A32 DISEÑO DE UN SISTEMA DE ILUMINACION cap

UMSS – FCyT Diseño de un Sistema de iluminación________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________Instalaciones Eléctricas I Cap. 3 / 9

La reproducción de colores de una lámpara es medida por una escala llamada IRC (Índicede Reproducción de Colores). Cuanto más próximo este índice al IRC 100 (dado a la luz solar), másfielmente los colores serán vistos en la decoración. Esto ocurre porque, en realidad, lo queobservamos es el reflejo de la luz que ilumina los objetos, ya que en la oscuridad no vemos loscolores. La luz es compuesta por los siete colores del arco iris y los pigmentos contenidos en losobjetos tienen la capacidad de absorber determinados colores y reflejar otros. Por lo tanto, lacualidad de reproducción de los colores de la lámpara utilizada va a influir directamente en loscolores de la decoración, alterando o manteniendo los colores escogidos.

Un ejemplo claro de esto es cuando compramos ropa en un almacén y después cuando lavestimos durante el día, percibimos que el color no era exactamente aquel que nos parecía habervisto. La capacidad de las lámparas para reproducir bien los colores (IRC) es independiente de sutemperatura de color (ºK). Existen tipos de lámparas con tres temperaturas de color diferentes y elmismo IRC.

En una residencia debemos utilizar lámparas con buena reproducción de colores (IRC arribade 75), pues el color es fundamental para el confort y belleza del ambiente.

Entonces para asegurar la armonía y eficacia de un plan de decoración, conviene que laselección de los colores de las paredes, telas, alfombras y accesorios se hagan teniendo en cuentatanto el tipo de luz artificial con que serán iluminados como la luz natural del día. Puesto que laintensidad de la iluminación, lo mismo que su calidad espectral, influyen en la apariencia de loscolores, el nivel luminoso deberá aproximarse a las condiciones reales de uso. Las intensidades altastienden a “diluir” los colores y los hacen parecer mas claros, llevando a conclusiones erróneas. Ycomo el ojo ve los mismos colores de manera diferente según las distintas combinaciones, lasvariaciones en el color del fondo pueden ser otra fuente de error al juzgar los colores.

3.4 SELECCIÓN DEL SISTEMA DE ALUMBRADO

Cuando una lámpara se enciende, el flujo emitido puede llegar a los objetos de la sala directamenteo indirectamente por reflexión en paredes y techo. La cantidad de luz que llega directa oindirectamente determina los diferentes sistemas de iluminación con sus ventajas e inconvenientes.

(Fig. 3.6) Incidencia de la luz sobre una superficie

Un análisis de la sala a iluminar y de las tareas visuales que se van a realizar en elladeterminara la selección del sistema de alumbrado, así como la distribución y disposición de lasluminarias.

Los sistemas más comunes de alumbrado son los que proporcionan:

Ø Iluminacion generalØ Iluminación direccionalØ Iluminación localizadaØ Iluminación suplementaria

Luz directa

Luz indirecta proveniente del techo

Luz indirecta proveniente de las paredes

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3.4.1 Iluminación General

La iluminación general se obtiene distribuyendo un numero de luminarias con unadisposición, mas o menos regular, por toda la superficie del techo. El resultado es una iluminanciahorizontal de un cierto nivel medio y un determinado grado de uniformidad.

En salas en que no haya lugares preestablecidos para un trabajo especifico, debe usarse lailuminación general, la cual produce condiciones uniformes de visión.

3.4.2 Iluminación Direccional

Este termino describe una iluminación en la cual la luz procede predominantemente de ladirección preferida, efecto que se logra usualmente mediante la disposición especial de luminariasfluorescentes con espejos o mediante lámparas spots de haz ancho.

Este tipo de iluminación se utiliza frecuentemente:

Ø Como iluminación publicitaria que resalte objetos.Ø Para crear sombras que destaquen forma y textura de las figuras.Ø Para iluminar superficies que, a su vez, funcionan como fuentes de luz

secundarias (iluminación indirecta)

La iluminación direccional debe combinares con el alumbrado general como medio deromper la excesiva monotonía que este podría producir.

3.4.3 Iluminación LocalizadaZeon P

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En algunos casos es necesario concentrar luminarias en ciertas partes del techo para obteneruna iluminancia suficientemente alta en lugares de interés principal.

Este tipo de iluminación es muy útil para áreas localizadas de trabajo en fabricas.

3.4.4 Iluminación suplementar ia

La iluminación localizada se obtiene colocando luminarias muy cerca de la tarea visual,para iluminar solamente un área muy reducida. Se complementa con uno de los otros sistemas deiluminación ya descritos.

Se recomienda iluminación localizada cuando:

Ø El trabajo implique exigencias visuales muy criticas.Ø La visión de formas y texturas requieran que la luz venga de una dirección

precisa.Ø La iluminación general no alcance a ciertas zonas, debido a los obstáculos

existentes.Ø Se necesite mayor nivel de lumiancia en beneficio de trabajadores de edad o

trabajadores con rendimiento visual deficiente.Ø Para conseguir comodidad visual en interiores donde normalmente no se

realicen trabajos.

3.5 DISEÑO DEL SISTEMA DE ILUMINACION EN AREAS DE TRABAJO

La iluminación de los lugares de trabajo deberá permitir que los trabajadores dispongan decondiciones de visibilidad adecuadas para poder circular por los mismos y desarrollar en ellos susactividades sin riesgo para su seguridad y salud.

3.5.1 Iluminacion de los lugares de trabajo

1. La iluminación de cada zona o parte de un lugar de trabajo deberá adaptarse a lascaracterísticas de la actividad que se efectúe en ella, teniendo en cuenta:

a. Los riesgos para la seguridad y salud de los trabajadoresdependientes de las condiciones de visibilidad.

b. Las exigencias visuales de las tareas desarrolladas.

2. Siempre que sea posible, los lugares de trabajo tendrán una iluminación natural, quedeberá complementarse con una iluminación artificial cuando la primera, por sí sola, no garanticelas condiciones de visibilidad adecuadas. En tales casos se utilizará preferentemente la iluminaciónartificial general, complementada a su vez con una localizada cuando en zonas concretas serequieran niveles de iluminación elevados.

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3. Los niveles mínimos de iluminación de los lugares de trabajo serán los establecidos en la siguientetabla:

(Tab. 3.7) Niveles de iluminacion minimas en areas de trabajo

(*) El nivel de iluminación de una zona en la que se ejecute una tarea se medirá a la altura donde ésta serealice; en el caso de zonas de uso general a 85 cm. del suelo y en el de las vías de circulación a nivel delsuelo.

Estos niveles mínimos deberán duplicarse cuando concurran las siguientes circunstancias:

a. En las áreas o locales de uso general y en las vías de circulación, cuando porsus características, estado u ocupación, existan riesgos apreciables de caídas,choques u otros accidentes.

b. En las zonas donde se efectúen tareas, cuando un error de apreciación visualdurante la realización de las mismas pueda suponer un peligro para el trabajadorque las ejecuta o para terceros o cuando el contraste de luminancias o de colorentre el objeto a visualizar y el fondo sobre el que se encuentra sea muy débil.

No obstante lo señalado en los párrafos anteriores, estos límites no serán aplicables enaquellas actividades cuya naturaleza lo impida.

4. La iluminación de los lugares de trabajo deberá cumplir, además, en cuanto a sudistribución y otras características, las siguientes condiciones:

a. La distribución de los niveles de iluminación será lo más uniforme posible.b. Se procurará mantener unos niveles y contrastes de luminancia adecuados a las

exigencias visuales de la tarea, evitando variaciones bruscas de luminanciadentro de la zona de operación y entre ésta y sus alrededores.

c. Se evitarán los deslumbramientos directos producidos por la luz solar o porfuentes de luz artificial de alta luminancia. En ningún caso éstas se colocaránsin protección en el campo visual del trabajador.

d. Se evitarán, asimismo, los deslumbramientos indirectos producidos porsuperficies reflectantes situadas en la zona de operación o sus proximidades.

e. No se utilizarán sistemas o fuentes de luz que perjudiquen la percepción de loscontrastes, de la profundidad o de la distancia entre objetos en la zona detrabajo, que produzcan una impresión visual de intermitencia o que puedan darlugar a efectos estroboscópicos.

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5. Los lugares de trabajo, o parte de los mismos, en los que un fallo del alumbrado normalsuponga un riesgo para la seguridad de los trabajadores dispondrán de un alumbrado de emergenciade evacuación y de seguridad.

6. Los sistemas de iluminación utilizados no deben originar riesgos eléctricos, de incendio ode explosión, cumpliendo, a tal efecto, lo dispuesto en la normativa específica vigente.

3.5.2 Condiciones inadecuadas de iluminación

a) Las condiciones inadecuadas de iluminación en los lugares de trabajo pueden tenerconsecuencias negativas para la seguridad y la salud de los trabajadores; la disminución de laeficacia visual puede aumentar el número de errores y accidentes así como la carga visual y la fatigadurante la ejecución de las tareas; también se pueden producir accidentes como consecuencia de unailuminación deficiente en las vías de circulación, escaleras y otros lugares de paso.

El acondicionamiento de la iluminación conlleva la necesidad de proporcionar un nivel deluz adecuado al tipo de actividad realizada, pero junto al nivel de iluminación es necesarioconsiderar otros aspectos importantes, entre los que se encuentran el control del deslumbramiento,la uniformidad de la iluminación, el equilibrio de luminancias en el campo visual y la integración dela luz natural.

Ahora bien, las exigencias visuales de la tarea no constituyen el único factor a considerar enel acondicionamiento de la iluminación, también es necesario tener en cuenta la existencia detrabajadores con una capacidad visual menor de la normal y las consecuencias negativas para laseguridad de las personas que se pueden derivar de los errores debidos a una mala visibilidad. Estopuede requerir el aumento de los niveles de luz y la adecuación de otros aspectos de la iluminación,de acuerdo con los criterios que se exponen más adelante.

b) El empleo de la luz natural en los lugares de trabajo tiene varias ventajas; al ahorroenergético que pueda suponer el aporte de luz solar, se une la calidad de la luz natural: capacidad dereproducción cromática, estabilidad del flujo luminoso, tonalidad de la luz, etc. Por otra parte, elaporte de luz natural mediante la utilización de ventanas puede satisfacer la necesidad psicológicade contacto visual con el mundo exterior. Las referidas ventajas justifican el interés de aprovechartodo lo posible la iluminación natural en los lugares de trabajo.

El acondicionamiento de la iluminación natural lleva consigo la colocación correcta de lospuestos de trabajo respecto a las ventanas o claraboyas, de manera que los trabajadores no sufrandeslumbramiento y la luz solar no se proyecte directamente sobre la superficie de trabajo. Estasmedidas se pueden complementar con la utilización de persianas, estores, cortinas y toldos,destinados a controlar tanto la radiación solar directa como el posible deslumbramiento.

Ahora bien, en la mayoría de los lugares de trabajo la luz solar no será suficiente parailuminar las zonas más alejadas de las ventanas ni para satisfacer las necesidades a cualquier horadel día, por lo que será necesario contar con un sistema de iluminación artificial complementario.Este sistema debería estar diseñado para proporcionar una iluminación general suficiente en lascondiciones más desfavorables de luz natural.

En los lugares de trabajo donde sea necesario combinar la luz natural y la artificial serecomienda el empleo de lámparas con una "temperatura de color" comprendida entre 4.000 y 5.000grados Kelvin. Esta tonalidad, compatible con la de la luz natural, se puede lograr fácilmenteutilizando lámparas fluorescentes o de descarga. Sin embargo, las lámparas incandescentes estándartienen una temperatura de color demasiado baja para esta finalidad.

En muchos casos, el nivel de la iluminación general puede ser suficiente para todas lastareas realizadas en un local de trabajo, pero en otras ocasiones las necesidades particulares dealgún puesto o tarea visual puede hacer aconsejable el empleo de sistemas de iluminación localizadaque complementen el nivel de la iluminación general.

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Cuando se utilice iluminación localizada en algún puesto o zona de trabajo, es necesarioproporcionar también una iluminación general, destinada a evitar desequilibrios de luminancia en elentorno visual. Esta iluminación general debería ser tanto mayor cuanto más grande sea el nivel dela iluminación localizada (véase más adelante el punto referido a la uniformidad de la iluminación).

c) Por "zona donde se ejecuten tareas" se debe entender cualquier zona donde el trabajadortenga que realizar un función visual en el transcurso de su actividad.

Por "vía de circulación" se debe entender cualquier lugar de trabajo destinado a lacirculación de personas o vehículos, ya sea en interiores o en exteriores.

Por "área o local", ya sea de uso habitual u ocasional, se debe entender cualquier otra áreadel centro de trabajo, edificada o no, en la que los trabajadores deban permanecer o a la que puedanacceder en razón de su trabajo. Se consideran incluidos en esta definición los servicios higiénicos ylocales de descanso, los locales de primeros auxilios y los comedores.

(Tab. 3.8) Niveles de iluminacion en areas de trabajo según UNE

EJEMPLOS DE TAREAS VISUALES SEGÚN UNE 72 - 112 – 85

Categoría D Manejo de máquinas herramienta pesadas, lavado de automóviles, etc.Categoría E Trabajos comerciales, reparación de automóviles, planchado y corte en trabajos de

confección, etc.Categoría F Escritura y dibujo con tinta, ajuste en mecánica, selección industrial de alimentos,

etc.Categoría G Escritura y dibujo con lápiz, costura en actividades de confección, etc.Categoría H Montaje sobre circuitos impresos, trabajos de relojería,igualación de colores, etc.

3.5.3 Aspectos importantes para el diseño de la iluminación en áreas de trabajo

a) Dónde se deben obtener los niveles de iluminación

El sistema de iluminación debe ser diseñado de tal forma que los citados niveles deiluminación se obtengan en el mismo lugar donde se realiza la tarea. Así pues, dichos nivelesdeberían ser medidos a la altura del plano de trabajo y con su misma inclinación, dado que losniveles de iluminación horizontal, vertical o en cualquier otro plano pueden ser distintos.

En las áreas de uso general los niveles de iluminación han de obtenerse a una altura de 85 cm.del suelo, en tanto que en las vías de circulación dichos niveles se deben medir al nivel del suelo,con el fin de asegurar la visualización de posibles obstáculos o discontinuidades en el mismo.

b) Cuándo se deben incrementar los niveles de iluminación

Los niveles mínimos de iluminación se deben duplicar en los siguientes casos:

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1. En las áreas o locales de uso general y en las vías de circulación, cuando, porsus características, estado u ocupación, existan riesgos apreciables de accidente.La aplicación de este criterio requiere una evaluación previa de los riesgos deaccidente existentes en las citadas áreas o vías de circulación. Así, por ejemplo,podría ser necesario duplicar los niveles de iluminación en las áreas o zonas depaso usadas por los trabajadores, en las que se utilicen carretillas automotoras,etc.

2. En las zonas donde se efectúen tareas, cuando un error de apreciación visualdurante la realización de las mismas pueda suponer un peligro para el trabajadorque las ejecuta o para terceros.Como en el caso anterior, la decisión de duplicar el nivel de iluminación, enuna determinada zona de trabajo, se debería tomar sobre la base de laevaluación previa del riesgo de accidente.

3. Finalmente, los niveles mínimos de iluminación también deben ser duplicadoscuando el contraste de luminancias o de color entre el objeto a visualizar y elfondo sobre el que se encuentra sea muy débil.Esta situación puede darse, por ejemplo, en trabajos de igualación de colores,cosido de telas con hilo del mismo color, etc.

La iluminación también debería ser incrementada para los trabajadores que requieran unnivel de luz superior a lo normal, como consecuencia de su edad o de una menor capacidad visual.

En todo caso, los requisitos señalados para el nivel de iluminación están supeditados a quelo permita la propia naturaleza de la tarea realizada. Por ejemplo, en los procesos de reveladofotográfico, realizados en cuarto oscuro, no serían aplicables los citados requerimientos.

c) Puestos de trabajo con pantallas de visualización

El nivel de iluminación para los puestos de trabajo con pantallas de visualización deberíaser apropiado para todas las tareas realizadas en el puesto (por ejemplo, la lectura de la pantalla y delos impresos, la escritura sobre papel, el trabajo con el teclado, etc.), pero sin alcanzar niveles quepudieran reducir excesivamente el contraste en la pantalla.

d) Uniformidad de la iluminación

La tarea debería ser iluminada de la forma más uniforme posible. Se recomienda que larelación entre los valores mínimo y máximo de los niveles de iluminación existentes en el área delpuesto donde se realiza la tarea no sea inferior a 0,8.

Por otro lado, con el fin de evitar las molestias debidas a los cambios bruscos deluminancia, el nivel de iluminación en los alrededores debe estar en relación con el nivel existenteen el área de trabajo. En áreas adyacentes, aunque tengan necesidades de iluminación distintas, nodeben existir niveles de iluminación muy diferentes; se recomienda que dichos niveles no difieranen un factor mayor de cinco; por ejemplo, el acceso y los alrededores de una zona de trabajo cuyonivel de iluminación sea de 500 lux, debería tener una iluminación de, al menos, 100 lux.

e) Equilibr io de luminancias

La distribución de luminancias en el campo visual puede afectar a la visibilidad de la tarea einfluir en la fatiga del trabajador.

La agudeza visual es máxima cuando la luminosidad de la tarea es similar a la existente enel campo visual del trabajador. Sin embargo, cuando la luminosidad de la tarea es muy diferente a la

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del entorno se puede producir una reducción de la eficiencia visual y la aparición de fatiga, comoconsecuencia de la repetida adaptación de los ojos. Las relaciones de luminancia que deberían serconsideradas en el acondicionamiento de la iluminación son las siguientes:

a) Entre la tarea y su entorno inmediato.- Se recomienda que la luminancia delentorno inmediato sea menor que la de la tarea pero no inferior a 1/3.

b) Entre la tarea y el entorno alejado.- En este caso se recomienda que la relaciónde luminancias no sea superior a 10 ni inferior a 1/10.

El equilibrio de luminancias se puede lograr controlando la reflectancia de las superficiesdel entorno y los niveles de iluminación; es decir, eligiendo colores más o menos claros para lasparedes y otras superficies del entorno y empleando una iluminación general adecuada, de maneraque la luminosidad del entorno no sea muy diferente a la existente en el puesto de trabajo.

f) Control del deslumbramiento

En el Vocabulario Internacional de Iluminación C.I.E. el deslumbramiento se define como:condición de la visión durante la cual se sufre un daño o una reducción de la capacidad dedistinguir los detalles de un objeto debido a una distribución desfavorable de las luminancias o porcontrastes excesivos.

Este fenómeno se clasifica, en base al modo en el cual se produce, en: deslumbramientodirecto y deslumbramiento indirecto, según que se haya producido por objetos luminosos colocadosen el campo visivo cercano al eje de visión, o, en el segundo caso, por reflexión de la imagen delobjeto luminoso en la dirección de observación.

En base a los efectos que produce se distingue entre deslumbramiento molesto ydeslumbramiento perturbador.

En el primer caso, el fenómeno produce una sensación desagradable sin que la mismaimpida la visión de los objetos que se observan, en el segundo caso la visión de los objetos seperturba sin que esto cree una sensación desagradable.

Cuando a causa de un fenómeno de deslumbramiento se elimina la diferencia deluminancia entre el objeto que se observa y el fondo sobre el cual se destaca, impidiendo así lacorrecta percepción, se habla de luminancia velante equivalente.

La luminancia velante equivalente se puede producir aún en ausencia dedeslumbramiento, por incremento de la luminancia de uno de los dos elementos. En este caso, elfenómeno se define como reflejos velantes, o sea una reflexión especular que se produce sobre elobjeto que se observa, impidiendo, parcial o totalmente, la percepción de sus detalles debido a lareducción del contraste.

En el proyecto de las instalaciones de iluminación para interiores, en general, nosocupamos del deslumbramiento psicológico ya que las luminancias en juego no alcanzan valoreselevados, que en cambio sí se pueden encontrar en las instalaciones para iluminación de exteriores,de carreteras y de monumentos.

En la iluminación de interiores, para la valoración de los efectos deslumbrantes seutilizan las curvas límite de luminancia, que son limitadas ya que no se puede hacer intervenir en elcálculo, ni la real posición planimétrica del observador, ni el efecto de campo producido por todoslos aparatos instalados.

En la publicación n.55 de 1983 CIE propuso otro método de valoración utilizandoel índice de deslumbramiento (CIE Glare Index).

Las dificultades prácticas derivadas de la determinación de dicho valor ha llevado aCIE a definir un nuevo índice: el Unified Glare Rating (UGR) presentado en 1995 en larecomendación n.117.

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El análisis del procedimiento de determinación del UGR nos permite individualizarlos elementos que en un proyecto de iluminación influyen sobre la producción de fenómenos dedeslumbramiento psicológico:

• La luminancia del fondo;• La luminancia de las partes luminosas del aparato en la dirección de los

ojos del observador;• El área de dicha parte luminosa siempre en la dirección de los ojos del

observador. La luminancia de los aparatos se determina a partir de las características de

distribución de la intensidad luminosa (normalmente representada por un diagrama polar) y delárea luminosa tal como aparece desde la posición de observación.

En el caso de aparatos con lámparas a la vista o con reflectores de reflexiónespecular que reflejan la imagen de las fuentes, es difícil determinar la luminancia, por lo tanto sehace referencia a valores de luminancia correspondientes a 1000 lm de distintos tipos de fuenteluminosa.

La posición del observador se determina tanto a partir de la distancia longitudinalentre el ojo y el plano transversal del aparato como a partir de la distancia transversal entre el ojo yel plano longitudinal del aparato, dichos valores, mediante una relación puesta a punto por Lukieshy Guth, permiten el cálculo del índice de posición.

(Fig. 3.7) Diagrama de luminancias y curvas de limitación de deslumbramiento según Philips

En síntesis, podemos decir que el deslumbramiento de una instalación puededepender de:

1. Luminancia de los aparatos 2. Disposición de los aparatos en el ambiente 3. Características del ambiente

4. Condiciones de la observación.

Soluciones para evitar los deslumbramientos

El deslumbramiento se puede producir cuando existen fuentes de luz cuya luminancia esexcesiva en relación con la luminancia general existente en el interior del local (deslumbramientodirecto), o bien, cuando las fuentes de luz se reflejan sobre superficies pulidas (deslumbramientopor reflejos).

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Las situaciones de deslumbramiento en los lugares de trabajo pueden perturbar la visión ydar lugar a errores y accidentes.

Para evitar el deslumbramiento perturbador, los puestos y áreas de trabajo se deben diseñarde manera que no existan fuentes luminosas o ventanas situadas frente a los ojos del trabajador.Esto se puede lograr orientando adecuadamente los puestos o bien apantallando las fuentes de luzbrillantes.

Para evitar el deslumbramiento molesto es necesario controlar todas las fuentes luminosasexistentes dentro del campo visual. Esto conlleva la utilización de persianas o cortinas en lasventanas, así como el empleo de luminarias con difusores o pantallas que impidan la visión delcuerpo brillante de las lámparas.

El apantallamiento debería efectuarse en todas aquellas lámparas que puedan ser vistas,desde cualquier zona de trabajo, bajo un ángulo menor de 45º respecto a la línea de visiónhorizontal.

g) Control de los reflejos

En lo que concierne al control del deslumbramiento provocado por los reflejos, se puedenutilizar los siguientes procedimientos:

• Emplear acabados de aspecto mate en las superficies de trabajo y del entorno.• Situar las luminarias respecto al puesto de trabajo de manera que la luz llegue al

trabajador lateralmente. En general, es recomendable que la iluminación lellegue al trabajador por ambos lados con el fin de evitar también las sombrasmolestas cuando se trabaja con ambas manos.

• Emplear luminarias con difusores, así como techos y paredes de tonos claros,especialmente cuando la tarea requiera la visualización de objetos pulidos.

h) Direccionalidad de la luz

Para percibir la forma, el relieve y la textura de los objetos es importante que exista unequilibrio de luz difusa y direccional. Una iluminación demasiado difusa reduce los contrastes deluces y sombras, empeorando la percepción de los objetos en sus tres dimensiones, mientras que lailuminación excesivamente direccional produce sombras duras que dificultan la percepción.

• Algunos efectos de la luz dirigida también pueden facilitar la percepción de losdetalles de una tarea; por ejemplo, una luz dirigida sobre una superficie bajo unángulo adecuado puede poner de manifiesto su textura. Esto puede ser importanteen algunas tareas de control visual de defectos.

i) Parpadeos y efectos estroboscópicos

El flujo de luz emitido por todas las lámparas alimentadas con corriente alterna presenta unafluctuación periódica; esta fluctuación es más acusada en las lámparas fluorescentes y de descargaque en las lámparas incandescentes, debido a la inercia térmica que presenta el filamento de estasúltimas.

El flujo de luz de todas las lámparas alimentadas con corriente alterna de 50 Hz. presentauna fluctuación de 100 Hz; esta fluctuación es demasiado rápida para ser detectada por el ojo y raravez se perciben parpadeos por esta causa. No obstante, en las lámparas fluorescentes deterioradas sepueden producir parpadeos muy acusados, lo que exigiría su rápida sustitución.

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• Por lo que se refiere a los efectos estroboscópicos, producidos por la luzfluctuante, se pueden manifestar principalmente en las máquinas giratorias,cuando su velocidad se sincroniza con la frecuencia de la fluctuación del flujolumínico. Este efecto puede resultar molesto cuando aparece en tareas querequieren una atención sostenida y también puede ser peligroso cuando da lugara la impresión de que las partes rotativas de una máquina giran a pocavelocidad, están paradas o giran en sentido contrario.

• Estos efectos pueden ser eliminados iluminando los órganos giratorios de lasmáquinas mediante un sistema auxiliar que utilice lámparas incandescentes.

• También pueden ser aminorados repartiendo la conexión de las lámparasfluorescentes de cada luminaria a las tres fases de la red, pero actualmente lasolución más eficaz consiste en alimentar dichas lámparas con balastoselectrónicos de alta frecuencia.

La iluminación de emergencia, de evacuación y de seguridad debe estar disponible en todoslos lugares de trabajo en los que un fallo del sistema de iluminación normal pueda suponer riesgosimportantes para la seguridad de los trabajadores que se encuentren realizando su actividad. Estopuede incluir el contacto con máquinas peligrosas, la pérdida de control de procesos críticos, lacaída desde lugares elevados, el tropiezo con obstáculos, etc.

También es preciso disponer de un sistema de iluminación que permita la evacuación delpersonal en caso de incendio u otra emergencia.

Estos tipos de iluminación deberían estar alimentados por una fuente de energíaindependiente de la que proporciona la iluminación normal. El sistema debería entrar enfuncionamiento de forma automática e inmediatamente después de producirse el fallo en el sistemade iluminación habitual.

El nivel de iluminación y el tiempo durante el cual debe mantenerse operativo elmencionado sistema deben ser suficientes para permitir la adopción de todas las acciones necesariaspara proteger la salud y seguridad de los trabajadores y de otras personas afectadas.

3.6 LUMINARIAS

3.6.1 Definición de luminar ia

Luminaria es el aparato que sirve para distribuir, filtrar o transformar la luz por una ovarias lámparas y que contiene todos los accesorios necesarios para fijarla, protegerlas y conectarlasal circuito de alimentación.

3.6.2 Clasificación de luminar ias

(Fig. 3.8) Ejemplos de luminarias

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Las luminarias son aparatos que sirven de soporte y conexión a la red eléctrica a laslámparas. Como esto no basta para que cumplan eficientemente su función, es necesario quecumplan una serie de características ópticas, mecánicas y eléctricas entre otras.

A nivel de óptica, la luminaria es responsable del control y la distribución de la luz emitidapor la lámpara. Es importante, pues, que en el diseño de su sistema óptico se cuide la forma ydistribución de la luz, el rendimiento del conjunto lámpara-luminaria y el deslumbramiento quepueda provocar en los usuarios. Otros requisitos que debe cumplir las luminarias es que sean defácil instalación y mantenimiento. Para ello, los materiales empleados en su construcción han de serlos adecuados para resistir el ambiente en que deba trabajar la luminaria y mantener la temperaturade la lámpara dentro de los límites de funcionamiento. Todo esto sin perder de vista aspectos nomenos importantes como la economía o la estética.

Las luminarias pueden clasificarse de muchas maneras aunque lo más común es utilizarcriterios ópticos, mecánicos o eléctricos.

3.6.3 Clasificación de las luminar ias según las caracter ísticas ópticas

a) Clasificación de las luminar ias según la distr ibución de flujo

Una primera manera de clasificar las luminarias es según el porcentaje del flujo luminosoemitido por encima y por debajo del plano horizontal que atraviesa la lámpara. Es decir,dependiendo de la cantidad de luz que ilumine hacia el techo o al suelo. Según esta clasificación sedistinguen seis clases.

(Fig. 3.9) Clasificación respecto de los ángulos

b) Clasificación en función de la simetr ía

Otra clasificación posible es atendiendo al número de planos de simetría que tenga el sólidofotómetro. Así, podemos tener luminarias con simetría de revolución que tienen infinitos planos desimetría y por tanto nos basta con uno de ellos para conocer lo que pasa en el resto de planos (porejemplo un proyector o una lámpara tipo globo), con dos planos de simetría (transversal ylongitudinal) como los fluorescentes y con un plano de simetría (el longitudinal) como ocurre en lasluminarias de alumbrado viario.

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(Fig. 3.10) Clasificación respecto a la simetría de la luminaria

Las luminarias simétricas emiten la luz de tal manera que su sólido fotométrico es unasuperficie de revolución, por lo tanto será suficiente disponer de la información fotométricacorrespondiente a un solo plano vertical que contenga al eje de revolución.

(Fig. 3.11) Luminaria Simétrica

Las luminarias asimétricas envían mayor cantidad de luz en unas direcciones que en otras,por lo que es necesario contar con la información correspondiente a varios planos verticales.Usualmente, en la documentación comercial de las luminarias de este tipo, se dispone de dos o másgráficos que corresponden a las respectivas secciones de la superficie fotométrica con los planosverticales normales y longitudinales.

(Fig. 3.12) Luminaria asimétrica

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c) Clasificación de las luminar ias directas en función de la aper tura del haz

(Fig. 3.13) Clasificación de las luminarias e función de la apertura del haz

d) Clasificación de las luminar ias para alumbrado público

En alumbrado publico existe una característica muy importante a la hora de diseñar el tipode iluminación requerido y de elegir el material de alumbrado necesario, y es la comodidad visualde los conductores y la limitación del deslumbramiento, para ello es necesario que las luminariastengan limitado su flujo en un determinado ángulo respecto a la horizontal, puesto que, en casocontrario la cantidad de luz emitida en direcciones perjudiciales para la correcta visión podríaresultar indeseable. Según esta introducción la clasificación mas extendida para las luminarias dealumbrado público es la proporcionada por la CIE (Comisión Internacional de Iluminación) que secita a continuación:

a) Las luminarias CUT – OFF de haz cortado: la intensidad emitida en ladirección horizontal debe ser inferior al 5 % de la máxima y la intensidad a 80ºno debe superar las 30 (cd/100 lm), con esto se consigue limitar al máximo laposibilidad de deslumbramiento, por lo que es el tipo mas usado en alumbradopúblico.

b) Luminarias SEMI CUT – OFF o de haz semicortado, en las que la intensidadluminosa en la horizontal no debe exeder el 3 % del máximo, y para 80ºrespecto a la vertical debe ser inferior a 100 (cd/100 lm).

c) Luminarias NON CUT – OFF. En este tipo se permite que la intensidadluminosa por encima de los 80º respecto a la vertical, no sea reducida, por loque la intensidad en la dirección horizontal puede tomar valores superiores alos indicados para los tipos anteriores.

3.6.4 Clasificación según las caracter ísticas mecánicas de la luminar ia

Según la norma, el grado de protección eléctrica de las luminarias debe ir visible en la placade características eléctricas de aparato o bien especificarse claramente en la documentación,

0 - 30°

Intensiva Semi - Intensiva

30 - 40°

Dispersora

40 - 50°

Semi - extensiva

50 - 60°

Extensiva

60 - 70°

Hiper - extensiva

70 - 90°

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esquemas o catálogos del fabricante. Dicho grado de protección se denota por las siglas IP seguidasde tres cifras características o, en su defecto, por un dibujo simbólico.

(Fig. 3.14) Nomenclatura IP para los grados de protección

a) La primera cifra característica indica el grado de protección de las personas contra contactoscon las partes bajo tensión y el grado de protección del material contra penetración de cuerpossólidos extraños y de polvo. Lógicamente, si la envolvente del material eléctrico esta protegidacontra la penetración de cuerpos sólidos extraños, implícitamente se recoge también el grado deprotección de las personas. En la tabla aparece el significado de estas cifras.

GRADO DE PROTECCIÓNPRIMERA CIFRA

CARACTERÍSTICA DEFINICIÓNABREVIADA DEFINICIÓN

0 Ninguna protección

Ninguna protección de las personas contra contactosaccidentales o involuntarios con las partes bajo tensión.Ninguna protección del material contra la penetración decuerpos sólidos extraños.

1

Protección contra loscuerpos sólidos, cuyamedida mayor seasuperior a 50 (mm.)

Protección contra los contactos accidentales o involuntariosde una gran superficie del cuerpo humano, por ejemplo lamano, con las paredes bajo tensión, pero contra laaccesibilidad voluntaria a dichas partes o piezas.Protección contra la penetración de cuerpos sólidos extrañosde dimensiones medianas.

2

Protección contra loscuerpos sólidos, cuyamedida mayor seasuperior a 12 (mm.)

Protección contra los contactos de los dedos con las paredesbajo tensión.Protección contra la penetración de cuerpos sólidos extrañosde dimensiones medianas.

3

Protección contra loscuerpos sólidos, cuyamedida mayor seasuperior a 2,5 (mm.)

Protección contra los contactos de herramientas, hilos uobjetos análogos, de espesor superior a 2,5 mm. con laspartes bajo tensión.Protección contra la penetración de cuerpos sólidos extrañosde dimensiones pequeñas.

4

Protección contra loscuerpos sólidos, cuyamedida mayor seasuperior a 1(mm.).

Protección total contra los contactos de herramientas, hilos uobjetos análogos, de espesor superior a 1 mm. con las partesbajo tensión.Protección contra la penetración de cuerpos sólidos extrañosde dimensiones pequeñas.

5 Protección contra elpolvo

Protección total contra los contactos en las partes bajotensión.Protección contra los depósitos perjudiciales de polvo. No seimpide totalmente la penetración de polvo, pero sin embargoeste no debe poder penetrar en cantidad suficiente como paraimpedir el buen funcionamiento del material.

6 Protección total contrael polvo.

Protección total contra los contactos con las partes bajotensión.Protección total contra la penetración de polvo.

(Tab. 3.9) Primera cifra característica de los grados de protección IP

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b) La segunda cifra característica indica el grado de protección contra la penetración de líquidossegún se muestra en la tabla siguiente.

GRADO DE PROTECCIÓNSEGUNDA CIFRA

CARACTERÍSTICA DEFINICIÓNABREVIADA DEFINICIÓN

0 Ninguna protección Ninguna protección especial

1Protección contra lacaída vertical de gotasde agua.

Las gotas de agua de condensación que caiganverticalmente no deberán producir efectos perjudiciales

2

Protección contra lacaida de gotas de aguadesviadas hasta 15ºrespecto de la vertical.

Las gotas de agua que caigan formando con la verticalun ángulo inferior o igual a 15º, no deberán producirefectos perjudiciales

3 Protección contra lalluvia.

El agua en forma de lluvia que caiga formando con lavertical un ángulo inferior o igual a 60º, no deberáproducir efectos perjudiciales.

4 Protección contra lasproyecciones de agua.

El agua proyectada desde cualquier dirección, no deberáproducir efectos perjudiciales.

5 Protección contra loschorros de agua.

El agua lanzada por una boquilla desde cualquierdirección, no deberá producir efectos perjudiciales.

6Protección contra losembates del mar y lasproyecciones análogas.

En mar gruesa, el agua no deberá penetrar en cantidadperjudicial.

7 Protección contra losefectos de la inmersión.

Si se sumerge la envolvente en agua bajo una presión ydurante un tiempo determinados, no deberá penetraragua en su interior en cantidad perjudicial.

8 Material sumergibleSi se sumerge la envolvente en agua bajo presióndeterminada y durante un tiempo indefinido, no deberápenetrar agua en su interior.

(Tab. 3.10) Segunda cifra característica de los grados de protección IP

c) La tercera cifra expresa la resistencia de la envolvente frente a posibles daños mecánicos y tomavalores de 0,1,3,5,7 y 9. Para determinar estos valores se golpea la pieza lanzando un martillonormalizado desde alturas crecientes, de tal manera que no deben aparecer deformaciones queperjudiquen el buen funcionamiento ni permitir la entrada de aire o polvo.

GRADO DE PROTECCIÓNTERCERACIFRA

SIGNIFICATIVA DEFINICIÓN0 Ninguna protección1 Resistencia al choque de 0,15 kg. Caídos desde 0,15 m (0,225 J de energía de choque)3 Resistencia al choque de 0,25 kg. Caídos desde 0,2 m (0,5 J de energía de choque)5 Resistencia al choque de 0,5 kg. Caídos desde 0,4 m (2 J de energía de choque)7 Resistencia al choque de 1,5 kg. Caídos desde 0,4 m (6 J de energía de choque)9 Resistencia al choque de 5 kg. Caídos desde 0,4 m (20 J de energía de choque)

(Tab. 3.11) tercera cifra característica de los grados de protección IP

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3.6.5 Clasificación según las caracter ísticas eléctr icas de la lámpara

Según el grado de protección eléctrica que ofrezcan las luminarias se dividen en cuatro clases (0, I,II, III).

CLASE PROTECCION ELECTRICA

0 Aislamiento normal sin toma de tierraI Aislamiento normal y toma de tierraII Doble aislamiento sin toma de tierra

III Luminarias para conectar a circuitos de muy baja tensión, sin otros circuitosinternos o externos que operen a otras tensiones distintas a la mencionada.

(Tab. 3.12) Clasificación según las características eléctricas de la lámpara

3.6.6 Otras clasificaciones

Otras clasificaciones posibles son según la aplicación a la que esté destinada la luminaria(alumbrado viario, alumbrado peatonal, proyección, industrial, comercial, oficinas, doméstico...) osegún el tipo de lámparas empleado (para lámparas incandescentes o fluorescentes).

a) Clases Fotométr icas

Clasificación francesa (Norma C-71, 120), define diez clases de luminarias (a, b c,......J) que aproximadamente van desde intensivas a extensivas. La clase Tungsteno se utiliza paraluminarias con componentes de emisión de tipo indirecto

b) Sistema British Zonal (BZ)

Clasificación británica (British IES), define 10 clases de luminarias (BZ1, BZ2,...BZ10), enfunción de unas ecuaciones de curvas fotométricas tipo, hipotéticas.

3.7 RENDIMIENTO DE LA LUMINARIA

Otra característica óptica importante de las luminarias es su capacidad para emitir el flujoluminoso generado por las lámparas. Debido a que el flujo emitido por las lámparas es redistribuidoen el interior de la luminaria para generar la distribución espacial deseada, se produce una perdidade emisión luminosa que es intrínseca a la propia luminaria. Así, a la razón entre el flujo luminosoemitido por la lámpara y el flujo realmente disponible en la luminaria, se le denomina rendimientode la luminaria y toma valores que oscilan entorno al 75 – 80 %.

3.8 COMPONENTES DE LAS LUMINARIAS

Los elementos constitutivos de las luminarias son: cuerpo, bloque óptico incandescentealojamiento para los elementos auxiliares, además de las juntas de hermeticidad, filtros, etc.

En el cuerpo se alojan el resto de los elementos, por lo que debe cumplir con una serie derequerimientos mínimos tales como resistencia mecánica y a los agentes atmosféricos, poco peso ybuena estética. Los materiales más usuales son el plástico, la aleación de aluminio y la inyección dealuminio.

El bloque óptico estará constituido por un reflector, generalmente de aluminio pulido yabrillantado y un refractor de vidrio, existiendo gran diversidad en sus formas en función de laóptica deseada.

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A32 DISEÑO DE UN SISTEMA DE ILUMINACION cap

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