Manual de Iluminacion
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MANUAL DE EDUCACIÓN HIGIENE INDUSTRIAL–AMBIENTE DE TRABAJO : ILUMINACION Y COLOR
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MANUAL DE EDUCACIÓN
HIGIENE INDUSTRIAL–AMBIENTE DE TRABAJO : ILUMINACION Y COLOR
INDICE
Programa de la materia
Unidad 1: La luz
Unidad 2: El ojo humano
Unidad 3: Iluminación natural y artificial
Unidad 4: El color
Unidad 5: Fuentes luminosas
Unidad 6: El color en la industria
Unidad 7: Iluminación de seguridad
Unidad 8: Código de colores
Unidad 9: Efectos del color sobre las funciones
orgánicas y psicológicas
Anexo
ESCUELA SUPERIOR DE SEGURIDAD E HIGIENE INDUSTRIAL (A-706)
CARRERA: TECNICO SUPERIOR EN HIGIENE Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO
CURSO: SEGUNDO AÑO CICLO LECTIVO: AÑO
ASIGNATURA: HIGIENE INDUSTRIAL–AMBIENTE DE TRABAJO II: ILUMINACION Y COLOR.
NOMBRE DEL PROFESOR: LIC. EDUARDO FERNANDEZ BARBEITOS
OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA
Al finalizar el curso Ud. logrará:
Conocer las técnicas adecuadas en materia de luminotecnia y
cromotecnia.
Adquirir los conocimientos básicos para el desarrollo de cálculos
de iluminación.
Desarrollar las aptitudes y aprehender los conocimientos
necesarios para la supervisión, el diseño de demarcación y la
señalización de áreas laborales en la materia cursada
NÚCLEOS TEMÁTICOS:
UNIDAD 1: LA LUZ1.1. Definición
1.2. Naturaleza y generación
1.3. Métodos de medición
1.4. Fenómenos de medición
1.5. Fenómenos de reflexión, refracción y transmisión de la luz
1.6. Radiación
1.7. Visión
UNIDAD 2: EL OJO HUMANO2.1. Descripción, captación de colores y luminosidad
2.2. Defectos estructurales
2.3. Defectos adquiridos por condiciones anómalas de trabajo
2.4. Fatiga ocular
2.5. Evaluación de las condiciones laborales como generadoras de riesgos
UNIDAD 3: ILUMINACIÓN NATURAL Y ARTIFICIAL3.1. Generalidades
3.2. Luminotecnia
3.3. Unidades
3.4. Método de evaluación sobre la calidad de luz en un ambiente de trabajo
UNIDAD 4: EL COLOR4.1. Definición
4.2. Temperatura de color
4.3. Métodos de medición
4.4. Colores cálidos y fríos
4.5. Colores aditivos y sustractivos
4.6. Interpretación
UNIDAD 5: FUENTES LUMINOSAS5.1. Lámparas incandescentes y de descarga en gases
5.2. Funcionamiento, rendimiento y explotación
5.3. Precauciones de instalación
5.4. Efecto estroboscópico
5.5. Definición: control y eliminación
5.6. Luminarias: tipos, construcción y características
UNIDAD 6: EL COLOR EN LA INDUSTRIA6.1. Factores de seguridad, confort y rendimiento
6.2. Criterios de selección y aprovechamiento
6.3. Empleos y elección del color
UNIDAD 7: ILUMINACIÓN DE SEGURIDAD7.1. Iluminación de emergencia y evacuación
7.2. Cálculo de distribución de las fuentes luminosas
7.3. Medición de luminarias
7.4. Estudio e interpretación del Decreto 351/79
UNIDAD 8: CÓDIGO DE COLORES
8.1. Formas de empleo
8.2. Normas IRAM
8.3. Colores en cañerías y en recipientes contenedores de gases bajo
presión
UNIDAD 9: EFECTOS DEL COLOR SOBRE LAS FUNCIONES ORGÁNICAS Y PSICOLÓGICAS
9.1. Consideraciones según los requerimientos de las tareas
BIBLIOGRAFÍA OBLIGATORIA Apuntes de la Carrera de Técnico Superior en Higiene y Seguridad en el
Trabajo, Asignatura: Iluminación y color” – I.A.S. 2005
Manual de Luminotecnia – Taboada, J:A: , Editorial DOSSAT. Madrid 1983
Iluminación Natural. Método de cálculo y conceptos fundamentales. Girardin,
María- Editado por el Centro de Estudiantes de Arquitectura. Universidad de
Montevideo
Luminotecnia. Luz Natural. – Mascaró, Lucia. Manual Summa 1. Ediciones
Summa, Buenos Aires, 1977
Manual de Alumbrado WESTHINHOUSE (1979) Editorial Dossat.
Luminotecnia. Enciclopedia CEAC de electricidad 7º edición- Ramírez
Vázquez, J (1990)
Tratado de alumbrado público. Urraca Piñeiro, J – Editorial Donostiarra –
1988
Manual de alumbrado PHILLIPS. Editorial Paraninfo – 1984
Iluminación y color. Servicio de publicaciones de la Universidad Politécnica
de Valencia – Aguilar Rico, M y Blanca Jiménez, V – 1995
Técnicas y aplicaciones de la iluminación. 1º edición – Mcgraw-Hill/ Ente
Vasco de la Energía – Fernández Salazar, L, De landa Amezua – 1993
Manual Osram sobre electricidad, luminotecnia lámparas – Taboada J,
Manuel
Sistemas de orden de color – Caivano J, - Secretaria de Investigaciones
FADU_UBA serie difusión 12 – 1995
BIBLIOGRAFÍA DE CONSULTA
Manual de Seguridad e Higiene en el Trabajo”- I.A.S. 1978.
“El color como concepto Psicofísico" – Caivano J, 1992 – Revista Color y
Textura – mes de abril
INTRODUCCIÓN
En este manual el alumno encontrará el desarrollo de 9 unidades. Cada
unidad comienza con el planteo de sus objetivos y un cuadro conceptual
organizador de los conceptos centrales desarrollados en la misma.
A continuación se plantea el contenido y se proponen diferentes
actividades para promover un análisis en profundidad.
También encontrará un Trabajo Práctico que deberá ser entregado al
docente-tutor para su evaluación.
Para finalizar el alumno encontrará una serie de preguntas que
permitirán una autoevaluación integradora respecto de su proceso de
aprendizaje.
UNIDAD 1
LA LUZ
UNIDAD 1: LA LUZ
OBJETIVOS:Al finalizar el estudio de esta unidad, UD. será capaz de:
Conocer los aspectos generales de la radiación luminosa y sus efectos
sobre el medio físico y humano.
Adquirir el conocimiento de los desarrollos históricos que llevaron a la
situación técnica de la actualidad luminotécnica.
Cuadro conceptual de la unidad
LA LUZ
Concepto Fuentes naturales Óptica y artificiales
Teorías
Fenómenos Asociados
Definición histórica Modernidad
Ge Propagación de la luz
Naturaleza de la luz
Física Geométrica
Reflexión Transmisión
Absorción y difusión - R
LA LUZ
Historia del concepto científico de luz
La luz y el color forman parte permanente de nuestra vida y tienen una decidida
acción sobre nuestras pautas de comportamiento. La luz artificial acompañó al hombre
desde que aprendió a controlar el fuego, y fue su único recurso desde los principios de
la historia hasta fines del siglo XIX.
Hoy, podemos afirmar que a lo largo de nuestra historia, han surgido variaciones sobre el concepto del uso de la energía, tendiente a lograr su empleo racional mediante la eficientización de instalaciones y equipos.
Ya en el siglo IV A.C, Aristóteles comenzó a mencionar la importancia de los
sentidos y como influían en nuestro quehacer. Él decía que los sentidos podían
dividirse en Internos y Externos. Los primeros correspondían al sentido común,
imaginación, valoración y memoria; los externos eran la visión, el oído, gusto, tacto y
olfato. Este concepto se mantuvo hasta el final de la era grecorromana.
El desarrollo de los conceptos ópticos se mantuvo detenido, en un período de
latencia, gracias a la poca importancia que le otorgaron otros filósofos como Platón y
sus seguidores, o reacciones de la propia Iglesia Católica de aquella época, quien se
negaba a incorporar conceptos científicos a las teorías divinas. Encontramos algunas
excepciones, que tuvieron poca repercusión como ser Galeno (129-200), Alkindi (813-
873) y Alhazen (965-1035), pero que sin embargo fueron estableciendo las principales
pautas para la óptica moderna.
1
Hacia 1280 se produjo un hecho destinado a tener consecuencias imprevisibles:
algunos artesanos, colocando delante de los ojos de personas ancianas discos de
vidrio tallados, mejoraban ostensiblemente su visión. Como estos vidrios se
asemejaban a lentejas, se los llamó “Lentes” de vidrio. La aplicación de las lentes
de vidrio a los afectados de presbicia fue algo fortuito, porque, todavía, nadie
sabía sobre este defecto estructural del ojo. Como ocurre casi siempre, las lentes
fueron reprobadas por los científicos de la época. “Las lentes de vidrio son
engañosas. No miren a través de ellas si no quieren ser engañados”, era la frase
que mejor habían estudiado estos “científicos”.
El Nacimiento Del Hombre Moderno
Ortega y Gasset ubica la rebelión de las ciencias mundanas, en la primavera de
1609.
Considerándolo como un elemento con valor para observar las constelaciones,
Galileo presta atención al catalejo y comienza a perfeccionarlo, llegando a la
construcción del telescopio. Con él, vinieron luego los desarrollos de un sinnúmero de
elementos ópticos, y de la Óptica misma.
A partir de ese momento las imágenes adquirieron:
Una existencia independiente del observador.
Características físicas propias.
2
Con posterioridad, y ya asentado el estudio científico de la Óptica, llegaron los
investigadores más famosos, como Isaac Newton (1642 ~ 1727), quien, entre otros
descubrimiento, pudo demostrar el principio de la Teoría Corpuscular usando la fuerza
de gravedad de los planetas.
ACTIVIDAD Realice un cuadro con los aportes de los principales teóricos con respecto a los conceptos ópticos
FUNDAMENTOS DE LA ÓPTICA - PROPAGACION DE LA LUZ
Sensación luminosa – Fuentes de luz
3
Contemporáneamente a Galileo, comienzan los
estudios de Descartes (1596 ~ 1650), y del
Jesuita Francisco María Grimaldi (1618 ~ 1663)
Robert Hooke (1635 ~ 1703)
Posteriormente, Bouguer, Thomas Young, Agustín Fresnel, León Focault e Hipólito Fizeau siguen avanzando en el estudio de la
fotometría óptica. Herschel descubre la
existencia del infrarrojo, Ritter y Wollaston descubren las radiaciones ultravioletas,
abriendo el camino a los estudios de Maxwell, Hertz.
El sentido de la vista nos pone en comunicación con el medio exterior
proporcionándonos sensaciones de forma, color, distancia, de los objetos que nos
rodean, por la acción que ejercen en nuestros ojos ciertas radiaciones, cuya naturaleza
analizaremos más adelante y, que los cuerpos emiten o reflejan.
El primer concepto a que nos conduce nuestra intuición es que se trata de algo
que, saliendo de nuestros órganos visuales, se posa sobre los objetos como la mano se
apoya sobre ellos para trasmitirnos las sensaciones táctiles.
Sin embargo, una observación más detenida prueba que el camino es inverso.
Existen cuerpos, que llamamos fuentes luminosas, que producen o emiten radiaciones capaces de impresionar nuestro sentido de la vista. El sol es nuestra más importante fuente de luz.
Otros cuerpos, no siendo fuentes luminosas, reflejan la luz que reciben de ellas,
la que, de ese modo, llega a nuestros ojos en forma indirecta. Se dice que están
iluminados.
Algunos conceptos importantes:
Oscuridad significa, falta, de luz, ausencia de impresión luminosa.
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Fuente puntual es aquella cuyas dimensiones son muy pequeñas,
prácticamente nulas, respecto a la distancia que las separa de los objetos
iluminados. Así, por ejemplo, una estrella, es una fuente puntual para un
observador terrestre. En los laboratorios disponemos, como fuentes puntuales,
de lámparas o fuentes en que la luz es producida por un cuerpo incandescente
de muy pequeñas dimensiones.
El color es una característica de nuestra impresión luminosa, cuyo origen
aclararemos oportunamente. Toda vez que no hagamos alusión a él
entenderemos que tratamos de luz blanca
Además de las fuentes luminosas naturales (sol, estrellas) utilizaremos corrientemente fuentes artificiales como bujías, lámparas eléctricas y de otros tipos.
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Teorías sobre la naturaleza de la luz
A lo largo de la historia, distintas teorías tratan de explicar el comportamiento y
la naturaleza de la luz.
La TEORÍA CORPUSCULAR, enunciada por Newton (Siglo XVII), fundamentada
en tres aspectos
- Los cuerpos luminosos emiten energía radiante en forma de partículas.
- Estas partículas se propagan en línea recta.
- Estas partículas actúan sobre la retina, estimulando una respuesta, la que se da
en forma de sensación visual.
La TEORÍA ONDULATORIA, enunciada por Huygens (Fin del siglo XVII),
basada en los siguientes aspectos:
- La luz es el resultado de las vibraciones moleculares en el elemento luminoso.
- Las vibraciones son transmitidas en un medio llamado “eter”, con
movimiento ondulatorio, similar al de las ondas en el agua.
- Estas vibraciones, así transmitidas, actúan sobre la retina, estimulándola.
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La TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA, propuesta por Maxwel
en el Siglo XIX, establece:
- Los cuerpos luminosos emiten luz en la forma de energía radiante.
- La energía radiante se propaga en forma de ondas electromagnéticas.
- Las ondas electromagnéticas actúan sobre la retina, estimulándola.
La TEORÍA CUÁNTICA, Formulada por Planck, a principios del siglo XX, la
cual se basa en:
- La energía es emitida y absorbida en cantidades discretas.
- El valor energético de cada fotón está determinado por el producto de H y V,
donde h es 6,626 x 10 -34, y V es la frecuencia de vibración del fotón medida en
Hertz.
La TEORÍA UNIFICADA propuesta por De Broglie y Heisemberg (siglo XX),
basada en las siguientes premisas:
- Cada elemento de masa en movimiento tiene asociada una onda cuya
longitud está dada por la ecuación:
λ = h / m.v
Donde λ es la longitud de onda asociada al movimiento de onda,
“h” es la constante de Planck, “m” es la masa de la partícula y “v” es la
velocidad de la partícula.
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Propagación rectilínea de la luz.
Si nos colocamos en el interior de una habitación perfectamente cerrada, de
paredes completamente opacas en toda su extensión, carecemos de toda sensación
luminosa.
Si abrimos un pequeño orificio en una de las paredes, habiendo luz en el
exterior, el polvillo que flota en el ambiente, nos permitirán verificar la trayectoria que
siguen las radiaciones luminosas.
A TENER EN CUENTA Las radiaciones que han pasado por un pequeño orificio, si la fuente
está muy alejada, constituyen lo que llamaremos un rayo luminoso.
Un conjunto de rayos que pasa por un punto, constituye un haz de rayos.
Los rayos luminosos tangentes a la superficie del cuerpo iluminado
delimitan una zona del espacio a la cual no llega ningún rayo, llamada
cono de sombra. Esos rayos forman una superficie cónica de vértice en
la fuente luminosa.
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Fig. 1. Haces de rayos
Fig. 2. Sombras producidas por una fuente puntual.
Si la fuente es extensa (Fig. 3), quedan determinadas, detrás del cuerpo, tres zonas:
la zona de sombra a la cual no llegan rayos provenientes de ningún punto de la
fuente;
la zona de luz, a la que llegan rayos de todos los puntos de la fuente;
la zona de penumbra, a la que sólo llegan rayos luminosos de una parte de la
fuente pues los del resto son detenidos por el cuerpo opaco.
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Una comprobación de que la propagación
de la luz es rectilínea (Fig. 1), la tenemos en
el hecho de que todo cuerpo iluminado por
una fuente puntual, proyecta una sombra
que, sobre una pantalla normal a la
dirección media de los rayos, es una figura
semejante a la que forma el contorno .del
cuerpo. Una esfera proyectará una sombra
circular, un cono, en determinadas
condiciones, proyectará una sombra
triangular (Fig. 2).
Fig. 3. Sombra y penumbra producidas por una fuente luminosa extensa.
.
Fig. 4. Imagen en la cámara oscura
Consiste en una caja cerrada (Fig. 4), con una abertura muy pequeña en una de
sus caras, por donde penetran los rayos luminosos que forman la imagen en la cara
opuesta. Cada punto del objeto envía un rayo que pasa por la abertura e ilumina en un
punto la pared de la cámara en que se forma la imagen. En la figura puede verse cómo
la imagen resulta invertida.
10
La propagación rectilíneo de la luz se
cumple siempre que los objetos
interpuestos o las ranuras por donde se
la hace pasar no sean excesivamente
pequeños; pues entonces se producen
fenómenos llamados de difracción, para
los cuales, es necesario abandonar la
hipótesis de la propagación rectilínea.
Una aplicación interesante de la propagación rectilínea de la luz la constituye la cámara oscura, en la que se forman imágenes de los objetos, dadas por los rayos luminosos que penetran en la cámara por un pequeño orificio.
ACTIVIDAD
Óptica geométrica y óptica física
El conjunto de los fenómenos que constituyen el objeto de la óptica puede
dividirse en dos grupos:
óptica geométrica fenómenos en que sólo
interesa la radiación luminosa como rayo rectilíneo en cada medio
homogéneo, sin intervención de hipótesis sobre su naturaleza. modo de
propagación u origen.
óptica física está constituida por el estudio de
aquellos fenómenos que se refieren a las características de la fuente o a la
velocidad y naturaleza de la radiación luminosa.
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Ensáyese la experiencia dejando pasar luz solar por el espacio que queda entre tres tarjetas cruzadas. Tome nota de todos los efectos que pueda lograr
Leyes fundamentales de la óptica geométrica
1º) Propagación rectilínea de la luz. Declarada en el siglo 2
2º) Independencia recíproca de las diversas partes de un haz luminoso,
Fig. 5. Interceptando con una pantalla una parte de un haz luminosos, los rayos
restantes no sufren modificaciones.
3º) Ley de la Reflexión y Ley de la Refracción. Se aplican al caso en que el rayo
luminoso llegue a la superficie de separación de dos medios homogéneos. Este rayo
llamado rayo incidente, se divide en otros dos: uno vuelve al primer medio, el otro se
propaga en el segundo si es transparente
Fig. 6 Reflexión y refracción de la luz.
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Significa que, dado un haz de rayos luminosos, si con
una pantalla interceptamos una parte, los rayos
restantes no modifican su trayectoria ni experimentan
la más mínima perturbación (Fig. 5).
En la Figura, el rayo incidente SI, al llegar
al punto I de la superficie AB de
separación de dos medios, se divide en
los rayos IS' que vuelve al primer medio y
el IS'' que penetra en el segundo.
La ley de la reflexión dice que el rayo que vuelve al primer medio (reflejado) se
mantiene en el plano determinado por el rayo incidente y la normal a la superficie de
separación, en el punto de incidencia y forma con dicha normal un ángulo de reflexión i,
igual al de incidencia i.
La ley de la refracción expresa que el rayo que pasa al 2º medio, o rayo
refractado, se mantiene en el mismo plano de incidencia y forma con la normal un
ángulo r que cumple la condición
nri
sensen
Siendo una constante para cada par de medios colocados a uno y otro lado de la
superficie de separación.
Reversibilidad de los caminos de la luz
Si un rayo incide siguiendo el camino del rayo refractado en sentido S''I, el
correspondiente rayo refractado seguirá en sentido inverso el camino del rayo incidente
(IS).
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Como consecuencia el principio de la reversibilidad de los caminos ópticos se
enuncia de la siguiente manera:
Fig. 7. Reversibilidad del camino luminoso
Velocidad de propagación de la luz
Descartes afirmó que la propagación era instantánea y eso se creyó durante
mucho tiempo. Galileo intentó experiencias que lo llevaron a decidir que si la
propagación no era instantánea, por lo menos su velocidad era extraordinariamente
grande.
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Si un rayo luminoso pasa por un punto A en una dirección a y después de una serie de reflexiones y refracciones pasa por otro punto B en la dirección b; otro rayo que pase por B en la dirección b, pero en sentido contrario, recorrerá el mismo camino en sentido contrario pasando por el punto A en la dirección a y en sentido contrario al anterior. Esta ley se aplica constantemente en la óptica geométrica.
Los métodos más importantes para determinar la velocidad de propagación son:
el de Roemer, basado en observaciones astronómicas;
el de Fizeau, realizable sobre la tierra, pero en distancias relativamente
grandes, del orden de los 10 Km.,
el de Foucault, que puede calificarse como método de laboratorio, en que
se mide en distancias del orden de los 4 metros.
el astronómico de Bradley, basado en el fenómeno de aberración de la luz.
Veamos alguno de ellos
Método de Roemer
En 1675, Olaf Roemer, analizando las tablas astronómicas que señalan el
momento en que se observan los eclipses de uno de los satélites de Júpiter, advierte
que se produce un atraso cuando la Tierra se aleja de Júpiter y recíprocamente. De esa
observación concluye que la velocidad de la luz ha de estar vinculada a ese fenómeno.
Sabemos que Júpiter es un planeta cuya distancia al Sol es 5,2 veces la
distancia Tierra-Sol y cuyo período de revolución es de 11,86 años. Entonces,
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Fig. 8. - Velocidad de la luz. Método de Roemer
Sin embargo, si lo medimos cuando la Tierra y Júpiter se encuentran en
oposición, se comprueba que estas horas no concuerdan con las que se obtienen en la
observación. Roemer constató un atraso de 996 segundos.
La explicación surge inmediatamente: los rayos luminosos, que son los que
nos comunican la ocultación, deben recorrer, en la segunda posición, un
camino igual al de la primera, más el diámetro de la órbita terrestre.
Dividiendo el diámetro de la órbita por el atraso observado se obtiene la velocidad de la
luz.
v = diám. órbita terrestre = 2,99 X 10 8 Km . = 300 000 Km. / Seg.
atraso observado 996 seg.
(Observaciones posteriores dan, para el atraso, el valor de 1002 seg. con el cual resulta v = 298300 Km. / seg.)
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sean S el Sol, TAT', la órbita terrestre, JJ' un trozo de la órbita de Júpiter y l un satélite de esta planeta, que gira alrededor de él como la Luna alrededor de la Tierra. Como el movimiento del satélite es sensiblemente uniforme, las ocultaciones detrás del planeta, vistas desde la Tierra, deben producirse a intervalos regulares de tiempo.
TABLA 1SATELITES DE JÚPITER
Satélite Distancia Revolución sideral Revolución sinódica
I-Io 5,906 1 día 18 h, 27 m, 33 s, 5 1 día 18 h, 28 m, 35 s, 9
II-Europa 9,397 3 ds. 3 h, 13 m, 42 s 3 ds, 3 h, 17 m, 53 s, 7
III-Ganimedes 14,989 7 ds, 3 h, 42 m, 33 s, 4 7 ds, 3 h, 29 m, 35 s, 9
IV-Calixto 26,324 16 ds, 16.h, 32 m, 11 s, 2 16 ds, 18 h, 5 m, 6 s, 9
Supongamos, que el 1º de enero a cero horas, estando en oposición Júpiter y el
Sol, el satélite se sumerge en el cono de sombra iniciando su eclipse (posición S. T, J
de la figura 8).
Como el tiempo que media entre una conjunción y una oposición sucesivas de
Júpiter es de 199,44 días solares medios, podemos decir que la próxima conjunción
tendrá lugar el 19 de julio a las 10 h, 33 m, 6 (0.44 día = 10,56 horas), quedando los
astros en las posiciones S, T' J' de la figura 8.
Pero en este intervalo debe producirse el número de eclipses dado por el
cociente:
n = 199,44 días = 4786,56 horas = 112 + 30,37
42,466 horas 42,466 horas 42,466
Revolución sinódica: tiempo necesario para que el Sol, el planeta y su satélite vuelvan a estar en la misma posición relativa. Los comienzos de los eclipses se suceden con este período.
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PROPIEDADES DE LA MATERIA
Fenómenos asociados a la propagación de la Luz
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
monocromáticos que la integran.
Cuando se refleja la luz que incide en una superficie, parte de aquella se pierde
por absorción. La relación entre el flujo reflejado y el incidente se llama reflectancia de
la superficie (antes, factor de reflexión).
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Hay diferentes tipos de reflexión, que dependen de la superficie y el ángulo del rayo. Veamos,
Fig. 9. Diferentes tipos de reflexión: a) especular, b) difusa, c) compuesta (principalmente difusa), d) Compuesta (principalmente especular).
Reflexión Especular
Una superficie pulida refleja especularmente, es decir, el ángulo entre el rayo
reflejado y la normal a la superficie de reflexión es igual al ángulo entre el rayo incidente
y la normal (Fig. 9 a).
Las superficies capaces de reflejar especularmente se emplean en luminotecnia
como espejos, incorporándose en algunos tipos de luminarias.
Materiales utilizados: 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
reflectantes (por ejemplo una superficie cristalina) la reflexión es difusa.
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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. 9 b).
Materiales utilizados: el papel blanco mate, los techos de yeso o escayola y la
nieve. La pintura blanca mate se emplea en reflectores donde se requiere un ángulo de
distribución de luz muy amplio.
Reflexión Mixta
Su reflexión no es especular ni difusa, sino una combinación de ambas
Por ejemplo, un reflector difuso cubierto 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. 9, c y d).
Reflexión Total
La reflexión total o reflexión interna total, como también se le 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.
Tiene lugar cuando el ángulo de
incidencia excede de un cierto valor
crítico. En este caso los rayos incidentes
se reflejan totalmente (Fig. 10).
Fig. 10 Reflexión interna total que muestra un rayo incidente según el ángulo crítico ic y un rayo totalmente reflejado (línea de trazos).
20
Transmisión
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 monocromáticas.
Cuando pasa la luz a través del material se pierde una pequeña proporción de
ella por absorción. La relación 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 que 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 acompañado de una desviación del rayo
luminoso que se conoce como refracción (Fig. 11).
21
Fig. 11. Refracción en los límites de separación entre dos medios.
Fig. 12 Dispersión a través de un prisma de refracción
Para dirigir los rayos luminosos hacia direcciones particulares exactamente
calculadas se emplean mucho los prismas de refracción, las lentes y otros materiales
refractantes.
22
Se expresa por:
n1, sen a1 = n2 sen a2
Donde:
n1 = índice de refracción del primer medio,
n2 = índice de refracción del segundo medio,
al = ángulo de incidencia,
a2 = ángulo de refracción.
Cuando el primer medio es el aire n1= 1 y la
fórmula se transforma en:
sen a1 = n2 sen a2
La descomposición de la luz blanca en sus colores
componentes al pasar a través de un prisma que la
refracta (Fig. 12) se llama dispersión.
Absorción y difusión
La radiación luminosa, sufre pérdidas de energía a través de un medio material debido a dos efectos, la absorción y el redireccionamiento de la luz respecto de su dirección original – en inglés “scattering” o “difusión”-.
Cuando un rayo de luz atraviesa un medio material se produce absorción, que
es la conversión de la energía luminosa en otra forma de energía, generalmente, en
energía calórica; puede ocurrir que:
cambie hacia una radiación de otra longitud de onda, lo que se llama
Fluorescencia,
se transforme en energía eléctrica, como ocurre cuando incide en una célula
fotoeléctrica, o en energía química, fenómeno responsable del proceso de
fotosíntesis de las plantas.
Cuando una de rayos paralelos de una particular longitud de onda atraviesa un
medio homogéneo, la pérdida de intensidad sigue una ley exponencial de la forma:
I = I0 exp (- α x)
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Donde I0 es la intensidad del haz inicial, I es la
intensidad después de viajar una distancia x en el
medio, y α es el coeficiente de absorción lineal del
medio, que generalmente depende de la longitud de
onda.
Los valores del coeficiente de absorción, y su dependencia con la longitud de
onda, permiten clasificar los materiales de la siguiente manera:
altamente transparentes, alfa es muy pequeño y, en ese caso, I solamente
difiere de I0 para valores de x muy grandes.
opacos, alfa es muy grande para todas las longitudes de onda, de tal forma que I
se vuelve virtualmente cero en distancias muy cortas; tales materiales son opacos
a la luz, excepto en capas muy delgadas, como, por ejemplo, ocurre con los
metales.
En algunos materiales el PROCESO DE ABSORCIÓN depende de la longitud de onda, de manera que estos materiales cambian a distribución espectral de la luz que la atraviesa, constituyendo el FUNDAMENTO DE LOS FILTROS DE COLORES. Prácticamente todos los objetos coloreados deben su color a sus características de absorción selectiva en alguna parte del espectro visible, con reflexión y transmisión en otra parte del mismo
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ANEXO
RADIACIÓN
Las radiaciones luminosas visibles constituyen una pequeña parte del conjunto de las radiaciones de igual naturaleza, que llamamos ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS, y que reciben distinta designación según su longitud de onda.
Veamos en el siguiente gráfico las designaciones
Fig. 13.- Clasificación de las radiaciones según su longitud de onda
La zona visible ocupa sólo una octava de la gama total de radiaciones, pues el
número de vibraciones que corresponde al violeta es el doble del que corresponde al
rojo. Si observamos el espectro luminoso emitido por un sólido incandescente vemos
todos los colores, del rojo al violeta, pero si los fotografiamos, observaremos algunas
radiaciones ultravioleta que impresionan la placa fotográfica.
Si en cambio lo estudiamos con un bolómetro (aparato sensible al calor)
notaremos que hacia el extremo rojo, en el infrarrojo, existen también radiaciones.
25
Como abscisas, se han tomado los logaritmos de X en centímetros.
Se llama radiación puramente térmica la que los cuerpos emiten a expensas,
exclusivamente, de su energía térmica.
La diferenciamos así de la radiación de luminiscencia cuya emisión es debida
a fenómenos eléctricos, mecánicos (choque), químicos o puramente ópticos, en los
cuales se producen las radiaciones que, dan origen a los distintos tipos de espectros:
continuas, de líneas o de bandas.
Se llama cuerpo negro a aquel que absorbe totalmente las radiaciones que
recibe. Se lo realiza idealmente por una cavidad con un pequeño orificio. Las
radiaciones que penetran por el orificio, experimentan múltiples reflexiones en las
paredes hasta ser totalmente absorbidas.
Fig. 14.- Modelo de cuerpo negro perfecto
26
A cada temperatura el cuerpo negro emite un
espectro continuo.
Para medir la energía de un haz de radiaciones, lo
hacemos incidir sobre un cuerpo negro y medimos su
calentamiento; la cantidad de calor que recibe en la
unidad de tiempo, será la medida de la energía del
haz.
Si la radiación total se hace pasar por un prisma y luego se recibe sobre el
cuerpo negro, la radiación correspondiente a una pequeña zona del espectro, se tendrá
así la medida de la energía correspondiente a esa zona. Repitiendo la experiencia a lo
largo de todo el espectro se obtendrá la distribución espectral de la energía.
Poder emisivo y poder absorbente
Dado un elemento de superficie de área s en un cuerpo, emitirá, para una
longitud de onda y en dirección normal a la superficie, una energía: AW = e . s, por unidad de tiempo.
El factor e es el poder emisivo del elemento s para la longitud de onda k
27
Si sobre el mismo elemento de superficie incide
una radiación de longitud de onda k, en la dirección x
A cuya energía es A W, una parte sé reflejará, otra
atravesará al cuerpo si es transparente y finalmente,
una fracción a. AW será absorbida y transformada en
calor.
El factor a se llama poder absorbente del
elemento s para la longitud de onda k y la dirección
XA.
c = f
Por lo dicho anteriormente se comprende que el poder absorbente del cuerpo
negro es siempre igual a 1 y para todo otro cuerpo es menor que la unidad.
La RADIACIÓN se define como una emisión o transferencia de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas.
Teorías
Una de las teorías más aceptadas en la actualidad es la TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA; según la cual, la radiación puede considerar se como un tren de ondas electromagnéticas que se propagan en el vacío, en línea recta, con una velocidad muy cercana a los 300.000 Km./s
Para cualquier tipo de onda, la velocidad de propagación c es igual al
producto de la longitud de onda X y de la frecuencia f.
donde la frecuencia se define
como el número de ondas que
pasan por un punto fijo en un
segundo.
La frecuencia no cambia con la naturaleza del medio a través del cual se
propaga la radiación, pero cualquier cambio de velocidad irá acompañado
de una modificación proporcional de la longitud de onda: la relación c/ se
conserva pues constante.
28
c = f
Según la teoría de los cuantos de radiación o TEORÍA CUÁNTICA, la energía se emite y absorbe en cuantos discretos (fotones).
La magnitud de cada cuanto es hf, siendo h la constante de Planck, que
tiene las dimensiones energía x tiempo, y f la frecuencia de ¡a radiación
electromagnética. El valor de h aceptado actualmente es de 6,6256 x 10-34
julios - s.
Los efectos fotoeléctricos, químicos y biológicos de la radiación están
directamente relacionados con la teoría de los cuantos.
Radiación del cuerpo negro
El CUERPO NEGRO o RADIADOR INTEGRAL es un cuerpo que absorbe todas las radiaciones que inciden en él; por tanto, no transmite ni refleja nada.
Las características de radiación de tales cuerpos se conocen perfectamente y
pueden calcularse con gran precisión para todas las longitudes de onda y temperaturas.
El flujo radiante de un cuerpo negro, según la ley de Planck, es función de la
longitud de onda y la temperatura absoluta. No sólo aumenta rápidamente el flujo
radiante máximo con la temperatura de trabajo (Fig. 15) sino que la longitud de onda
correspondiente al máximo se hace más corta.
29
Radiación visible (luz)
La luz puede definirse como radiación capaz de producir directamente sensación
visual.
Las ondas luminosas ocupan sólo una parte muy pequeña del espectro de
ondas electromagnéticas (Fig. 16).
Fig. 16 El espectro electromagnético
30
El radiador de cuerpo negro se utiliza frecuentemente como patrón de referencia primario para definir la emisión de fuentes de luz reales.
Fig. 15 Radiación deL cuerpo negro de acuerdo con la ley de Planck
Los límites de la radiación visible no
están bien definidos y varían según el
individuo: el límite inferior se sitúa
generalmente entre 380 y 400 nm; el
superior, entre 760 y 780 nm (1
manómetro (nm) = 10-9 m).
El ojo discrimina entre las distintas longitudes de onda en este rango por la
sensación de color.
El azul y el violeta corresponden a las longitudes de onda más cortas.
El rojo a las más largas.
En el medio, encontraremos al verde y el amarillo.
Una radiación luminosa monocromática corresponde a una sola longitud de
onda, hecho muy difícil de obtener en la práctica, dado que todas las fuentes
luminosas producen luz cubriendo, por lo menos, una banda estrecha de
longitudes de onda.
El Láser es la fuente de luz que, con mayor aproximación, emite radiación
monocromática.
Radiación ultravioleta e infrarrojo
Las radiaciones electromagnéticas de longitudes de onda cercanas a los extremos violeta y rojo del espectro visible se conocen respectivamente como RADIACIÓN ULTRAVIOLETA E INFRARROJO.
Los límites del intervalo espectral de las radiaciones ultravioleta e infrarroja no
están bien definidos, pero el primero se considera en general entre 100 y 400 nm y el
segundo entre 780 nm y 1 nm.
31
VISIÓN
El ojo contiene una lente que enfoca la imagen en una superficie sensible a la luz: la RETINA. Esta superficie está formada por una delicada capa de tejido nervioso en el que aparecen dos tipos de terminales, llamados CONOS Y BASTONCILLOS.
La concentración de ambos no es uniforme: en el centro de la retina existe una
pequeña depresión de aproximadamente 0,5 Mm. de diámetro (la fóvea) que contiene
sólo conos. Fuera de la fóvea los conos y bastoncillos están mezclados, reduciéndose
paulatinamente la proporción de conos hacia la periferia. Estos influyen de maneras
diversas en nuestra visión.
Los distintos tipos son:
Visión central. Los conos de la fóvea producen una imagen muy definida,
alcanzándose aquí la máxima resolución de que es capaz el ojo.
Visión periférico. La periferia de la retina, compuesta principalmente de
bastones, no produce una visión nítida, sino que los objetos aparecen como
siluetas borrosas. Esta zona, no obstante, es muy sensible al movimiento y
parpadeo.
Visión escotópica. Cuando el ojo está adaptado a niveles de luminancia
inferiores a 0,05 cd/M2 la visión se denomina escotópica.
32
En este caso, los bastones son los elementos activos principales y la detección
periférico es por tanto aquí superior a la foveal. En la visión escotópica no hay
sensación de color.
Visión fotópica. Si el ojo está adaptado a niveles de luminancia superiores a 3
cd/m2, la visión se llama fotópica. En este caso los conos son los elementos
activos principales, siendo posible una visión de colores normal.
Visión mesópica. Se denomina así la visión correspondiente a niveles de
luminancia intermedios a los establecidos antes para las visiones escotópica y
fotópica. La capacidad para distinguir los colores disminuye con el nivel de
iluminación y, debido al desplazamiento de la curva de sensibilidad espectral
relativa, el ojo se hace más sensible a los colores correspondientes al extremo
azul del espectro.
Adaptación
Es el proceso por el cual el ojo es capaz de funcionar en un amplio margen de niveles de iluminancia: implica un cambio de la abertura de la pupila, junto con cambios fotoquímicos en la retina.
Para describir la situación en la que los ojos de un observador están
completamente adaptados a la visión fotópica o a la escotópica se utilizan
frecuentemente los términos "adaptado a la luz" y "adaptado a la oscuridad".
El proceso de adaptación total a la oscuridad después de una exposición a altas
luminancias requiere en general cerca de una hora; en el caso contrario esta
adaptación se establece mucho más rápidamente.
33
Acomodación
La facultad del ojo de ajustar espontáneamente su distancia focal según
se fije en objetos situados a distancias variables se llama acomodación.
Durante ella los músculos ciliares que rodean la lente ajustan la tensión en ella,
cambiando su curvatura y por tanto su distancia focal.
Con los años, la capacidad de acomodación de la lente disminuye, debido a su
endurecimiento.
34
ACTIVIDAD
Piense en situaciones donde UD. en su vida cotidiana esté expuesto a situaciones de adaptación y acomodación y explique el fenómeno en función de los conceptos vistos en el presente apartado
Contraste y sensibilidad de contraste
El factor determinante en la discriminación de objetos es la diferencia de luminancia o color entre el objeto observado y el medio circundante.
Subjetivamente, el contraste es la valoración de la diferencia de aspecto de dos
partes de un campo de visión observadas simultánea o sucesivamente.
Objetivamente, el contraste -de modo específico, contraste de luminancia- se
define por una de las fórmulas:
12
122
1
121 21 LL
LLL
LLL
L
,
Sensibilidad de contraste. La visión se facilita tanto si se aumenta el contraste como la luminancia, por
encima del valor umbral definido por la sensibilidad de contraste del ojo.
La sensibilidad de contraste, en un determinado ensayo, se mide ajustando el
nivel de luminancia de modo que el contraste observado sea apenas perceptible.
Cuantitativamente, sensibilidad de contraste (CS) es igual al valor recíproco del
umbral de contraste (C,), o a la luminancia del fondo dividida por la luminancia umbral
(L,) esto es:
12
11
1
1LL
LLL
CCS
t
35
donde L1 Y L2 representan la luminancia
del fondo y del objeto, respectivamente
Agudeza visual
Puede definirse cualitativa o cuantitativamente.
Cualitativamente es la capacidad para distinguir entre objetos que están muy
cerca entre sí.
Cuantitativamente es el valor recíproco de la separación angular (generalmente,
minutos de arco) de dos objetos adyacentes que el ojo apenas puede distinguir
que están separados.
Por tanto, la agudeza visual mide el detalle más pequeño que puede percibirse. Depende del nivel de iluminancia.
Velocidad de percepción
La velocidad de percepción depende del nivel de luminancia.
Se puede definir como el valor recíproco del intervalo de tiempo transcurrido entre la presentación de un objeto y la percepción de su forma.
Correspondientemente, la velocidad de percepción del contraste es el valor
recíproco del intervalo de tiempo entre el instante en que el contraste aparece y se
percibe.
36
CUESTIONARIO
1. ¿Qué concepto se tenía de la investigación óptica durante el auge de la
doctrina teologista?
2. ¿Quiénes fueron los descubridores de la existencia de la radiación
ultravioleta?
3. ¿Quién dio a conocer, por primera vez, la teoría cuántica de la luz?
4. ¿Cuáles son las otras teorías de propagación?
5. ¿Qué puede decir sobre os conceptos de Reflexión, refracción y absorción?
6. ¿Puede definir el significado de “Espectro de Luz Blanca?
7. ¿Que colores se obtienen en la descomposición de la luz?
8. ¿Cómo interactúa un filtro con la luz incidente?
9. ¿Qué método se utiliza para lograr dicha descomposición?
10.¿Qué es el LASER?
11.¿Que tipo de espectro da la luz solar?
12.¿Como reaccionan las superficies de los cuerpos a la luz monocromática?
13.¿Cómo se denominan las zonas situadas por sobre el rojo y por debajo del
Violeta?
14.En verano resulta conveniente usar ropa clara, y en invierno oscura.
¿Por qué?
37
UNIDAD 2
EL OJO HUMANO
38
UNIDAD 2: EL OJO HUMANO
OBJETIVOS:
Al finalizar el estudio de esta unidad, UD. será capaz de:
Conocer la estructura del Ojo Humano
Entender el mecanismo de formación de las imágenes
Conocer los defectos estructurales del ojo, para posteriores evaluaciones desde la óptica de la Seguridad
Cuadro conceptual de la unidad
EL OJO HUMANO
Descripción
Constitución
Funciones Disfunciones
Acomodación
Acuidad VisivaAcomodación retiniana
Ilusiones ópticas
Miopía-Hipermetropía
Presbicia y Astigmatismo
Daltonismo
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EL OJO HUMANO
EL OJO HUMANO
Descripción somera del ojo
Fig. 1— Corte del ojo derecho visto desde arriba.
constituye un globo esferoidal de unos 24 mm de diámetro,
limitado exteriormente por una membrana blanca, dura y opaca llamada esclerótica,
en la parte anterior en que esta membrana se interrumpe da lugar a la córnea transparente, cuyo índice de refracción es: 1,376.
Adherida interiormente a la esclerótica se encuentra la túnica coroide, membrana provista de un pigmento negro que convierte el interior de] ojo en una especie de cámara oscura.
la retina, membrana sensible que constituye como una expansión del, nervio óptico, recubre interiormente a la coroide.
En el ojo, la luz penetra a través de la córnea y encuentra sucesivamente un
líquido llamado humor acuoso, una especie de lente biconvexa denominada cristalina,
40
envuelta en una membrana (cápsula del cristalino), y otro líquido, el humor vítreo,
llegando finalmente a la retina.
Delante del cristalino se observa el iris, diafragma opaco cuya abertura variable
de 2 a 8 Mm. constituye la pupila, que permite limitar el flujo luminoso que penetra en el
ojo.
La pupila posee las siguientes características:
tiene su cara anterior de radio r = 10 Mm. y la posterior de radio r1 = 8 Mm.;
su espesor es aproximadamente igual a su distancia de la córnea (4 Mm.).
formado por capas superpuestas, lo que hace que la convergencia del cristalino
considerado como una lente, sea mayor en igualdad de curvatura de las caras, que
la que se obtendría si fuera homogéneo, aún con el índice máximo de refracción.
Las capas son desigualmente refringentes, de índice que varia desde 1,386 hasta
1,404.
Músculos especiales (ciliares) producen la variación de la curvatura de las caras del cristalino, cambiando la distancia focal para dar lugar a formación de imágenes nítidas de los objetos sobre la retina; a esta función se la denomina: ACOMODACIÓN.
La zona de la retina donde se inserta el nervio óptico constituye el punto ciego,
situado en ambos ojos en el plano horizontal que contiene el eje óptico del ojo, hacia el
centro de la cabeza. En él la sensibilidad es nula, de modo que las imágenes que se
forman sobre el mismo no se perciben.
41
Alrededor del punto M, en que el eje del sistema óptico formado por los medios
transparentes del ojo toca a la retina, ésta tiene máxima sensibilidad. Dicha zona
constituye la mancha amarilla o mácula lútea; está limitada por un círculo de unos 2 Mm.
de diámetro dentro del cual una pequeña cavidad denominada fovea centralis presenta
el punto de sensibilidad óptima.
Las ramificaciones del nervio óptico terminan en elementos sensibles o células ópticas de dos tipos diferentes, que por su forma se denominan CONOS Y BASTONCITOS. En la fovea hay exclusivamente conos, mientras que en el resto de la retina se mezclan los bastoncitos con los conos.
Función de los conos y los bastoncitos
A los CONOS se debe la percepción de los colores, mientras que los BASTONCITOS, nos permiten percibir la luz, pero no las diferencias cromáticas.
Luz recibida exclusivamente en los bastoncitos, cualquiera sea su color, nos da
percepciones de tono grisáceo. Una sustancia llamada púrpura retiniana cubre los
bastoncitos aumentando su sensibilidad, con la cual resultan capaces de excitarse con
iluminaciones tan débiles que no alcancen a ser percibidas por los conos.
Entre otras comprobaciones tenemos la siguiente: observando un objeto coloreado
con una pequeña iluminación, aparece de color gris, pues sólo actúa la luz sobre los
bastoncitos; aumentando gradualmente la iluminación van apareciendo las diferencias de
color.
42
Formación de imágenes – Acomodación
Los rayos luminosos que partiendo de un objeto llegan al ojo, sufren una serie de refracciones en los diversos medios que encuentran, hasta llegar a la retina.
Si la imagen del objeto observado se forma sobre los puntos sensibles de la retina, se la percibirá nítidamente.
En caso de que la imagen se forme delante o detrás de la retina, se percibirá el
objeto con sus bordes borrosos
La ACOMODACIÓN va siempre acompañada de un movimiento general del ojo que tiende a colocar la imagen del punto observado en la fovea centralis.
Ojo reducido
El ojo es un sistema óptico complejo. Para estudiar la formación de imágenes se simplifica el problema reemplazándolo por un sistema óptico ideal equivalente, denominado OJO REDUCIDO.
43
Fig. 2.-Ojo reducido que consiste en una lente Convergente
Ojo miope y ojo hipermétrope
Cuando se miran dos objetos situados entre el punto próximo (15 cm.) y el infinito, el ojo se acomoda formándose las imágenes sobre la retina. Cuando estas condiciones no se cumplen decimos que el ojo es defectuoso o amétrope. A este respecto los principales defectos son: LA MIOPÍA Y LA HIPERMETROPÍA.
El OJO REDUCIDO:
- Se obtiene sustituyendo los diversos medios
refringentes por una única lente delgada
convergente,
- colocada en el aire a 15 Mm. de la mancha
amarilla y teniendo una distancia focal
también de 15 Mm.
44
En el ojo miope
hay una mayor convergencia de los rayos que en el ojo normal;
la distancia focal, para el caso de observar un punto en el infinito, es menor que
la distancia OM.
la imagen del punto en el infinito se forma en F, delante de la retina
El defecto se corrige intercalando una lente divergente (bicóncava por lo general)
En el ojo hipermétrope
se presenta el defecto a la inversa: rayos paralelos a su eje óptico
concurren detrás de la retina (distancia focal mayor que OM).
Para que la imagen se forme en M, los rayos deben llegar al ojo dirigidos
hacia un punto R. situado detrás del ojo;
el punto remoto se encuentra detrás del ojo
El defecto se corrige colocando una lente convergente delante del ojo; con
ella la imagen del punto en el infinito se formaría en R y el ojo da de R, una
imagen en M.
45
Presbicia y astigmatismo
A cierta edad los músculos que producen la acomodación se debilitan. Según la
distancia a que quiera ver, el présbita: deberá usar distintas lentes, pues su ojo no
acomoda o acomoda débilmente.
La PRESBICIA es simplemente la pérdida de la facultad de acomodación.El ASTIGMATISMO es un defecto debido a la deformación de las superficies de separación de los distintos medios que forman el ojo, es decir, se produce cuando dichas superficies no son de revolución alrededor del eje óptico.
En el astigmatismo, las imágenes se deforman. Así, por ejemplo. de una
circunferencia dará el ojo una imagen que será una elipse.
Fig.3.- El ojo astigmático ve como la figura de la derecha el dibujo de la izquierda.
Un astigmático que mire el círculo de la
izquierda en la Fig. 3 verá la imagen de la
derecha si la deformación de su ojo
corresponde a un cilindro de eje vertical.
Se corrige el astigmatismo con lentes
esférico-cilíndricas, colocadas en la
posición adecuada para compensar la
causa que lo produce.
46
Anomalías en la percepción cromática – Daltonismo
Existen diversos defectos del ojo referentes a la percepción de los colores.
El más conocido de ellos consiste en la confusión de los colores rojo y verde. Se lo
llama corrientemente DALTONISMO, debido a que padeció de este defecto el conocido
físico inglés Dalton, pero su designación más correcta es dicromatopsia.
El DALTÓNICO ve de un mismo color el rojo, el anaranjado el amarillo y el verde, pudiendo distinguirlos sin embargo, como si fueran ligeras variantes de intensidad de un mismo tono amarillo.
ACTIVIDAD Este es un momento apropiado para que realice un Mapa Conceptual con los componentes, funciones y disfunciones del ojo humano. Ejemplifique los dos últimos
47
Poder separador del ojo - Acuidad visiva
Para que dos puntos luminosos de un objeto puedan distinguirse, es necesario que sus imágenes formadas sobre la retina originen dos percepciones distintas. Esto equivale a decir que deben formarse sobre dos puntos sensibles distintos, en la retina.
Teniendo en cuenta que la distancia media de los conos y bastoncitos, es de 0,005
mm (5 micrones), el ángulo que deben formar dos rayos que se cruzan en el campo óptico
del ojo para tocar a dos de ellos contiguos es tal que:
tg a = 0,005 mm = 0 00033
15 mm
Y por lo tanto el ángulo a es aproximadamente igual a 1’ (tg 1’ = 0,000291). Se lo
llama ángulo de separación. Su inversa mide el poder separador del ojo cuyo valor resulta
así igual a
15 mm = 3000.
0,005 mm
En un objeto situado a la distancia óptima de la visión (8 = 30 cm), dos puntos que
se pueden ver separados distan entre sí de:
30cm x tg a = 300 x 0,005 mm = 0, 1 mm
15
A este valor se lo llama acuidad visiva.
48
Acomodación retiniana.
El valor del ángulo de separación que determina los del poder separador y de la
acuidad visiva, depende de la iluminación recibida por la retina.
Cuando el objeto observado envía al ojo un flujo luminoso muy débil, de modo que la energía que incide sobre un cono o bastoncillo no alcanza para excitarle, se conectan varias células nerviosas de modo que los otros elementos sensibles que lo rodean forman con él un grupo, capaz de captar un flujo suficiente para producir la sensación luminosa.
El ángulo de separación se determina entonces por las dimensiones que limitan el
grupo de conos o bastoncillos asociados, siendo por lo tanto mayor que 1’.
A medida que aumenta la iluminación se van desconectando los elementos
sensibles y el ángulo se aproxima al valor normal de 1’. Si el flujo sigue aumentando llega
un momento en que se produce deslumbramiento y la retina excesivamente excitada,
reacciona dejando de ver.
Es de especial interés al estudiar la iluminación de los ambientes, disminuir este trabajo de acomodación retiniana; la luz difusa tiende a ese fin.
Sensaciones normales - Visión binocular - Sensación de relieve
49
A través de nuestras sensaciones visuales nos formamos una imagen sobre la forma
y distribución de los objetos que nos rodean.
Formándose invertidas las imágenes en la retina, pues se trata de imágenes reales
dadas por un sistema óptico convergente, de distancia focal menor que la distancia a los
objetos, parece curioso que los veamos derechos; es que lo que miramos no son las imágenes de la retina sino que ellas son un medio para transmitirnos la sensación luminosa, de lo cual inferimos la existencia de los objetos localizándolos en el espacio (percepción).
La noción de la distancia a los objetos (relieve) está también vinculada a nuestra
experiencia sensorial e íntimamente ligada a nuestra visión binocular.
Fig. 4.- En los ojos de un observador que mira desde un punto del eje a una pirámide truncada, se forman imágenes diferentes. La superposición de ambas impresiones produce la sensación de relieve.
La diferencia entre ambas imágenes (Fig. 4)
depende de la distancia a que se encuentren los
objetos que miramos y nuestra experiencia
sensorial nos ha enseñado a deducir, la distancia
en base a esa diferencia de "perspectivas".
En visión monocular (con un ojo cerrado)
también pueden apreciarse distancias, en base a
los ángulos visuales o diámetros aparentes, de
objetos de tamaños conocidos.Las fotografías obtenidas
corrientemente con las cámaras
fotográficas de un solo objetivo, no
nos dan la sensación de relieve,
pues falta esa doble imagen. Pero
hay cámaras con: dos objetivos,
situados aproximadamente a la
distancia de los dos ojos, con las que
se obtienen dos imágenes que,
observadas simultáneamente
producen la sensación de relieve.
En cinematografía se ha tratado de
resolver el problema proyectando sobre
la pantalla dos imágenes, una en rojo y
otra en verde, obtenidas desde puntos
próximos y que se observan con
anteojos de color en forma tal, que con
un ojo se ve la imagen roja y con el otro
la imagen verde.
50
Persistencia de las imágenes en la retina
Si nos encontramos en una habitación y bruscamente queda a oscuras, las imágenes de los objetos que se habían formado en nuestra retina no se borran instantáneamente.
La experiencia comprueba que, desaparecida la luz, la imagen persiste
aproximadamente 1 décimo de segundo si la intensidad de la luz no es excesiva, en cuyo
caso persiste durante más tiempo.
No debe confundirse la persistencia de las imágenes retinianas con los efectos del
cansancio provocado por una observación prolongada. En este caso, hay como una
persistencia de la impresión negativa de aquella.
Ilusiones ópticas
51
El ojo normal al observar las figuras u objetos da lugar a curiosos errores de
apreciación denominados ilusiones ópticas.
Veamos algunas,
Mayor tamaño aparente de los objetos brillantes.
En la figura el cuadrado interior blanco sobre fondo negro parece más grande
que el cuadrado negro sobre fondo blanco. Sin embargo, son iguales. Esta
ilusión se debe al fenómeno llamado irradiación, por el cual en la imagen
retiniana de los objetos brillantes se impresionan los elementos sensibles
próximos, de modo que parecen de mayor tamaño.
Flechas y penachos de Tscherming.
Los dos segmentos horizontales de la figura son iguales aunque no lo
parecen. Se ha pretendido explicarlo por el hecho de que el ojo tiene que
moverse de mayor ángulo para recorrer la figura que parece presentar el
segmento mayor.
Se explica en esta ilusión el uso de plumas y penachos en uniformes para
agrandar la silueta del que lo lleva.
52
Círculos de Delboeuf
Los círculos interiores de los dos dibujos tienen igual radio. La presencia
de las circunferencias exteriores provoca el engaño en la apreciación
sensorial por lo que el de la izquierda parece mayor.
Errores en la apreciación de la dirección
La figura muestra el modelo de Zollner. A la izquierda se ven 5 líneas
paralelas; y a la derecha el efecto de cortarlas con segmentos
transversales.
53
En realidad no es sólo este problema el planteado respecto a la percepción visual,
pero se trata de cuestiones que escapan al dominio de la física y tal vez hasta de la
fisiología, pues están en el campo de la psicología.
Ilusiones cromáticas con el disco de Benham
Es un disco mitad negro y mitad blanco, con cuatro grupos de arcos de
distinto radio, abarcando sectores de ángulo de 45° en la parte blanca; todo
dibujado en negro, como muestra la figura 181. Haciéndolo girar en el sentido
de las agujas de un reloj con velocidad adecuada se ven los arcos negros de
diverso color. Los de mayor radio, (primer sector) se ven rojos; los otros se
ven sucesivamente de colores malva, verde y azul.
La explicación propuesta para el curioso fenómeno de ver de color las líneas
negras, se refiere a un retardo de la retina en la percepción coloreada, según
la cual el ojo ve rojo al blanco que sigue al primer sector; pero al nivel del
segundo sector, la retina ya excitada por el blanco del primero, aunque no
bien adaptada, percibe en color malva la zona correspondiente. En las otras
líneas, siendo más grandes los sectores blancos precedentes, la retina los
percibe en verde y en azul.
54
CUESTIONARIO
1. ¿Cómo es el proceso de Decodificación de la información óptica que recibe
el ojo, para transformarla en visión?
2. Haga un esquema del ojo; dibuje en él al menos 6 componentes y ubíquelos
en el dibujo.
3. ¿Cuáles son las funciones de las terminales sensoriales que posee el ojo
rodeando la fovea en la retina?
4. ¿Que se conoce como “poder Separador del ojo”?
5. ¿Cómo se corrigen los defectos estructurales del ojo?
6. ¿Que son los fenómenos de Acomodación y adaptación de l ojo?
55
UNIDAD 3
ILUMINACIÓN NATURAL Y ARTIFICIAL
56
UNIDAD 3: ILUMINACIÓN NATURAL Y ARTIFICIAL
OBJETIVOS:Al finalizar el estudio de esta unidad, UD. será capaz de:
diferenciar entre los distintos tipos de Iluminación.
establecer criterios para el diseño de una Iluminación Natural eficiente
seleccionar sistemas iluminación artificial adecuados.
Cuadro conceptual de la unidad
ILUMINACIÓN NATURAL Y ARTIFICIAL
º
ENERGIA LUMINOSA O FLUJO BIBROETICO
Energía y Flujo
Luminoso
Alumbrado Directo
E Indirecto
Sistemas de iluminación
Intensidad RendimientoLuminaria Luminancia
Funciones Locales
Seguridad
57
La ENERGÍA LUMINOSA es aquella emitida por un manantial de luz (o
absorbida por un cuerpo iluminado), medida según la sensibilidad del
ojo.
Unidad 1: 1 lumen hora = 1 lm hEl FLUJO LUMINOSO es la relación entre la energía Q emitida (o
absorbida) en un tiempo t y dicho tiempo t, empleado en la emisión o
absorción. El tiempo se mide en horas. Unidad: ø = Q= lm t
Habiéndolos definido, cabe destacar que, el flujo luminoso se distribuye por el
espacio con intensidad variable, según la dirección.
Un haz de rayos dirigidos hacia una superficie F, delimitada en el espacio por
una superficie cómica, está ocupada por el flujo luminoso ø.
Veamos algunos conceptos importantes:
Ángulo Sólido
El vértice del cono ocupado por el flujo luminoso se encuentra en el punto
luminoso L y su superficie lateral está formada por rayos dirigidos hacia el
contorno de la superficie F. Tal división en el espacio se llama ÁNGULO
SÓLIDO; el mismo se mide por la porción de superficie esférica de radio
unidad que intercepta.
58
Intensidad luminosa
Rendimiento luminoso
Luminaria
Es la relación entre el flujo luminoso y la unidad de superficie
Cuando la superficie iluminada F está a distancia r del punto
luminoso y es una porción de superficie esférica (o puede
integrarse como una suma de superficie esférica), el ángulo
sólido correspondiente (medido sobre la esfera unidad) viene
w = Fr2
Es la densidad de la luz en el ángulo sólido, o sea, la relación
entre el flujo abarcado por un ángulo sólido w y dicho ángulo
sólido.
Cuanto mayor sea el flujo luminoso ø y menor el ángulo sólido
w, mayor será la densidad de radiación luminosa en el ángulo
sólido.
J = øw
Unidad:
1 candela = 1 cd
Es la relación entre el flujo emitido ø, expresado en lúmenes, y la potencia eléctrica absorbida (P), expresada en vatios.Indica el rendimiento de una lámpara o de una luminaria. Por lo
tanto, cuanto mayor sea la eficiencia luminosa, tanto más
económica resultará el empleo de la fuente luminosa.
n =ø = lumen P W
E = ø = lumen S m2Unidad: 1 lux = 1 lx
59
Luminancia
Factor de utilización en un local
Para poder iluminar correctamente un local es imprescindible tener en cuenta
algunos conceptos:
El encandilamiento es mayor cuanto más cerca se encuentra la fuente del plano horizontal que pasa por el ojo del observador
Entonces:
El sistema de alumbrado en oficinas y talleres debe ser un alumbrado general, más intenso y bien distribuido, a fin de obtener una iluminación uniforme.
Es la intensidad luminosa emitida en una dirección dada por
una superficie luminosa o iluminada (fuente secundaria de
luz).
Dicho de otro modo, expresa el efecto de luminosidad que
una superficie produce en el ojo humano, ya sea dicha
fuente primaria o secundaria.
L = cd = nit cm2
L = cd =stilb m2
1stilb = 10000 nit
ACTIVIDAD Completar cuadro con órdenes de magnitud según los distintos conceptos
60
Nunca deben colocarse en un artefacto lámparas de mayor potencia que la indicada por el fabricante, dado que al ser éstas de mayor potencia, se obtiene una curva de distribución distinta a la indicada por el fabricante, y un brillo intenso que produce el encandilamiento.
Para los casos de ALUMBRADO DIRECTO, en locales cerrados es más
conveniente suspender los focos a mayor altura, con lo cual se eliminan las
posibilidades de encandilamiento.
Para el ALUMBRADO INDIRECTO deben utilizarse artefactos que
abarquen una superficie de 16 a 25 metros cuadrados, teniendo cuidado de que
no se produzcan zonas de sombra en la misma, la distancia del cielorraso al
centro del artefacto deberá fijarse de acuerdo a:
- La uniformidad de la distribución de la luz se determina por la relación entre
la intensidad mínima y la máxima dentro de la superficie considerada.
- La uniformidad es tanto mayor, cuando se acerca a 1 a 100 %.
- El porcentaje aconsejable de uniformidad varía entre el 70 % al 30 % en
locales cerrados y del 20 al 5 % en alumbrado público exterior.
61
El cálculo se desarrolla de la siguiente forma:
Elección del sistema de alumbrado.
Elección del tipo de artefactos.
Elección del nivel luminoso.
Determinación del número de artefactos y su distribución.
Determinación del factor de utilización.
Determinación del factor de depreciación.
Cálculo del flujo luminoso por artefacto.
Elección de la lámpara.
Control del resultado.
Los elementos necesarios para calcular la iluminación son los siguientes.
Dimensiones del local (largo, ancho, alto).
Colores de cielorraso y paredes.
Clases de trabajo.
Circunstancias especiales (transmisiones por correas que producen sombras,
claraboyas, vigas, etc.).
62
Para elegir el SISTEMA DE ALUMBRADO deben tenerse en cuenta las sombras
y brillo, por lo tanto:
La iluminación sin sombras ni brillos es la indicada para lugares de lectura,
escritura y dibujo; esto es en oficinas, aulas y bibliotecas.
La luz difusa sirve como iluminación general para trabajos medios finos.
La luz directa y semi-directa conviene para talleres industriales.
la luz indirecta no es aconsejable en museos de arte plástico, comedores,
etc. ya que imposibilita la visión plástica y no da ningún brillo a los objetos
susceptibles a brillar. Para estos casos, la solución es alumbrado indirecto en
combinación con la luz directa que producen las sombras o brillos
necesarios.
Para la ELECCIÓN DEL ARTEFACTO usamos la tabla de factor de
utilización y factor de depreciación, donde están enumerados los artefactos más
corrientes con la curva de distribución de la luz al lado.
El VALOR DE ILUMINACIÓN NECESARIO se indica en la tabla de valores
de iluminación para distintos locales.
ACTIVIDAD
Diseñe la iluminación para una librería en un local con las siguientes características:
63
64
65
66
67
68
69
Para determinar el NÚMERO Y LA DISTRIBUCIÓN DE LOS ARTEFACTOS, se
utiliza la siguiente tabla, donde las letras tienen el siguiente significado:
Para considerar el FACTOR DE UTILIZACIÓN debemos tener en cuenta:
las características del ambiente,
sus dimensiones,
color de las paredes y de techo.
Las dimensiones del local tienen mucha importancia. Su influencia sobre el rendimiento es expresado por el índice del local que encontramos en la tabla en función del ancho y largo, y de la altura H o F según el sistema de alumbrado.
El plano de trabajo se encuentra a la
altura donde necesitamos la
iluminación fijada.
En función de la altura F se encuentra
en la tabla las distancias D y W, así
como la altura de suspensión R.
Los valores D y W deben considerarse
como límites superiores que deben
adaptarse a las dimensiones del local.
70
Con este índice del local buscamos en la tabla el factor de utilización y depreciación el factor de utilización dentro de la hilera que corresponde al
artefacto elegido, y en la línea del índice del local definido antes.
El factor de depreciación expresa las pérdidas de rendimiento del artefacto
y de la lámpara. La iluminación no se debe proyectar para cuando el artefacto y la
lámpara son nuevos y limpios, sino para las condiciones normales, por ejemplo
con el artefacto tal como estaría en la mitad del intervalo fijado para su limpieza
periódica y con la lámpara después de 500 horas de uso.
Esta reducción es introducida en el cálculo por el factor de depreciación que
encontramos en las tres últimas columnas de la tabla, para ambiente limpio, poco
limpio y sucio, como sería el caso de una oficina, fábrica de calzado y taller de
fundición respectivamente.
Tenemos ya todos los elementos para calcular el flujo luminoso de cada
artefacto mediante la fórmula:
ø = E . S . donde
n . u . d
ø:flujo luminoso por artefacto (lm)
E: iluminación media en la plaza de trabajo (lux)
S: superficie del local a iluminar (m2)
n: número de artefactos
u: factor de utilización
d: factor de depreciación
71
Poder de reflexión de los colores
Colores Tonalidad Reflexión (%)
BlancoBlanco nieve 76
Blanco marfil 67
Amarillo
Crema 69
Canario 67
Paja 65
Oro 58
Oro viejo 57
Verde
Claro 54
Prado 39
Musgo 25
Veronés 23
Hoja 20
Rojo
Naranja 39
Escarlata 29
Rojo vivo 27
Granate 12
RosaBengala 60
Carne 57
72
Pardo
Habano claro 37
Ladrillo 31
Siena 15
Gris
Trianón 48
Perla 42
Tórtola 30
Plata 28
Pizarra 19
Azul
Hortensia 49
Cielo 26
Azul vivo 15
Pastel 12
Violáceo 11
Ultramar 9
Negro Ebano 4
73
Poder de reflexión de algunos metales
SustanciasReflexión
Máxima Mínima
Papel secante blanco 85 80
Yeso blanco 95 90
Pintura blanca mate 80 75
Carbonato de magnesio 99 98
74
Tabla de reflexión y absorción de diferentes materiales
SustanciasReflexión Absorción
Máxima Mínima Máxima Mínima
Plata 0,92 0,90 0,10 0,08
Vidrio plateado 0,85 0,70 0,30 0,15
Esmalte blanco 0,75 0,66 0,34 0,30
Níquel pulimentado 0,55 0,53 0,47 0,45
Níquel mate 0,52 0,48 0,52 0,48
Aluminio pulimentado 0,70 0,67 0,33 0,30
Aluminio mate 0,60 0,55 0,45 0,40
Metal cromado pulimentado 0,62 0,61 0,39 0,38
Metal cromado mate 0,55 0,52 0,48 0,45
Metal estañado 0,69 - - 0,31
Chapa pintada de blanco 0,86 0,76 0,24 0,14
75
76
77
78
79
Utilidad desde el punto de vista de la seguridad
El alumbrado define en gran parte, el ambiente de un lugar, frío o cálido,
alegre o sombrío.
En consecuencia, un alumbrado eficaz no sólo debe permitir ver el espacio
que nos rodea, sino también acentuar sus cualidades y su carácter, formando
parte integral del ambiente.
Los ambientes deben tener una iluminación suficiente y sin deslumbramientos, para asegurar buenas condiciones de visibilidad, evitar la fatiga ocular, ayudar a mantener la necesaria seguridad en el trabajo, disminuir los errores y aumentar el rendimiento personal.
Es necesario evitar que exista un acentuado contraste entre la iluminación en
la zona en que se realiza una tarea y el espacio que lo rodea, ya que dada esta
situación, el ojo debe adaptarse constantemente, lo cual dará lugar a fatiga
corporal y/o psíquica.
Se debería prestar debida atención a los requisitos referentes a las relaciones de luminancia, deslumbramiento, sombras, contrastes y reproducción de colores.
Las instalaciones de los elementos de aporte de luz, obedecen a una técnica
y resulta muy útil su aplicación para un perfecto balance de la situación y costos
que significa su empleo. No basta cumplir el nivel luminoso adecuado, sino que
debe contarse con un alumbrado que responda a todos los requerimientos que
exige la tarea visual y el ambiente confortable.
80
CUESTIONARIO
1. ¿En que unidades se expresan la Intensidad luminosa y el Flujo Luminoso?
2. ¿En que unidades se expresan la Luminancia y la Iluminancia?
3. ¿Cómo influyen las diferencias de color en los factores de reflexión?
4. ¿Tienen influencia los cambios de materiales en los mismos factores?
5. Explique el significado y en que consiste el “Índice del Local
¿Porqué un mantenimiento deficiente influye en la calidad de iluminación?
81
UNIDAD 4
EL COLOR
UNIDAD 4: EL COLOR
OBJETIVOS:
Al finalizar el estudio de esta unidad, UD. será capaz de:
Adquirir conocimientos sobre las características de la formación de colores
Analizar los conceptos de Cromaticidad.
Conocer los sistemas de medición de colores
Comparar la emisión de las fuentes de luz contra patrones
Cuadro conceptual de la unidad
EL COLOR
EL COLOR
Sistemas de determinación
Rendimiento
Lámparas incandescentes
Lámparas fluorescentes
Sistemas de determinación de colores
Sistema CIE
El diagrama de cromaticidad o triángulo de color adoptado por la CIE en
1931, permite la determinación matemáticamente exacta de cualquier color
mediante dos coordenadas de cromaticidad. (Fig.21-1)
Estas coordenadas, han sido calculadas valiéndose de la distribución de su
energía espectral y la respuesta de un observador colorimétrico patrón,
establecido por la CIE, ante los tres colores primarios rojo, azul y verde.
Rendimiento en color
Una desventaja del diagrama de
cromaticidad es que las diferencias de
cromaticidades no son uniformes. Esto se
puede comprobar en la Fig. 21-2, donde el
lugar geométrico de los intervalos cromáticos
iguales, en cualquier dirección, desde un
punto determinado, toma la forma de una
elipse, cuyo tamaño varía según su posición
en el diagrama.
La "cromaticidad", es la saturación del
color, esto es la ausencia de mezcla con
blanco y se indica en intervalos de hasta 16 o
más, partiendo desde un determinado nivel
de "valor".
Para poder comparar las CARACTERÍSTICAS CROMÁTICAS de diferentes
fuentes luminosas, la CIE introdujo el concepto de ÍNDICE DE RENDIMIENTO EN COLOR, basado en el aspecto de ciertos colores de
prueba, cuando están iluminados por diferentes fuentes luminosas.
Al iluminar estos colores de prueba, primero con la lámpara a ensayar y
después con lámparas patrón, resultan diferencias cromáticas, cuyo promedio
permite establecer el rendimiento en color de la lámpara que se ensaya.
Este método se utiliza para medir y especificar el rendimiento en color de una
fuente luminosa. El cálculo del índice de rendimiento en color Ra de una fuente se
basa en:
Las características de reflexión espectral de los colores de prueba
La distribución espectral de la fuente luminosa a ensayar
La distribución espectral de la fuente patrón
La adaptación del ojo humano
El índice tiene un valor máximo de 100, que resulta si la distribución espectral de la fuente a ensayar y de la lámpara patrón son idénticas.
Algunas lámparas de descarga
Tienen una distribución de energía espectral muy parecida a la fuente
patrón. Su rendimiento en color es muy bueno, aun cuando su eficacia
luminosa es reducida.
Otras tienen una distribución de energía espectral tan diferente de la de
una fuente patrón que su rendimiento en color es muy bajo o no puede
especificarse de ninguna manera, pero, su eficacia luminosa es elevada.
En las lámparas incandescentes
La distribución de la energía espectral es casi idéntica a la de la fuente
patrón y, por consiguiente, tienen un excelente rendimiento en color pero
su eficacia es bastante pobre.
Las lámparas fluorescentes
Tienen una emisión en tres longitudes de onda bien definidas, con las que
se obtiene un buen rendimiento en color, al mismo tiempo que una alta
eficacia
Temperatura de color
El término "TEMPERATURA DE COLOR" se utiliza para describir el color de
una fuente luminosa, comparándola con el de un cuerpo negro o radiador
completo.
Al trazar en el diagrama de cromaticidad CIE las cromaticidades de un
cuerpo negro en varias temperaturas, se forma una curva que se conoce como
lugar geométrico de Planck.
Entonces,
Cualquier fuente que tenga su cromaticidad en este lugar geométrico
puede describirse por su temperatura de color.
Una fuente fuera del lugar geométrico de Planck puede describirse por
su temperatura de color correlacionada, es decir, la temperatura del cuerpo
negro en que el color de éste se parece lo más posible al de la fuente.
Para encontrar la temperatura de color correlacionada hay que utilizar una
carta suplementaria del diagrama patrón de cromaticidad de 1 931 publicado por la
CIE
CUESTIONARIO
Diagrama suplementario del de
cromaticidad de la CIE,
mostrando el lugar geométrico de
Planck y las líneas de
temperatura de color constante
correspondientes.
1. ¿Cual es la utilización práctica del Diagrama de Cromaticidad?
2. Exprese el significado de la Temperatura de Color.
3. ¿Qué elemento de comparación se utiliza para medir Temperatura de
Color?
4. ¿Qué se conoce como “Rendimiento de Color de una lámpara?
5. ¿Cuántos métodos de comparación de colores conoce?
UNIDAD 5
FUENTES LUMINOSAS
UNIDAD 5: FUENTES LUMINOSAS
OBJETIVOS:Al finalizar el estudio de esta unidad, UD. será capaz de:
Adquirir el conocimiento de los distintos tipos de lámparas existentes en el mercado.
Comprender sus características y principios de funcionamiento.
Conocer como eliminar el Efecto Estroboscópico.
Formar criterios de selección
Cuadro conceptual de la unidad
FUENTES LUMINOSAS
Lámparas Incandescentes
Lámparas Fluorescentes
Lámparas De Vapor
Comportamiento térmicoTipos y usosClasificación
LuminariasReflectoresReflactores
LAMPARAS INCANDESCENTES
Funcionamiento
En 1879 para preparar lámparas, los técnicos procedían de la siguiente manera:
colocaban el filamento de carbón dentro de un receptáculo o bulbo de vidrio y lo
conectaban con los conductores mediante fusión. Dentro de todo el dispositivo se hacía el
vacío hasta cerca de una millonésima de atmósfera, mediante una bomba de Sprengel.
Los filamentos de carbón aunque muy frágiles (lo que era natural dadas su longitud y
pequeña masa) tenían una superficie menor y una resistencia mayor del que hubiéramos
osado esperar.
Esto es, había nacido LA LÁMPARA DE INCANDESCENCIA.
Actualmente se emplea como filamento el tungsteno, produciendo la luz cuando este es calentado a incandescencia (más de 2000° C) por el flujo de corriente eléctrica; presenta antes de alcanzar la fusión un fenómeno de evaporación, consistente en un desprendimiento de partículas que acelera la destrucción del filamento, en consecuencia acortan la vida útil de las lámparas.
Comportamiento Térmico
A mayor temperatura, mayor rendimiento pero disminuye la vida útil.
Las lámparas incandescentes pueden calentar y hacer arder a los materiales
combustibles que se ubiquen cerca de la misma.
Rendimiento
La eficiencia de una lámpara incandescente es del orden de 12 lm/W para potencias
de 40W, de 22 lm/W para l5OOW y la vida útil es de 1000 horas aproximadamente.
En forma generalizada:
Hay que tener en cuenta que en la mayoría de los casos la temperatura del ambiente es mucho más elevadas, en consecuencia también aumenta el de la lámpara. También aumenta la temperatura del foco cuando éste funciona en una posición distinta a la vertical normal (bulbo hacia abajo).
Fig. 14-A—Las temperaturas superficiales de una lámpara incandescente varían de acuerdo con su posición.
Tipos y Usos
La utilización de las lámparas incandescentes ha alcanzado un extenso y variado
campo de utilización cada vez mayor. Aún en nuestros días, estas lámparas continúan
siendo irremplazables en un sin número de iluminaciones.
La serie de lámparas comprenden varios tipos que se diferencian entre si por la potencia, tensión nominal de utilización, tamaño y terminación de la ampolla, como también por el casquillo utilizado.
Clasificación:
INCANDESCENTES NORMALES
Clara: con potencia nominal comprendida entre 1W y 1OOOW siendo su principal
aplicación para la iluminación de carácter general.
Argenta: con potencia nominal comprendida entre 4OW y 2OOW tienen ampolla con
recubrimiento interior difusor que proporciona una luz suave y cálida, con reducidas
sombras y ausencia de deslumbramiento.
Por estas características son muy indicadas para la iluminación en el hogar, oficinas, tiendas, etc.
INCANDESCENTES DE CONSTRUCCIÓN REFORZADA
Con potencia nominal comprendida entre 4OW y l5OW se caracterizan por su robusta
construcción, muy resistentes a las vibraciones, sacudidas, trepidaciones, etc.;
Su uso se recomienda cuando existen factores adversos como los señalados.
INCANDESCENTES DE BAJO VOLTAJE
Con potencia nominal comprendida entre l5W y 1OOW y tensiones nominales de 6V, l2V
y 32V.
Fabricadas especialmente para la utilización en zonas rurales o lugares aislados que sólo disponen de un suministro de energía eléctrica por medio de baterías o grupos electrógenos.
INCANDESCENTE DECORATIVA
Las hay del tipo argenta k, vela balón, vela lisa, gota, perfume clara, perfume satinada, de
color.
Sus usos son en la iluminación de carácter festivo (de interior o exterior), tales como en exposiciones, ferias, vía pública, anuncios, etc.
INCANDESCENTES DE VIDRIO PRENSADO
Se caracterizan por su alta intensidad luminosa. Tienen ampolla de vidrio duro prensado,
con reflector interior de alto factor de reflexión y refractor frontal, con diferentes
terminaciones para lograr distintas formas de distribución luminosa (haz concentrado)
Utilizada en iluminaciones de carácter general, con niveles relativamente altos, tanto en interiores (gimnasios, galerías, salas de exposición, iglesias, etc.) como en exteriores (fachadas, monumentos parques, jardines, fuentes, etc.).
INCANDESCENTES REFLECTORES
Tienen ampolla de vidrio soplado con un reflector interior por metalización al alto vacío y
frente de ampolla satinada. Tienen una distribución luminosa media, es decir comprendida
entre las denominadas de haz concentrado y difusoras.
Los usos son para vidrieras, escaparates, exhibidores, iluminación en hogares, restaurantes, bares, hoteles, night clubes, tiendas, salones de exposición y venta, etc.
INCANDESCENTES HALOGENADAS
Constan de un filamento de tungsteno que recorre la lámpara de un extremo a otro; la
conexión se hace sobre ambos extremos. El tubo exterior es de cuarzos para soportar las
altas temperaturas a que se ve sometido; la atmósfera interior es un compuesto
halogenado que tiene la propiedad de combinarse con el tungsteno evaporado; esta
combinación se deshace cuando el compuesto resultante toca el filamento, restaurando el
tungsteno en él.
De esta manera se incremento la vida útil de la lámpara, a la vez que se elimina la
depreciación producidas en las lámparas incandescentes normales por el depósito del
tungsteno sobre el interior de la ampolla.
Sus aplicaciones principales son en: interiores, para el alumbrado de grandes áreas, comercios vidrieras, stands de exposiciones, espacios deportivos, piscinas, etc. y en exteriores, áreas deportivas, estacionamientos, alumbrado de seguridad y vigilancias, carga y descarga, etc.
LAMPARAS FLUORESCENTES
Teoría de Funcionamiento
La lámpara fluorescente es esencialmente una fuente de luz de descarga eléctrica, en la cual la luz se produce por la fluorescencia o fosforescencia activada por la energía ultravioleta de un arco de mercurio. Consiste en un bulbo tubular que tiene prensados (sellados) en los extremos los electrodos, y en el interior vapor de mercurio a bajo presión como soporte del arco con una pequeña cantidad de gas inerte (generalmente de argón) para el arranque. Las paredes internas del bulbo están revestidas con polvos fluorescentes.
Cuando se aplica la tensión conveniente o adecuada, un flujo de electrones
desplazándose a gran velocidad, es impulsado desde uno de los electrodos y atraído por
el otro. Las colisiones entre estos electrones y los átomos de mercurio que se encuentran
en su camino, producen un estado de excitación cuyo resultado es la emisión de
radiaciones, principalmente en la región ultravioleta de 2537 Angstroms. Los polvos
fluorescentes transforman esta energía ultravioleta en luz visible.
La lámpara fluorescente se diferencia de la de mercurio, principalmente en dos
aspectos:
actúa a una presión de vapor mucho más baja, y está
revestida de fósforo que es activado solamente por la onda corta ultravioleta radiado
por un arco de baja presión.
en una lámpara fluorescente, el 90 % de la luz se produce
por fluorescencia.
El restante 10 % se produce por los líneas visibles del espectro del arco de mercurio.
En una lámpara típica de vapor de mercurio-fluorescente, la situación es virtualmente opuesta
Construcción de la lámpara
El tipo de electrodo utilizado en la mayor parte de los lámparas fluorescentes es el
de hilo de Tungsteno bañado y doblemente espiralizado (“cátodo caliente”), recubierto con
una materia emisiva (óxidos de Bario, Estroncio y Calcio), que cuando se caliente
desprende electrones.
El proceso se llama emisión termoiónica porque los electrones son emitidos más como resultado del calor desarrollado que de la tensión aplicada.
Se crea una zona caliente en el cátodo, en el punto en que el arco de mercurio salta
y un continuo flujo de electrones se produce.
Fósforos
Las materias fluorescentes y fosforescentes más utilizada en pinturas, tintes y
plásticos son excitadas por ondas largas ultravioletas alrededor de los 3650 Angstroms.
Las lámparas fluorescentes que son eficaces convertidores de la energía ultravioleta de onda corta de 2537 Angatroms en luz visible y porque son compuestos estables que mantienen su emisión luminosa a un alto nivel a lo largo de la vida útil de la lámpara.
El color producido depende de la composición química de los fósforos.
los colores “Blanca cálida normal” y “Blanca” se obtienen mediante variaciones de
un sólo fósforo,
la “Blanca fría normal”, “Alta eficacia”, “Blanca fría de lujo”, “Blanca cálida de
lujo”, “Luz de dio” y “Blanca suave”, mediante una mezcla de fósforos.
las lámparas verdes, azules y rosa utilizan fósforos simples,
las de color rojo y oro, tienen un revestimiento coloreado que se aplica a la
superficie interna del bulbo como suplemento el fósforo.
Bulbos
Las lámpara fluorescentes, generalmente designadas como “tipo F”, se fabrican
con bulbos tubulares de un diámetro que va desde el T-5 (5/8 pulgadas, l6 mm), hasta el
T-17 (2 l/8 de pulgadas, 54 mm). En longitud total abarcan desde 152 hasta 2438 mm. Las
lámparas en forma circular llamadas “Circline” se pueden encontrar en tres tamaños de
diámetro exterior del círculo: 210, 305 y 406 mm.
Casquillos
Las lámparas con cátodos de precalentamiento o arranque rápido, requieren cuatro
contactos eléctricos, que en las lámparas lineales normales toman la forma de un casquillo de doble clavillo en cada extremo.
Hay tres tipos normales de casquillos: de doble clavillo o doble espiga; el
miniatura, el medio y el mogul.
En las lámparas Circline los contactos están fijados juntos en un casquillo de
cuatro clavillos, situado entre los dos cátodos en los que se unen los extremos de la
lámpara.
Las lámparas de “Alta emisión” y de “Muy alta emisión” (funcionamiento basado
en el principio de arranque rápido), emplean los casquillos de tipo doble contacto
“retraído”.
Las lámparas del tipo de arranque instantáneo de 40 vatios tiene un casquillo
medio de dos espigas, pero contiene un elemento eléctrico que sirve de puente entre
el par de contactos de cada extremo, produciendo en realidad un sólo contacto en
cada extremo.
Debido a ésta construcción estas lámparas no pueden funcionar en circuitos de precalentamiento ni de arranque rápido.
CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO
Vida Útil de una Lámpara
El promedio de vida útil de una lámpara fluorescente en horas de trabajo está
basada en una gran cantidad de medidas de laboratorio hechos sobre grupos
representativos de lámparas en condiciones específicas de ensayo.
El fin normal de la vida de una lámpara fluorescente se alcanza cuando uno de los
electrodos quede una cantidad tan pequeña de material de emisión de electrones que
impide la iniciación del arco. Algo del material de emisión se consume continuamente
mientras funciona la lámpara y también se consume otra cantidad por el impacto del arco
cada vez que la lámpara arranca.
Por lo tanto, la vida de una lámpara resulta afectada por el número de arranques.
El promedio de su vida útil es de siete mil quinientas horas a base de un ciclo
de funcionamiento de tres horas por cada arranque. Todas las lámparas fundidas deberán
ser retiradas del circuito rápidamente, para evitar que los elementos auxiliares se
calienten en exceso.
El método más económico para el buen mantenimiento de una instalación de lámparas fluorescentes es organizar un programa de sustitución por grupos, es decir, el reemplazo sistemático de todos las lámparas el cabo de un tiempo dado, aunque no se haya producido todavía un número alarmante de fallos. En general, cuando en una fábrica u oficina se trabaja un turno de ocho horas, los lámparas deberían reemplazarse cada dos años; sí hay dos turnos diarios, cada dieciocho meses, y si son tres turnos diarios, una vez al año.
Mantenimiento de la Emisión Luminosa
Antes de comenzar con este apartado, le recomendamos releer “Factor de utilización en un local” (unidad 3)
Una lámpara fluorescente decrece en emisión luminosa más rápidamente durante
los primeros cien horas de servicio que en el resto de su vida. Por esta razón, los
“Lúmenes Iniciales” dados en las tablas, para una lámpara fluorescente es el valor
obtenido tras las cien primeras horas de funcionamiento.
La depreciación en la emisión luminosa, es debida principalmente a un deterioro gradual del polvo de fósforo, y a un ennegrecimiento del interior del tubo, que se produce por la mezcla emisiva de los electrodos depositados sobre la superficie interna del bulbo.
Cuanto más pequeño sea el diámetro de la lámpara y más próximos estén los
electrodos a la pared del bulbo, mayor será el ennegrecimiento.
CARACTERISTICAS Y USOS DE LAS LAMPARAS EXISTENTES EN EL MERCADO
Color
ACTIVIDAD Realice un cuadro con las ventajas y desventajas de las lámparas incandescentes y fluorescentes
La curva de distribución de energía espectral, de una lámpara fluorescente, muestra
un espectro continuo para la radiación producida por el fósforo, y unas bandas o líneas
representando la pequeña porción de la radiación procedente del arco de mercurio, que
no es absorbida por el fósforo.
En realidad, las líneas de mercurio son monocromáticas, y muy fuertes en
intensidad, pero de una anchura estrechísima.
La diversa variedad existente de lámparas “blancas” hace posible la elección de una atmósfera “fría” o “cálida” para un interior determinado.
Para dar la sensación de atmósfera fría, se recomienda el uso de la “blanca fría”. La lámpara “luz de día” también se recomienda a veces para ese caso.
Cuando se desea una atmósfera cálida, se usa la “blanca cálida”. Este tono de
luz es el más apropiado para instalaciones combinando lámparas fluorescentes e
incandescentes, porque su color ambiente se parece mucho al de las
incandescentes.
La lámpara “blanca” es intermedia en color, entre la “blanca fría” y la “blanca
cálida”.
La lámpara “Alta Eficiencia” proporciona la más alta emisión luminosa de todas
las “blancas”; un 15 % más que la “Blanca fría” y un 36 % más que la “Luz de
Día”. Estas se proyectan principalmente para el uso en áreas industriales, tiendas
de maquinarias, almacenes y toda clase de espacios donde el objetivo principal
es el máximo de luz al mínimo costo.
Donde el color es de importancia capital, se recomienda el tono “Blanco fría de lujo” y “Blanca cálida de lujo”. Ya que el tono que produce favorece el aspecto de
los personas, y muestra fielmente todos los colores de muebles, decoraciones,
mercancías, y toda clase de objetos de color.
Las lámparas fluorescentes azul, verde, oro, rosa y roja, producen luz coloreada
de alta eficacia para señales luminosas y aplicaciones decorativas.
Brillo
El brillo de las lámparas fluorescentes varía con el diámetro del bulbo y con la corriente de carga.
Sin embargo, todas las lámparas fluorescentes son fuentes luminosas de bajo brillo
comparadas con las lámparas de filamento incandescentes y con las de mercurio, porque
la superficie sobre la cual se genera la luz es mucho mayor.
Energía Luz/Calor
Las lámpara fluorescentes, debido fundamentalmente a su alta eficacia, producen
luz con un acompañamiento de calor mucho menor que el de las lámparas de filamento.
Esto ocurre porque el calor total desarrollado por cualquier fuente de luz está en
proporción directa a su consumo de energía (un Vatio/hora de energía consumido,
produce 3,414 BTU de calor), y porque la lámpara fluorescente emite de dos a tres veces
la luz que produce la lámpara de filamento de la misma potencia, y que genera igual
potencial calórico.
Además la lámpara fluorescente produce menor calor total para una cantidad dada
de luz, sino que produce menos de la mitad de calor, debido a la forma de energía
radiante (calor radiado + luz); mientras que en las lámparas de filamento alrededor de los
3/4 partes es energía radiante.
Así, para emisiones iguales de luz, el calor radiante generado por las lámparas fluorescentes es aproximadamente l/5 del producido por las de filamento.
En los casos en que el calor total sea un factor a considerar, como en el caso de
calcular la potencia de un aparato de aire acondicionado, la variable más importante es
naturalmente la potencia instalada que nos dará el calor radiante.
LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO
Están constituidas por un pequeño tubo de cuarzo que contiene vapor de mercurio a alta presión y un gas inerte (argón), para facilitar la descarga. En ambos extremos se hallan dispuestos los electrodos, dos de los cuales son principales y uno o dos son auxiliares.
El tubo de cuarzo, llamado también tubo de descargase, se encierra en un globo de
vidrio para aislarlo del ambiente externo. Este globo (que recibe el nombre de isotérmica),
no solamente absorbe las radiaciones ultravioletas (perjudiciales para los ojos que dan
lugar a la formación de ozono en el aire, sino que sirve también para mejorar la calidad de
la luz siempre y cuando está revestido internamente de polvo fluorescente.
El globo se fabrica con un vidrio de tipo duro a fin de que resista los saltos térmicos
y las salpicaduras.
Las lámparas de vapor de mercurio pueden ser: con globo fluorescente; con
reflector incorporado; de luz mezcla y con halogenuros.
Lámpara de vapor de mercurio con globo fluorescente
La cara interna de la ampolla está revestida da vanadiato de itrio, activado con
europio. Dicha sustancia fluorescente permite obtener un espectro luminoso compuesto,
principalmente, por radiaciones rojas y de gran longitud de onda.
Requieren el empleo de luminarias adecuadas.
Características de las lámparas con ampolla fluorescente
Potencianominal
(W)
Potenciaabsorbida +
(W)
Diámetro(mm)
Longitud(mm)
Flujoluminoso
(lm)
Eficiencialuminosa
(lm/W)
50 59 55 130 2000 34
80 89 70 156 3800 43
125 137 75 170 6300 46
250 266 90 226 13700 52
400 425 120 292 23100 54
700 735 150 343 40000 55
1000 1045 165 380 55000 53
2000 2070 185 420 130000 63
+ Incluidas las pérdidas en la reactancia.
Lámpara de vapor de mercurio con ampolla fluorescente y reflector incorporado
La parte superior del globo está provista de una superficie reflectante que dirige el
flujo luminoso hacia abajo. Ofrecen la ventaja de requerir luminarias sencillas y
económicas.
Lámpara de vapor de mercurio de luz mezcla
Proporcionan una luz mixta, mercurio-
incandescencia. Al tubo de descarga normal
se le ha añadido un filamento metálico
(conectado en serie) que ejecuta la doble
función de suministrar una radiación luminosa
de color rojo (típico de las lámparas de
incandescencia) y de servir como resistencia
de estabilización de la descarga. Por dicha
razón no hacen falta dispositivos auxiliares de
alimentación. La ampolla es sensible a las
solicitudes térmicas.
Características de las Lámparas de luz mezcla
Potencianominal
(W)
Diámetro(mm)
Longitud(mm)
Flujoluminoso
(lm)
EfIcienciaLuminosa
(lm/W)
160 87 187 3100 19
250 106 230 5600 22
500 130 275 14000 28
1000 160 315 32500 32
Lámpara de vapor de mercurio con halogenuros
Añadiendo al mercurio algunos metales de forma de yoduros (sodio, indio, talio) se
obtiene un buen rendimiento cromático y elevada eficiencia luminosa (75-90 lm/W).
Estas lámparas, de reducidas dimensiones, permiten un buen control del flujo
luminoso. Requieren dispositivos auxiliares para facilitar el arranque de la descarga
(reactancia y arrancador).
Características de las lámparas con halogenuros, de ampolla clara o fluorescente
AmpollaPotencianominal
(W)
Potenciaabsorbida
(W) +
Diámetro(mm)
Longitud(mm)
Flujo Eficiencialuminoso
(lm)
luminosa(lm/W)
250 275 38 220 20000 74
clara 360 385 46 285 28000 73
2000 2070 100 430 190000 92
fluores- 250 275 90 226 18000 65
cente 360 385 120 292 26000 68
+ incluidas las pérdidas en la reactancia.
Areas de utilización
Las lámparas de vapor de mercurio son utilizadas para la iluminación general de grandes edificios industriales (talleres, almacenes, depósitos, etc.).
Para potencias hasta 250 W es recomendable montar las lámparas a una altura de 5 a 8 metros y de 8 a 20 metros para potencias mayores.
Ventajas: Eficiencia luminosa óptima;
luminancia de tipo medio (4-25 cd/cm2);
rendimiento cromático discreto o bueno (según los tipos);
pequeño tamaño y buen promedio de vida (6000-9000 horas);
para las lámparas con globo de vidrio no hay ninguna limitación en cuanto a
la posición de funcionamiento
Desventajas: Empleo de equipo auxiliar para el arranque de la descarga.
El encendido, no es inmediato
Costo elevado que, sin embargo se amortiza con el uso gracias a la buena
eficiencia luminosa y a la duración.
Si se ponen de nuevo en circuito, cuando todavía están calientes, el tiempo
necesario para que vuelvan a encenderse puede ser del orden de unos 6
minutos
Una lámpara de vapor de mercurio de 400 W emite un flujo luminoso de 23000 lúmenes, que es aproximadamente igual al de 7-8 lámparas fluorescentes tubulares de cátodo caliente, de 40 W, ocupando un espacio extremadamente más reducido.
Advertencias: Para evitar el efecto estroboscópico conéctense las lámparas a distintas
fases de la red de alimentación.
El flujo luminoso máximo se alcanza varios minutos después del encendido.
Cuando se apaga la lámpara no es posible obtener de nuevo los encendidos
hasta transcurridos unos minutos de enfriamiento.
Las lámparas de luz mezcla no se pueden conectar a redes de alimentación
cuya tensión descienda por debajo del valor nominal pues se apagaran.
Comprobar que las luminarias sean adecuadas para la dispersión del calor
producido por la fuente de luz y el sistema de encendido.
No sustituir una lámpara por otra de mayor potencia en una luminaria
prevista para un determinado tipo de fuente de luz.
Anomalías de las lámparas de vapor de mercurio
Inconvenientes Causas y remedios
Poca luzUso prolongado, superior a la duración media de la lámpara.
Depósito de polvo y suciedad a un mantenimiento insuficiente.
Rotura de la ampollaPosición de funcionamiento ¡incorrecta: atenerse
escrupulosamente a las indicaciones del fabricante.
Contacto de la ampolla con paredes frías debido a un mal
montaje de la lámpara.
Solicitaciones y vibraciones mecánicas: montar la luminancia
sobre soportes antivibratorios.
Reactancia averiada o inadecuada: sustituirla.
LÁMPARA DE VAPOR DE SODIO
De baja presión
Están constituidas por un tubo doblado sobre si mismo en forma de U, relleno de una mezcla de gases inertes (por ejemplo, neón) a la que se agrega una cierta cantidad de sodio. Cuando la lámpara está fría, el sodio se deposita a lo largo del tubo en forma de gotitas; bajo el efecto de la descarga el sodio pasa al estado gaseoso.
Fijados a los extremos del tubo se hallan los electrodos, revestidos de substancias
capaces de emitir electrones.
El tubo está dotado de prominencias que hacen la función de pequeños pozos para
la recorrida del sodio, así como de "puntos fríos" que neutralizan la tendencia del sodio,
durante la condensación, a dirigirse hacia la parte curva del tubo.
Areas de utilización:
Iluminación viaria (bifurcaciones y nudos de carreteras, túneles, pasos
subterráneos) y en general para indicar lugares peligrosos.
Para la iluminación en fundiciones y acerías, donde interesa más la percepción
de la forma que la de los colores.
Es aconsejable montar las lámparas a una altura de 8 a 15 metros, según sea su
potencia.
Ventajas: su eficiencia luminosa es elevadísima
notable duración media de vida (6000 horas)
luminancia mediana (7,5-14 cd/cm2).
Desventajas:
su luz es monocromática (amarilla)
los colores de los cuerpos iluminados resultan alterados, por lo cual, limita
el área de utilización.
es necesario recurrir a dispositivos auxiliares para el
arranque de la descarga.
recién a los 5-10 minutos se alcanza el 80 % de la emisión máxima.
Características de las lámparas de sodio a baja presión
Potencianominal
(W)
Potenciaabsorbida
(W) +Diámetro
(mm)Longitud
(mm)Flujo
Luminoso(lm)
Eficiencialuminosa
(lm/W)
35 56 51 310 4600 82
55 76 51 425 7600 100
90 113 65 528 12500 110
135 175 65 775 21500 123
180 220 65 1120 31000 140
200 235 45 1200 31000 132
+ Incluidas las pérdidas de la reactancia
De alta presión
Son lámparas en la que el contenido de sodio es muy elevado la luz que emiten, calificada de blanco oro, permite un rendimiento cromático discreto.
Para la construcción del tubo de descarga se recurre a un óxido de aluminio
sintetizado que resiste las altas temperaturas y no es atacado por el socio.
En el tubo de descarga se introduce una amalgama de sodio (aleación de sodio y
mercurio), junto con un gas raro a baja presión que favorece el arranque de la descarga.
El tubo de descarga se coloca en una ampolla o tubo de vidrio duro, en el que se practica
el vacío para reducir la dispersión térmica y conseguir la máxima eficiencia.
Para el arranque de la descarga se recurre a cebadores hechos mediante tiristores
que determinan la formación de picos de tensión muy elevados (del orden de los 3 KV) a
través de los electrodos de la lámpara, y que se superponen a la tensión suministrada por
la reactancía. Una vez que la descarga se ha iniciado, el cebador se desconecta
automáticamente.
Existen, igualmente, nuevos tipos de lámparas que no requieren el cebador electrónico para el arranque lo cual, permite una rápida sustitución de estas últimas cuando se pretende elevar el nivel del alambrado o ahorrar energía.
Areas de utilización:
alumbrado industrial (almacenes, naves industriales)
alumbrado viario (zonas portuarias y aeropuertos)
iluminación de fachadas de edificios y monumentos.
Ventajas:
Buena eficiencia luminosa
limitada depreciación del flujo luminoso
largo promedio de vida (9000 horas)
rendimiento cromático discreto; reducidas dimensiones.
una lámpara de sodio a alta presión, de 400 W, emite 40000 lúmenes frente
a los 23100 de una lámpara de vapor de mercurio de Igual potencia.
Desventajas:
Empleo de dispositivos auxiliares para la alimentación.
Tarda varios minutos en alcanzar el 80 %, de la emisión luminosa.
La luminancia es más elevada que la de las lámparas de vapor de mercurio
con ampollas fluorescentes (300-600 cd/cm2).
Costo superior al de una lámpara de vapor de mercurio de la misma
potencia
Características de las lámparas de sodio de alta presión
Tipode
ampolla
Potencianominal
(W)
Potenciaabsorbida
(W) +
Longitud(mm)
Diámetro(mm)
Flujoluminoso
(lm)
Eficiencialuminosa
(lm/W)
cilín- 250 275 46 257 20000 73
drica 400 450 46 285 40000 89
clara 1000 1090 65 373 100000 92
difuso- 250 275 90 226 19000 69
ra elip- 400 450 120 292 38000 84
soidal 1000 1090 165 400 93000 86
+ Incluidas las pérdidas en la reactancia.
Advertencias
El empleo de la reactancia hace necesaria la corrección de la fase.
Comprobar que la luminaria sea adecuada para la potencia de la lámpara, a
fin de que pueda disipar el calor producido por la fuente luminosa y los
sistemas de alimentación.
No sustituir la lámpara por otra de mayor potencia en una luminaria prevista
para un determinado tipo de fuente de luz.
Anomalías de las lámparas de sodio
Inconvenientes Causas y remedios
Poca luz, lámpara ennegrecidaUso prolongado, superior a la duración media de la
lámpara: sustituirla.
Rotura de la lámpara
Funcionamiento prolongado de la lámpara en una
posición no admitida por el fabricante: atenerse a
las prescripciones de montaje (vale solamente para
las lámparas de sodio a baja presión).
Solicitaciones y vibraciones mecánicas: montar la
luminaria sobre soportes antivibratorios.
Reactancia defectuosa o inadecuada para el tipo de
lámpara utilizado: sustituirla.
LUMINARIAS
Se emplean para modificar la distribución del flujo luminoso emitido por las fuentes de luz al objeto de dirigirlo en determinadas direcciones (reflectores) o para atenuar el deslumbramiento, ocultando parcial o totalmente la visión de la lámpara (difusores).
Veamos algunas características:
protegen a las lámparas de daños de origen mecánico o ambiental
impiden al acceso a las partes sometidas a tensión
evitando los contactos directos.
Se clasifican por:
la distribución del flujo luminoso,
el tipo de protección contra los contactos directos
el tipo de protección contra la penetración de líquidos y polvo.
En cuanto a las formas de distribuir el flujo, se clasifican en DIFUSORES, REFLECTORES Y REFLACTORES. Veamos las características de cada uno.
Difusores
Están formados por envolventes opalinas de vidrio o material plástico en cuyo interior se coloca la lámpara y son adecuados para la ejecución de sistemas de iluminación semi-indirecta, difusa o semi-difusa
el flujo luminoso se distribuye de un modo casi uniforme en todas
direcciones.
disminuyen la luminancia de la lámpara y
por lo tanto, atenúan el deslumbramiento.
no son adecuados para grandes potencias: generalmente están previstos
para albergar lámparas de incandescencia de 40-200 W o lámparas
fluorescentes tubulares normales (lineales, circulares o en U).
Reflectores
Están formados por superficies especulares (aluminio pulido, vidrio plateado, plancha de hierro esmaltada de blanco, etc.) que reflejan en determinadas direcciones la luz emitida por la lámpara (en un haz ancho o estrecho según los tipos). Si su construcción es racional se puede conseguir un elevado rendimiento.
Los PROYECTORES entran en la categoría de los reflectores. Sirven para
concentrar la luz en una determinada dirección bien definida, generalmente sobre
superficies delimitadas.
Reflactores
Están construidos por recipientes de material transparente dotados de una profunda cavidad y cuyo perfil y orientación han sido predeterminados a fin de modificar notablemente la distribución del flujo luminoso. Disminuyen sensiblemente el deslumbramiento.
Algunas luminarias pueden ser a la vez proyectores y refractores.
Por ejemplo, el "faro" de un automóvil está construido por un proyector
(concentración de la luz) y un refractor (pantalla frontal de vidrio prensado, dotado de
acanaladuras prismáticas).
CONST. DE LUMINARIAS (LEYES RELATIVAS A TRANS. DE LUZ)
Reflección
Se produce cuando los rayos luminosos chocan con la superficie de un medio opaco.
Puede ser:
Regular: cuando la superficie es especular (vidrio, aluminio brillante); el
ángulo de reflexión es igual al de incidencia.
Difusa: cuando la superficie no es especular el rayo luminoso reflejado se
distribuye en múltiples rayos de mayor o menor intensidad que se
desparraman en diferentes direcciones.
Mixta: es la combinación de los dos tipos precedentes, o sea: la luz
reflejada se distribuye en todas direcciones pero es más intensa en la
dirección de la reflexión especular.
TransmisiónCuando un rayo luminoso pasa de un medio transparente a otro de distinta naturaleza (por ejemplo: aire-cristal y viceversa) sufre una desviación en su trayectoria rectilínea: la magnitud de la desviación depende del ángulo de incidencia del rayo sobre la superficie, de la clase de sustancia atravesada etc.
La transmisión puede ser:
Directa: cuando las superficies dejan pasar gran parte del flujo luminoso
(vidrio o plástico transparente).
Difusa: cuando a la salida del flujo luminoso se difunde en todas direcciones
(sup. traslúcidas).
Mixta: cuando en la difusión del flujo existe una dirección preferente
(empleando vidrio esmerilado se puede entrever la fuente a través del
medio).
RefracciónSi el medio atravesado tiene forma prismática, el haz de luz es desviado de su trayectoria original si la luz es "blanca" se descompone en los colores del arco iris.
AbsorciónAl chocar con medios opacos, transparentes o traslúcidos, los rayos luminosos son absorbidos en parte (transformándose en calor) y en parte son reflejados, transmitidos o refractados.
Rendimiento de luminarias
El rendimiento (h) de una luminaria se deduce de la relación entre el flujo luminoso
que sale del aparato (8) y el emitido por la lámpara (8).
El rendimiento depende de los materiales
empleados en la construcción del aparato
(en particular, del poder reflectante propio
de los materiales o de las pinturas
empleadas), de la forma del propio aparato
y de los medios para apantallar la fuente de
luz. Depende, además, de las condiciones
de la instalación e incluso en algunos casos,
de la temperatura ambiente.
El diagrama demuestra de que forma la
eficiencia inicial de un aparato disminuye
sensiblemente en el transcurso de seis
meses si no se procede a efectuar un
mantenimiento periódico (por ej. cada
tres meses).
h = øa øt
Curvas Fotométricas
Cada lámpara o luminaria se caracteriza por una distribución particular del flujo luminoso.
Distribución del flujo luminoso de una Ejemplo de diagrama polar de una lámpara de incandescencia luminariaq
También las luminarias se caracterizan por un diagrama polar de la intensidad luminosa (o curva fotométrica).
Para trazar dichos diagramas se imagina la fuente luminosa reducida a un punto
y colocada en el centro del diagrama. A partir de dicho punto se toman medidas de
intensidad luminosa en un elevado número de direcciones (desde 0 a 180 grados) y los
valores obtenidos se trasladan al diagrama.
Para simplificar, dicha curva se limita a sólo dos dimensiones, como si se hubiese practicado una sección de la luminaria siguiendo su eje longitudinal.
Curvas fotométricas de algunos tipos de aparatos.
CUESTIONARIO:
1. ¿Cuántos tipos de lámparas conoce?
2. ¿Cuales son sus principios de funcionamiento?
3. Señale las ventajas y desventajas de las lámparas incandescentes
4. Señale las ventajas y desventajas de las lámparas de Descarga en gases
5. ¿Que diferencia presentan los espectros de emisión de cada tipo?
6. ¿Cual de ellas produce efecto estroboscópico?
UNIDAD 6
EL COLOR EN LA INDUSTRIA
oo Factores de Seguridad
oo Factores de Confort
oo Factores de rendimiento
UNIDAD 6: EL COLOR EN LA INDUSTRIA
OBJETIVOS:
Al finalizar el estudio de esta unidad, UD. será capaz de:
Aplicar los conocimientos de selección de colores para el área de la
industria
Tener en cuenta para el desarrollo de esta tarea criterios de seguridad,
confort y rendimiento.
Cuadro conceptual de la unidad
EL COLOR
Necesidad de consideración en la industria
EL COLOR EN LA INDUSTRIA
Los seres humanos viven, trabajan, aman, sueñan el color y son afectados
por éste en cualquier edad o situación.
El COLOR es emoción, lenguaje, símbolo, expresión, atmósfera, temperatura, acción, reposo, excitación y, puede ser agradable, inquietante, atractivo, repulsivo, alegre, triste o tenebroso, etc.
Las fábricas o talleres viejos, sórdidos, sucios u oscuros, en lo que todo está
revuelto, anulan la moral del trabajador y provocan el ausentismo.
Por eso, el color tiene un definitivo efecto en el comportamiento y en la productividad y seguridad del trabajador pues desempeña un papel muy importante en el aspecto psicológico de la prevención de accidentes y en la creación de hábitos de seguridad, concentrando la atención del trabajador, alertándolo sobre posibles riesgos y/o peligros, enseñándole a recordar las instrucciones.
¿QUÉ FACTORES DEBERÍAMOS TENER EN CUENTA AL ELEGIR EL COLOR?
Factores de seguridad
El sistema de aplicación de los colores funcionales debe reducir los riesgos de accidentes y acelerar el uso de los dispositivos de socorro.
Tienen que ser Standard y ser reconocido universalmente.
Tienen que utilizar ciertos colores para llamar la atención.
Tienen que utilizar ciertos colores como identificación.
Tienen que emplear las asociaciones de colores reconocidas.
Tienen que emplear signos simbólicos en combinación con los colores
Factores de confort
El sistema debe ser estimulante para el operario en su trabajo
Tienen que estimular limpieza y orden por el uso de los colores claros.
Tiene que proporcionar mayores niveles de iluminación al equipo.
Los colores tienen que satisfacer en cierto modo los gustos del operario.
La variedad de los colores tiene que obrar como estimulante.
Factores de rendimiento
Proporcionar los colores adaptados al tipo de trabajo y a la iluminación.
Utilizar el color para regular la movilidad del ojo.
Eliminar o reducir los contrastes entre los alrededores de la tarea y el
resto del campo visual.
CUESTIONARIO:
1. ¿Cuál es la importancia del color en el diseño de los ambientes laborales?
2. Señale los factores de Seguridad para la selección
3. Señale los factores de rendimiento para la selección.
¿Qué importancia tienen los factores de Confort que pres
UNIDAD 7
ILUMINACIÓN DE SEGURIDAD
UNIDAD 7: ILUMINACION DE SEGURIDAD,ILUMINACION DE EMERGENCIA Y EVACUACIÓN
OBJETIVOS:Al finalizar el estudio de esta unidad, UD. será capaz de:
Conocer la aplicación de los distintos tipos de iluminación de Seguridad.
Conocer los métodos de selección para las mismas.
Realizar mediciones ambientales de poder lumínico.
Cuadro conceptual de la unidad
LUZ DE SEGURIDAD EN EMERGENCIAS
ILUMINACION DE SEGURIDAD,ILUMINACION DE EMERGENCIA Y
EVACUACIÓN
Luz de seguridad en emergencias
Sistemas de iluminación para
emergencias
TiposBeneficios
CaracterísticasModelos
OBLIGATORIEDAD DE USO
Se considera iluminación de emergencia en GRADO "A", la destinada a suplir la normal por ausencia imprevista de la fuente de alimentación convencional.
En caso de incendio o corte de energía, se deberá disponer de sistemas de
iluminación o baterías que por accionamiento automático iluminarán con un mínimo
de 10 lux, puertas, pasillos, escaleras, salidas de emergencia y toda zona de
tránsito a las salidas.
Se considera iluminación de emergencia en GRADO "B", la destinada a suplir a la normal en caso de alarma por ataque aéreo en tiempo de guerra.
Para toda especulación se tomará como punto de partida el nivel de
iluminación de luna llena (aproximadamente 0,2 lux).
Toda fuente tendrá una curva de distribución tal que su máximo rendimiento
se encuentra a 75 grados, tendiendo a cero en vertical y horizontal.
Beneficios
Es la solución más eficaz para terminar con todos los inconvenientes que se producen al generarse un corte de luz.
Con su encendido automático e instantáneo, se obtiene, sin apretar botón
alguno, una potente luz blanca, que en cierta medida, contribuye a continuar con el
desarrollo de cualquier actividad.
Luz de emergencia, además de brindar un servicio de seguridad, es utilizada
como elemento de confort, en el hogar y en el trabajo.
SISTEMA DE ILUMINACION DE SEGURIDAD PARA EMERGENCIA
Con ATOMLUX se encuentra, al cortarse el suministro eléctrico, el mejor
complemento de la luz artificial.
Con él, se evitan definitivamente todos los riesgos de incendio o explosión, que
pueden provocar el uso de velas o faroles de noche.
Son de uso obligatorio en lugares de circulación y estadía pública.
(Según O.M. Ciudad de Buenos Aires 33701-26/5/78. Decreto 351/79 Art. 76).
Es ideal para instalar en hogares, edificios de propiedad horizontal,
comercios, hospitales, sanatorios, obras en construcción, hoteles, laboratorios,
confiterías, empresas agrícolas, viales, textiles, bancos, estadios, etc.
Estos equipos, cuentan con una central de energía de reducidas
dimensiones, con autonomía para cubrir cualquier tipo de necesidad.
Características generales de funcionamiento
Es una central de energía se reserva, alimentada por un acumulados de 12
V. que enciende los iluminadores en forma automática cuando se produce un corte
de energía en la línea de 220 V., ya sea por falta de suministro general, corto
circuito, accidente, sabotaje, etc., brindando su servicio hasta la restitución del
suministro, o hasta superar la autonomía del equipo
PresentaciónGabinete estanco fabricado en material plástico, ABS inyectado, inalterable,
resistente con cierre a presión para el alojamiento de la batería. Integra la unidad un
gabinete metálico pintado, con frente de aluminio impreso en sistema planograf, con
comandos e indicadores visuales, donde se aloja, en forma independiente de la
batería, el sistema electrónico.
Fuente de energíaUna batería de 12 V - 32A/H del tipo de arranque de automotor, u opcional
del tipo estacionaria, con electrólito líquido y tapones tipo aviación con válvula de
seguridad, esta última aprobada por Ordenanza Municipal Nº 352282, según boletín
municipal Nº 16138 del 26/10/79.
CargadorCircuito electrónico, de estado sólido, totalmente automático que produce en
la batería una "carga y descarga cíclica permanente" con el objeto de simular su uso
contemplando largos períodos sin emergencias. Este principio evita la sulfatación y
pérdida del electrólito, mantiene la carga óptima y reduce el mantenimiento,
aumentando así la seguridad y prolongando la vida útil de las baterías.
Recuperación de la energía utilizadaLa misma comienza automáticamente al restituirse la tensión de 220 V en la
línea a la cual está conectado el equipo. El tiempo de recarga total en caso de una
descarga completa oscila entre 10 HS. a 20 HS, según la capacidad de la batería.
De funcionamiento automático, interrumpe el servicio cuando la tensión de
batería llega a un 75 % de su valor nominal (9,5 V.).
Modelos
Sistema temporizadoEste modelo cuenta con un circuito temporizado de 5 minutos
aproximadamente, que interrumpe automáticamente el funcionamiento de los
iluminadores. Esto impide que se descargue la batería en días feriados u horarios
no laborales.
El temporizador permite a su vez que en caso de necesitar funcionamiento
continuo, se tenga iluminación hasta llegar al equipo y pasar la llave de la posición
NO a AUT (automático), con lo que se inhibe el efecto del temporizador.
Con InversorEste modelo cuenta con un inversor que provee 220 VCA - 50 W. Esta
especialmente indicado para los casos en que además de iluminación se necesita
una pequeña fuente de energía para hacer funcionar porteros eléctricos,
calculadoras, registradoras, y además artefactos eléctricos que no superen la carga
indicada.
Con faros adosadosEste modelo incluye sobre el chasis 2 Faros que pueden ser de luz dispersa
de 45 W c/u o puntuales halógenos de 55 W c/u (estos últimos prohibidos por
ordenanza municipal de la Ciudad de Buenos Aires Nº 35.282, según boletín
municipal Nº 16.138 del 26/10/79).
La autonomía de este modelo es de aproximadamente 2 horas con los 2
Faros y más de 4 horas con 1 solo Faro. Las luminarias están montadas sobre un
dispositivo que permite enfocarlas a voluntad sobre un objeto prefijado.
Esta central además de la característica básica, cuenta con protección
electrónica contra cortocircuitos en la carga, y contra inversión de polaridad en el
conexionado de la batería.
Características técnicas
Alimentación 220 V. - 50 Hz. - 65 W
Salida 12 V. - 13 A
Capacidad 80 A/H
Fusible Primario 0,5 A
Fusible de carga y descarga 20 A
Carga máxima sobre relay 21 A
Fuente de energía
Una batería de 12 V - 30 A/H de tipo estacionario con electrólito líquido y
opcionalmente con tapones tipo aviación con válvulas de seguridad.
Potencia de los iluminadores
Cantidadde
Iluminadores
15 W 20 W(A)
ConsumoAutonomía
Horas(A)
ConsumoAutonomía
Horas19 12,35 4:30 — —
18 11,70 4:45 — —
17 11,05 5:00 — —
16 10,40 5:20 — —
15 9,75 5:45 12,75 4:20
14 9,10 6:00 11,90 4:45
13 8,45 6:30 11,05 5:00
12 7,80 7:00 10,20 5:30
11 7,15 7:45 9,35 6:00
10 6,50 8:30 8,50 6:30
9 5,85 9:30 7,65 7:20
8 5,20 10:45 10,80 8:00
Iluminadores
Constan de un circuito electrónico de estado sólido sin piezas móviles que actúa como reactancia para que se ilumine el tubo de 220 V con 12 V ó 24 V según el modelo. Los tubos utilizados son los Standard, pero a pedido se pueden
suministrar con tubos especiales con reflector interno (TLF) que duplican el caudal
de la luz hacia adelante.
Los iluminadores están totalmente matrizados en plástico de alto impacto, de
elegante diseño que permite su adaptación a diversas decoraciones.
Contamos además, para casos especiales, con tubos antiexplosivos, para
ambientes saturados de gases, y con tubos estancos para ambientes con altos
porcentajes de humedad.
CUESTIONARIO:
1. ¿Cuantos tipos de Iluminación de emergencia conoce?
2. ¿Que sistemas de alimentación utilizan?
3. ¿Cuál es el valor mínimo de Iluminancia que deben generar estas
luminarias?
4. ¿Todas estas luminarias son obligatorias?
5. ¿Que otras regulaciones normalizan el alumbrado de emergencia?
6. ¿Que diferencia presentan las luminarias para evacuación respecto de
las demás?
UNIDAD 8
CÓDIGO DE COLORES
UNIDAD 8: CODIGO DE COLORES
OBJETIVOS:
Al finalizar el estudio de esta unidad, UD. será capaz de:
Conocer, interpretar y aplicar la normativa y la legislación existentes en cuanto a la
utilización del color en construcciones y preparación de obras
Cuadro conceptual de la unidad
CODIGO DE COLORES
Identificación de colores, según Normas IRAM
Aplicaciones Símbolos Identificación de lugares Colores de seguridad
CÓDIGO DE COLORES
Los valores a utilizar para la identificación de lugares y objetos, serán los establecidos por las NORMAS IRAM 10.005, 2507 e IRAM DEF. D. 10-54.
Según la norma IRAM DEF. D. 10-54 se utilizarán los siguientes colores:
Amarillo: 05-1-020
Naranja: 02-1-040
Verde: 01-1-120
Rojo: 03-1-080
Azul: 08-1-070
Blanco: 09-1-060
Negro: 09-1-060
Gris: 09-1-060
Violeta: 10-1-020
ANEXO
A - OBJETO
A.1 - Establecer en forma standardizada el uso de determinados colores de
seguridad para identificar lugares y objetos, a fin de prevenir accidentes en las actividades
humanas desarrolladas en ambientes industriales, comerciales y tareas conexas.
B - CONSIDERACIONES GENERALES
B.1 - Colores:
Los colores de seguridad a utilizarse serán: amarillo, anaranjado, verde, rojo, azul,
blanco, negro o gris y violeta.
B.2- Aplicación:
Los colores deberán ser aplicados:
a) en los objetos mismos (máquinas, equipos, etc.);
b) sobre paredes, pisos, etc., en forma de símbolos, zonas o franjas con el
propósito de aumentar la visibilidad y delatar la presencia y/o ubicación de
objetos u obstáculos de manera tal que resulte un contraste con el pintado en la
pared.
C - COLORES Y SIMBOLOS
Cada uno de los colores y los símbolos tendrá el .significado indicado en la tabla Nº 13.
C.1 - La tabla Nº 13 deberá ser exhibida en lugares estratégicos, para conocimiento
del personal.
D - IDENTIFICACION DE LUGARES Y OBJETOS POR COLORES
D.1 - Amarillo y negro:
El color amarillo se utilizará en combinación con el color negro para indicar lugares
que deban resaltar de un conjunto, en prevención contra posibles golpes, caídas,
tropiezos originados por obstáculos, desniveles, etc.
Se emplearán entre otros, en los casos que se indican a continuación:
a) obstáculos a la altura de la cabeza (tirantes, cabriadas, dinteles, caños, etc.);
b) obstáculos verticales que signifiquen riesgo de golpearse (columnas, pilares,
costados de portones, etc., que puedan ser embestidos por personas o
vehículos);
c) desniveles abruptos en el piso (escalones aislados, fosos, etc.);
d) bordes de fosos y plataformas no protegidas;
e) partes sobresalientes de instalaciones en general que se proyectan dentro de
áreas normales de trabajo;
f) barreras de advertencia de obstáculos o reparaciones en calles o caminos, paso
a nivel, etc.;
g) vehículos de carga y pasajeros (paragolpes delanteros y traseros, costados y
parte trasera de chatas semirremolques, parte trasera y pasteca de grúas y
guinches, esquineros de zorras y carros para carga, pescantes para locomotoras,
etc.);
h) primera y última contrahuella de cada tramo de escalera;
i) carteles: fondo amarillo con letras o signos de color negro, para hacer resaltar su
visibilidad (aviso de velocidad máxima, indicadores de curvas, advertencia de
salidas de vehículos a la calle, prohibición de fumar, etc.).
D.2 - Anaranjado:
El color anaranjado se utilizará para indicar riesgos de máquinas o instalaciones en
general, que aunque no necesiten protección completa, presenten un riesgo, a fin de
prevenir cortaduras, desgarramientos, quemaduras y descargas eléctricas.
Se aplicarán, entre otros, en los casos que se indican a continuación:
a) elementos de transmisión mecánica, tales como: engranajes, poleas, volantes,
partes cortantes de máquinas;
b) partes interiores de tapas protectoras de órganos de máquinas, siendo la parte
exterior del mismo color de la máquina;
c) interior de cajas de instrumentos eléctricos, caja de llaves, fusibles, conexiones
eléctricas u otras, que deban mantenerse cerradas por razones de seguridad;
d) indicadores de límites de carrera de piezas movibles de máquinas;
e) para señalar momentáneos peligros en lugares de tránsito.
D.3- Verde:
El color verde se utilizará para indicar la ubicación de elementos de seguridad y
primeros auxilios.
Se aplicará, entre otros, en los casos que se indican a continuación:
a) ubicación de cajas de máscaras, duchas de seguridad, camillas, etc.;
b) botiquines, vitrinas, armarios y anuncios de seguridad;
c) puertas de acceso a salas de primeros auxilios.
D.4 - Rojo:
El color rojo se utilizará para indicar la ubicación de elementos para combatir
incendios.
Se aplicará, entre otros, en lo casos que se indican a continuación:
a) extintores;
b) hidrantes y su cañería;
c) rociadores y su cañería (incluyendo cañerías sprinklers);
d) carretel o soporte de mangueras;
e) baldes de arena y agua, palas, picos;
f) nichos, cajas de alarma, cajas de frazadas anticombustibles;
g) salidas de emergencia o puertas de escape.
D.5 - Azul:
El color azul se utilizará para indicar precaución en situaciones tales como: control
eléctrico, llaves o mecanismos en general, cerciorándose antes de hacerlo que la puesta
en marcha del dispositivo no sea causa de un accidente.
Se aplicará, entre otros, en los casos que se indican a continuación:
a) cajas de interruptores eléctricos;
b) botoneras de arranque en máquinas y aparejos;
e) palancas de control eléctrico neumático y otros en máquinas;
d) dispositivos en general de puesta en marcha de máquinas y equipos.
D.6 - Blanco, gris o negro
El color blanco o gris sobre fondo oscuro, o color gris o negro sobre fondo claro, se
utilizará para facilitar el mantenimiento del orden y de la limpieza de los locales de trabajo
como así también, para indicar los límites de zonas de circulación de tránsito en general,
pasajes, etc. Posición de receptáculos de residuos, elementos de higiene.
Se aplicarán, entre otros, en los casos que se indican a continuación:
a) señalamiento de caminos para tránsito de vehículos y/o peatones;
b) flechas de sentido de circulación;
c) demarcación de pasillos que deban quedar libres de obstáculos;
d) áreas destinadas al almacenamiento de material (estibas, etc.);
e) sectores delimitados a trabajos con guinches o aparejos.
D.7 - Violetas
El color violeta se empleará para señalar lugares donde exista peligro o riesgo,
provocados por la radioactividad. Se colocará el símbolo especial (ver tabla Nº 13), sobre
las puertas, los recipientes, los pisos y sobre cualquier equipo que pueda presentar
peligro de contaminación.
La lista siguiente es una enumeración parcial de las distintas aplicaciones del color violeta en la radioactividad:
a) habitaciones o áreas - dentro o fuera de los edificios- en donde se guarden o
manipulen materiales radioactivos o que hayan sido contaminados por éstos;
b) recipientes donde se guarden desperdicios contaminados o que contengan
materiales radioactivos;
c) terrenos en donde se entierren o se guarden materiales y equipos contaminados.
COLORES DE SEGURIDAD PARA CAÑERÍAS: NORMA IRAM 2507 MIO
ACTIVIDAD Realice una detallada lectura detallada de la normativa vigente y resalte lo importante para su accionar profesional.
CUESTIONARIO:
7. ¿Cuantos tipos de Iluminación de emergencia conoce?
8. ¿Que sistemas de alimentación utilizan?
9. ¿Cuál es el valor mínimo de Iluminancia que deben generar estas
luminarias?
10.¿Todas estas luminarias son obligatorias?
11.¿Que otras regulaciones normalizan el alumbrado de emergencia?
12.¿Que diferencia presentan las luminarias para evacuación respecto de las
demás?
UNIDAD 9
EFECTOS DEL COLOR SOBRE LAS FUNCIONES ORGÁNICAS Y
PSICOLÓGICAS
UNIDAD 9: EFECTOS DEL COLOR SOBRELAS FUNCIONES ORGANICAS Y PSICOLOGICAS
OBJETIVOS:
Al finalizar el estudio de esta unidad, UD. será capaz de:
Aplicar criterios de selección conociendo los efectos del color sobre las
personas
Cuadro conceptual de la unidad
EFECTOS DEL COLOR SOBRELAS FUNCIONES ORGANICAS Y
PSICOLOGICAS
Efectos psicológicos:Clasificación
Efectos fisiológicos: positivos y negativos
Seguridad
EFECTOS DEL COLOR SOBRE LAS FUNCIONES ORGANICAS
Se ha comprobado a través de distintas experiencias, que el color tiene importante influencia sobre las funciones orgánicas en los aspectos Psicológicos y Fisiológicos.
Por lo tanto es de suma importancia tener en cuenta en la actividad laboral los
aspectos señalados y que podemos estudiarlos en:
Efectos Psicológicos del Color:
Efectos directos: Hacen que un ambiente o un objeto parezcan más alegres o
tristes, más ligeros o más pesados, calientes o fríos.
Efectos Secundarios o Indirectos: Tienen su origen en relaciones afectivas del
espíritu y en asociaciones subjetivas u objetivas nacidas bajo el efecto del calor.
El papel psicológico del color ha de considerarse en relación con la luz.
Puede advertirse que los colores claros son más alegres y los oscuros más tristes y
los colores calientes son dinámicos, excitantes, mientras que los fríos son calmantes,
sedativos.
Experiencias realizadas con rigor científico, determinaron, los estados emocionales
en función de las variaciones de la presión sanguínea, pudiéndose establecer la siguiente
regla general:
Se considera que los colores deben ser clasificados de acuerdo a su poder dinamógeno en el mismo orden que los colores espectrales, la intensidad de las sensaciones visuales varían como las vibraciones.
Ello explica la progresión del dinamismo provocado por los matices que van desde
el violeta, con su sensación de calma hasta el rojo de efectos estimulantes.
También puede aprovecharse el efecto de ilusión óptica que puede extraerse de la
combinación de colores.
Estos efectos son tan notorios que pueden utilizarse, para producir la sensación de aumentar o disminuir aparentemente la longitud, el ancho o la altura de un recinto.
Efectos Fisiológicos del color
Los efectos del color en muchos casos, sobrepasan el plano psicológico entrando a influir en los aspectos fisiológicos.
Por ejemplo, el color rojo da sensación de calor, pero así mismo el ser humano
siente a su cuerpo agobiado, cansado o excitado, estimulado según las condiciones
climáticas reinantes o el acondicionamiento del ambiente.
COLORES QUE PRODUCEN EFECTOS POSITIVOS Y NEGATIVOS
ROJO : Penetrante y calorífico, aumenta la tensión muscular, la presión
sanguínea y el ritmo respiratorio. Es estimulante mental.
ANARANJADO: Favorece la digestión, acelera el pulso, pero no tiene efecto
sobre la presión sanguínea. Es estimulante emotivo.
AMARILLO: Estimulante de la vista y de los nervios. Es estimulante mental.
Puede cambiar ciertos estados neuróticos.
VERDE: Baja la tensión sanguínea y dilata los capilares. Se utilizó en
tratamientos de enfermedades mentales. Es equilibrador y alivia las neuralgias y
jaquecas, puede no convenir a ciertos estados nerviosos.
AZUL: Baja la tensión muscular y la presión sanguínea, calma el pulso y
disminuye el ritmo respiratorio. Es emotivo, inspira paz e introspección, y es más
sedante que el verde para los individuos nerviosos.
VIOLETA: Actúa sobre el corazón y los pulmones aumentando la resistencia
orgánica de éstos.
CONSIDERACIONES DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA SEGURIDAD Y LOS REQUERIMIENTOS DE LAS TAREAS
El sistema de aplicación de colores funcionales debe reducir los riesgos de accidentes y acelerar el uso de dispositivos de seguridad. A fin de evitar confusiones deben emplearse colores reconocidos por entes oficiales normalizados IRAM.
Deben utilizarse símbolos en combinación con los colores para una mejor identificación de riesgos o peligros por problemas específicos.
FACTORES DE RENDIMIENTO : La utilización de colores debe tener también
en cuenta el rendimiento de las personas por el mejoramiento de las condiciones visuales.
Se debe suministrar una iluminación adecuada al objetivo visual y de los
elementos inmediatos a ellos.
Reforzar los contrastes en el objetivo visual propiamente dicho y reforzar la
luminosidad propia del objetivo visual.
FACTORES DE FATIGA : Para ayudar a reducir la fatiga visual y la fatiga física
resultante se debe:
• Evitar niveles inadecuados de iluminación.
• Eliminar el deslumbramiento directo o por reflexión.
• Evitar las ilusiones de color indeseables.
• Evitar la monotonía
Los colores de seguridad se establecen para identificar lugares y objetos a los efectos de prevenir accidentes en las actividades humanas desarrolladas en las instalaciones de la empresa.
TABLA ICOLORES DE SEGURIDAD Y COLORES DE CONTRASTE
NORMA IRAM 10 005 - Parte I Diciembre 1982
Color deSeguridad
Significado Ejemplo de Aplicación
Color de Contraste si fuese
requerido
Color del Símbolo
Rojo
Pararse,
detenerse
Prohibición
Señales de detención
Dispositivos de
parada de
emergencia
Señales de
prohibición
Blanco Negro
Este color se utiliza además para los equipos
contra incendio y su ubicación ver IRAM 10
005 - Parte II
AmarilloPrecaución,
advertencia
Indicación de riesgos
incendio, explosión,
radiación ionizante; etc.
desniveles, pasos bajos,
obstáculos, etc.
Negro Negro
VerdeCondiciones
seguras
Indicación rutas de
escape. Salidas de
emergencia. Duchas de
emergencia. Estaciones
de rescate o de
primeros auxilios, etc.
Blanco Blanco
Azul Obligatoriedad
Obligatoriedad de usar
equipos de protección
personal máscaras,
cascos, etc.
Blanco Blanco
ESPECIFICACION DE LOS COLORES DE SEGURIDAD Y DE
CONTRASTE
TABLA II
COLOR DE SEGURIDAD DESIGNACION SEGUN NORMA IRAM-DEF D I 054
AMARILLO
Brillante 05-1-040
Fluorescente 05-3-090
Semimate 05-2-040
Mate 05-3-040
AZUL
Brillante 08-1-070
Semimate 08-2-070
BLANCO
Brillante 11-1-010
Semimate 11-2-010
Mate 11-3-010
NEGRO
Brillante 11-1-060
Semimate 11-2-070
Mate 11-3-070
VERDE
Brillante 01-1-160
Mate 01-3-150
ROJO
Brillante 03-1-050
Nota: Se recomienda el uso de tonos mates o semimates. Cuando la reflexión no dificulte la visión podrán usarse tonos brillantes.
Cuando se requiera podrán utilizarse señales retrorreflectoras, en cuyo caso las
láminas reflectoras cumplirán la norma IRAM 10 033, debiendo seleccionarse los colores
según la gama que establece la misma.
Tabla de colores y símbolos más usuales
Antes de comenzar con este apartado, le recomendamos releer “El color en la industria” unidad 6
COLORAmarillo y negro
SIGNIFICADOSeñala obstáculos
SIMBOLOFranjas en diagonal
alternadas amarillo y negro
ANARANJADO Señala peligro Triángulo o flecha
VERDE
Señala elementos de
Seguridad y Primeros
auxilios
Cruz verde
ROJOSeñala elementos de
protección contra incendios
Cuadrado
Luz Roja especialmente
en salidas de emergencia
AZUL Recomienda precaución Círculo
BLANCOTránsito - Lugares que
deben quedar libresFranjas-Flechas
GRIS O NEGROElementos de orden y
limpiezaEstrellas
Refracción de la luz
Antes de comenzar con este apartado, le recomendamos releer “Luminarias” unidad 5
La refracción de la luz es el fenómeno físico en que un rayo de luz al atravesar una superficie de separación entre dos medios transparentes, se desvía de su dirección primitiva.
Al pasara un medio más
denso, el rayo luminoso
se quiebra, acercándose a la normal.
Al pasar a un medio menos
denso, el rayo luminoso se
quiebra alejándose de la
normal.
Leyes de la refracción
El rayo que llega a una superficie recibe el nombre de rayo INCIDENTE, y el rayo desviado, rayo REFRACTADO, el ángulo de incidencia con la normal, ÁNGULO DE INCIDENCIA, el que forma el ángulo refractado con la normal, ÁNGULO DE REFRACCION.
PRIMERA LEY : El rayo incidente, el rayo refractado y la normal, están en el
mismo plano, llamado PLANO DE INCIDENCIA.
SEGUNDA LEY : El cociente entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del
ángulo de refracción es constante y se llama ÍNDICE DE REFRACCIÓN de la
segunda sustancia respecto a la primera.
Comprobación de la 2da ley:
Si sumergimos un disco en agua hasta la mitad, de modo que su plano sea
perpendicular a la superficie del agua y hacemos incidir en un mismo punto I tres rayos
que pasen rozando la superficie del disco, veremos que a cada rayo incidente le
corresponde un rayo refractado y que a mayor ángulo de incidencia, le corresponde un
mayor ángulo de refracción.
Índices de refracción:
El índice de refracción de una sustancia, respecto a otra, se llama INDICE RELATIVO. En cambio si se considera un rayo de luz que incide sobre una sustancia
desde el vacío se llama INDICE ABSOLUTO.
El índice de refracción del vacío por lo tanto se considera cm. índice 1. En
consecuencia, los índices de refracción varían según la sustancia de que se trate.
CUESTIONARIO:
1. Describa los efectos fisiológicos del color
2. Describa los efectos psicológicos del color
3. Sobre la base de lo descripto, ¿Qué colores emplearía para áreas de
trabajo repetitivas?
4. ¿Y para áreas de trabajos creativos?
5. ¿Que Norma IRAM indica los colores y sus efectos?
ANEXO
GLOSARIO
ALUMBRADO DE SEGURIDAD: División del alumbrado de emergencia
previsto para asegurar la conclusión de las tareas en puestos de trabajo con
riesgos potenciales.
COLOR SIMPLE: Cada uno de los colores resultantes del espectro de luz
blanca.
COLOR DE SEGURIDAD: Cada uno de los colores normalizados para ser
utilizados en señalización de Seguridad y expresados en la Normativa específica.
CUERPO ILUMINADO:Es aquel que recibe luz de otro origen, haciéndose
visible al reflejarla.
CUERPO LUMINOSO: Cuerpo capaz de emitir luz propia.
CUERPO OPACO: Es el que no permite el paso de la luz a través de su masa.
La energía luminosa que es absorbida se transforma en calor.
CUERPO TRANSPARENTE: Es el que permite el paso de la radiación
luminosa a través de su masa.
ESPECTRO DE EMISIÓN: Rango de longitudes de onda emitido por una fuente
luminosa.
ESPEJISMO: Ilusión óptica producida por el fenómeno de la reflexión,
especialmente cuando ella es total.
FIBRA ÓPTICA: Hebra muy fina de vidrio especial, con diámetro similar a un
cabello, que permite el transporte de luz mediante reflexiones en su seno.
FUENTE LUMINOSA PUNTUAL: Aquella cuyas dimensiones geométricas son
despreciables respecto de la distancia al observador
ILUMINACIÓN DE EMERGENCIA: Sistema de Iluminación previsto para ser
utilizado cuando falla el alumbrado normal.
LÁMPARA: Fuente de luz artificial, que genera radiación luminosa mediante
alimentación eléctrica, electroquímica ó química.
LASER: Iniciales, en Inglés, del término "Amplificación de Luz por Emisión
Estimulada por Radiación" (Light Amplification by Stimulated Emission of
Radiation)
LONGITUD DE ONDA: Proyección de la distancia recorrida por una unidad de
energía luminosa desde un punto del reposo hasta el siguiente, en que dicha
unidad de energía pasa por él con la misma dirección y sentido.
LUMINARIA: Artefacto que distribuye, filtra o transforma el flujo luminoso
proveniente de una lámpara, e incluye los elementos mecánicos de protección
contra riesgos.
LUZ: Forma particular de energía. Fenómeno físico por el cual podemos
ponernos en contacto con el medio que nos rodea mediante sensaciones
luminosas.
LUZ MONOCROMÁTICA: Aquella definida por una y sólo una longitud de onda.
PROPAGACIÓN RECTILÍNEA: Forma de propagación de la Luz en un medio
homogéneo.
RADIACIÓN: Forma de energía que se transmite en un medio determinado.
SEÑALIZACIÒN: Conjunto de procedimientos y metodologías visuales del tipo
informativo, destinados a identificar situaciones de riesgo o alertar sobre las
mismas.
ANEXO GENERAL DE LA MATERIA
LUMINARIAS
Las luminarias son aparatos que sirven de soporte y conexión a la red eléctrica a las lámparas. Como esto no basta para que cumplan eficientemente su función, es necesario que cumplan 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 emitida por la lámpara. Es importante, pues, que en el diseño de su sistema
óptico se cuide la forma y distribución de la luz, el rendimiento del conjunto
lámpara, luminaria y el deslumbramiento que pueda provocar en los usuarios.
Otros requisitos que deben cumplir las luminarias es que sean de fácil instalación y mantenimiento. Para ello, los materiales empleados en su
construcción han de ser los adecuados para resistir el ambiente en que deba
trabajar la luminaria y mantener la temperatura de la lámpara dentro de los límites
de funcionamiento.
Todo esto sin perder de vista aspectos no menos importantes como la
economía o la estética.
Clasificación
según las características ópticas de la lámpara: de acuerdo al porcentaje
del flujo luminoso emitido 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 se distinguen seis clases.
Directa Semi.directa
General difusa
Directa.indirecta
Semi.directa Indirecta
Clasificación CIE según la distribución de la luz
según el número de planos de simetría que tenga el sólido fotométrico: podemos tener luminarias con simetría de revolución que tienen infinitos planos de
simetría y por tanto nos basta con uno de ellos para conocer lo que pasa en el
resto de planos (por ejemplo un proyector o una lámpara tipo globo), con dos
planos de simetría (transversal y longitudinal) como los fluorescentes y con un
plano de simetría (el longitudinal) como ocurre en las luminarias de alumbrado
viario.
Luminaria con infinitos planos de simetría
Luminaria con dos planos de simetría
Luminaria con un plano de simetría
según las características mecánicas de la lámpara: puede ser por el
grado de protección contra el polvo, los líquidos y los golpes. En estas
clasificaciones, según las normas nacionales (UNE 20324) e internacionales, las
luminarias se designan por las letras IP seguidas de tres dígitos.
El primer número va de 0 (sin protección) a 6 (máxima protección) e indica la
protección contra la entrada de polvo y cuerpos sólidos en la luminaria.
El segundo va de 0 a 8 e indica el grado de protección contra la penetración de
líquidos.
Por último, el tercero da el grado de resistencia a los choques.
según las
características eléctricas de la lámpara: Según el grado de protección eléctrica
que ofrezcan las luminarias se dividen en cuatro clases (0, I, II, III).
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...) o según el tipo de
lámparas empleado (para lámparas incandescentes o fluorescentes).
Clase Protección eléctrica0 Aislamiento normal sin toma de tierraI Aislamiento normal y toma de tierraII Doble aislamiento sin toma de tierra.
IIILuminarias para conectar a circuitos de muy baja tensión, sin otros circuitos internos o externos que operen a otras tensiones distintas a la mencionada.
ALUMBRADO ELÉCTRICO DE EMERGENCIA
ALUMBRADO DE EMERGENCIA DE RESERVA: Previsto para permitir la
continuidad de las tareas del establecimiento ante un corte de la iluminación
general. No es de uso obligatorio. Debe completarse con un sistema de
alumbrado de escape. Debe proporcionar un 50% del flujo luminoso del
alumbrado general.
ALUMBRADO DE EMERGENCIA DE SEGURIDAD: Es el previsto para
asegurar la conclusión de las tareas en los puestos de trabajo; con riesgos
potenciales. Es de uso obligatorio. En las áreas de trabajo debe
proporcionar una Iluminancia del 10% respecto de la existente con el
alumbrado general.
ALUMBRADO DE EMERGENCIA DE ESCAPE Y EVACUACIÓN: Es el
previsto para garantizar la evacuación rápida y segura de las personas a
través de los medios de escape, facilitando las maniobras de seguridad y las
intervenciones de auxilio. Es de uso Obligatorio. Su Iluminancia mínima
debe ser de 1 (un) Lux a nivel del piso, distribuido en forma homogénea.
Debe evitarse el deslumbramiento directo.
La utilización de Alumbrado de Emergencia es obligatoria en la Ciudad de Buenos Aires desde el año 1978, encontrándose contemplada el la Ley 19587 y su Dto. Reglamentario 351/79.
Básicamente, un diagrama de operación de un sistema de alumbrado de emergencia es el siguiente:
El Cargador toma energía de la línea de 220 Volt., cargando las baterías.
Cuando se produce el corte de energía el Conmutador, en forma automática e
instantánea, conecta la línea de baja tensión y enciende las luminarias de
emergencia. Normalizado el servicio eléctrico de red, desconecta las luminarias y
el cargador comienza a reponer la energía que las baterías entregaron durante la
emergencia.
Los sistemas de iluminación de emergencia pueden clasificarse, en base a su configuración física, en CENTRALES y AUTÓNOMOS.
SISTEMAS CENTRALES: Son aquellos donde un grupo de luminarias se
encuentran conectados a una fuente de energía central compuesta por una
batería, el cargador, y el sistema de control y transferencia.
En la actualidad, existe una tendencia hacia la desafección de estos
sistemas, dado que no presentan índices de seguridad confiables ante siniestros
(corte de las líneas de alimentación), volcándose los diseños hacia los sistemas
autónomos.
Cargador Batería Conmutador
Luminaria de baja tensión L. 220 V.
SISTEMAS AUTÓNOMOS: Son aquellos en que cada luminaria tiene
incorporado su cargador, su batería y su sistema de control y transferencia.
Los avances de la electrónica aplicada han logrado alta confiabilidad de estos
equipos, conjuntamente con su bajo peso y con la incorporación de baterías
híbridas de Metal / Hidruro metálico, que han elevado los tiempos de prestación
lumínica y bajado los intervalos de mantenimiento.
A su vez, un sistema de iluminación de emergencia puede estar configurado como PERMANENTE o NO PERMANENTE, según que:
Permanezca encendido simultáneamente con el alumbrado normal, y
continúe en este estado ante una caída de energía. (Permanente)
Se encienda únicamente cuando falla la fuente de energía eléctrica (No Permanente)
PROYECTO DE ALUMBRADO DE EMERGENCIA
OBJETIVOS:
Los objetivos a cumplir están basados en señalizar las SALIDAS y
SALIDAS DE EMERGENCIA, iluminar las RUTAS DE ESCAPE que conducen a
las mismas, y facilitar la localización de los MEDIOS AFECTADOS A LA SEGURIDAD.
Los requerimientos lumínicos a cumplir, son:
La iluminación horizontal, medida sobre el plano de trabajo (nivel de piso
en este caso), y en el centro de la circulación de la ruta de escape, no será, en
ningún caso, inferior a 1 (un) Lux. La separación de las luminarias, para asegurar
este nivel, se calcula en base al diagrama espaciamiento/altura de montaje que
debe proporcionar el fabricante en base a la curva de distribución luminosa
específica.
Las luminarias deberán instalarse de manera tal de evitar el deslumbramiento y ubicarse, si es posible, a una altura no inferior 2m. Sobre el
nivel de piso, medidos desde el plano inferior de la luminaria.
La relación Emáx /Emin no deberá ser mayor de 40 :1 a lo largo de la
línea de huella de dichas rutas (línea central). Una buena uniformidad de la
iluminación se obtiene utilizando una mayor cantidad de luminarias de menor flujo
luminoso que empleando menor número de unidades de mayor flujo, más
espaciadas.
En caso de montaje vertical en paredes, deberán utilizarse las curvas polares de distribución luminosa características para obtener el nivel de
iluminación requerido.
NO deben considerarse los coeficientes de reflexión de techo, paredes y piso (En algunos casos, estos coeficientes pueden incrementar el nivel de
iluminación hasta en un 30%)
Se deberá colocar señalización (pictogramas y/o carteles) para lograr un
fácil reconocimiento de las RUTAS, SALIDAS y SALIDAS DE EMERGENCIA.
Dichas señales, serán visibles desde cualquier posición dentro del
establecimiento y estarán confeccionadas conforme a NORMA IRAM 10005. Se
ubicarán a una altura comprendida entre los 2,0 y 2,5 metros medidos desde el
nivel de piso, a la base de dichas señales.
El tiempo mínimo de servicio para el alumbrado de emergencia y de
escape, no será, en ningún caso, inferior a 1,5 horas.
El tiempo máximo de entrada en servicio no será, en ningún caso, superior a 5 segundos. En áreas con trabajos operativos o circulación de público,
la entrada en servicio no deberá superar 0,5 segundos. La iluminación debe
asegurar la conclusión de las tareas en puestos de trabajo con riesgos
potenciales.
En caso de procederse a la instalación de un sistema con alimentación
central, NO DEBERÁN ALIMENTARSE, BAJO NINGÚN CONCEPTO, CON BATERIAS ESTACIONARIAS DEL TIPO PLOMO / ÁCIDO (Tipo Automóvil), por los riesgos de explosividad, corrosividad e incendio que éstas generan.
Deberán emplearse las del tipo Plomo / Selenio ó del tipo Electrolito / Gel.
SISTEMAS DE SEÑALIZACIÓN DE EMERGENCIA
Generalmente, se presentan en gabinetes de distintos materiales, con frentes provistos de pictogramas o textos elaborados conforme a normas, y sus correspondientes señales direccionales, en color blanco sobre fondo verde, cumpliendo con lo especificado en Norma IRAM 10005. Pueden ser de simple o doble faz.
De acuerdo a su operación, pueden ser:
Señalizadores no permanentes: Encienden cuando se produce una
falla en el alumbrado normal. Están equipados, normalmente, con una
lámpara interna fluorescente de entre 15 y 20 Watts y un balasto electrónico
para su funcionamiento en emergencias.
Señalizadores permanentes: Permanecen encendidos con el alumbrado
normal y continúan en ese estado ante una falla de éste.
FUENTES LUMINOSAS ESPECIALES ~ LEDS (Diodos Emisores de Luz)
Un diodo LED, acrónimo inglés de Light.Emitting Diode (diodo emisor de luz) es un dispositivo semiconductor que emite luz policromática, es decir, con diferentes longitudes de onda, cuando se polariza en directa y es atravesado por la corriente eléctrica.
El color depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo, pudiendo variar desde el ultravioleta, pasando por el espectro de luz visible, hasta el infrarrojo, recibiendo éstos últimos la denominación de diodos IRED (Infra.Red Emitting Diode).
El funcionamiento físico consiste en que, un electrón pasa de la banda de conducción a la de valencia, perdiendo energía. Esta energía se manifiesta en forma de un fotón desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria.
Leds variados
A (p) C ó K (n)
Representación simbólica del diodo LED
El dispositivo semiconductor está comúnmente
encapsulado en una cubierta de plástico de
mayor resistencia que las de vidrio que
usualmente se emplean en las lámparas
incandescentes. Aunque el plástico puede estar
coloreado, es sólo por razones estéticas, ya
que ello no influye en el color de la luz emitida.
Para obtener una buena intensidad luminosa debe
escogerse bien la corriente que atraviesa el LED; el
voltaje de operación va desde 1,5 hasta 2,2 voltios
aproximadamente, y la gama de intensidades que
debe circular por él va desde 10 hasta 20 mA en los
diodos de color rojo, y de 20 a 40 mA para los otros
LEDs
El primer diodo LED que emitía en el espectro visible
fue desarrollado por el ingeniero de General Electric
Nick Holonyak en 1962
Tecnología LED/OLED
En corriente contínua (DC), todos los diodos emiten una cierta cantidad de radiación cuando los pares electrón.hueco se recombinan, es decir,
cuando los electrones caen desde la banda de conducción (de mayor energía)
a la banda de valencia (de menor energía).
Indudablemente, la frecuencia de la radiación emitida y, por ende, su color, dependerá de la altura de la banda prohibida (diferencias de energía
entre las bandas de conducción y valencia), es decir, de los materiales empleados.
Los diodos convencionales, de silicio o germanio, emiten radiación infrarroja muy
alejada del espectro visible. Sin embargo, con materiales especiales pueden conseguirse longitudes de onda visibles.
Los diodos LED e IRED, tienen geometrías especiales para evitar que la radiación emitida sea reabsorbida por el material circundante del propio diodo, lo que sucede en los convencionales.
Tamaño promedio de los Leds
COMPUESTOS EMPLEADOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE DIODOS LED.
Compuesto Color Long. de onda
Arseniuro de galio (GaAs) Infrarrojo 940nm
Arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs) Rojo e infrarrojo 890nm
Arseniuro fosfuro de galio (GaAsP)
Rojo, naranja y amarillo 630nm
Fosfuro de galio (GaP) Verde 555nm
Nitruro de galio (GaN) Verde 525nm
Seleniuro de zinc (ZnSe) Azul
Nitruro de galio e indio (InGaN) Azul 450nm
Carburo de silicio (SiC) Azul 480nm
Diamante (C) Ultravioleta
Silicio (Si) En desarrollo
Los primeros diodos construidos fueron los diodos infrarrojos y de color rojo, permitiendo el desarrollo tecnológico posterior la construcción de diodos para longitudes de onda cada vez menores.
En particular, los diodos azules fueron desarrollados a finales de los 90 por
Shuji Nakamura, añadiéndose a los rojos y verdes desarrollados con anterioridad,
lo que permitió, por combinación de los mismos, la obtención de luz blanca.
El diodo de seleniuro de zinc puede emitir también luz blanca si se mezcla
la luz azul que emite con la roja y verde creada por fotoluminiscencia. La más
reciente innovación en el ámbito de la tecnología LED son los diodos ultravioletas,
que se han empleado con éxito en la producción de luz blanca al emplearse para
iluminar materiales fluorescentes.
Tanto los diodos azules como los ultravioletas son caros respecto de los más comunes (rojo, verde, amarillo e infrarrojo), siendo por ello menos empleados en las aplicaciones comerciales.
Los LED comerciales típicos están diseñados para potencias del orden de los 30 a 60 mW. En torno a 1999 se introdujeron en el mercado diodos
capaces de trabajar con potencias de 1 W para uso continuo; estos diodos tienen
matrices semiconductoras de dimensiones mucho mayores para poder soportar
tales potencias e incorporan aletas metálicas para disipar el calor generado por
efecto Joule. En 2002 se comercializaron diodos para potencias de 5 W, con
eficiencias en torno a 60 lm/W, es decir, el equivalente a una lámpara
incandescente de 50 W.
DE CONTINUAR ESTA PROGRESIÓN, EN EL FUTURO SERÁ POSIBLE EL EMPLEO DE DIODOS LED EN LA ILUMINACIÓN.
El comienzo del siglo XXI ha visto aparecer los diodos OLED (diodos LED
orgánicos), fabricados con materiales polímeros orgánicos semiconductores.
Aunque la eficiencia lograda con estos dispositivos está lejos de la de los diodos
inorgánicos, su fabricación promete ser considerablemente más barata que la de
aquellos, siendo además posible depositar gran cantidad de diodos sobre
cualquier superficie empleando técnicas de pintado para crear pantallas a color
Aplicaciones
Los diodos infrarrojos (IRED) se emplean desde mediados del
siglo XX en mandos a distancia de televisores, habiéndose generalizado
su uso en otros electrodomésticos como equipos de aire acondicionado,
equipos de música, etc. y en general para aplicaciones de control remoto, así
como en dispositivos detectores.
Los diodos LED se emplean con profusión en todo tipo de
indicadores de estado (encendido/apagado) en dispositivos de señalización
(de tráfico, de emergencia, etc.) y en paneles informativos (el mayor del
mundo, del NASDAQ, tiene 36,6 metros de altura y está en Times Square,
Manhattan). También se emplean en el alumbrado de pantallas de cristal
líquido de teléfonos móviles, calculadoras, agendas electrónicas, etc., así
como en bicicletas y usos similares. Existen además impresoras LED.
El uso de lámparas LED en el ámbito de la iluminación (incluyendo la
señalización de tráfico) es previsible que se incremente en el futuro, ya que
aunque sus prestaciones son intermedias entre la lámpara incandescente y la
lámpara fluorescente, presenta indudables ventajas, particularmente su larga vida
útil, su menor fragilidad y la menor disipación de energía, además, para el mismo
rendimiento luminoso, producen la luz de color, mientras que los hasta ahora
utilizados, tienen un filtro, lo que reduce notablemente su rendimiento.
Conexión
La diferencia de potencial varía de acuerdo a las especificaciones relacionadas con el color y la potencia soportada.
En términos generales puede considerarse:
Rojo = 1,6 V
Rojo alta luminosidad = 1,9v
Amarillo = 1,7 V a 2V
Verde = 2,4 V
Naranja = 2,4 V
Blanco brillante= 3,4 V
Azul = 3,4 V
Azul 430nm= 4,6 V
Luego mediante la LEY DE OHM, puede calcularse el resistor adecuado para la tensión de la fuente que utilicemos.
El término I en la fórmula se refiere al valor de corriente para la intensidad de luminosa que necesitamos. Lo común es de 10 a 20mA. un valor superior puede quemar el LED.
Cabe recordar que también pueden conectarse varios en serie, sumándose
las diferencias de potencial en cada uno.
ILUMINACIÓN Y COLOR
Cuestionario Orientativo para Examen Final.
1. Enuncie las teorías de Propagación de la Luz
2. ¿Qué es el Espectro visible?
3. ¿Qué son, y donde se encuentran ubicados los espectros infrarrojo y
ultravioleta?
4. Descomposición de la Luz: ¿Qué es? ¿Qué relación guardan las longitudes de
onda con sus desviaciones?
5. Defina que es el Color
6. ¿Cómo se producen los colores sobre la superficie de los cuerpos?
7. ¿En qué se transforma la energía luminosa incidente sobre un cuerpo que no
es reflejada?
8. Enuncie, esquemáticamente, el funcionamiento del ojo
9. ¿Qué es fatiga ocular? ¿Cuál es la Iluminancia mínima para percibir los
contornos de los cuerpos?
10. ¿Cuáles son los defectos estructurales del ojo?
11. ¿Qué se conoce como fenómenos de acomodación y adaptación visual?
12 . ¿Qué es el poder separador del ojo?
13. ¿Dónde se ve afectado un ojo sometido a constantes deslumbramientos?
14. ¿Qué es efecto Purkine?
15. ¿Qué se conoce como “Brillo” y qué como “Contraste”?
16. ¿Cómo influye la edad del individuo en la necesidad de luz?
17. Defina Temperatura de Color.
18. ¿Cómo se determina la Temperatura de Color?
19. A su criterio: ¿Cómo resulta una fuente luminosa cuya Temp. Color es de
5000 k° respecto de otra de 2300 K°?
20. Intensidad Luminosa, definición; sus unidades
21. Flujo Luminoso, definición; sus unidades.
22. Iluminancia, definición; sus unidades.
23. Luminancia directa, definición; sus unidades.
24. Luminancia indirecta, definición; sus unidades.
25. Rendimientos luminosos y cromático, definiciones.
26. Enuncie y explique la primera Ley de la Luminotecnia.
27. Enuncie y explique la segunda Ley de la Luminotecnia.
28. Reflexión de la Luz . Tipos
29. Refracción de la Luz . Tipos.
30. ¿Cuándo se considera puntual una fuente luminosa?
31. Lámparas incandescentes: Construcción y funcionamiento
32. Lámparas incandescentes: Tipos
33. Lámparas incandescentes: Ventajas y desventajas respecto de las de
descarga en gases
34. ¿Cómo trabajan las lámparas incandescentes halogenadas?
35. Lámparas de descarga en gases: Construcción y funcionamiento
36. Lámparas de descarga en gases: Tipos
37. Lámparas de descarga en gases: Ventajas y desventajas respecto de las
incandescentes.
38. ¿Qué es lo que produce la iluminación en los tubos fluorescentes?
39. Lámparas mezcladores: ¿Cómo funcionan?
40. Iluminación Natural: Tipos y materiales usados
41. ¿Qué relación guardan la potencia, el flujo luminoso y la vida útil de una
lámpara con la cantidad de tensión de línea?
42. ¿Qué es una luminaria?; materiales con los que se construyen.
43. Clasificación de las luminarias de acuerdo con la dirección horizontal de la
emisión.
44. Clasificación de las luminarias de acuerdo al ángulo de abertura del haz
luminoso
45. Clasificación de las luminarias de acuerdo a la protección que brindan.
46. ¿Qué es una curva de distribución luminosa?
47. ¿Qué es una curva de distribución espectral?
48. ¿Cómo se determina una curva de distribución luminosa?
49. ¿Cómo varía la selección de luminarias de acuerdo con la altura del local a
iluminar?
50. Dentro de una cámara frigorífica: ¿Qué luminarias instalaría?
51. Efecto estroboscópico: Definición. ¿Cómo se evita?
52. Colores utilizados en cuerpo y partes operativas de máquinas.
53. Colores utilizados en señalización
54. Colores utilizados en cañerías. 55 . ¿Cómo diferencia una cañería que
transporta Ácido Sulfúrico de otra que lleva Glicerina?
56. ¿Qué diferencia de mensaje presenta la señalización con amarillo y negro
respecto de la de con amarillo pleno?
57. ¿Qué color pintaría un tanque de almacenamiento de líquidos combustibles a
la intemperie?
58. Según IRAM: ¿Cómo deben pintarse los equipos de transporte (Zorras, Clarks,
etc.)?
59. En lugares de poca visibilidad: ¿Cómo resaltaría la presencia de equipos de
incendio?
60. ¿Qué símbolos se utilizan para señalizar “Peligro”?
61. ¿Cómo deben colocarse los rótulos identificatorios en cañerías suspendidas?
62. Adición de colores: ¿Cómo se obtiene y que particularidad presente la
resultante?
63. Sustracción de colores: ¿Cómo se obtiene y que particularidad presente la
resultante?.
64. Rendimiento cromático: ¿Cuántos tipos de medición conoce?
65. Recipientes contenedores de gases bajo presión: ¿Cómo se identifican?
66. Indique algunos efectos psicológicos del color.
67. ¿Qué colores usaría para el pintado de áreas administrativas?
68. ¿Qué colores usaría para el pintado de áreas industriales?
69. Iluminación de emergencia: Funcionamiento y tipos.
70. Iluminación de evacuación: ¿Qué requisitos debe cumplir?
71. ¿Cuáles son los datos principales para efectuar el cálculo de iluminación en un
ambiente laboral?
72. ¿Cómo se determina el índice del local para luminarias del tipo directo?
73. Indique, aproximadamente, cual es la reflexión de los distintos tonos de piso,
paredes y techos.
74. ¿Cómo influye el factor de conservación en el flujo luminoso emitido por la
lámpara.
75. ¿Cómo se calcula el flujo luminoso total requerido por el ocal.
76. ¿Porqué es importante conoce la potencia eléctrica instalada en una Planta.
