación del local

Factor de mantenimiento para el flujo de la lámpara

limpio mediano sucio

09 0,9 0,9

Factor de mantenimiento para la suciedad de luminarias y superficies del local

Factor de mantfnimiento total

Vdlido para un valor de flujo lumlnoso de la lempara a las 100 horas. Si el flujo se da a las 2.000 horas. el factor de mantenimiento total deber& multiplicarse por 1.1. Para valores mlnimos de iluminación en lugar de los valores de serviclo. el factor de mantenimiento total deber& ser multipllcado por 0.9. Fig. 5-7. Factores de mantenimiento. propuestos para valores de iluminancia en servicio. para ser usados sólo si no hay informacl6n detallada sobre la depreciación de lámparas y luminarlas.

5.9.2 Programa de mantenimiento El intervalo más económico para efectuar la limpieza de una instalación de alumbrado dependerá del tipo de luminaria, del grado de acumulación de polvo y del costo de dicha limpieza. Es más económico que la limpieza coincida con el reemplazo de las lámparas. Estas pueden sustituirse individualmente a medida que fallen o todas al mismo tiempo. Este último método se llama =reemplazo en grupo.. Algunas veces se combinan ambos sistemas. Generalmente. en las grandes instalaciones resulta más barato una sustitución en grupo eficazmente organizada que la sustitución individual. Además se puede aplicar un factor de mantemiento más alto. Puesto que el cálculo de una instalación de alumbrado depende del conocimiento del programa de mantenimiento, hay que cumplirlo para mantener los niveles de iluminación precalculados. La contratación de los servicios de una entidad especializada es muchas veces el método más fiable y económico para asegurar el correcto funcionamiento de una instalación de alumbrado.

6 . Aplicación-Recomendaciones 6.1 Alumbrado industrial El trabajo realizado en la industria cubre una gama de actividades mucho más variada que el de las oficinas y escuelas. Las tareas visuales pueden ser extremadamente pequeñas o muy grandes, oscuras o claras y abarcar formas planas o contorneadas. Desde el punto de vista de la percepción visual, tales tareas se clasifican según su grado de finura. Cuanto menos crítica sea la tarea menores serán las exigencias de nivel y calidad del alumbrado. A la inversa, cuanto más fino sea el trabajo mayor debe ser el nivel de iluminancia y ausencia de deslumbramiento. Cuando el alumbrado general no sea suficiente para cumplir los requisitos especiales de una determinada tarea visual se ha de complementar de alguna forma con un alumbrado localizado. El sistema de alumbrado a emplear está determinado en gran medida por la naturaleza del trabajo a realizar, la forma del espacio a iluminar y el tipo de estructura del techo. Es conveniente para los comentarios siguientes dividir los locales industriales en cuatro categorías básicas: Un sola planta sin claraboyas. Varias plantas. Una sola planta con claraboyas. Naves de gran altura.

6.1.1 Una sola planta, sin claraboyas La mayor parte de naves industriales de este tipo tienen una altura desde el suelo al techo de 3,5 a 7 m. Para alturas de montaje de hasta 5 m se prefiere el alumbrado que emplea luminarias con Iámparas fluorescentes tubulares dispuestas en filas continuas o discontinuas montadas directamente en el mismo techo o suspendidas del mismo. Para alturas de montaje por encima de los 5 m, las Iámparas de descarga. de elevada intensidad. ofrecen una solución más económica, aunque para lograr una iluminación uniforme en el plano de trabajo debe considerarse cuidadosamente la distribución específica de la luz de las luminarias.

Flg. 6-1. Separacidn de liírnparas fluorescentes, en funcidn de la altura de montale. para obtener llumlnancla uniforme.

Se logra una uniformidad aceptable de iluminancia empleando luminarias con reflector y Iámparas fluorescentes tubulares si la separación entre las filas de luminarias [ S ) no sobrepasa 1.5 veces su altura de montaje sobre el plano de trabajo (Fig. 6-1). Las Iíneas de luminarias se instalan habitualmente formando ángulo recto con las filas de bancos de trabajo o máquinas [Fig. 6-2). Ello evita la formación de sombras en la tarea visual y al mismo tiempo reduce la posibilidad de luz reflejada en los ojos de los trabajadores.

6.1.3 Una sola planta, con claraboyas Las naves industriales de una planta. si son muy grandes, tienen muchas veces un techo en forma de lucernario o en diente de sierra con el fin de admitir en su interior más luz procedente del exterior. Cualquiera que sea el tipo de trabajo, es necesario añadir luz artificial a la natural ya existente. Esto se hace normalmente mediante luminarias con reflector dispuestas en filas paralelas o perpendicularmente a las claraboyas. En las cubiertas en forma de bóveda no siempre se pueden fijar las luminarias a la delgada capa de hormigón del techo. En tales casos las luminarias deben montarse en soportes especiales colocados a lo largo de la dirección deseada.

6.1.4 Naves de gran altura

Fig. 6-2. Líneas de luminarias. perpendiculares a las filas de bancos de trabaio. dan buenas condiciones

Una disposición alternativa en que las líneas de luminarias con Iámparas bien a~antalladassean paralelas a las filas de máquinas da una impresión global 'que normalmente es más relajante. Sin embargo, no siempre es posible beneficiarse simultáneamente de ambas disposiciones. Normalmente, las buenas condiciones visuales en el plano de trabajo son más importantes que una impresión confortable del conjunto. En situaciones en que los cambios en la colocación de los bancos de trabajo son frecuentes se recomienda el uso de sistemas trunking que contengan el cableado para las luminarias; de esta manera se pueden colocar fácilmente luminarias adicionales sobre los raíles del sistema para dar mayor iluminación donde y cuando se quiera.

Cuando se trate de naves de una planta de gran altura (más de 7 metros). las fuentes de luz deben colocarse también a gran altura. Esto se hace asf con el fin de mantener las fuentes de luz fuera del campo de acción de las grúas, maquinaria similar. etc., ya que el equipo de estas factorías suele ser de gran altura (Fig. 6-41. Esto significa que se deben emplear reflectores dispersivos o de haz estrecho -según las exigencias- y provistos de Iámparas de halogenuros, sodio alta presión o vapor de mercurio alta presión con color corregido, normales o con reflector interior. Desde el punto de vista técnico, económico y de mantenimiento. se pueden utilizar en este tipo de instalación cualquiera de estos tipos de Iámparas de malta intensidad-.

6.1.2 Varias plantas Los edificios con varias plantas tienen generalmente techos blancos y rasos, a una altura entre 2,8 y 3.5 m. que pueden servir como reflectores extensos para obtener una mejor difusión de la luz y un esquema de lurninancias mejorado. Se prefiere el alumbrado que usa Iámparas fluorescentes tubulares en luminarias con reflector dispuestas en hileras continuas o discontinuas [véase Fig. 6-1 para separación lateral). A causa de que ;1 altura disponible de montaje está limitada, se recomienda el uso de luminarias con dispositivos de apantallamiento. Si el local está dotado de aire acondicionado, es preferible que el sistema se combine con el de alumbrado para formar un techo integrado [Fig. 6-3 y Sec. 7).

Flg. 6-3. Sección transversal de un sistema de techo Integrado.

80

6.1.5 Tareas especiales en la industria Los procesos de fabricación suelen consistir en tareas que, por razones económicas o técnicas. requieren especial atención visual. Con el fin de alcanzar las condiciones óptimas visuales para el desarrollo de determinada tarea, ésta debe ser analizada de antemano. En la mayor parte de los casos. la mejor manera de determinar las exigencias visuales es desarrollar la tarea uno mismo: pronto se dará cuenta de si se necesita mejor iluminación o no. Una vez conocidas las exigencias de tipo visual el problema principal está resuelto. El siguiente requisito es normalmente la creación del contraste necesario entre los detalles que deben ser percibidos y el fondo contra el que deben ser vistos. En ciertos procesos de fabricación y en la inspección de algunos articulos ,la instalación de alumbrado general no satisface los requisitos mencionados

Los planos de trabajo son generalmente horizontales y a una altura entre 0,75 y 0,85 m por encima del nivel del suelo. La altura del techo está entre 2,8 y 3 m. Las exigencias visuales para el alumbrado de oficinas son las siguientes: Iluminaciones:

pequeñas ofic.: 500-700 lux sobre la tarea visual. grandes ofic.: 750-1.000 lux sobre la tarea visual. La iluminancia general debe ser como mínimo del 50 % de la iluminacia en la tarea con un mínimo de 400 lux. Luminancias preferidas: 50-150 cdlml para las paredes. 100-200 cd/ml para los techos. 100-300 cd/m2 para el área de trabajo. Luminancias máximas: 2.000 cd/m2 marca el umbral del deslumbramient o celeste; 2.000-10.000 cd/m2 [dependiendo de la iluminancia y condiciones del local) es la luminancia máxima de la luminaria. Flg. 6-5. Ejemplos para colocación de lumlnarias suplementarlas: a i Para -, - - evitar reflexiones Dor velo: la direccl6n de la luz reflelada no debe coincidir con el ángulo de vislón. bl La observación de detalles especulares contra un fondo dlfuso, se faclllta. s i la dirección de luz reflejada coincide con el ángulo de visl6n. C) La iluminación rasante hace resaltar irregularidades en la superficle que se examina. d l La luz. refleiada desde una fuente de luz de gran superficle facillta la inspección de man. chas en una.superficie pulimentada. e) La luz difusa de una fuente de gran superficie facllita la composici6n tipográfica. f) Las irregularidades de un material transparente se descubren mediante la luz dlfusa que l o atravlesa. C) La Iluminacl6n por silueta es muy efectiva en el control de contornos. h) La iluminaci6n direccional es necesaria para poner de relieve la forma y textura da un objeto.

anteriormente. En estos casos se han de encontrar soluciones especiales, de las cuales se dan algunos ejemplos en la Fig. 6-5. Algunos ejemplos en que se debe emplear alumbrado adicional localizado son: Inspección de objetos pequeños o ensamblaje de partes mecánicas diminutas o de componentes electrónicos. Muchas veces estas tareas pueden simplificarse mediante el uso de una lente de aumento iluminada. Verificación de dimensiones. Esto suele hacerse proyectando una imagen muy ampliada del objeto en una pantalla. Inspección de partes de una máquina en movimiento. En este caso una lámpara estroboscópica ofrece una solución muy satisfactoria: la frecuencia del destello estroboscópico puede ajustarse de forma que el objeto iluminado parezca estacionario. Inspección de ciertos materiales. Objetos fabricados de materiales tales como el vidrio pueden inspeccionarse mejor con luz monocromática. Las lámparas d e sodio a baja presión proporcionan este tipo de luz.

6.2 Alumbrado de oficinas Los locales incluidos bajo este epígrafe de alumbrado de oficinas son: oficinas generales. despachos, salas de reuniones y salas de delineación. Estos interiores quedan caracterizados por: El número limitado de tareas visuales bien definidas que se realizan [leer, escribir, teclear. dibujar. observar pantallas de video).

Evitar reflexiones por velo en la superficie de las mesas y en artículos brillantes (Sec. 4.2.3). Cuando se usan pantallas video en áreas amplias se recomienda que estén dotadas de dispositivos antireflectivos. Agradable apariencia de color y rendimiento en color, R. 85 [Sec. 4.2.5). Con el fin de cumplir estos requisitos. casi todas las oficinas modernas se iluminan mediante luminarias montadas en el techo equipadas con Iámparas fluorescentes. Para estar dentro de los límites estipulados en cuanto a deslumbramiento tales luminarias han de estar equipadas con rejillas, difusores opales, cubiertas prismáticas o elementos especulares.

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6.2.1 Oficinas generales La mayoría de las oficinas generales tienen un área entre moderada y grande y su disposición raramente está prefijada: el mobiliario puede redistrlbuirse de cuando en cuando añadiendo. quitando o desplazando mamparas. Hay maneras de garantizar que todos los puestos de trabajo estén adecuadamente iluminados, con independencia de su disposición. Alumbrado general Las luminarías adosadas al techo o empotradas en BI se disponen formando dlsposiciones regulares y prefijadas sobre el techo. La oficinas nuevas se diseñan frecuentemente con falso techo y sistema de aire acondicionado, en cuyo caso deben usarse luminarias con ventilación para formar un s i s t e ma integrado de alumbrado, acondicionamiento de aire y acústica [Fig. 6-3). Si el edificio está diseñado con vistas al futuro levantamiento de tabiques o mamparas divisorias a lo largo del eje de sus módulos, la disposición del alumbrado deberá preverse con esta posibilidad. Esto significa normalmente que la situación de lurninarias deberá ser función de la estructura modular del edificio y de la separación entre ventanas [Fig. 6-6). Alumbrado localizado Se puede conseghir ahorro de energía empleando iluminación localizada. ya sea concentrando las luminarias sobre los puestos de trabajo y zonas adyacentes, ya sea apagando determinadas luminarias del total para lograr el mismo efecto. La instalación debe, por supuesto, diseñarse para lograr la iluminancia requerida sobre los puestos de trabajo, con menores valores sobre zonas de paso y de descanso.

El alumbrado debe diseñarse para que cubra adecuadamente la mesa y sus zonas adyacentes, pero las luminancias en el resto de la estancia pueden obtenerse mejor mediante alumbrado suplementario. Se puede resaltar los elementos decorativos del despacho, como plantas, cuadros y adornos, empleando focos de haz estrecho montados en el techo con proyección de luz descendente o inclinada. Proyectores de haz ancho o mejor con haces de .abanico. pueden utilizarse para *bañar. de luz una pared o las paredes, quizá para resaltar su textura o resaltar una variación placentera en la profundidad del color.

6.2.3 Salas de reuniones

Fig. 6-6. La disposición de luminarias se elige para que se adecúe a la estructura modular del edificio.

Muchos de los fundamentos aplicables al alumbrado de los despachos pueden transferirse a las salas de reuniones. La mesa central deberá estar adecuadamente cubierta por la iluminacidn general. El alumbrado suplementario - q u e puede emplearse para resaltar el decorado de la estancia o proporcionar iluminación para una pizarra o un expositor- deberá estar dotado de conmutadores o reguladores para facilitar la proyección de diapositivas o películas o por otras causas.

Dado que la implantación de la oficina es bastante flexible, la instalación de alumbrado debe ser también flexible. Así, deben existir facilidades para alterar el sistema de interruptores de encendido o la recolocación de luminarias según el tipo de sistema que se use. Alumbrado general y localizado combinados Se puede también conseguir ahorro de energía empleando una combinación de alumbrado localizado y un alumbrado general de poco nivel. dando a éste un valor del orden del 50'% de la iluminancia total sobre la tarea. Estos sistemas de alumbrado deben planificarse cuidadosamente si se quiere evitar una configuración luminosa irregular y posiblemente poco confortable. El alumbrado localizado debe, por supuesto, permitir que un trabajo sea realizado cómodamente para todas las posiciones del trabajador. Alumbrado para =pantallas de video. En general, los requisitos visuales para alumbrado de oficinas citados anteriormente son igualmente válidos para puestos de trabajo con .pantallas video.. Sin embargo, hay ciertas peculiaridades adicionales en estas tareas que deben tenerse en cuenta al planificar el alumbrado si no se quiere disminuir el rendimiento visual y la comodidad. En primer lugar, la pantalla de estos aparatos constituye una parte importante y adicional de la tarea visual, y las fuentes de luz. luminarias y ventanas, que se reflejan en la pantalla pueden producir un deterioro considerable de la legibilidad de los grafismos. Debe minimizarse, por tanto, esa reflexión. y ello puede efectuarse mejor si se tiene en cuenta la posición relativa de las pantallas y las fuentes de luz desde que se empieza a diseñar la instalación. También es muy importante la elección de una correcta iluminancia para el puesto de trabajo: si es demasiado baja reducirá el rendimiento visual para el trabajo complementario de lectura de documentos; si es demasiado alta producirá una reducción en el contraste de lo visuarizado en la pantalla y un cambio excesivo de luminancia al pasar de la observación del documento a la observación de la pantalla y viceversa. La investigación y la experiencia indican que la iluminancia óptima se sitúa entre 400 lux para las pantallas claras y M 0 lux para las oscuras.

6.2.2 Despachos El alumbrado para un despacho puede tratarse, en gran medida, de la misma forma que con las oficinas generales, pero puede también verse más afectado por el efecto artístico o ambiental que se quiera lograr.

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6.2.4 Salas de dibujo Puesto que al dibujar se necesita distinguir con exactitud detalles finos, la lluminancia en estas salas debe ser por lo menos de 1.000 lux. Si las mesas de dibujo están mal colocadas con respecto a las luminarias pueden existir reflexiones por velo en los tableros. El mejor metodo de reducir tales reflexiones al mínimo es situar las mesas de acuerdo con la disposición de las luminarias. Las sombras perturbantes se pueden evitar con luminarias de gran superficie luminosa. El problema de proporcionar alumbrado idóneo se simplifica mucho s i puede establecerse que todos los ocupantes de la sala miren hacia el mismo lado y que la disposición quede subordinada a hileras prefijadas de puestos de trabajo. Se puede entonces montar líneas de luminarias paralelas a la dirección visual y a ambos lados de los tableros de dibujo. Con esta colocación, la ausencia de toda luminaria directamente encima del puesto de trabajo sirve para mantener el deslumbramiento y las reflexiones al mínimo, mientras que la luz procedente de ambos lados del trabajador elimina las sombras duras de una manera eficaz.

6.3 Instituciones docentes 6.3.1 Aulas de clase El alumbrado de un aula de enseñanza debe ser apropiado para actividades tales como escritura, lectura de libros y de la pizarra. Como estas activide des son parecidas a las de las oficinas, los requisitos generales de alumbratlo de éstas pueden aplicarse al de escuelas (Fig. 6-71, aunque puede necexitarse una iluminación adicional en la pizarra (Fig. 6-8). Los niveles de iluminancia recomendados aparecen en la Fig. 6-9.

La lectura y la escritura necesitan una iluminancia de 500 lux. Se debe tener cuidado especial en prevenir el deslumbramiento. Se debe disponer un equipo especial de regulación de flujo para la proyección de películas y diapositivas. Se debe instalar un alumbrado localizado sobre la pizarra. Lo ideal sería que existiera un panel de control al alcance del conferenciante que le permitiera encender y apagar los distintos grupos de luminarias, manejar el equipo de regulación del alumbrado y eventualmente controlar el sistema automático de proyección. Se debe poner especial atención en la instalación de un alumbrado de emergencia y de las salidas. Las escaleras y escalones deben equiparse con un alumbrado local de orientación. Nota.-Los requisitos especiales para gimnasios, piscinas, etc., se describen en sus apartados correspondientes del presente Manual.

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Fig 6-7 El alumbrado de un aula este sujeto a los mismos requisitos que el de una oflcina.

Tipos de sala

lluminancia (lux)

Salas generales de clase

300-500

Trabajos manuales (por ejemplo, costura)

500-1 .O00

Laboratorios (alumbrado localizado para demostraciones físicas, etc.)

500-1 .O00

Pizarras

300-500 (vertical)

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6.4 Tiendas y comercios Hay muchas formas de ayudar al comerciante a vender sus artículos por medio del alumbrado. En la gran mayoría de casos se ofrece una selección de mercancías presentadas en un escaparate. La capacidad de un escaparate pra atraer la atención de los que pasan crecerá significativamente si se presta cuidado especial al alumbrado. El interior de una tienda o de un comercio necesita una instalación de alumbrado general para propósitos de orientación que habitualmente se aumenta acentuando la iluminación en expositores especiales y puntos de interés para atraer a los clientes a zonas elegidas del establecimiento.

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Auditorios (durante proyecciones) (para otros usos)

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Fig 6 8 Iluminacion adiclonal para la pizarra.

6.4.1 lluminancias recomendadas El valor de iluminancia requerido para una tienda determinada depende en gran parte de la región y el lugar donde esté localizada. Incluso las condiciones climatológicas ejercen su influencia. Por consiguiente, es dificil establecer recomendaciones detalladas. Los niveles dados en la Fig. 6-11 se pueden tomar como guía general.

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Flg. 6-9. lluminanclaa recomendadas para el alumbrado de escuelas

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Tiendas en grandes Tiendas en centros comerciales otras zonas lluminancia (lux)

6.3.2 Salas de conferencias y auditorios

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En las salas de conferencias y auditorios se suele anular totalmente la luz diurna, pasando a depender totalmente de la luz artificial (Fig. 6-10). Para tales áreas se deben mencionar como puntos importantes los siguientes:

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Interior de la tienda: Alumbrado general Alumbrado localizado

500- 750 1.500-3.000

300- 500 750-1.500

Escaparates: Alumbrado general Alumbrado localizado

1.000- 2.000 5.000-10.000

500-1 .O00 3.000-5.000

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Fig. 6-11. Ilumlnancias recomendadas para el alumbrado de tlendas.

6.4.2 Escaparates Flg. 6-10. Sala de conferencias llumlnada exclualvamente con luz artlficlal.

La facultad de un escaparate para atraer la atención de los que pasan descansa a menudo en el efecto teatral creado por el alulmbrado. Sin embargo,

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Sin embargo, hay que tener en cuenta que la alta luminancia de estas fuentes de luz puede causar deslumbramiento. Por esa razón el tipo de luminarias debe estar cuidadosamente apantallado y equipado con sistemas ópticos que reduzcan el deslumbramiento al mínimo; de ahí también la restricción del uso a áreas de techo alto. Se ha de considerar también que la concentración de luminarias de alta potencia empotradas o adosadas al techo puede producir altas temperaturas en las mismas y sus inmediaciones a menos que se hayan tomado precauciones especiales.

Cuando se diseñe el alumbrado con luminarias especiales para tlendas se debe procurar ocultarlas del campo de visión, especialmente si su tamaño es muy pequeño. A veces un alumbrado de tipo direccional con proyectores de Iámparas halógenas con reflector puede dar énfasis al escaparate y atraer la atención del cliente. Las luminarias con función decorativa pueden hacer resaltar la zona de exposición. Con este fin se pueden utilizar Iámparas decorativas cilíndricas colgantes. encima del mostrador, con Iámparas Superlux. De todos modos hay que tener especial cuidado en evitar las reflexiones especulares colocando las fuentes de luz en la posición correcta.

6.4.4 Alumbrado localizado

6.4.5 Tiendas pequeñas

Se ha dicho que .el alumbrado transforma las existencias en artículos de exposición.. Existen posibilidades ilimitadas para la ubicación de las fuentes de luz en escaparates, mostradores. estanterías, armarios y en toda clase de unidades de exposición. Las fuentes de luz lineales son aconsejable. para la iluminación de vitrinas (Fig. 6-14). Mientras que las Iámparas incandescentes son fáciles de instalar y no necesitan equipo auxiliar, las fluorescentes de pequeño diámetro son muchas veces más ventajosas, ya que tienen: Vida más larga y costes de sustitución menores. Variedad de color de las Iámparas. Mayor eficacia luminosa y menor disipación de calor. Pero no se deben ignorar las condiciones particulares que prevalecen en cada caso: el criterio más decisivo es la presentación de los objetos expuestos al cliente. Ciertos tipos de joyería, vidrio, porcelana y plata. por ejemplo, tendrán ci la luz de una lámpara incandescente clara una apariencia mucho más viva que con la luz difusa de una lámpara fluorescente. Por otro lado, los vestidos necesitan lámparas de buen rendimiento en color y ausencia de altas temperaturas, siendo, por tanto, aconsejable la luz fluorescente [Fig. 6-15).

En tiendas pequeñas tiene particular importancia un buen alumbrado del mostrador. En una tienda pequeña el alumbrado general se consigue mediante Iám~arasfluorescentes o incandescentes montadas en ~osicionesfiiadas sobre areas de exposición y mostradores. Los artículos que se exhiben'pueden destacarse mediante un alumbrado direccional flexible. aue puede servir tanto para crear el deseado efecto decorativo en el interior'como la atmósfera adecuada a las peculiaridades de la tienda.

6.4.6 Supermercados y autoservicias Los supermercados y autoservicios tienen generalmente una disposición regular y fija de luminarias, pero, a diferencia de la pequeña tienda especializada, los niveles de iluminancia son elevados y uniformes. Las fuentes que se usan habitualmente son Iámparas fluorescentes o de descarga de alta intensidad. El alumbrado localizado se usa sólo para resaltar ofertas especiales y situaciones similares, y para ello se emplean frecuentemente focos montados sobre raíles electrificados.

6.4.7 Grandes almacenes En los grandes almacenes se varía regularmente la disposición de los artículos expuestos. El alumbrado general, que a menudo está fijado, es similar al empleado en las grandes oficinas diáfanas, pero se puede lograr un cierto grad , de flexibilidad por medio de focos que puedan ser fácil y rápidaiilente cambiados de posición para adecuarse a una nueva disposición de las mercancías.

6.5 Museos y galerías de arte

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Fig. 6-14. Iluminaclón de vltrlnas con lamparas Incandescentes o fluorescentes tubulares.

Fig. 6-15. llurninacldn de roperos con lhmparas fluwescentes.

El alumbrado de un museo o galería de arte debe ser capaz de producir los efectos luminosos propios de los objetos exhibidos y al mismo tiempo poner de relieve la intencionalidad del artista o expositor. Las condiciones visuales deben ser agradables y libres de distracción, de manera que la atención del público quede concentrada en lo que se está exhibiendo. Los objetos expuestos deben estar bien iluminados pare que se puedan ver con facilidad. Características importantes son: @. Acentuación. Modelado. Ausencia de reflexiones y sombras. Color. Flexibilidad.

6.5.1 Acentuación Todo objeto expuesto que sea de un interés especial debe acentuarse mediante una iluminación localizada (Fig. 6-16). Se puede añadir un alumbrado general al localizado para hacerlo más agradable.

6.5.2 Modelado

Fig. &18. Galería de arte con cuadros y esculturas. El alumbrado direcclonal se produce mediante focos con lámparas de casquete plateado. La flexibilidad se obtiene colocando los focos en ralles electrlflcados.

Muchos de los objetos expuestos requieren que se destaque su forma y la textura de su superficie, lo que se consigue utilizando el efecto modelador del alumbrado direccional [Fig. 6-17).

y composición espectral de la luz incidente. La iluminación resultante de la luz natural y la artificial se debe reducir considerablemente durante el tiempo que la exposición está cerrada al público. Las fuentes de luz que emiten principalmente en la región de onda m8s larga del espectro -por ejemplo, las lámparas incandescentes y algunas de las fluorescentes- causan menos daño a los materiales fotosensibles que las fuentes que emiten en la región de onda más corta. como son ciertos tipos de Iámparas fluorescentes y la luz del día. Los niveles de iluminancia remmendados aparecen en la Fig. 819.

Flg. 6-16. Iluminación locallzada para dar realce mediante: a) Lamparas fluorescentes. b) Lámparas incandescentes PAR 38 .Comptalux.-Flood, de 100 W o de 150 W.

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Fig. 6-17. Vitrina con baldas de cristal. que lleva l h p a r a s fluorescentes colocadas en su parte superior. apantalladas mediante un panel difusor Los pequeiios .spots.. de baja tensión. aiiaden un alumbrado de tipo direccional.

6.5.3 Ausencia d e reflexiones y sombras

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A l iluminar cuadros y pinturas se deben evitar reflexiones especulares en'el barniz o el vidrio protector, así como las sombras que se producen debidas a los marcos.

6.5.4 Color Al elegir el color de las Iámparas fluorescentes se debe tener en cuenta su rendimiento en color y aspecto cromático. Se necesita un buen rendimiento en color cuando la principal características de los objetos expuestos es su colorido, como es el caso de las pinturas.

6.5.5 Flexibilidad l

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Una exposición en la que se varíe frecuentemente la posición de los objetos expuestos necesita una instalación flexible de alumbrado a fin de proporcionar un número óptimo de posibilidades de exposición y la máxima variedad de efectos luminosos (Fig. 6-18).

6.5.6 lluminancias recomendadas Para impedir posibles daños a los materiales sensibles a la luz se debe determinar ciudadosamente el nivel de iluminancia, tiempo de exposición

Materiales

lluminancia (lux)

Objetos no sensibles a la luz

300-500 si no existe limitación por el calor radiante emitido por las fuentes de luz

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Oleos y temples (pinturas) esculturas en marfil. hueso. madera 150-200 Acuarelas y aguadas [pinturas) tapizados, vestidos

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Fig. 6-19. Iluminancias máximas en servlclo.

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6.6 Hoteles, residencias, restaurantes, etc. 6.6.1 Vías d e acceso, aparcamientos y entradas principales Los báculos para el alumbrado de las vías de acceso y aparcamientos pueden tener una altura que varía entre 0,30 m como mínimo y 12,OO m o más como máximo. El valor de iluminancia horizontal mínimo recomendado a nivel del suelo es de 10 lux. Si la entrada principal del edificio posee unaharquesina saliente, se puede hacer un diseño de alumbrado especial que complemente la iluminación por proyectores de la fachada. Debajo de la marquesina se recomienda una iluminancia mínima de 100 lux.

6.6.2 Recibidores, vestíbulos y salas d e estar En los vestíbulos y recibidores se debe atraer la atención de los visitantes hacia el mostrador de recepción incrementando la iluminancia e n esa zona.

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El alumbrado de estas áreas debe distribuirse en varios circuitos y estar dotado con un equipo de encendido y atenuación que se pueda adaptar a las necesidades del día y de la noche. Las salas de estar deben ser provistas de un sistema flexible de alumbrado para poder ser iluminadas adecuadamente según las diferentes funciones sociales, como bailes, exhibición de películas, etc.

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6.6.3 Restaurantes

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El nivel general de iluminancia de un restaurante debe ser alto durante el día. pudiendo ser más bajo durante la noche.

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Fig. 6-20. Alumbrado de un dormitorio utlllzando: Lámparas para las cortinas

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Lámparas de mesa

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Lámparas de cabecera

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Las lámparas fluorescentes colocadas en el perímetro del comedor pueden contribuir atractivamente al nivel general de iluminancia. Sin embargo, se deben suplementar con un alumbrado localizado sobre las mesas. Se recomienda incorporar atenuadores de flujo y conectar el alumbrado en diferentes circuitos convenientemente, escogiendo las luminarias que funcionen con El ambiente que se trate de crear dependerá de la categoría del restaurante. En ciertos casos pueden ser necesarios unos centenares de lux para lograr el efecto deseado, mientras que en otros bastará con un nivel medio de 100, y de 300 lux en el mostrador de caja, mesas de servir. etc.

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6.6.4 Pasillos y escaleras

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Los hoteles tienen normalmente largos pasillos en los pisos donde se encuentran las habitaciones. Están situados en el interior del edificio, normalmente sin luz diurna. Para su alumbrado se recomiendan luminarias fluorescentes debido a la economía de esta fuente de luz. La iluminancia media mínima durante el día debe ser de 150 lux, mientras que durante la noche bastará con la mitad de ese valor. También es necesaria la instalación de pilotos de alumbrado de emergencia durante toda la noche. tanto en los pasillos como en las escaleras, especialmente en los que conducen a las salidas de emergencia.

6.6.5 Habitaciones /[

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Existe una tendencia a diseñar las habitaciones de los hoteles como una combinación de dormitorio y cuarto de baño adjunto. El alumbrado suele consistir en alumbrado general y alumbrado localizado para la lectura sobre la mesa y alumbrado de cabecera de la cama (Fig. 6-20]. La luz de cabecera debe proporcionar suficiente nivel para poder leer sin molestar al resto de los ocupantes de la habitación. No es recomendable la instalación de Iámparas a los lados de las camas. ya que ocupan espacio y se pueden dañar con facilidad. Los apliques de pared se deben montar suficientemente altos, fuera del alcance de la cabeza de la persona sentada en Ia cama. La mejor disposición para iluminar un espejo es colocar una lámpara fluorescente con un difusor opa1 encima o a ambos lados del espejo.

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6.6.6 Cuartos d e baño El alumbrado general se combina normalmente con el del espejo, utilizando dos Iámparas fluorescentes de 18 vatios (Fig. 6-21).

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Fig. 6-21. Alumbrado general combinado del cuarto de bano y el espejo.

6.7 Alumbrado de hospitales Los requisitos para el alumbrado de los hospitales varían en las diferentes zonas del hospital y dependen además de la amplia gama de condiciones visuales necesarias para los diferentes usuarios: pacientes, personal técnico y médicos. En algunos casos prevalecen las necesidades de tipo médico; en otros un alumbrado cómodo para los pacientes es de mayor importancia. El color es importante, tanto el producido por las fuentes de luz como el de los alrededores: como factor que garantice las mejores condiciones para el tratamiento y examen cuando, por ejemplo, la diagnosis del paciente depende del color o de una modificación del color que muestra su piel: como factor sicológico que reduce la apariencia institucional del hospital y crea una atmósfera más acogedora que contribuirá a la recuperación del paciente. Debe colocarse un alumbrado libre de interferencias eléctricas en las zonas donde se pueda instalar un equipo electrónico sensible a este tipo de radiaciones. Se debe instalar un alumbrado de emergencia en todas las zonas de tráfico intenso y en aquellas donde la vida y seguridad de las personas pueden correr peligro por falta de alumbrado.

6.7.1 Salas de enfermos El alumbrado de estos locales no debe producir deslumbramiento molesto alguno a los pacientes. ni siquiera a aquellos cuyo campo de visión se lirnita únicamente al techo, ni al personal médico. El color de la luz de las Iámparas fluorescentes se debe elegir con sumo cuidado. En las zonas donde se desee una atmósfera hogareña y donde el diagnóstico médico no es crítico se debe elegir el color 82 o 83 en hospitales de regiones frías. En climas tropicales se recomienda el color 84 o 86. Como tipo intermedio, el color 84 es muy apropiado, especialmente en habitaciones en que se hagan regularmente exámenes y tratamientos médicos. Se debe poner especial atención al mantenimiento de estos locales. Alumbrado general El alumbrado general de la habitación debe ser suficiente para poder llevar a cabo satisfactoriamente los cuidados de tipo médico y doméstico. Para estos fines se prefiere alumbrado de tipo indirecto [Fig. 6-22) con una iluminancia entre 100 y 200 lux. El interruptor debe colocarse a la entrada. Alumbrado local sobre las camas El alumbrado sobre la cama del paciente (Fig. 6-22) debe proporcionar una buena iluminación para lectura, trabajos manuales, etc. La iluminancia en la cabecera debe ser de 100 a 300 lux a todo lo ancho de la cama. La luminancia de las luminarias no debe exceder de 350 cd/m2 tanto para los médicos como para los enfermos y además el calor irradiado por la fuente de luz debe ser lo más bajo posible. Se dispondrá un interruptor al alcance del paciente.

dad durante las horas de oscuridad. Esto corresponde a una iluminancia de 0,5 lux al nivel del suelo. Es preciso que las Iámparas estén apantalladas adecuadamente. Alumbrado nocturno de observación del enfermo El alumbrado destinado a la observación del paciente debe causar molestias mínimas a los demás enfermos de la habitación. Se recomienda una iluminancia entre 5 y 20 lux en la cabecera de la cama. El interruptor colocado cerca de la cama no debe ser accesible al paciente.

6.7.2 Pasillos El alumbrado de los pasillos debe estar en coricordancia con el de los cuartos adyacentes, de manera que no exista diferencia de iluminancia al pasar de una zona a la otra. Como consecuencia, debe'poderse reducir el nivel de iluminancia en los pasillos durante la noche. Cuando el pasillo no reciba luz natural suficiente durante las horas del día, el alumbrado artificial facilltará la adaptación visual, para lo cual se debe disponer de una luminancia elevada en la pared opuesta a la puerta de toda habitación que esté iluminada por luz diurna [Fig. 6-23). Una distribución asimétrica de las luminarias a lo largo de los pasillos es al mismo tiempo menos molesta para los pacientes que pasan por ellos en camillas. La iluminancia en las horas diurnas debe ser de 200 a 300 lux. Este nivel puede reducirse durante la noche a 3 o 5 lux en corredores donde existan habitaciones de enfermos y a 5 o 10 lux donde no haya estas salas.

Alumbrado para examen médlco Si el examen y el tratamiento del enfermo no pueden ¡levarse a cabo en una sala apropiada, se pueden utilizar luminarias suplementarias en el cuarto del paciente. Las Iámparas deben estar apantalladas de forma que solament e iluminen la cama, proporcionando una iluminancia mínima de 1.000 lux. Las fuentes de luz deben tener el índice apropiado de rendimiento en color. Alumbrado nocturno El alumbrado nocturno debe proporcionar el nivel mínimo de alumbrado necesario para que las enfermeras y pacientes puedan orientarse con faciliFig. 6-23. Alumbrado de un paslllo para facilitar la adaptación vlsual.

6.7.3 Salas de examen médico El alumbrado para el examen del enfermo debe tener en cuenta la gran variedad de tareas visuales posibles. Esto se logra con una combinación de alumbrado general y localizado, los cuales deben asemejarse en todo lo posible en cuanto a la temperatura de color [4.000 K = color 37 o 84). El nivel de iluminancia del alumbrado general debe ser de 500 a 1.000 lux.

6.7A Alumbrado de quirófanos

Fig. 6-22. Alumbrado general i) y local I), combinados en una sola unidad. montada en la pared.

El alumbrado de la sala de operaciones [Fig. 6-24) precisa un balance cuida doso entre el alumbrado muy especializado exigido para la mesa central de operaciones y el que suministra la iluminación en el resto de la sala.

exigen condiciones muy especiales al alumbrado, pero si hay intensificadores de imagen o sistemas de televisión deberá ser posible que se pueda atenuar el alumbrado general hasta niveles entre 10 y 30 lux. Si se precisa observación directa en pantallas debe dotarse de luces de orientación que den no más de 10 lux aproximadamente. Para la colocación de los enfermos y el mantenimiento de la sala es suficiente una iluminación general con un equipo de regulación que produzca una iluminancia de 100 lux. Otros tipos de actividades diferentes (por ejemplo, poner inyecciones) necesitan un alumbrado localizado. La impresión de atmósfera hospitalaria puede evitarse añadiendo elementos de alumbrado decorativo, por ejemplo, un aplique de pared que produzca una iluminación cómoda de bajo nivel.

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Flg. 8 2 4 . Alumbrado general del quir6fano.

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6.7.7 Otras salas .

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La luminaria que alumbra la mesa de operaciones está diseñada para una iluminancia muy elevada y libre de sombras y variable gradualmente entre determinados límites. La iluminancia producida por el alumbrado general deberá ser de alrededor de 1.000 lux con el fin de mantener las diferencias de luminancia en el quirófano, dentro siempre del máximo aceptable. El color de la iluminación general en un quirófano deberá ser también compatible con la de la mesa de operaciones, es decir, la temperatura de color de las dos fuentes de luz deberá ser concordante. La lámpara preferida para el alumbrado general del quirófano es la tubular fluorescente que tiene una temperatura de color de alrededor de 4.000 K y un rendimiento en color entre bueno y óptimo. Las luminarias serán del tipo multilámpara, estarán empotradas y dotadas de espejos reflectores para lograr máxima salida de luz y baja luminancia. El nivel de iluminancia proporcionado por el alumbrado general en las dependencias anexas al quirófano, por ejemplo. cuartos roperos para cirujanos y enfermeras, lavabos, salas de esterilización y salas de recuperación, debe ser del 50 % como mínimo del que se tiene en el propio quirófano con el fin de facilitar la adaptación de la vista al pasar de una a otra. El rendimient o en color debe ser también el mismo en todas estas zonas. 1

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6.7.5 Salas de cuidados intensivos El alumbrado de estas salas ha de ser adecuado a una gran variedad de tareas visuales. El sistema de alumbrado debe permitir la posibilidad de cambiar rápidamente el nivel de iluminancia en situaciones de emergencia. La iluminancia general podrá variar desde 300 lux hasta casi cero. El color más aconsejable de luz de las lámparas fluorescentes es el color TL 37 o 84. El nivel de iluminación necesario para el examen y tratamiento médico se conseguirá con luminarias suplementarias localizadas. Se debe disponer también de luminarias portátiles de uso quirúrgico. Se necesitan cortinas para proteger a los pacientes vecinos de iluminancias ocasionalmente altas. Por razones sicológicas, el alumbrado de las salas de cuidado intensivo debe ser lo más parecido posible al de la propia habitación del enfermo.

6.7.6 Salas de rayos X Las salas donde hay que realizar radiografías deben alumbrarse de acuerdo con el método de examen adoptado. Para placas normales de rayos X no se

Un hospital tendrá normalmente muchas otras salas además de las mencionadas. Habrá probablemente laboratorios, oficinas, salas de conferencias, salas de recepción, salas de terapéutica, guarderías infantiles, incubadoras, cocinas y una variedad de zonas de servicio e intercomunicación. El alumbrado de estas dependencias es, sin embargo, el mismo que el de estancias semejantes de otros edificios y están descritos en los capítulos correspondientes de este Manual.

7. Integración del alumbrado, aire acondicionado y acústica Para que el ambiente de un interior cumpla plenamente l a s funciones para las que fue diseñado se han de satisfacer una serie de requisitos tales como: Clibmatización. Alumbrado. Acústica. El diseño de edificios modernos y la forma en que éstos se equipan y utilizan requiere de elementos técnicos adecuados que controlen eficazmente los factores antes citados. El aire acondicionado sustituye a la ventilación natural, el alumbrado artificial com~lementala luz diurna o la reemplaza totalmente. la introducción de mejoras en las condiciones acústicas asegura la absorción de sonidos indeseables. Tales recursos sólo pueden combinarse eficazmente si se consideran como parte de un sistema coherente o integrado.

7.1 Aire acondicionado La finalidad de una instalación de aire acondicionado es la de aumentar el confort por medio de: Aportación de aire limpio y extracción del usado. Refrigeración o calefacción de la estancia en forma tal que se alcance y mantenga la temperatura adecuada. Obtención de la humedad relativa requerida. La climatización ha de cumplir los siguientes requisitos: Aire nuevo, mínimo 20 m3/h por persona. Máxima diferencia de temperatura del aire en la zona habitable: calefacción, 2" C. refrigeración, 1,5" C. Velocidad máxima del aire en la zona habitable, 0,25 m/s. . Humedad relativa entre 35 y 70'%. Máxima radiación de calor, 40 W/ml (Fig. 7-2). La climatización está influenciada por los siguientes factores externos: Radiación solar. La carga térmica depende de la latitud. condiciones atmosféricas, orientación de la habitación, edificios circundantes, tamaño de las ventanas, configuración de la fachada y grado de apantallamiento frente al sol. Convección-conducción. La carga térmica depende de la relación entre la superficie de las ventanas y la de la fachada, así como del tipo de material usado en ventanas, fachada y suelos. Y por los siguientes factores internos:

Potencia instalada en alumbrado (Fig. 7-1). Número de personas por metro cuadrado. Carga térmica aproximada por persona, 100 W. Potencia instalada en máquinas de oficina, etc.

7. Integración del alumbrado, aire acondicionado y acústica Para que el ambiente de un interior cumpla plenamente las funciones para las que fue diseñado se han de satisfacer una serie de requisitos tales como: Climatización. Alumbrado. Acústica. El diseño de edificios modernos y la forma en que éstos se equipan y utllizan requiere de elementos técnicos adecuados que controlen eficazmente los factores antes citados. El aire acondicionado sustituye a la ventilación natural. el alumbrado artificial complementa la luz diurna o la reemplaza totalmente, la introducción de mejoras en las condiciones acústicas asegura la absorción de sonidos indeseables. Tales recursos sólo pueden combinarse eficazmente si se consideran como parte de un sistema coherente o integrado.

7.1 Aire acondicionado La finalidad de una instalación de aire acondicionado es la de aumentar el confort por medio de: Aportación de aire limpio y extracción del usado. Refrigeración o calefacción de la estancia en forma tal que se alcance y mantenga la temperatura adecuada. Obtención de la humedad relativa requerida. La climatización ha de cumplir los siguientes requisitos: Aire nuevo, mínimo 20 m'// por persona. Máxima diferencia de temperatura del aire en la zona habitable: calefacción. 2" C, refrigeración, 1,5" C. . Velocidad máxima del aire en la zona habitable, 0,25 m/s. Humedad relativa entre 35 y 701%. Máxima radiación de calor, 40 W/mZ [Fig. 7-2). La climatización está influenciada por los siguientes factores externos: Radiación solar. La carga térmica depende de la latitud, condiciones atmosféricas, orientación de la habitación. edificios circundantes, tamaño de las ventanas, configuración de la fachada y grado de apantallamiento frente al sol. Convección-conducción. La carga térmica depende de la relación entre la superficie de las ventanas y la de la fachada, así como del tipo de material usado en ventanas, fachada y suelos.

Y por los siguientes factores internos: Potencia instalada en alumbrado [Fig. 7-11. Número de personas por metro cuadrado. Carga termica aproximada por persona. 100 W. Potencia instalada en máquinas de oficina, etc.

ras practicadas en la parte superior de las luminarias. Como el aire de retorno absorbe una cantidad apreciable del calor generado por el alumbrado. el ~ p l e n u m nse calienta. Parte del calor absorbido por el aplenum= se transmitirá a la habitación a través del falso techo y otra parte hacia arriba, al piso superior. La cantidad de calor absorbido y transmitido de esta forma dependerá de la eficiencia del aislamiento térmico del splenum. y del volumen de aire de retorno. Ventajas: Las luminarias no están conectadas a conductos y, por tanto, no se requieren cajas =plenum.. Flg. 7-1. Potencla P instalada en funcl6n del valor de la iluminancia E. en la que el parámetro S se deduce del producto del factor de utlIlzacl6n. factor de mantenimiento y eficacia lumlnosa de la fuente de luz.

7.1 .l Principios de la integración El aire acondicionado y el alumbrado se combinan de tal forma que el aire de retorno se extraiga a través de las luminarias. Se hace esto fundamentalmente para: Reducir la radiación de calor producida por Iámparas y luminarias [Fig. 7-2). Reducir la temperatura del aire que rodea las Iámparas, con lo que se incrementa el flujo luminoso y, por tanto. su eficacia [Fig. 7-31. Emplear un solo elemento para alumbrado y aire acondicionado [principalmente por razones estéticas).

Inconvenientes: a) El falso techo no está herméticamente cerrado, ,lo que significa que el aire se extraerá también a través de las juntas de aquél: cuanto mayor sea la diferencia de presión entre habitación y =plenumn mayores serán las fugas. Esto ocasiona una reducción de la corriente de aire que pasa por las luminarias y, por ende, un incremento de la carga térmica. b) El calor producido por el alumbrado no se reduce al mínimo. Aplicación: Sólo deberá utilizarse ,la extracción por =plenumn despresurizado s i el nQ mero de renovaciones de aire por hora requerido no excede de ocho.

Flg. 7-4. Climatizaclón según extracción por plenum: (-1 Plenum despresurizado. ( + ) Conducto bresurlzado.

Fig. 7-2. Evaluaciones personales del efecto de la radiaci6n térmica de lámparas y lumlnarias en relaci6n con la lrradiancla Ee, con una temperatura ambiente de 220 C. Escala de evaluacl6n: 1 = no se nota 2 = se nota 3 = se nota mucho 4 = molesta

Fig. 7-3. Flujo lumlnoso relativo de una Iámpara fluorescente -TL= D, en funci6n de la temperatura ambiente. Fig. 7-5. Climatización por un solo conducto: (-1 Conducto despresurlzado. ( + l Plenum presurizado.

Actualmente se utilizan tres tipos diferentes de sistemas integrados: Extracción de aire por -plenurnEn este sistema [Fig. 7-41 el aire tratado se inyecta en la zona habitable a través de difusores incorporados en el falso techo y conectados al conducto de alimentación de aire. El eplenumn, que se encuentra a menor presión que la estancia, actúa como conducto de retorno del aire, el cual se extrae de aquélla a través de ranu-

Flg. 7-6. Cllmatlzación por doble conducto: (-1 Conducto despresurizado. ( + 1 Conducto presurizado.

Sistema de un solo conducto En este caso (Fig. 7-5) se emplea un =plenum. presurizado que actúa como conducto de alimentación de aire hacia la estancia a través de ranuras de inyección incorporadas en el falso techo. El aire de retorno se extrae por ranuras practicadas en las luminarias conectadas al conducto de extracción.

Diagrama termico

Ventajas: Las ban'das de inyección no han de conectarse al conducto principal de alimentación. b l La baja temperatura del mplenum~y del falso techo reduce la radiación de las superficies adyacentes. Inconvenientes: a) Se producirá un intercambio de calor entre el aire de retorno y el de aplenum~,so pena que luminaria y conductores estén bien aislados. b) Cualquier falta de uniformidad de la presión del mplenumn o fugas en el falso techo darán como resultado una distribución desigual del aire en la estancia. a)

Aplicación: El .plenum= presurizado debe utilizarse en los casos en que se tenga poca altura de techo (distancia entre suelo y falso techo, aproximadamente, 2.50 m). En estos casos es difícil suministrar aire por medio de unidades de inducción sin producir turbulencias. Sistema de doble conducto Este método [Fig. 7-6) emplea conductos tanto en la impulsión como en la extracción. El aire acondicionado se impulsa a la estancia por conductos a través de difusores. El retorno se extrae por ranuras situadas en la parte superior de la luminaria integrada conectadas a los conductos de extracción. Ventajas: a) Con el sistema de doble conducto se consigue la máxima reducción del calor producido por el alumbrado. b) El flujo de aire de impulsión y de retorno puede controlarse fácilmente. Inconvenientes: Es necesario emplear un gran número de conductos, ya que la impulsión y la extracción en la luminaria deben conectarse a los conductos principales a través de aquéllos. Aplicación: Se empleará este método cuando se tenga la certeza de que los anteriores son ineficaces. La máxima reducción de carga térmica que puede conseguirse en un techo que cumpla las especificaciones de confort se aproxima a los 150 W/mZ.

7.1.2 Características de las luminarias integradas Los datos relativos a las luminarias empleadas en sistemas de techos integrados proporciorian información sobre transporte. de calor, incremento del flujo luminoso, distribución del aire y nivel de ruido producido. además de los datos característicos de las luminarias. La cantidad de calor extraído a través de las luminarias y el incremento de flujo luminoso de las lámparas depende del tipo de luminaria empleada y del volumen de aire extraído. Así, cada tipo de luminaria tiene sus propias características de integración (Fig. 7-7). Los valores de q, y P obtenidos en la Fig. 7-7 son para t, = t, = 25" C.

0.005

0.010

0.020

0.050 +

0.100

0.200mys

'Jv

Fig. 7-7. Disipación de potencia en una lumlnarla integrada: (P = temperatura en el plenum (0C) lr = temperatura en la estancia (0C) Qv = caudal de alre: ISO 31/111 (m3/s) = factor de corrección de flujo luminoso para qv # O m'/s (W) L.O.R. = rendimiento luminoso q, = O mJ/s: CIE 17 (E-1.1) 1970 P = potencia: ritmo de transferencia de la energía: ISO 31/111 [W) = consumo de potencia de la luminaria, con o sin caja plenum (W) pe = consumo de potencia de la luminaria. con o sin caja plenum, para qv = O m'/s (W) pn = transferencia de potencia desde la iuninaria. con o sin caja plenurn. hacla la esPr tancia (W) Pu = transferencia de potencia desde la luminaria, sin cala plenum. hacla el plunurn (W) = transferencla de potencia desde la luminaria. con cala plenum. hacia el plenurn [W) Pp = transferencia de potencia desde la luminaria. con caja plenurn, hacia el conducto pd de retorno (W)

Fig. 7-8. Volumen de aire de alimentaci6n V por metro cuadrado de superficie de la habitaclbn. por hora. respecto a la carga tbrmica P por metro cuadrado para distintas diferencias de temperatura At entre el aire de aiimentacl6n y el d e la estancia en o C.

7.1.3 Datos sobre el aporte de aire El volumen de aire a suministrar en una instalación dada depende de la carga térmica total d e la habitación y d e la diferencia de temperatura entre el aire aportado y el de la habitación. Este volumen puede obtenerse en la figura 78.

7.2 Acústica Cualquier desplazamiento de aire va acompañado de ruido. Un sistema de ventilación o de acondicionamiento de aire puede producir, por tanto, un efecto adverso desde el punto de vista acústico, a menos que se tomen las medidas pertinentes para reducir dicho ruido a un nivel aceptable. Pero el nivel de ruido que puede considerarse aceptable depende del nivel general de ruido que produzcan otras fuentes en el interior de la estancia. Los criterios de diseño seguidos para obtener un buen sistema de aire acondicionado sólo podrán establecerse, por consiguiente, habiendo tenido en cuenta previamente los aspectos acústicos y arquitectónicos del edificio. El diseño de las luminarias integradas y elementos impulsores de aire es de primordial importancia: el ruido producido por el paso del aire a través de aquéllos puede penetrar directamente en la estancia.

;

La Fig. 7-10 da algunos ejemplos de ruidos muy conocidos con una Indlcación aproximada de los valores P.f y Lp pertinentes. Si en una misma habitación están presentes simultáneamente dos o más sonidos independientes, la presión sonora eficaz resultante será: P.? = P.f? P.,'

+

Ejemplo Umbral de audición Susurro de hojas Cuchicheo a un metro Conversación a un metro Radio a gran volumen Claxon muy cerca Ametralladora Límite de dolor

7.2.1 Nivel sonoro Fig. 7-10. EJemplos de presión sonora y nlvel sonoro de algunos ruidos conocldos.

Se sabe que la presión acústica efectiva procedente de fuentes distintas varía notablemente. Por ejemplo, los sonidos que captamos habitualmente pueden asociarse a presiones comprendidas entre 2 x 10-' y 2 x 10' N/m2'. La presión menor corresponde aproximadamente al sonido más débil que una persona joven puede escuchar en circunstancias muy favorables (su umbral de audición): la presión mayor es aquella capaz de producir dolor o daño permanente en el oído [límite de dolor). l \ 1N [newton) = 1 Kg. X rn/s2. Una escala como ésta, cuyos valores extremos difieren en un factor de 10'. no es adecuada para su uso en acústica, por lo que se ha introducido una magnitud internacionalmente reconocida: el nivel de sonido o el nivel de presión sonora L, ( L para nivel, p para presión sonora), que se expresa en decibelios y se deduce de la presión sonora eficaz P.[ de acuerdo con la fórmula:

donde Po es igual a 2 x lo-' N/m2. que es una presión constante de referencia. En el umbral de audición P,, = 2 x lo-' N/ml y, consecuentemente, L, = O dB. En el límite de dolor. P.r = 2 x 10' N/ml y L, = 140 dB [véase Fig. 7-9).

7.2.2 Nivel d e potencia Una magnitud muy útil para caracterizar la intensidad de una fuente sonora es la potencia acústica de la fuente expresada en vatios (W). Esta magnitud sirve para introducir un concepto de nivel. el llamado nivel de potencia L,, que se expresa en decibelios según la fórmula:

en la cual, según convenio internacional, W. =

lo-"

W.

7.2.3 Espectro sonoro La gente joven puede percibir tonos (si son de suficiente intensidad) de f r e cuencias comprendidas entre 20 y 20.000 ciclos/seg. Las frecuencias fundamentales de los tonos más bajo y más alto de un piano se encuentran aproximadamente en 30 c/s y 4.000 c/s respectivamente. Casi en la mitad .del teclado se encuentra el tono de afinación. La. de una orquesta, la cual tiene una frecuencia de 340 Hz. En un instrumento musical el intervalo entre dos La [o dos Si o dos Do1 se llama octava y tiene una razón de frecuencias de 1:2. Se han establecido una serie de frecuencias preferidas. las frecuencias medias de cada una de las octavas, para su utilización en toda clase de fines técnicos. Algunos de estos valores son: 63, 125, 250, 500, 1.000, 2.000, 4.000 y 8.000 Hz.

7.2.4 Curvas para comparación d e ruidos y decibelio ponderado

Fig. 7-9. Nivel de presión sonora L. en función de la frecuencia para: a l Límite de dolor. bl Umbral de audición.

El oído, como el ojo, no es igualmente sensible a todas las frecuencias: un tono de 20 c/s y 80 dB producirá una sensación sonora equivalente a la de otro de 1.000 c/s y 20 dB. Se ha comprobado. sin embargo, que los tonos de elevada frecuencia causan mayor irritación que otros de menor frecuencia y mayor nivel sonoro. Esta circunstancia se debe tener muy en cuenta a la hora de decidir si son admisibles o no tonos de elevada frecuencia en una instalación dada.

Para poder aplicar un criterio a los niveles de presión sonora, la Organización Internacional de Normalización (ISO) ha publicado un juego de curvas S se denominan curvas de. calibración de ruidos o curvas NR.

ndicado para cada curva particular corresponde al nivel de prede esta curva para la frecuencia media de 1.000 c/s. de un ruido que causa irritación puede deducirse de la Fig. 7-11, cuenta la frecuencia y la presión sonora de este ruido. El núcurva más baja que no lo excede es la medida de la irritación

7.2.5 Prevención de ruidos Los conductos instalados en un edificio como parte del sistema de aire acondicionado sirven de medio para transmitir el ruido generado por el propio sistema. En la mayoría de los casos este ruido se puede reducir a los límites recomendados anteriormente instalando dispositivos de atenuación acústica. Pero los ruidos generados por rejillas, anemóstatos y unidades de inducción no pueden amortiguarse. Normalmente el fabricante de tales dispositivos suministra los datos correspondientes de nivel de ruido en función del caudal y presión del aire que circula. Estos datos deberán tenerse muy en cuenta en la fase inicial del diseño de la instalación.

En general un valor dBA corresponde a un NR de 5 a 7 dB más bajo. Los valores NR recomendados son los de la Fig. 7-12. Función del local

Flg. 7-12.

Valores NR recomendados

Valores NR recomendados pare dlversos localee eegún cm funclón.

109

8. Cálculos de alumbrado Los cálculos de alumbrado pertenecen a dos grupos principales: los efectuados por el fabricante de equipos para convertir las características y prestaciones de los aparatos en datos significativos para el técnico en alumbrado y los realizados por éste cuando va a diseñar una instalación determinada. Poco debemos decir en este manual en relación con el primer grupo de cálculos; hoy en día se hace extensivo uso de los computadores y de los dibujos y tabulaciones realizados en pantallas y terminales. La clase de datos de diseño obtenidos de esta manera pueden examinarse en las hojas de características de luminarias, algunas de las cuales se muestran en ésta y otras secciones del manual. Para el técnico en alumbrado, la posibilidad de servirse de la rapidez. exactitud y flexibilidad que proporciona un ordenador para trabajos de diseño ha aumentado enormemente. Existen programas que calculan iluminancias en planos horizontales, verticales e inclinados con los resultados presentados en forma numérica y gráfica. Se dispone asimismo de programas para cálculos más complejos (como los de rendimiento en contraste o los de deslumbramiento] que permiten enormes ahorros de tiempo. En la práctica, sin embargo, para un trabajo de diseio.más rutinario es suficiente utilizar técnicas más sencillas que implican Biempre la determinación de iluminancias y de lumindhcias. Estos cálculos son los que se bosquejan en esta sección.

1

ll

i

8.1 lluminancia horizontal 8.1.1 Valor medio El nivel de iluminación de un local viene dado en función de la iluminancia media en el plano de trabajo, siendo éste un plano imaginario a 0.75 m sobre el nivel del suelo para trabajar sentados y a 0.85 m de pie y que cubre toda el área. La iluminancia media se calcula mediante la fórmula:

donde: Qw = flujo luminoso total de las lámparas (dado en los catAlogos1; A = superficie del plano de trabajo; qwp = factor de utilización para el plano de trabajo; M = factor de mantenimiento. Factor de utilización (Estados Unidos: coeficiente de utilización]. Parte del flujo luminoso emitido por una lámpara es absorbido por la luminaria-en la, cual está instalada y no contribuye al alumbrado del local. El resto del flujo de la Iámpara es radiado una parte hacia arriba y otra hacia abajo, es decir, por encima y por debajo del plano horizontal que pasa por el centro de la Iámpara ('Fig. 8-1 1. La parte de flujo radiada directamente sobre el plano de trabajo es la que contribuye en mayor cuantía a la iluminancia. Solamente una parte del flujo dirigido hacia el techo y las paredes alcanza el plano de trabajo, algunas veces después de varias reflexiones.

Flg. 8-1. Distribución del flujo luminoso emitldo por las 18rnparas: 1. Radiado directamente hacla el plano de trabajo. 2. Dirigido hacia las paredes por debajo de la luminaria. 3. Dirigido hacia las paredes por encima de la luminaria. 4. Dirigldo hacia el techo.

El factor de utilización en el plano de trabajo (en la práctica debe decirse con más propiedad el factor reducido de utilización y escribirse ( R ) rlwp! es la razón entre la iluminancia media en el plano de trabajo y el flujo luminoso instalado por metro cuadrado. El factor reducido de utilización depende de: la distribución luminosa de la luminaria; el rendimiento de la luminaria (Sec. 2.1.1) ; las reflectancias del techo, paredes y plano de trabajo, Q,, Q, y Q,, respectivamente; el índice del local, K; la disposición de las luminarias en el local. LOS factores reducidos de utilización de una determinada luminaria se d a h en forma de tablas en la Hoja de Características Fotométricas de la misma (algunas de esas tablas se muestran en el apédice C de este manual). Se observará que los factores están dados en las tablas para diferentes combinaciones de índice de local y de las reflectancias en las superficies del mismo. La reflectancia de una superficie se define como la razón entre el flujo luminoso reflejado por la superficie y el flujo que incide sobre ella. Cuando el local tiene friso (es decir, la parte superior de las paredes] se deben considerar cuatro reflectancias: las del techo, friso, paredes y plano de trabajo. Estas reflectancias están definidas en las tablas por un código de cuatro dígitos. Por ejemplo: 7751 representa la reflectancia combinada de techo (0,7), friso (0,7), paredes (0,5) y plano de trabajo (0,l). Si no hay friso basta con un código de tres digitos; por ejemplo: 751 representa la combinación de reflectancias: techo (0.71, paredes (0.51 y plano de trabajo (0,l). Si no se conocen las reflectancias deberá tomarse la combinación 753. por ser la media para locales con colores claros en las supuerficies. El índice del local K es una función de sus dimqnsiones y se calcula con la fórmula: 1.b K= hrnf1-C b l 1 = longitud del local, donde: b = anchura del local, h, = altura de montaje de las luminarias (distancia desde la fuente de luz al plano de trabajo). Los factores reducidos de utilización están tabulados para una disposición de luminarias de acuerdo con las disposiciones tomadas como referencia según la CIE. Estas disposiciones estándar en la CI,E están definidas para una serie de índices del local y con distancias a paredes igual a la mitad de la separación entre luminarias.

El número de luminarias M a lo largo del local y el numero de luminarias N a lo ancho vienen dados para cada uno de los valores de índice del local K como sigue:

K

0,6

0,8

M N

2 1

2 2

1,0 3 2

1,25 3

1,5 4

3

2,O 4

3

2,5 5

4

3,O 6

4

4,O

8 4

1 5

5,O 0 6

Para aquellas instalaciones que no se ajustan con las disposiciones referencia véase la publicación de la CIE núm. TC-1.5. 1979. Factor de mantenimiento (Estados Unidos: factor de pérdida de luz). El factor de mantenimiento es la razón entre la iluminancia media en el plano d e trabajo después de un período determinado de uso de una instalación y la iluminancia media obtenida al empezar a funcionar la misma como nueva (véase Sec. 5.8). Número de luminarias necesario para producir una iluminancia dada. El flujo luminoso total necesario para producir una iluminación dada se calcula con:

El número de luminarias necesario es, por consiguiente:

donde: iPI = flujo luminoso de una lámpara; n = número de lámparas por lurninaria.

8.1.2 Componente directa en un punto Fuentes de luz puntuales. La componente directa de la iluminación horizontal en un punto determinado con una fuente puntual única (Fig. 8-2) está dada por:

donde: la = intensidad luminosa en un Bngulo a (dada en las hojas de datos fotométricos), h, = altura de montaje de la fuente de luz. Este cálculo debe hacerse para cada luminaria, y la suma

+ Ep2 + Ep3 + . . . .

'Ep(tot) = Epi

da el valor de la componente directa total.

Angulo

Flg. 8-3. Ilurnlnaci6n horizontal en un punto bajo una fuente I Sneal.

Fuentes de luz lineales de longitud infinita. La iluminación en un punto d e bida a una fuente de luz lineal puede expresarse mediante fórmulas sencillas si dicha fuente está irradiando difusamente y su longitud es por l o m e n o s varias veces la altura de montaje. La iluminación en el punto P (Fig. 8-3)e*:

FIg. 8-4. Tabla de intensidades luminosar en cd/1.000 Iúmenes para una luminarlr Industrial con tres lámparas fluorescenter.

b

o "

.:P

donde la es la intensidad luminosa de la fuente de luz para un ángulo a. El valor de la se puede obtener del diagrama de intensidad luminosa de I a l luminaria, pero referido a un metro de longitud de la fuente de luz. En e caso de un tubo fluorescente desnudo la puede calcularse del flujo @ p a r metro de longitud, según la fórmula: Q 'U

=

9,25

Debajo de los extremos de una larga hilera de luminarias la iluminanci a será la mitad del valor dado por la fórmula antes indicada. Fuentes lineales de longitud finita. La iluminancia en un punto situado d e b a jo de una fuente lineal no puede expresarse de forma sencilla con urna fórmula si su radiación no es difusa y su longitud no es grande comparadla con la altura de montaje. Un procedimiento que evita tener que hacer cálculos complicados se b a a a en el uso de un diagrama isolux. .Con éste se puede calcular la contribucián de un nümero de luminarias al valor de iluminancia en un punto d e t e r m i nado. El procedimiento es el siguiente: 1: Partiendo de los valores dados en la tabla de intensidades luminosas d e la luminaria dada (Fig. 8-4), se calcula la iluminancia en el plano d e trabajo a lo largo de los dos ejes de la luminaria. La iluminancia en c a m a punto está dada por:

donde: la = intensidad luminosa en el ángulo a (candelas). h, = altura de montaje (metros). Se calcu,la también la distancia a de la fuente de luz a cada punto aplica:ndo la fórmula:

0" 10" 20" 30" 40" 50" 60" 70" 800 90'

Ig0-270.

lo-iacp

253 248 237 219 1 92 160 121 77 31 9

253 251 246 237 222 194 139 61 0

o

Se dibujan los valores de E y a, con lo que se obtienen las dos curvas de distribución de iluminancia. Partiendo de éstas se dibujan los diagramas isolux para los valores de iluminancia que se precisen (Fig. 8-5). 3 : Con ayuda de un papel transparente se pueden obtener estos diagramas isolux en los otros tres cuadrantes. Por separado se dibuja un plano a la misma escala con la disposición de las luminarias. 4: Se coloca el diagrama isolux sobre el plano de las luminarias, con su centro coincidiendo con el punto de interés, y se suman los valores de iluminancia debidos a cada una de las luminarias. 5." El valor de iluminancia obtenido en 4 viene referido a un flujo luminoso de 1.000 Iúmenes por luminaria. El valor real de la iluminancia en este punto se obtiene con: 2.'

QnE Ep=-

1 O00

m-no'

I

donde:

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gía eléctrica. No hay, por tanto, reglas para minimizar costes y consumo de energía que sean de aplicación universal, pero sí es posible, sin ninguna duda, indicar determinadas tendencias generales.

9.6.1 Eficacia de la Iámpara y precio 1-

1,Oh 1.2 h

Lado calzada

-

Por consiguiente:

qL(kii

l.

"

= 0.09 = 0.15

V L ( ~ C ~ I.. aludi)

Y

q ~ ( h ~ 1.i *

+

~ L ( ~ c ;I..

= 0,09+ 0,15= 0,24

2. Se calcula la contribución de cada hilera de luminarias utilizando la ecuación:

La eficacia luminosa de una Iámpara tiene una influencia preponderante sobre el consumo de energía eléctrica y. en consecuencia. sobre los costes de funcionamiento de toda instalación de alumbrado que emplee dicha Iámpara. Otra diferencia importante entre los diversos tipos de Iámparas es su p r e cio: las Iámparas de sodío a baja y alta presión son más caras que las de mercurio a alta presión y éstas a su vez más caras que las lámparas fluorescentes tubulares. Las comparaciones energéticas y económicas entre instalaciones de alumbrado viario sobre la base de diferentes circunstancias locales demuestra que la tendencia más positiva desde el punto de vista de coste anual total (i. e. costes de mantenimiento y amortización de la inversión inicial) es siempre hacia Iámparas de sodio a baja presión. seguidas directamente por las de sodio a alta presión. Estas comparaciones indican también que se obtienen generalmente costes más bajos y menor consumo d e energía con alturas de montaje de valor aproximadamente igual a la anchura total de la calzada para disposiciones unilaterales de luminarias y de valor igual a la mitad de la anchura total para disposiciones pareadas y en mediana central. Esto desautoriza la creencia, casi general, de que siempre se pueden o b t a ner ahorros de coste y energéticos empleando mayores alturas de montaje con sus consiguientes mayores separaciones entre luminarias.

9.6.2 Características de luminarias

Lado izquierdo: Ld

= 0,lOx =

3.

20 000 0,lOx 50 x 6

0,67cd/m2

Lado derecho:

-

O00 Lmed = 0,24X 0,10X 20 50x6 = 1.60cd/m2

Sumando los res'ultados del lado izquierdo y del derecho:

Además del tipo de Iámpara, el tipo de luminaria empleado -específicamente su distribución de luz- tiene una influencia capital tanto sobre e l coste como sobre el consumo de energía. A este respecto es importante considerar e l factor de salida de flujo de las luminarias (rendimiento). Sin embargo, utilizar una luminaria que tenga un alto rendimiento, pero pobre distribución de luz, exige emplear también una menor separación entre postes para poder cumplir los requisitos de uniformidad de luminancia. La combinación de un alto.rendimiento y de una buena distribución de luz es de hecho el único medio de mantener al mínimo los costes y el consumo de energía.

9.6.3 Mantenimiento

9.6 Eficacia energética y de coste Hay muchos factores que juegan un importante papel en la eficacia energética y de coste de una instalación de alumbrado público. Son factores tales como: tipos de lámpara y de luminaria, accesorios, tipo de control de la luz (por ejemplo, células fotoeléctricas, relojes. conmutación manual. circuitos en luminarias con dos Iámparas, atenuadores para luminarias con una Iámpara), tipo y disposición de los postes, altura de montaje de las luminarias, propiedades reflectivas de la superficie y, por último. pero no de menor importancia. el programa de mantenimiento. La importancia relativa de los factores mencionados dependerá de las circunstancias locales en relación con e l coste de la mano de obra y la disponibilidad y precio de materiales y ener-

Una instalación de alumbrado viario sólo se mantendrá funcionando eficazmente durante el tiempo en que esté bien conservada. Desde luego, es inevltable alguna degradación en su calidad, incluso para una instalación que este bien conservada. y ese deterioro será máximo justamente antes de que l e corresponda la operación preventiva de mantenimiento. Cuanto mayor sea el intervalo entre operaciones de conservación y cuanto más deficiente sea el propio mantenimiento, mayor ha de ser el nivel inicial de alumbrado (y mayor el consumo de energía durante la vida activa de la instalación) para garantizar que la calidad y nivel del mismo nunca bajará de los mínimos especificados. Por tanto, un plan de mantenimiento cuidadosamente elabe rado (y realizado1 ayudará a hacer que la instalación de alumbrado viario sea eficaz en ahorro de costes y en consumo de energía.

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10.1.2 Zona de transición El conductor que entra en un túnel necesita cierto tiempo para que sus ojos se adapten a un nivel inferior de luminancia. Por consiguiente, es preciso que la transición del nivel más alto al más bajo reinante en el túnel se haga gradualmente. Los ensayos realizados han demostrado que un 75 % de los conductores consideran aceptable un período de aproximadamente 15 segundos para una transición de 8.000 cd/m2 [luminancia de la luz diurna) a 15 cd/mz [luminancia en la zona central del túnel] (Fig. 10-3). Utilizando la curva de la Fig. 10-3 y sabiendo la velocidad del tráfico se p u e de calcular el gradiente ideal de luminancia para cualquier túnel. La Fig. 10-4 muestra el gradiente de luminancia calculado para una velocidad de 75 km/h. La manera en que se aplica la curva de reducción de luminancia en la Figura 10-4 está de acuerdo con la recomendación de la CIE-1973. Es de esperar que en próximas recomendaciones el punto de arranque de la curva se desplazará hacia la izquierda del orden de 25 metros.

Fig. 10-2. Relación entre la luminancia externa Lo y la de la zona de umbral Lrh, para hacer visible un objeto .critico. en el 75 por 100 de los casos. a una distancla de 100 metros. si Bste se expone durante 0.1 segundos. (Un .objeta critico. es de 20 x 20 cms.. con un contraste del 20 por 100.1

Flg. 10-3. Relación entre tiempo de adaptación t y luminancia L.

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ría. de acuerdo con e l tipo de túnel y las medidas tomadas. entre 3.000 cd/m 2 y más de 8.000 cd/m2. La forma en que está relacionada la luminancia externa de adaptación con la luminancia necesaria en la zona de umbral se muestra en la Fig. 10-2. De esta figura se puede deducir que la luminancia de la zona umbral debe ser como mínimo el 10% del valor externo para el grado de visibilidad de objetos qua se considera en la figura. La longitud de la zona umbral depende principalmente de la distancia a la cual deba ser visible un objeto crítico (definido en la Fig. 10-2), lo que depende de la velocidad permitida dentro del túnel. En la práctica, la longitud de la zona de umbral es de 40 a 80 metros para velocidades entre 50 y 100 km/h. El alto nivel de alumbrado en la zona de umbral puede obtenerse por la iluminación artificial interna del túnel. Alternativamente se puede crear artificialmente una zona de umbral delante de la entrada al túnel con la luminancia adecuada mediante el uso de paralúmenes que controlen la luz diurna que llega a la calzada, lográndose así el nivel de luminancia deseado. Tales paralúmenes deben construirse de manera que sea imposible a la luz directa del sol alcanzar la superficie de la calzada o los ojos del conductor con e l fin de evitar sombras molestas sobre la calzada o parpadeo incómodo. Al mismo tiempo debe lograrse que la nieve, etc., no quede acumulada en ellos, ya que podría reducirse signicativamente la luminancia de la vía. Un grave inconveniente de los paralúmenes es que su transmitancia varía con las condiciones luminosas del cielo. aparte de estar frecuentemente influenciada por el ensuciamiento. Además. en las regiones sometidas a temperaturas bajo cero, la nieve o lluvia que cae sobre la calzada puede congelarse fácilmente al no existir el efecto calorífico de la luz directa del sol. Ello significa que en tales casos puede ser necesario instalar equipo de calefacción para la superficie de la vía, perdiéndose cualquiera de las ventajas ganadas en la reducción del coste del alumbrado.

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Flg. 10-4. Gradlente de lumlnancia recomendado en un iúriel. Para vehiculos con velocldad de 75 km/h.

Zona exterior

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de transición

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Zona central

10.1.3 Zona central En túneles largos, a la zona de transición [o de adaptación) slgue otra en la que el nivel de luminancia se mantiene constante. En esta zona, la central, la adaptación no está forzosamente terminada y es necesario disponer en ella de un nivel de luminancia lo suficientemente elevado. La experiencia lograda en túneles existentes y en maquetas revela que un mínimo de 15 cd/mz es recomendable para la luminancia media de las calzadas en esta zona. Para túneles muy largos o con un límite de velocidad muy bajo es aceptable una luminancia de 5 a 10 cd/m2.

10.1.4 Zona de salida Durante e l día, la salida de un túnel se presenta al conductor que se encuentra dentro como un agujero brillante contra el cual los obstáculos son claramente visibles en silueta. Este efecto de silueta puede acentuarse (Flg. l b 5 1 dando a las paredes una alta reflectancia.

Flg. 10-5. Efecto de silueta en la zona de salida la). que puede ser acentuado por paredes claras (b).

Puesto que la adaptación de un nivel bajo de luminancia a otro mayor se efectúa rápidamente, las exigencias de la iluminación de la zona de salida son mucho menos severas que las de la zona de entrada. Hay, sin embargo, una ventaja al hacer la iluminación de la salida simétrica con la de la entrada: se puede usar un solo túnel para el tráfico en ambos sentidos s i el otro está bloqueado por tráfico o mantenimiento.

10.1.5 Luminancia de las fuentes de luz La altura de montaje de las fuentes luminosas en los túneles es inferior a la empleada en i a iluminación de vías. Hay, por consiguiente, mayor posibilidad de que una luminaria no apantallada produzca deslumbramiento. Un apantallamiento adecuado es lo más importante en la zona central, por ser relativamente oscura. En la zona de umbral, con su alto nivel de luminancia, el apantallamiento no es tan exigente y la luminancia de las fuentes puede ser más alta. Esto contribuirá también a que el conductor se dé cuenta de que está entrando en un túnel. Una diferencia de colores entre la luz del día y la iluminación de la entrada del túnel sirve al mismo fin.

Velocidad

Fig. 10-6. Separaclones entre lumlnarlas .prohibidas. (zona sornbreada) en función de la velocidad del vehiculo, para evitar el parpadeo molesto en un túnel (con frecuencias inferiores a 2.5 pps o superiores a 15 pps). La línea de trazos indica el límite superior de la zona prohibida para un túnel relativamente corto (250 m.].

Para el conductor que se acerca a un túnel corto éste aparecerá en su campo de visión como un marco oscuro con un centro brillante. De la longitud de este marco, visto en perspectiva, depende de que un obstáculo sea visible o no en silueta contra la alta luminancia de la salida (Fig. 10-71. Un túnel puede tener ,hasta 50 metros de largo sin que necesite alumbrado durante las horas del día. Por otra parte. s i un túnel corto no es al mismo tiempo recto o si el tráfico es muy intenso, el efecto de silueta es menos marcado y puede ser necesaria una iluminaci6n artificial.

Fio. 10-7. Un túnel corto. en el cual se percibe un objeto e n silueta.

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10.1.6 Efecto de parpadeo Cuando las fuentes luminosas están montadas en hileras discontinuas pueden producir parpadeo en los ojos del conductor. El parpadeo lo produce la luz emitida por las luminarias mismas y por sus reflexiones en superficies brillantes, como la capota del propio coche o la parte trasera del vehículo precedente. El grado de molestia para un conductor dado depende del número de parpadeos por segundo (frecuencia de parpadeo). En la Fig. 10-6 se dan las separaciones de luminarias que no son permisibles en función de la velocidad del vehiculo si se quiere evitar frecuencias molestas de parpadeo. Para túneles cortos, la gama de frecuencias prohibidas disminuye debido a que el grado de molestia es también una función del tiempo de exposición al parpadeo. La línea de trazos de la Fig. 10-6 indica, a manera de ejemplo, el desplazamiento de la cota superior de separaciones prohibidas para un túnel cuya longitud total es de 250 m.

10.1.7 Túneles cortos Para fines de alumbrado se define como corto un túnel en el que -sin tráfico- la salida y sus alrededores son claramente visibles desde un punto situado .fuera de la entrada al mismo.

10.2 Requisitos durante la noche En cuanto a los requerimientos del alumbrado durante las horas de la noche, la situación es inversa a la de las horas del día. El nivel de luminancia fuera del túnel es entonces menor que el de dentro y el problema de adaptación al agujero negro puede aparecer en la salida. No habrá dificultades mientras la relación entre la luminancia dentro del túnel y fuera de él sea menor de 3 : i . Esta condición no se logra, sin embargo, si la iluminación del túnel sigue funcionando con la misma intensidad durante la noche. El alumbrado adicional instalado en las distintas zonas para cubrir las exigencias de la luz diurna debe apagarse y la iluminación reducirse en número o atenuarse para lograr una luminancia media de 3 cd/m2 en toda la longitud del túnel. Las vías de salida con poca iluminación deben equiparse con una instalación de alumbrado aceptable en una longitud de unos 200 metros desde las salidas del túnel para ayudar a la adaptación de la visión del conductor.

10.3 Consideraciones generales

tema de emergencia, de manera que, bajo ninguna circunstancia, pueda disminuirse de repente el nivel de alumbrado por un factor mayor de 3.

10.3.1 Reflectancia y color de calzada, paredes y techo Para obtener un nivel alto de luminancia dentro del túnel lo más económicamente posible, la calzada y las paredes deben tener un alto grado de reflectancia. [Debería aumentarse artificialmente el brillo de la calzada.) Para una buena orientación visual es deseable que haya una pequeña diferencia de luminancia o de color entre la calzada y las paredes. Deben evitarse superficies con reflexión especular. El acabado de las paredes debe ser de material fácil de limpiar.

10.3.2 Polvo y gases de escape El tráfico que atraviesa un túnel acarrea gran cantidad de polvo. Además. los gases de escape de los vehículos contienen cantidades grandes de partículas de carbón sin quemar. Estas nubes de partículas reducen la agudeza visual en el túnel. Este efecto puede compensarse en parte con un alto nivel de iluminancia. Pero hay que establecer una buena ventilación para eliminar tales concentraciones rápidamente. Además de que estas concentraciones de polvo y gases de escape reducen la visibilidad, producen un rápido ensuciamiento de la superficie dentro del túnel. Este ensuciamiento causa una pronta disminución de luminancias, efecto que puede remediarse únicamente con frecuentes limpiezas de paredes y luminarias.

10.4 Equipo de alumbrado 10.4.1 Lámparas y luminarias Se recomienda una hilera continua de lámparas fluorescntes a lo largo del túnel. Para el alumbrado adicional que se precisa en las zonas de umbral y de transición se recomiendan las lámparas de sodio a baja presión por su eficacia notablemente elevada. Cuando se requieren niveles muy altos de alumbrado [como sucede a veces en los túneles submarinos) pueden resultar más económicas las lámparas de sodio a baja presión debido a que, con su mayor flujo luminoso. se precisa un número menor de luminarias. Las luminarias deben ser: robustas. con un mínimo riesgo de daño tanto por el tráfico como por la limpieza: a prueba de agua y resistentes a los materiales de limpieza y gases de escape; de fácil acceso y mantenimiento; con capacidad para el control adecuado de la luminancia de la fuente luminosa; provistas de fusibles independientes.

10.4.2 Alumbrado de emergencia Debe disponerse de alguna forma de alumbrado de emergencia que entre automáticamente en funcionamiento cuando falle la red principal de suministro. Como mínimo deberá conectarse una de cada tres luminarias al sis-

10.4.3 Equipo de regulación Puesto que el alumbrado de un túnel ha sido diseñado para ser compatible con un nivel máximo de iluminancia exterior [alrededor de 100.000 lux). es necesario -tanto desde el punto de vista de la economía como del confort visual- que los niveles de iluminación dentro del túnel queden automáticamente ajustados a las variaciones de la iluminación exterior. Hay dos métodos para conseguirlo: 1. Como respuesta a las modificaciones de la iluminancia horizontal del exterior. 2. Como respuesta a las modificaciones de la luminancia del exterior. El método 2 es preferible. porque asegura un ajuste corecto a las condiciones variables de la superficie de la calzada, como, por ejemplo, si está húmeda o seca, cubierta de nieve. etc. Este método necesita colocar un fotómetro a una distancia de unos 100 metros de cada entrada y dirigido hacia ella. Los dos fotómetros miden la luminancia que prevalece en la superficie de la calzada. frente a la entrada del túnel. en sus alrededores y en el cielo. La señal producida por los fotómetros sirve para ajustar automáticamente los niveles de alumbrado dentro del túnel a los valores requeridos.

11. Areas residenciales y peatonales En aquellas partes de las áreas residenciales en que está permitido el tráfico motorizado el alumbrado debe ser diseñado en vías a lograr seguridad en la calzada por un lado y protección y amenidad por otro. En las áreas peatonales cerradas a todo tráfico motorizado, la seguridad viaria deja de ser un objetivo del diseño y puede darse todo el énfasis en dotarlas de un alumbrado que proteja eficazmente y sea ameno. El alumbrado de ambas áreas residencial y peatonal debe y puede, si se diseña adecuadamente, aumentar el atractivo de la zona tanto a los residentes como a los visitantes. Esta meta puede ser alcanzada por arquitectos, urbanistas y técnicos de alumbrado trabajando conjuntamente y cada uno beneficiándose del conocimiento y experiencia del otro.

11.1 Criterios d e alumbrado Las demandas sobre alumbrado de peatones y residentes puede resumirse como sigue: peatones: que facilite el movimiento y la orientación y que posibilite el reconocimiento de los rasgos faciales. residentes [en sus hogares): que ayude a detectar la presencia de intrusos y que no constituya una incomodidad [especialmente en forma de deslumbramiento). ambos grupos: que mejore el atractivo de los alrededores y que sea suficientemente funcional como para reprimir la violencia, el vandalismo y el crimen.

11.1.1 Nivel de iluminación Las recomendaciones para el alumbrado de paseos públicos y áreas peat* nales pueden compararse a las del alumbrado de carreteras en tanto en cuanto ambas estén diseñadas Dara facilitar el movimiento v el reconocimiento nocturnos. Hay tres. puntos' principales de diferencia e6 el alumbrado para Deatones. El rimero es que. comparados con vehículos motorizados. los Peatones se mueven mucho más .lentamente, con lo que se dispone de mucho más tiempo para que la visión se adapte a los cambios de luminancia. Los niveles de alumbrado y la uniformidad son. por tanto, menos críticos, especialmente la segunda, que en el caso de tráfico motorizado, mucho más rápido. La segunda diferencia ,es que, mientras el conductor de un vehículo no se apoya exclusivamente en el alumbrado de la calzada para su orientación -tiene los faros del vehículo para ayudarle-, un peatón sólo tiene la iluminación prevista a lo largo del paseo; el valor mínimo de ese alumbrado es. por consiguiente, de enorme importancia. El tercer punto de diferencia es que el peatón, en mayor medida que el conductor. necesita sentirse seguro y protegido en sus pasos, de manera que el alumbrado d e berá facilitar el reconocimiento facial de los transe0ntes. Seguridad de movimientos Es importante para los peatones poderse mover de manera segura, por lo que el alumbrado debe ser suficiente para revelar los obstáculos del caml-

no potencialmente peligrosos, así como irregularidades y baches. Estos requisitos se cumplen si la iluminancia horizontal en cualquier punto no es menor de 0.2 lux y preferentemente un valor mínimo de 1 lux, siendo éstos los valores recomendados en la guía de la CIE sobre alumbrado de emergencia en el interior de edificios (borrador 1980). Reconocimiento facial Es importante para los peatones poderse reconocer entre sí cuando se encuentran. Un reciente estudio muestra que el parámetro de alumbrado que mejor correlación guarda con el reconocimiento facial es la iluminancia semicilíndrica. De las pruebas realizadas en exteriores, bajo alumbrados típicos v en zonas residenciales, se deducía que para un buen reconocimiento 'facial a ' una distancia de observación de 4' m '(la distancia -segura. s i se presiente un ataque) se requiere una iluminancia semicilíndrica en la cara de 0,8 lux. Orientacidn ', Una buena orientación implica la capacidad para identificar casas y otros edificios y peculiaridades de los alrededores, especialmente cruces de viales. Estos requisitos se cumplimentarán como meta rutinaria con la mayoría' de los sistemas de alumbrado residencial. Los letreros con los nombres de las calles en especial debieran estar bien iluminados. Seguridad El alumbrado residencial tiene normalmente que cumplir una función doble desde el punto de vista de la seguridad: debe disuadir a posibles intrusos o ladrones; aun fracasando en esto, debe como mínimo revelar su presencia a los residentes y transeúntes. Ambos objetivos se alcanzan normalmente s i se cumplen las exigencias requeridas para un buen reconocimiento facial. Un buen alumbrado servirá no sólo para reducir el número de interrupciones nocturnas; también debe constituir un factor desalentador del crimen y vandalismo urbanos. El peatón es especialmente vulnerable al ataque en la oscuridad. Se espera, para combatir esto, que el alumbrado facilite el reconocimiento de las caras desde una distancia a la que sea todavía factible evitar o repeler la amenaza. Las pruebas han demostrado que para este aspecto de seguridad el requisito relativo al reconocimiento facial mencionado anteriormente (a saber: una iluminancia semicilíndrica en la cara de unos 0,8 lux) es también aplicable. Niveles recomendados Cuando no se considera la seguridad vial de los conductores el alumbrado -.de las áreas residenciales o peatonales se ha diseñado siempre en base a los valores recomendados pa;a iluminancia horizontal. que se muestran en la Fia. 11-1. Por conveniencia. los 0.8 lux de iluminancia semicilíndrica que se han "mencionado se expresan aquí p b r la iluminancia horizontal equivalente a grosso modo. en general: 5 lux. Debe notarse, sin embargo. que la relatióri entre iluniiriancia horizontal y semicilíndrica depende de la distribución de luz y de la colocación de las luminarias en la instalación. Esto significa que Úna instalación diseñada específicamente para satisfacer el mínimo de 0,8 lux (semicilíndrica) puede dar merrus-d e 5 lux de iluminancia horizontal y ser aceptable. Cuando se deba considerar la seguridad viaria de los conductores se han de aplicar las recomendaciones dadas en las secciones 9 y 10. -

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Observaciones Mínimo para seguridad de movimientos; detección de obstáculos. Media para aseguro- reconocimiento facial. Alumbrado atractivo.

Fig. 11-1. lluminancias horizontales recomendadas para áreas residenciales o peatonal-.

11.1.2 C o n t r o l d e l d e s l u m b r a m i e n t o El problema del deslumbramiento es menos crítico para los peatones que para los conductores. principalmente a causa de la diferencia en velocidad. El peatón tiene mucho más tiempo para adaptar su visión a los cambios de brillo en su campo visual, por lo que es menos probable que se vea cegado hasta el extremo de chocar con un obstáculo del camino. De hecho, algún que otro brillo es bien recibido, pues colabora a lograr un efecto atractivo y animador. Una regla importante para mantener el deslumbramiento en un mínimo a c e p table es que no se coloque ninguna fuente de luz sin apantallar al nivel de los ojos; deben ponerse más bajas de un metro -como en el caso de b e lardos- o más altas de tres metros aproximadamente. Un peatón está más expuesto a sufrir deslumbramiento molesto que deslumbramiento perturbador. La validez del índice de deslumbramiento (G) -13 medida para el deslumbramiento molest* no se ha investigado para luminarias con altura de montaje inferior a los 6,5 m. Además, incluso cuand3 la altura de montaje es superior a ese valor rara vez se puede usar el índice de deslumbramiento en recomendaciones relativas a zonas residenciales, porque en ellas la disposición de las luminarias es siempre irregular y G sólo puede determinarse para hileras de luminarias dispuestas regularmente. Sin embargo. en la práctica, la sensación de deslumbramiento vendrá provocada por luminarias concretas brillantes que aparecen cerca de la línea directa de visión y no por el efecto combinado de todas las luminarias del área. Es razonable, por tanto, limitar la luminancia de cada luminaria para ángulos crítico de emisión. Se ha comprobado que el producto LA0.= (expresándose L en cd/m2 y A en m') es el parámetro de la luminaria más aconsejable para controlar el deslumbramiento en zonas residenciales. El valor de este parámetro nunca debe rebasar las 2.000 cd, y para alturas de montaje inferiores a los 6 m será preferible un máximo^ inferior. Una luminaria mal situada con respecto a una casa vecina puede. con la luz lanzada a través de las ventanas de la casa, contribuir a una iluminación interior no deseada y crear una perturbación visual e incluso deslumbramiento al mirar hacia afuera. Si no se pueden situar las luminarias evitando este problema, se deben emplear al menos luminarias bien apantalladas.

11.2 Instalaciones de alumbrado 11.2.1 Lámparas Las investigaciones recientes paracen sugerir que en la evaluación de un ambiente exterior pesa mucho más la apariencia en color que el rendimiento en color.

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O E S u u w +

de lectura o de inspección y movimiento de mercancías. El nivel y la uniformidad del alumbrado que se.necesita depende. por un lado, de la tarea visual que el trabajo requiera y, por otro, del grado de eficacia y seguridad en el trabajo que se precise. También debe considerarse la seguridad de las personas y de las cosas. La Fig. 12-1, que está basada en el borrador de la publicación de la CIE .Guía para alumbrado de áreas., da directrices para la iluminación y la uniformidad para diferentes categorías de zonas.

Categoría

lluminancia media horizontal en servicio (luxl

Uniformidad

Ejemplos

Emin/Emd

1. SEGURIDAD Y VIGILANCIA

a) Areas de bajo riesgo b) Areas de riesgo medio

C)

Areas de alto riesgo

Zonas de almacenamiento Almacenamiento de vehículos; terminales para contenedores con tráfico normal Refinerías de petróleo; plantas químicas; centrales eléctricas y de gas

2 . MOVIMIENTO Y TRAFICO

a) Peatonal b) Tráfico lento C)

Trafico normal

Mo~i~miento de personas únicamente Movimiento de carretillas elevadoras, camiones y bicicletas Viales de terminales de contenedores; estaciones de clasificación de vagones

3. TRABAJO GENERAL

a) Muy basto b) Basto Normal

C)

d) Fino

Excavaciones; demoliciones Manejo de planchas Construcción; carplntería Pintura; trabajos el6ctricos

Fig. 12-1. Nivel y uniformidad de iluminación recomendados, según las diversas categorías de trabajos. Deslumbramiento El grado requerido en la limitación del deslumbramiento depende, desde luego, del tipo de zona en cuestión. En general. el deslumbramiento disminuirá al aumentar la altura de montaje. La elección de los proyectores y el cuidado en el enfoque de los mismos puede ayudar también a mantener el deslumbramiento al mínimo. Algunas veces, cuando el deslumbramiento es crítico, se deben incorporar a los proyectores rejillas especiales. La eficacia de estas medidas puede ser evaluada comparando la lurninancia equivalente de velo (Sec. 9.1.3) que resulta del alumbrado para diferentes direcciones críticas de visión. Lámparas Se recomiendan para la iluminación por proyección las Iámparas de descarga de alta intensidad. Las de uso más frecuente son las de sodio a alta

presión SON/T y las de halogenuros metálicos HPI/T, aunque cuando no se necesita discriminación de colores la lámpara de sodio a baja presión SOX también ofrece una buena solución.

12.1.2 Requisitos específicos Alumbrado de puertos Los puertos, y especialmente los muelles para contenedores, pueden ser alumbrados eficazmente mediante proyectores en postes altos. Dado que la visión de los pilotos de barcos está generalmente adaptada a la oscuridad, debe ponerse especial atención en prevenir el deslumbramiento directo e indirecto (por las reflexiones en el agua], y la elección de los proyectores debe efectuarse teniendo en cuenta este requisito. Alumbrado de aeropuertos* Los pilotos pueden disponer de diversas ayudas para resolver los problemas que encuentran en la aproximación a un aeropuerto, el aterrizaje y el rodaje hasta la zona de estacionamiento. Estas Iámparas guían al piloto gracias a su diseño especial, emplazamiento y color. Por consiguiente. forman más un sistema de balizamiento que una iluminación de áreas u objetos. El carácter internacional del tráfico aéreo hace imperativo normalizar los sistemas y colores en el alumbrado de aeropuertos para afianzar la seguridad en el movimiento de aviones. Estas normas y recomendaciones internacionales para la aviación civil son formuladas por la =International Civil Aviation Organization. -1CAO-, entidad que depende de las Naciones Unidas y está compuesta por representantes de las naciones interesadas en el transporte aéreo. Las reglas y recomendaciones para aeródromos adaptadas por esta entidad se comunican a los asociados en el anexo 14 al Convenio sobre Aviación Civil Internacional. Luces de aproximación y aterrizaje. Desde el punto de vista de las ayudas visuales, las pistas se dividen en las siguientes categorías: 1. 2. 3. 4.

5.

Pistas sin instrumentos. Pistas con instrumentos de aproximación. Pistas con aproximación de precisión categoría l. D.H. = 60 m, R.V.R. = 800 m. Pistas con aproximación de precisión categoría II. D.H.= 30 m, R.V.R.= 400 m. Pistas con aproximación de precisión categoría III. D.H. = O m, R.V.R. = a l 200 m. b] 50 m. c) Om.

Nota.-D.H. = altura de decisión. R.V.R. = alcance visual de la pista. Las ayudas luminosas que corresponden a cada una de estas categorías. junto con una indicación de la cantidad de Iámparas y los tipos apropiados de la gama Philips de luces para aeropuertos, se encuentran enumeradas en las Figs. 12-2, 12-3 y 12-5. Una explicación de los términos usados se da en la Fig. 12-4. La información aquí suministrada es forzosamente incompleta: ,las cantidades dependerán del sistema de iluminación que haya sido seleccionado. Luces de rodaje. Las ayudas luminosas para pistas de rodaje, junto con los tipos apropiados de la gama Philips para este fin, se dan en la Fig. 12-6. Vdase tambidn el Informe Técnico n . O 15 de Philips: SBasic lnforrnation on Avlation Monografía de aplicación: .Approach Slope Guidance Llghts..

y la

Lightlng-.

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kz

Eg EWm.4 +.

Luces requeridas

Tipo según el catálogo Philips

azul

PS 22

Areas peligrosas. En este caso se recomienda a menudo el alumbrado mediante proyectores en mástiles altos. ya que así es menor el número de obstáculos (en general postes). Los proyectores empleados en estas áreas, donde puede haber gases explosivos, vapores o líquidos volátiles, deben ser .con cuerpo resistente a la presión. o de -seguridad incrementada(ver Sec. 2-12).

verde

PS 27/04 (haz estrecho) PS 34/04 (haz ancho)

12.2 Edificios y monumentos

Barra de parada

rojo

PS 27/04 PS 34/04

Barra de despegue

amarillo

Emplazamiento Bordes de ,la pista de rodaje Línea central de la pista de rodaje

Fig. 12-6. Ayudas luminosas para pistas de rodaje.

Ayudas luminosas y equipos varios. La gama de ayudas luminosas y de equipos para aeropuertos que Philips puede ofrecer es extensa. La gama de elementos disponibles incluye desde luces señalizadoras de obstáculos para ser empleadas en edificios, antenas, postes, chimeneas, etc., hasta sistemas de alimentación eléctrica completos con su panel de control diseñados para satisfacer los requisitos exigidos por las autoridades de un aeropuerto. Alumbrado del estacionamiento. Tanto la iluminancia horizontal como vertical .de la explanada o zona de estacionamiento de aviones son importantes. Los niveles recomendados son 20-50 lux y 5-50 lux, respectivamente. La iluminancia vertical necesaria para una determinada actividad puede rebasar los 50 lux, pero la iluminancia extra se obtiene en esos casos de fuentes de luz móviles. Las áreas oscuras provocadas por las sombras de los propios aviones se deben evitar iluminando un avión desde dos direcciones como mínimo. Excepto para ciertas áreas de servicio. no es tan importante la uniformidad global de la iluminancia. De hecho. la iluminancia debe disminuir gradualmente en dirección hacia las pistas de rodaje, con el fin de ayudar a que los ojos de los pilotos que entran o salen de la explanada se adapten a los cambios de luminosidad. Para ciertas zonas, por ejemplo, áreas de aparcamiento. la uniformidad debe ser acorde con los requisitos locales. No debe producirse ningún deslumbramiento que ofusque a: Pilotos de aviones en maniobra. Pilotos de aviones aproximándose o aterrizando. Controladores de tráfico en la torre de mando. Personal en tierra. La luz dispersa en direcciones por encima de la horizontal debe eliminarse tanto como sea posible. La máxima altura de montaje de un proyector en relación a su distancia desde la pista puede determinarse consultando la norma internacional sobre obstáculos para aviones en vuelo (publicación de la ICAO, Anexo 14 del Convenio Internacional sobre Aviación Civil, parte IV. párrafo 1.6). Los postes de alumbrado no deben obstruir la visión de los controladores de tráfico ni de los pilotos de aviones. Ni deben constituir un peligro para las maniobras de Iqs aviones. La posición final exacta de los postes dentro de determinadas áreas puede tener en cuenta aspectos estéticos. Una parte del alumbrado de las zonas de estacionamiento o un sistema indeoendiente debe .proporcionar alumbrado de emergencia en caso de faltar la . tensión de red.

176

12.2.1 A l u m b r a d o convencional mediante p r o y e c t o r e s Con la iluminación del exterior de un edificio se intenta atraer sobre él la atención de los que pueden observarlo y crearles una impresión favorable. En el caso de edificios comerciales como oficinas o grandes almacenes, la iluminación por proyección es siempre una sutil y digna, además de elevada eficacia, forma de anunciarse. Los edificios oficiales. las iglesias. los monumentos y los edificios históricos, por otro lado, iluminados de esta manera constituyen generalmente una expresión del orgullo ciudadano. Sin embargo, también está presente con frecuencia el aspecto publicitario: a menudo el objetivo es atraer hacia la ciudad turistas, nuevos negocios o industrias. Durante las horas diurnas un edificio está iluminado por la luz directa del sol, la difusa radiada desde el cielo o por ambas. El resultado es que los rasgos arquitectónicos del edificio se ponen de relieve por un variado juego de luces y sombras. El diseño de una buena iluminación por proyección presupone un estudio detenido de estos efectos luminicos, ya que a m e n d o es la mejor manera de descubrir las pecularidades que son más atracti~,; y después hacer el diseño de acuerdo con ellas. Las técnicas de iluminar un edificio con proyectores no están basadas solamente en la luminotecnia: el sentimiento y la comprensión de los valores estéticos son de igual importancia. Consideraciones generales Linea de observación. Generalmente hay varias direcciones desde las cuales puede observarse un edificio, pero muchas veces una de ellas puede seleccionarse como principal. Distancia. La distancia de observación es importante. puesto que de ella dependen los detalles de fachada que permanecerán visibles. Alrededores y fondo. Si los alrededores y el fondo de un edificio son oscuros se necesitan bajos niveles de luminancia para que el edificio destaque contra el fondo (Fig. 12-7a). Si hay otros edificios cercanos, sus ventanas iluminadas producirán una fuerte impresión de luminancia. Se necesitará más luz para que la i l u m i n a ción por proyección produzca el impacto deseado. Lo mismo ocurre si además el fondo también produce resplandor (Fig. 12-7b). Otra solución puede ser la de crear contraste de color en vez de contraste de luminosidad. Obstáculos. Los árboles y cercas que rodean un edificio pueden formar un elemento decorativo de la instalación. Un método atractivo para el trato de estos obstáculos es colocar las fuentes luminosas detrás de ellos: entre ellos y el edificio. Esto tiene dos ventajas: primero, las fuentes luminosas son invisibles para el observador, y segundo, los árboles y cercas se ven como siluetas contra el fondo iluminado de la fachada, lo que aumenta la impresión de profundidad. Agua. Puede favorecer el proyecto cualquier extensión de agua que haya delante del edificio, tal como lago, foso, río o canal. El edificio iluminado se reflejará en la superficie del agua. superficie que se comporta como -espejo negro..

Fig. 12-7. Un edificio ilumlnedo con proyectores. con un fondo el oscuro, b) claro.

Emplazamiento y selección de proyectores Una vez elegida la dirección principal de observación se puede decidir la situación y posición de los proyectores principales y de cualquier luminarla complementaria que se desee. La experiencia indica que la mejor disposicl6n de las fuentes luminosas para un edificio con planta rectangular es el indicado en la Fig. 12-8. La Iínea principal de observación está indicada por la flecha A y la situación de las unidades luminosas por los puntos marcados B. Al colocar los proyectores en los dos extremos de la diagonal se obtiene un buen contraste de brillos entre los dos lados contiguos del edificio; esto, junto a una diferencia en el nivel de alumbrado, ayuda a destacar la forma del edificio, mientras que el ángulo oblicuo de incidencia resalta la textura de los materiales de la superficie de paredes del edificio.

Flg. 12-8. Le posición de las fuentes iumlnosas [B) ha sido seleccionada en relación con la Iínea principal de observación [flecha A). para poner de ralleve le forma de un edificio.

Es necesario investigar todos los posibles emplazamientos de las fuentes luminosas. Por ejemplo. elementos salientes o voladizos como balcones, muros o balaustradas pueden enriquecer la apariencia de una fachada s i se les incluye en el esquema de iluminación. En este caso los reflectores deben colocarse a cierta distancia de la fachada para evitar que resulten sombras excesivas o duras. Si no hubiese espacio para esto se podrian utilizar pequeñas fuentes luminosas. como iluminación complementaria, colocadas en el mismo voladizo [Fig. 12-9).

Fig. 12-9. Sombras excesivamente acusadas a): eliminadas mediante iluminación complementaria b). y mediante colocación de los proyectores a mayor distancia c)

.

C

Elementos entrantes o cóncavos, como galerías o balcones. quedarán en sombra al colocar proyectores a poca distancia de la fachada. En estos casos se puede usar iluminación complementaria colocada en las mismas partes entrantes. La luz de otro color puede ser apropiada para este fin. Una iluminación por proyección colocada a una mayor distancia produce menos s o m bras y elimina la necesidad de la iluminación adicional. La situación de los proyectores y la elección del tipo de los mismos [a saber: forma, aberturas e intensidad del haz) están interrelacionados. Como regla general, un edificio bajo se iluminará mediante proyectores de haz estrecho e intensidad moderada situados muy cerca y con -apunte. ascendente o por otros de potencia similar de haz ancho y colocados bastante más lejos. En cada caso, cuanto más alto sea el edificio tanto mayor debe ser la intensidad del proyector empleado. Las lámparas utilizadas en proyectores varían desde el tipo incandescente de 25 watios. que puede usarse para proporcionar luz de relleno [quizá bajo un arco), hasta las de halogenuros metálicos (HPI/T) de 2.000 watios, precisas para la iluminación del extremo superior de un edificio elevado. Las únicas Iámparas que en general no se emplean en este campo son los tipos SL, PL y ML. Algunas de las muchas alternativas para colocar las fuentes luminosas son en los postes del alumbrado público o en postes expresamente colocados para este fin, en el techo de un edificio vecino, en soportes fijados en la misma fachada. en el suelo, detrás de muros bajos. setos y arbustos o en hoyos especialmente construidos. lluminancias recomendadas A l determinar la iluminancia necesaria para dar a una fachada el grado desea do de impacto visual se han de tener en cuenta algunos factores importantes. Siguiendo en importancia a la luminosidad del entorno y del fondo (véanse los comentarios anteriores bajo este título). tenemos la naturaleza del material constructivo: cuanto más oscuro es. mayor será la iluminancia necesaria para lograr una grata impresión de luminosidad. Además está la textura del material y el ángulo de la luz que incide sobre el mismo. Para una instalación normal. en que el haz de luz está orientado hacia arriba y en direcc16n a una pared vertical, la cantidad de luz reflejada que alcanza al observador decrece con el aumento de lisura de la superficie iluminada. Los niveles de iluminancia recomendados para el alumbrado de edificios por proyección se dan en la Fig. 12-10. establecidos teniendo en cuenta los puntos mencionados. Los citados niveles son los mínimos necesarios sobre

Material

Yeso: claro oscuro piedra calcáreaJarenisca: clara oscura TerracotaJhormigón: claro oscuro Granito: .-, claro oscuro Ladrillo: claro oscuro 'Mármol: claro oscuro

Alrededores (lux) Pobremente Fuertemente iluminados iluminados

30 1O0

120 400

40 80

160 320

50 80

200 320

50 150

200 500

30 150

120 500

30 300

120 900

El mhrmol puede mostrar una gama variada de texturas y reflectancias. desde claro y sln pul i r hasta oscuro y pulldo. Fig 12-10 Iluminancias minimas recomendados para la fachada -o fachadas- principal de un edificio en función del material de la mlsma (en condición normal de Ilmpleza) y de la luminosidad del entorno.

la fachada o fachadas principales del edificio a ilumlnar y para las diferentes condiciones que se especifican. En general, las fachadas secundarias deben iluminarse con un valor del 50 % del de la principal con el fin de resaltar la forma tridimensional del edificio. La excepción a esta regla se presenta cuando la forma del edificio queda destacada por la diferencia en el color de la luz y no por el nivel de iluminación. Datos de diseño Los principales datos necesarios para efectuar el diseño de la iluminación por proyección de un edificio pueden enumerarse como sigue: ,e Planos mostrando planta, alzado y principales secciones transversales del edificio que se va a iluminar. Planos representando en planta los detalles del entorno inmediato del edificio (por ejemplo, situación de otros edificios. carreteras. caminos, árboles, etc.) e indicando la dirección principal de observación y la situación de cualquier edificio o estructura brillantemente iluminada que entre en el campo de visión. Estos dibujos constituyen una ayuda apreciable para determinar las posiciones de los proyectores y los niveles necesarios de iluminación (una fotografía del edificio completo o de la maqueta será un valioso refuerzo). Descripción de los materiales usados en el revestimiento del edificio, incluyendo textura y luminosidad. 0 Anotación de la carga máxima admitida a instalar en proyectores.

12.2.2 Espectáculos de luz y sonido Bajo ciertas circunstancias se puede dar una alternativa excitante a la iluminación convencional por proyectores y que cala más en la imaginación de los observadores: son los llamados espectáculos de luz y sonido. La luz y el sonido, cuidadosamente controlados y armonizados, pueden crear una combinación impresionante de efectos audiovisuales utilizada para destacar completamente el significado histórico del edificio o del monumento que se está mostrando. Escenario La historia contada durante la representación está escrita en colaboración con el director artístico. Es la base del espectáculo e ilustra la historia del lugar, haciendo un uso apropiado de las leyendas y elementos folklóricos. Efectos luminosos Las principales formas del alumbrado empleado son: Iluminación general mediante proyectores. Alumbrado para efectos dinámicos y emocionales. Alumbrado para poner de relieve la arquitectura. Alumbrado para destacar pequeñas peculiaridades y detalles, a veces empleando proyectores especialmente diseñados. Luz rasante para provocar reflejos o destellos para poner de relieve la textura y ornamentación. Alumbrado a contraluz. Luminarias Se usan generalmente proyectores con diferentes aberturas de haz y luz blanca. en combinación con los dotados de filtros de color o de Iámparas de luz coloreada, para producir efectos luminosos en amarillo, ámbar, verde, rojo y azul. Elementos especiales, por ejemplo, rejillas. obturadores de la mas graduables, obturadores de encuadre, diafragmas preformados, se emplean para obtener un control riguroso de la distribución de luz. Entre las lámparas comúnmente empleadas están las halógenas de 300 W a 1.000 W (e incluso 2KW). las de vidrio prensado PAR56 de 300 W y las PAR38 de 75 a 150 W. Equipo especializado y diseño del proyecto La organización de 'un espectáculo de luz y sonido es siempre un asunto complejo que precisa de los servicios de varios especialistas que tengan a su disposición el sofisticado sistema electrónico de sonido y control n e c e sario para este tipo de proyectos y en muchos casos diseñado específicamente para el espectáculo en cuestión. La descripción del equipo especial y de la variada gama de técnicas empleadas en el diseño de un espectáculo de luz y sonido está fuera del ámbito de este manual. Puede obtenerse completa información poniéndose en contacto con la División de Electro-acústica (ELA) de N. V. Philips, Gloeilampenfabrieken, Eindhoven. The Netherlands.

12.3 Parques y jardines La iluminación de un parque o un jardín implica la iluminación de árboles. arbustos, setos y posiblemente lagos y fuentes. El objetivo esencial de la iluminación es el de acentuar durante la noche la belleza del escenario y eliminar zonas oscuras en un área ordinariamente bien iluminada.

12.3.1 Consideraciones generales A l proyectar la iluminación de un parque o jardín debemos hacernos las siguientes preguntas: 'Cuáles son los objetos más importantes hacia los cuales se debe llamar la atención y cómo pueden éstos mostrarse mejor? ¿Cuáles son los colores de los árboles y flores que se iluminarán? (La influencia del tiempo y de la estación en que la instalación funcionará debe tenerse en cuenta.) ¿Ou6 color de luz resaltará mejor los objetos y producirá el efecto más dramático? ¿Producirán los proyectores una iluminación suficiente para que el público pueda encontrar su camino o se necesitará una iluminación adicional para los senderos y paseos? ¿Funcionará la instalación durante pocos y cortos períodos o debe ser considerada como permanente o semipermanente? En el último caso, ¿vale la pena ocultar la instalación aun cuando los costos resulten altos muchas veces?

12.3.2 Arboles y arbustos Durante el día un árbol se ve generalmente como una silueta contra un'cielo brillante. Si el árbol está iluminado en la noche, la situación es inversa: el árbol sobresale claramente contra el cielo oscuro. Este efecto dramático queda realzado si las fuentes luminosas están ocultas. Las luminarias pueden iluminar el follaje desde cierta distancia o colocarse próximas al tronco, iluminando sus ramas desde abajo (Fig. 12-11).

Pueden lograrse hermosos efectos utilizando luces de diferentes colores. Las hojas. que son predominantemente amarillas o verdes, pueden iluminarse con luz amarilla de sodio o incandescente. En los árboles cuyo follaje sea intensamente verde o verde-azul se recomiendan lámparas de mercurio o fluorescentes verdes. Las Iámparas incandescentes de filamento concentrado y las de descarga en gas con tubo de descarga reducido son muy aptas para utilizarse en proyectores especialmente para conseguir haces de luz con pequeñas aberturas. Estos proyectores pueden, por consiguiente, utilizarse a gran distancia del objeto. Las lámparas fluorescentes, debido a su forma tubular, se instalan normalmente muy cerca del objeto a iluminar. En muchos casos deben emplazarse proyectores entre los visitantes y el objeto a iluminar. El deslumbramiento puede evitarse agregando a los proyectores pantallas limitadoras del haz. Como alternativa se pueden empotrar los puntos de luz en el suelo. teniendo en cuenta en este caso la necesidad de un drenaje.

12.3.3 Plantas y flores Los proyectores usuales son demasiado grandes para iluminar plantas pequeñas y arbustos. Para este fin sirven mejor las Iámparas reflectoras o luminarias diseñadas en forma de flores (cálices), campanas u hongos (Figura 12-12). Las especialmente diseñadas tienen la ventaja de que durante las horas del día cumplen un papel más decorativo en un parque que las normalizadas. más funcionales.

Fig. 12-12. Una luminaria decorativa tlpica de jardín.

Un buen rendimiento en color es esencial para la iluminación de macizos florales. Considerando el bajo nivel de iluminancia que se necesita, suelen utilizarse Iámparas incandescentes normales para esta aplicación. Las Iámparas incandescentes de vidrio prensado son también muy aptas por ser resistentes y fáciles de instalar. Como ciertas especies florecen solamente temporalmente, el período en que están iluminadas será también limitado. Por consiguiente, la iluminación de los macizos florales tendrá también carácter temporal. Por estas razones se recomienda el uso de una instalación a prueba de agua con cables flexibles, de fácil conexión a unas cajas permanentes de empalme estancas a la intemperie.

12.3.4 Fuentes En muchos parques hay zonas de agua. Puede ser un estanque o un lago natural o artificial. Agregar una fuente iluminada es quizá el método más efectivo para vitalizar la iluminación de un parque. De todos modos, para este tipo de iluminación hay que utilizar luminarias especiales estancas al agua. cuya descripción está fuera del alcance de este

12.4 Cálculos Hay dos métodos para establecer el tipo y número de proyectores necesarios para lograr la iluminancia deseada: el del flujo luminoso y el de la intensidad luminosa. El primero es recomendable para grandes fachadas y el segundo para torres altas, campanarios, chimeneas, etc.

12.4.1 Método de la intensidad luminosa r I 6 12-13. CBlculo de la intensidad lurnlnosa si el haz Inclde: a) perpendlnilamente en una muprrflcle. y b) con un dngulo a.

En este método el punto de partida es el cálculo de la intensidad luminosa (en candelas) que debe ser irradiada por la fuente luminosa en determinada dirección para producir la iluminancia vertical deseada. Esta intensidad luminosa, 1, se calcula con las fórmulas:

Z= donde:

12.4.2 Método del flujo luminoso

(Fig. 12-13a) o

1= Ed2

Eh2

sen' a c o s a

I ' ~ t emétodos requiere el cálculo del número total de Iúmenes (o sea. e l IluJo luminoso total) dirigidos hacia la fachada por todas las Iámparas. Este total puede calcularse con la fórmula:

(Fig. 12-13b)

E = iluminancia vertical sobre la fachada, en lux; h = altura en metros entre el plano de montaje de los proyectores y el punto donde el centro del haz de luz incide en la fachada; d = distancia horizontal, en metros, entre el proyector y la fachada; a = ángulo con el cual el haz de luz incide en la fachada (Nota: a = arc t g h/d).

Conociendo el valor de I se pueden usar dlagramas de intensidad luminosa o tablas para determinar el tipo de proyector apropiado. Ejemplo: Se desea iluminar la torre y el campanario de una iglesia. Su altura es de 90 metros. Se coloca un proyector en el techo del edificio vecino de una altura de 20 metros situado a una distancia de 75 metros de la torre. La iluminación requerida es de 50 lux.

90- 2% - 43O 75

a = arctg-

F = área de la superficie iluminada en m?; E = iluminancia deseada, en lux; '1 = factor de utilización, que tiene en cuenta la eficiencia del proyector y las pérdidas de luz (eficiencia luminica). La presencia de un factor de utilización en esta fórmula indica que no todos los Iúmenes de las Iámparas contribuyen al nivel de iluminancia de la facliada. Los Iúmenes producidos se enfocan mediante reflectores y es inevitable alguna pérdida. Después de algún tiempo de funcionamiento del proyector hay otra pérdida, porque se reduce el flujo luminoso debido al enveleclmlento de las Iámparas y a la acumulación de polvo tanto en la lámpara como en el proyector. Finalmente. un porcentaje de las pérdidas se debe u la luz que se desperdicia, o sea, la que no incide en la fachada del edificlo. En la práctica puede aplicarse un factor medio de utilización entre 0,25 y 0.35. Poniendo esta cifra en la fórmula anterior se puede calcular el flujo lumilioso total. Dividiéndolo por la cantidad de Iúmenes por proyector resulta 01 número requerido, de proyectores:

donde:

1

Número de proyectores =

@total

(PPWDSIOI

= 720 000 candela

El proyector seleccionado debe tener, por consiguiente, en el centro del haz de luz una intensidad de 720.000 candelas (o dos proyectores de la mitad de este valor). El diámetro de la luz proyectada puede calcularse con la fórmula:

donde:

D = distancia entre el proyector y la superficie iluminada. y 8 = abertura del haz del proyector en grados (para el ángulo se toman en cuenta solamente aquellas intensidades luminosas de la curva polar que sean superiores al 50 por 100 de la máxima).

lI

13. Requisitos generales Una instalación de alumbrado de campos de deportes debe proporcionar: Condiciones visuales adecuadas para los jugadores que no perturben la velocidad ni la precisión de su actuación. Condiciones visuales buenas que permitan a los espectadores seguir el juego con un mínimo de esfuerzo. Un alumbrado que se integre con el estilo arquitectónico de la sala o del estadio y si es posible lo realce. El alumbrado debe, por otra parte. satisfacer las exigencias técnicas necesarias para los distintos medios de retransmisión. Desde el punto de vista de la iluminación, deben distinguirse las canchas deportivas según el tipo de juego y además de acuerdo con la categoría deportiva del juego. Se pueden definir cuatro de tales categorías: de distracción. de entrenamiento. de competición normal y de competición profesional (con facilidades para la retransmisión por televisión en color). Cuanto más baja es la categoría del juego menos estrictos son los requisitos de calidad que se exige al alumbrado.

13.1 Criterios de diseño

I

1

Las condiciones visuales quedan determinadas por los siguientes factores: Contraste de los jugadores o la pelota con el fondo de la cancha y contraste en los propios cuerpos de los jugadores. 0 Estado de adaptación del ojo. Grado de restricción del deslumbramiento. Tamaño aparente de los objetos (especialmente la pelota]. Velocidad aparente de los objetos (otra vez especialmente la pelota). Los tres primeros factores sólo guardan relación con el propio alumbrado, mientras que los otros dos dependen del tipo de juego. Se piden mayores exigencias sobre contraste, nivel de adaptación y evitación de deslumbramiento cuando el tipo de juego implica objetos de tamaño aparente pequeño o de velocidad aparente elevada, por lo que estos factores son importantes a la hora de definir 'el alumbrado necesario para las diferentes clases de juego. El tamaño aparente de un objeto depende de su tamaño real y de la distancia de observación; la velocidad aparente es función del valor y dirección de la velocidad real con relación a la dirección de observación.

13.1.1 Niveles de ilurninancia Fundamentalmente es la iluminancia horizontal la que determina el nivel de alumbrado sobre el campo de juego. y dado que éste sirve de fondo en la observación de jugadores y pelota, una iluminancia horizontal adecuada es imprescindible para crear el contraste de fondo correcto. Además, al ser el área iluminada la mayor porción del campo visiual. es la iluminancia horizontal, junto con la reflectancia, la que establece el estado de adaptación visual o el valor de la señal global en las cámaras. Un buen contraste en el propio cuerpo de los jugadores es esencial para que sean reconocibles e identificables, y esto sólo se logrará si los planos verticales son alcanzados por suficiente luz. En términos de alumbrado ello significa que la iluminancia vertical ha de ser adecuada. La iluminancia ver-

tical está caracterizada no sólo por su magnitud, sino también por su dirección. La iluminancia vertical se considera en un plano perpendicular a la Iínea visual de observación. Para los jugadores es importante, en general, una iluminancia vertical adecuada en todas las direcciones, mientras que para los espectadores y cámaras que ocupan sitios prefijados sólo es necesario considerar la iluminancla en el plano vertical que corresponda a su Iínea de mira.

La iluminancia horizontal (si es un criterio de diseño, la iluminancia vertical también) debe cumplir requisitos específicos con respecto a la uniformidad para garantiza1 que la zona de juego esté suficientemente iluminada en todos los puntos. La uniformidad se expresa generalmente por:

siendo: Emi. = iluminancia mínima; Ed = iluminancia media.

En la práctica, la iluminancia vertical que jugadores y espectadores requieren se logrará automáticamente en la mayoría de los casos cumpliendo las exigencias en cuanto a iluminancia horizontal. Por tanto. en la práctica, la iluminancia vertical sólo es un criterio de diseño cuando tiene que tenerse en cuenta la retransmisión por televisión en color (véase Sec. 13.2). La Fig. 13-1 da las iluminancias horizontales recomendadas para una serie de deportes en interiores y exteriores y según categoría del juego. lluminancia horizontal Tipo de deporte

Fútbol Balonmano Rugby Gimnasia Beisbol Balonvolea [interior) Badminton (interior) Hockey [interior/exterior) Natación [interior/exterior) Waterpolo (interior/exterior) Saltos de trampolín (interior/exterior] Patinaje (interior) Patinaje [exterior) Hockey sobre hlelo [interior/exterior) Tenis íinterior/exterior) Equitación-carreras Equitación-saltos (interior) Equitación-saltos (exterior) Bolera Tiro Depende de Flg. 13-1.

190

la

(1~x1

Se produce deslumbramiento cuando una zona de luminosidad excesiva penetra o está cercana al campo visual. En la mayoría de los deportes los jugadores deben dirigir frecuentemente su mirada hacia arriba. La supresión total del deslumbramiento es, por consiguiente, bastante difícil. Sin embargo, el deslumbramiento puede reducirse a un mínimo con las siguientes medidas: Apantallando las fuentes de luz. Montando las fuentes de luz a la altura adecuada. Controlando el haz con luminarias que posean una óptica bien diseñada y reduciendo al mínimo el flujo disperso. Agrupando ciudadosamente las fuentes de alta intensidad lumínica y disponiéndolas de tal forma que el número de superficies luminosas visibles desde una dirección dada sea el mínimo. En muchos deportes. tales como fútbol. tenis y balonvolea, hay un sentido principal de desarrollo del juego a lo largo de la cancha, existiendo, por consiguiente, una dirección principal de observación. Para esta clase de deportes es preferible una iluminación lateral con los proyectores montados en hileras a lo largo de las dos bandas laterales. Con esta disposición se reduce el riesgo de deslumbramiento. se consigue un buen modelado y se proporciona una buena iluminancia vertical.

Uniformidad Em,nIEm.d

Distracción y entrenamiento

Competición

Entrenamiento

Competicidn

75 75 75 75 200 200

200-600 400 200-600 150 400 400

1 :3 1 :3 1 :3 1 :2 1:2 1 :2

1 : 1.5 1 : 1,s 1 : 1,s 1 : 1.5 1 : 1.5 1 : 1.5

200

400

1 :2

1 : 1.5

200

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13.1.2 Deslumbramiento

13.1.3 Modelación El termino .modelaciónm describe la capacidad de la luz para destacar formas s6lidas. Un reconocimiento nítido de las formas es esencial para apreciar las distancias y velocidades de los objetos. Su efectividad depende de la dirección de donde proceda la luz y del número y tipo de las fuentes lumínlcas usadas. El modelado puede ser 'duro., con sombras intensas como las que produce. por ejemplo, un solo proyector de haz estrecho, o puede ser =suave. como lo produce la luz difusa, por ejemplo. de un techo luminoso. Ninguno de estos extremos es deseable. aunque en el segundo caso es poslble mejorar el modelado agregando lámparas del tipo mspot=. La calidad de la modelación producida por varios sistemas de iluminaclón 88th indicada en la Fig. 13-2.

1

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Valores mlnlmos de llumlnancla recomendados

centro del terreno. para el

alumbrado de deportes.

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Exterior

1. Disposición en hileras.

1. Disposición en hileras. 2. Disposición de los proyectores

2. disposición regular de luminarias en el techo. 3 Techo luminoso.

en grupos múltiples. 3. Iluminación mediante cuatro torres.

l iu 13-2. Slsternas de iluminaclón interior y exterior especificados según un ucuerdo con la calldad de modelación producida.

iIn

orden descendente.

13.2 Alumbrado para TV y toma de películas

I

Un alumbrado que satisfaga las exigencias visuales de los espectadores y produzca una iluminancia horizontal en el terreno de juego superior a 300 lux será generalmente suficiente para cámaras de televisión y filmación en blanco y negro. Las cámaras de TV en color imponen al alumbrado exigencias mucho más severas: La iluminancia en el plano vertical, en dirección a las cámaras, debe ser por lo menos de 1.000 lux. La iluminancia del fondo (normalmente las tribunas de espectadores) no debe ser demasiado baja en relación con la de la superficie de juego. La relación entre las iluminancias Verticales máxima y mínima, medidas a 1,5 metros sobre el plano del suelo, no debe exceder de 3:1. La relación entre las iluminancias horizontales mínima y media debe ser menor de 1:1.5. La iluminancia vertical mínima para filmación en color dependerá de la sensibilidad de la película empleada y de la exposición. La relación entre la iluminancia vertical media y la exposición para una velocidad dada se presenta en la Fig. 13-3. Una cámara de televisión sólo puede distinguir diferencias de luminosidad del negro total al blanco absoluto en una escala de 1:40 unidades de luminancia. mientras que el ojo humano trabaja en una escala de 1:10.000. Las diferencias de luminancia dentro de la escena deben, por consiguiente, estar limitadas, lo que exige unos límites, superior e inferior, para la relación entre la iluminancia vertical y la horizontal; esta relación debe tener un valor comprendido entre 0,5 y 2.

I Abertura

lluminancia (luxl 25 fps 50 fps

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1,200 2.400 4.800

Fig. 13-3. lluminancia vertical media requerida para película de color 23 DIN/l60 ASA, con velocidades de filmación de 25 fps [1/50 seg) y 50fps(1/1~seg.).

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Con televisión en color. las propiedades cromáticas de las Iámparas empleadas toman una importancia preponderante, en especial su rendimiento en color. Sin embargo, el índice de rendimiento en color R. (así como la temperatura de color T.] es de importancia menor para la televisión en color. Por ejemplo. es bastante posible que dos Iámparas diferentes con el mismo valor de R. obtengan diferente rendimiento del color en una cámara de televisión. Iguzlmente, es posible que dos Iámparas con la misma temperatura de color -y. por ende. similar aspecto en color para el ojo humano- requieran diferentes ajustes para la cámara En resumen, para televisión en color debe considerarse todo el espectro de radiación de la lámpara cuando se quiere asegurar su adecuación y eficacia. De las lámparas disponibles actualmente, se pueden usar para televisión y filmación en color las de halogenuros metálicos. las de halógeno tungsteno y las tubulares fluorescentes.

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13.3 Conmutación 1

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Para estadios y polideportivos, el sistema de alumbrado debe ser flexible con el fin de adaptar el nivel de iluminación al tipo y categoría del deporte que se practique en cada momento. Este requisito exige un cierto número de escalones de conmutación del sistema.

13.4 Mantenimiento Por regla general. las luminarias deben instalarse a una altura bas te grande sobre el nivel de la cancha. Por consiguiente, es aconsejable ctaoorarse de que sean fdcilmente accesibles para poder efectuar la ~ i m p i e \ ~ c ' e l reemplazo de Iámparas y otras tareas de mantenimiento. Si se trata $a edificio, la situación de las fuentes de luz debe ser ya considerada dde'O

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I

Propiedades ópticas de la materia Reflexión Reflexión es el retorno de la radiación que Incide en una superficie sin que se produzcan cambios de frecuencia en ninguno de los componentes moncl cromáticos que la integran. Cuando se refleja la luz que incide en una superficie una porción de aquélla se pierde por absorción. La razón entre el flujo reflejado y el incidente se llama reflectancia de la superficie (antes factor de reflexión]. La porción de luz reflejada aumenta con el ángulo de incidencia (en general ángulo entre el rayo incidente y la normal a la superficie]. Cualquier superficie que no sea perfectamente negra reflejará luz. La cantidad que refleje y la manera en que se refleje queda determinada por las propiedades reflectivas de la superficie. La reflexión de cualquier superficie puede ser clasificada en especular, difusa y mixta.

Reflexión especular Reflexión especular es la que tiene lugar en una superficie pulimentada o extremadamente lisa. La reflexión especular está regida por dos leyes fundamentales: 1. El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal a la superficie en el punto de incidencia están en un mismo plano. 2. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión (Fig. 9a).

I

I I 9. Diferentes tlpos de reflexlán: a) especular; b) difusa: c) compuesta (prlnclpalrnente dirusa); d) compuesta (prlnclpalmente especular).

257

El conjunto de rayos reflejados forma una imagen del objeto reflejado en la superficie. Las superficies capaces de reflejar especularmente se emplean en luminotecnia como espejos, incorporándose en algunos tipos de luminarias. Entre los materiales utilizados para este fin se encuentran: aluminio anodizado. láminas de cromo, oro, plata y vidrios o plásticos aluminizados o plateados.

Reflexión difusa Si una superficie es rugosa o está compuesta de partículas minúsculas r e flectantes (por ejemplo, una superficie cristalina], la reflexión es difusa. Las partículas actúan como reflector especular, pero como la superficie de cada una de ellas está orientada según planos diferentes, aparece luz reflejada con diferentes ángulos (Fig. 9b). El papel blanco mate, los techos de yeso o escayola y la nieve son ejemplos de superficies que producen una superficie totalmente difusa. La pintura blanca mate se emplea en reflectores donde se requiere un ángulo de distribución de luz muy amplio.

Cuando pasa la luz a través del material se pierde una pequeña porción de ella por absorción. La razón entre el flujo transmitido y el incidente se llama transmitancia (o factor de transmisión) del material.

Refracción Cuando un rayo de luz sale de un medio y entra en otro puede cambiar su dirección. Este cambio se debe a una variación en la velocidad de la luz. La velocidad disminuye si el nuevo medio es más denso que el anterior y aumenta cuando lo es menos. Este cambio de velocidad va siempre acompafíado de una desviación del rayo luminoso que se conoce como refracción (Flg. 11).

Reflexión mixta Muchos materiales actúan como reflectores compuestos. es decir, su reflexión no es especular ni difusa, sino una combinación de ambas. Por ejemplo, un reflector difuso con una delgada capa de barniz transparente actuará como reflector casi difuso con ángulos pequeños de incidencia y como reflector más bien especular con ángulos grandes (Fig. 9c y d).

Fl ole"

1 1 . Refracción en los Ifmltes de sepa-

entre dos medios.

Reflexión total La reflexión total o reflexión interna total, como también se l e llama a veces, es una forma de reflexión especular que aparece en materiales transparentes (tales como vidrio. plásticos y agua), en las superficies donde la luz normalmente debería salir del medio. La reflexión total tiene lugar cuando el ángulo de incidencia excede de un cierto valor critico. En este caso los rayos incidentes se reflejan totalmente (Fig. 10).

I)os leyes fundamentales, las leyes de la refracción, gobiernan e l fen& iiisno: ., t . El rayo incidente. e l rayo refractado y la normal a la superficie en e l punto de incidencia están en el mismo plano. 2. La razón del seno del ángulo de incidencia al seno del ángulo de refracción es una constante que depende de los dos medios pertinentes y de la longitud de onds de la luz incidente. I nia constante se llama índice de refracción relativo de un medio'respecto a otro y se la designa habitualmente con la letra griega p. La segunda ley tln le refracción es conocida como ley de Snell y se expresa por >.

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V, por tanto. Flg. 10. Reflexión interna total que nyestm un rayo Incidente según el Bngulo critico 1, y q rayo totalmente reflejado (Ilnea de tra-

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Transmisión

1

Se denomina transmisión al paso de los rayos de luz a través de un medio sin que se produzca ninguna alteración de la frecuencia de sus componentes monocromáticos. Este fenómeno es característicos de ciertos tipos de vidrio, cristal, agua y otros líquidos.

sen al = m sen

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I n tlnocomposición de la luz blanca en sus colores componentes al pasar a lrrv6e de un prisma que la refracta (Fig. 121 se llama dispersión.

Apéndice B Esquemas de alumbrado Vías pública, Deportes

Flg. 13. Plano-polarizaclbn.

/

La distancia D en la Fig. 11 se conoce como desplazamiento. Esta letra se usa también para el ángulo de desviación, el ángulo que el rayo incidente forma con el rayo emergente cuando la luz pasa a través de un. prisma (Fig. 12). El ángulo de desviación (presentado para la luz roja) varia. con la longitud de onda. Para dirigir los rayos luminosos hacia determinadas direcciones exactamente calculadas se utilizan mucho los prismas, las lentes y otros mecanismos refractivos.

Polarización La luz que no está olarizada consta de ondas electromagnéticas que tienen vibraciones de iguafmagnitud en todas las direcciones perpendiculares a la de propagación del rayo. Estas ondas pueden descomponerse en sus componentes vertical y horizontal: cuando estas componentes son iguales, la luz no está polarizada: cuando son desiguales. la luz está parcialmente polarizada, y cuando toda la luz vibra en un solo plano se dice que está planopolarizada (Fig. 13). En principio el empleo de un plano-polarizador e n una luminaria dará como resultado una reducción del deslumbramiento reflejado en tareas visuales situadas horizontalmente. Pero el polarizador reduce la porción de luz polarizada horizontal emitida a un valor que crece con el ángulo vertical.

Esquemas de alumbrado Se puede ahorrar mucho tiempo, dinero y esfuerzo si el luminotécnico tiene a mano una serie bien seleccionada de esquemas de alumbrado que cubran una amplia gama de aplicaciones en interiores y exteriores. Durante varios años, la División de Alumbrado de Philips se ha dedicado a formar un archivo con tales esquemas. Los temas disponibles actualmente incluyen alumbrado de vías públicas, de canchas deportivas y de áreas. aunque puede disponerse en corto plazo de esquemas adecuados prácticamente a cualquier tipo de aplicación. A manera de ejemplo se incluyen en las páginas siguientes diecisiete esquemas, calculados por ordenador, de los más frecuentemente usados - o n c e son para vías públicas y seis para campos de deportes.

1

I

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Vías públicas

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Descripción general (véase también Sec. 9.5.11 Los esquemas de alumbrado para la iluminación de vías públicas cubren actualmente alrededor de 35.000 combinaciones de clases de calzada, altura de montaje de las luminarias, distancia entre postes. y consideran Ciferentes tipos de vías (con calzadas en uno solo o en dos sentidos], varias anchuras y separaciones de carriles y diversas clases de lámparas y luminarias. Los esquemas están representados en más de 200 hojas de tamaño DIN A4 y archivados en carpetas de anillas para facilitar su actualización a medida que lo requiere la ocasión [para mayores detalles sobre los esquemas y su método de utilización, el lector interesado puede consultar la publicación de Philips titulada Lighting Schemes for Road Lighting-lntroduction). Los once esquemas mostrados en este apéndice han tenido que ser modificados ligeramente para adaptarse al limitado espacio disponible. Como consecuencia, en lugar de las cuatro clases de calzada normales se incluye sólo las clases 1 y 3.

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I

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Abreviaturas Datos generales de la Instalacidn (dlstancias en metros) TILT. ANG. Angulo de inclinación de las lumlnarias en grados. DISTANCE AA Distancia desde el centro de la vía hasta la luminaria. MOUNTING HEIGHT Altura de montaje de las luminarias. RATlO S/H Relación entre la distancia entre luminarias y su altura de montaje. I

SPAC (M) Distancie longitudinal entre luminarias.

Datos de iluminancia horizontal en (IuxJ EAVR = E. lluminancia media en la superficie de la calzada. EMlN = E,,. lluminancia mínima sobre la retícula elegida. EMAX = E, lluminancia máxima sobre la retícula elegida. KERB RATlO Una relación de iluminancias [véase Glosario].

Distribución de luminancia y datos del deslumbramiento fluminancia en c d l d ) LAVR = L, Luminancia media de la superficie de la calzada. LMlN = .L,, Luminancia mínima sobre la retícula elegida. LMAX = ,L Luminancia máxima sobre la retícula elegida.

Uniformidad global.

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UL = L/(J., longitudinal Uniformidad longitudinal.

Indicador de control del deslumbramiento. Incremento de umbral.

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Iluminancia en servicio (1~x1

lluminancia en servicio (1~x1

Clase de calidad

Clase de calidad

Hierro y acero Zonas generales del interior de la planta Procesos automatizados Zonas de control, laboratorios Manufacturas farmacéuticas Inspección Comprobación de colores Manufactura de neumáticos

Plantas de producción que no precisan intervención manual Plantas de producción que precisan intervención esporádicamente Puestos de trabajo permanentemente ocupados Plataformas de control e inspección

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Industria del cuero Talleres de wnfecciiári

Zonas generales de trabajo Prensado, cortado, cosido, fabricación de zapatos Clasificado, comprobación, control de calidad

A-B A-B A-B

Costura Inspección Planchado

Máquinas y talleres de ajuste Fabricación de cables Ensamble de aparatos telefónicos Bobinados Montaje de receptores de radio y N Ensamble de componentes electrónicos y trabajos de ultraprecisón

Trabajos ocasionales Trabajos bastos de máquina o banco. soldadura Trabajos medios de máquina o banco, máquinas automáticas corrientes Trabajos finos de máquina o banco, máquinas automáticas finas, inspección y prueba Trabajo de alta precisión, calibrado e inspección de pequeñas piezas complicadas

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A-B

Industria alirnentaria GD D-E A-B

Zonas generales de trabajo Procesos automáticos Aderezo manual, inspección

Naves de íundición Moldeados bastos Moldeados finos. fabricación de núcleos. inspección

Talleres de pintura y cabinas de pulverlzedo

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DE

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GD

Bañado. pulverizado basto Pintado. pulverizado y revestido ordinarios Pintado. pulverizado y revestido fino Retocado e igualado

500

A-B

Fábricas de papel Fabricación de papel y cartón Procesos automáticos Inspección, clasificación

Vidrio y cerBmia Zonas de hornos Zonas de mezclado. formado. moldeado y recocido Acabados. esmaltados. Idstrados Coloreado. decorado Esmerilado. lentes y vajillas. trabajo8 de precisión

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Imprentas y encuadernación Máquinas de impresión Composición, corrección de pruebas Pruebas de precisión. retocado, mordentado

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lluminancia en servicio [~ux)

Clase de calidad

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A-B A-B A-B A-B

Reproducción e impresión en colores Grabado en cobre y acero Encuadernado Recortado y enlomado

lluminancia en servicio [~ux]

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Desmenuzado, cardado, estirado Hilado, ovillado, devanado, peinado, teñido Hilado [fino), torcido, trenzado Cosido, desborrado, inspección

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D-E

500 750 1 .O00

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D-E C-D B-C A-B

A-B A-B A-B A-B

Hoteles Vestíbulos de entrada Comedores Cocinas Dormitorios, baños General Local

Carpinterías y fábricas de muebles Aserraderos Trabajos en banco, ensambles Ebanistería, marquetería Acabado, inspección final Oficinas Oficinas normales, mecanografiado, salas de proceso de datos Oficinas generales extensas Salas de delineación Salas de conferencias Escuelas Salas de clase, auditorios Laboratorios, bibliotecas, salas de lectura y pintura

A-B

500

A-B

300 500 750 500

B-C B-C B-C B-C

150 300

B-C B-C

Edificios públicos Cines Sala de proyección Vestíbulo Teatros y salas de concierto Salón Vestíbulo Iglesias Nave Coro

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B-C B-C B-C B-C B-C B-C B-C B-C B-C B-C B-C B-C B-C B-C B-C B-C

Hospitales 300

Tiendas, comercios y zonas de exposición Tiendas tradicionales Autoservicios Supermercados Salones de muestras Mugeos y galerías de arte: Objetos sensibles a la luz Objetos insensibles a la luz

Hogares y hoteles Hogares Dormitorios General En las cabeceras de la cama Cuartos de aseo General Afeitado, maquillado Cuartos de estar General Lectura, costura Escaleras Cocinas General Zonas de trabajo Cuartos de trabajo o estudio Cuartos de niños

Industrias textiles

Clase de calidad

B-C B-C B-C B-C B-C B-C

Salas y habitaciones Alumbrado general Examen Lectura Circulación nocturna Salas de examen Alumbrado general Inspección localizada Terapia intensiva Testeros de camas Observación Salas de enfermeras Qulrófanos General Local Laboratorios y farmacias General Local Salas de autopsia General Local Salas de consulta General Local

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