LA ILUMINACION

Es un hecho incontrovertible la importancia creciente que tiene una adecuada visin dentrodel mundo en su conjunto (laboral, de investigacin, de descanso, de recuperacin de lasalud, etc.). Como justificacin de este hecho puede darse, por una parte, el que laautomatizacin industrial supone la sustitucin de muchos esfuerzos musculares portrabajos especializados, en que la visual es fundamental. A esta razn hay que aadir elhecho de que los procesos a realizar (industriales, de investigacin, de requerimientos deciruga y otros) suponen tareas visuales cada vez ms difciles y exigentes. Desde losprimeros aos del siglo XX se han realizado estudios e investigaciones para conocer lailuminacin que debe proporcionarse en cada caso para satisfacer las exigencias de la tareavisual que en ella se realiza.

CONCEPTOS BASICOS

a) Intensidad Luminosa : Un manantial de luz que irradia con determinada claridad , unflujo luminoso al incidir sobre una superficie produce en sta una cierta iluminacin, a la quese conoce como intensidad de iluminacin, y se mide en candela (cd)

b) Flujo Luminoso: Es la cantidad de luz emitida por una fuente luminosa. Su unidad es ellumen (lm)

c) La Iluminacin o Luminancia (E): Es la medida de la cantidad de luz incidente en unrea dada. Su unidad en el Sistema Internacional es el

Lumen/m2 = LuxEn unidades americanas se tiene el Lumen/pie2=pie bujaLa equivalencia es : 1 pie buja = 10.76 Lux

d) La Iluminancia ( Brillantez Fotomtrica): Es la intensidad luminosa de cualquiersuperficie en una direccin dada por unidad de rea proyectada de la superficie vista desdeesa direccin. Su unidad en el Sistema SI es cd/m2

e)La Brillantez subjetiva : Es el atributo subjetivo de cualquier sensacin luminosa que dalugar a la escala completa de cualidades de ser reluciente, iluminado, brillante, empaado uoscuro.

f) Absorcin, reflexin y transmisin : Son los procesos generales por los cuales un flujoluminoso incidente interacciona con un medio. La Absorcin es el proceso por medio delcual el flujo incidente se disipa. La Reflexin es proceso por el cual el flujo incidente dejauna superficie o medio por el mismo lado de incidencia. La reflexin puede ocurrir como enun espejo ( reflexin espectacular), reflejarse en ngulos distintos al del flujo incidente con elplano de incidencia (reflexin difusa), puede ser una combinacin de los dos tipos dereflexin.

La Transmisin es el proceso por el cual el flujo incidente abandona una superficie omedio por un lado distinto al incidente. Si el rayo de luz se reduce solo en intensidad, latransmisin se llama regular.Si el rayo emerge en todas direcciones, la transmisin se llama difusa. Ambos modospueden existir combinados.

Flujo incidente = Flujo Absorbido + Flujo Reflejado + Flujo Transmitido

g) Medidores de Luz: Son instrumentos de medicin que sirven para medir la luminancia enLuxes.

h) Fuentes Luminosas: La original y mayor fuente de luz es el Sol. En seguida est elfuego de velas, aceite y lmparas de gas. Con el descubrimiento de la electricidad vinieronlos diferentes tipos de lmparas que existen hoy en el mercado, a estas le llamaremos enadelante fuentes de luz artificial.

LAS LAMPARAS

Las lmparas elctricas son la fuente principal de luz artificial de uso comn.Convierten la energa elctrica en Luz o energa radiante.Los tipos de lmparas ms usados para la iluminacin son:

a) Lmparas incandescentes : Contiene un filamento que se calienta por el paso de lacorriente elctrica a travs de l. El filamento est encerrado en un bulbo de vidrio quetiene una base adecuada para conectar la lmpara a un receptculo elctrico ( socket ).Los tamaos y formas de los bulbos se designan por un cdigo literal seguido de unonumrico; la letra indica la forma, y el nmero, el dimetro del tubo.

b) Lmparas Fluorescentes : Consta de un tubo de vidrio con el interior cubierto confsforo en polvo, que fluorece cuando se excita con luz ultravioleta; los electrodos delfilamento se montan en juntas de extremo conectadas a las clavijas de la base. El tubo sellena con un gas inerte (como argn) y una gota de mercurio y se opera a una presinrelativamente baja.

c) Lmparas de vapor de mercurio: Constan de tubos de cuarzo llenados con argn ymercurio, rodeados por una camisa de vidrio llena de nitrgeno.

d) Lmparas de halogenuros metlicos (multivapor): usan pequeas cantidades deyoduros de sodio, talio, escandio, disprosio e indio, adems de la mezcla usual de argny mercurio. Tanto como su economicidad como su color son excelentes.e) Lmparas de vapor de sodio de alta presin: Usan sodio metlico en tubostranslcidos de xido de aluminio. Se emplean en iluminacin de carreteras, puentes,autopistas, en determinados trabajos industriales como imprentas, talleres, almacenes.f) Lmparas de vapor de sodio de baja presin: La luz se produce en gran cantidad pordescarga en vapor de sodio a baja presin. Dada su deficiencia en la reproduccin del color,generalmente solo se emplea cuando nos sea necesaria la reproduccin cromtica.

PUNTOS CLAVE A TENER EN CUENTA PARA UNA BUENA ILUMINACIONINDUSTRIAL

Luz suficiente: Tener niveles adecuados de luz, segn la naturaleza de la tarea visual. Iluminacin Uniforme: Una iluminacin general con un alto grado de uniformidad,

garantiza total libertad a la hora de situar la maquinaria y los bancos de trabajo.(encualquier punto 200 Lux)

Buena Iluminacin vertical: En ciertos trabajos la tarea visual est localizada en el planovertical. Se puede recurrir a las empotradas en el techo que ofrecen una distribucinasimtrica de la luz.

Fuentes de luz bien apantalladas: En alturas de montaje bajas es fundamental el uso depantallas con rejillas que proporcionen el apantallamiento en la direccin crtica, y evitarel deslumbramiento.

Debe de obtenerse el mejor rendimiento y la mxima economa en toda instalacin deiluminacin.

No debe olvidarse el efecto decorativo y funcional de una buena iluminacin.

TIPOS DE ILUMINACION PARA INTERIORES

Son las diversas formas en que se deben ubicar las fuentes luminosas ( aparatos lumnicos )para solucionar problemas visuales, los cuales deben estar en forma proporcional parasatisfacer una adecuada operatividad visual a realizarse en determinado ambienteconstructivo.

Iluminacin directa : Es aquella en la cual la fuente luminosa est dirigida directamentehacia el rea de trabajo o el rea a iluminarse.

Iluminacin Semi-directa.- Es la que la proyeccin del flujo luminoso que sale al rea detrabajo proviene de la combinacin de la luz directa de la fuente de luz y una parte del flujoluminosos que se refleja en las paredes techos y mobiliario.

Iluminacin Indirecta:.- Es en la que la fuente luminosa es dirigida a una pared, techo o aun mobiliario la cual o las cuales reflejan al flujo luminoso a la zona a iluminarse.

Iluminacin Semi-indirecta.- es aquella en la cual el manantial emite flujos luminosos,unos inciden en el techo o en otro tipo de superficie que los refleja hacia la zona de trabajo,otras traspasan directamente superficies opacas y se distribuyen en todas las direcciones yuniformemente en la zona de trabajo.Iluminacin Difusa.- Es aquella en la que la fuente luminosa emite rayos, los cuales sondirigidos directamente a una superficie opaca y al traspasarlas se reparten uniformementeen todas las direcciones del rea de trabajo.

DISEO DE ALUMBRADO

El objeto de un diseo de alumbrado es proporcionar iluminacin suficiente para una tareavisual dada, sin producir malestar, Y AL MNIMO COSTO POSIBLE. No es difcil obtenersuficiente luz con las modernas fuentes luminosas, pero si se colocan y controlan en formainadecuada, se obtendrn luz molesta y deslumbrante.

Al realizar los anlisis de iluminacin es necesario aclarar que no es conveniente unailuminacin escasa ni tampoco una iluminacin intensa, porque en el primer caso serealizar mayor esfuerzo al rgano de la visin, y el segundo caso produce deslumbramientoen los objetos iluminados afectando tambin al rgano de la visin.

En la iluminacin de interiores, se debe tener en cuenta: la reflexin que producirn lasfuentes luminosas, las dimensiones que tendr el ambiente o local a iluminar, los niveles yformas de iluminar a los objetos del local.

La reflexin es uno de los factores determinados por un principio de la fsica que determinaque en un rayo incidente es igual al rayo reflejado. Sin embargo en la iluminacin deinteriores, la reflexin es influenciada por el color y la rugosidad de la superficie en la cualincidirn los rayos luminosos. Por ejemplo, el papel o cartn negro granulado reflejarsolamente el 55% de la luz incidente; el papel blanco liso , reflejar el 85 %.

Al iniciarse todo anlisis en iluminacin de interiores se deben tener en cuenta los siguientespuntos fundamentales:

.Formas o tipos de iluminacin y numero y ubicacin de las lmparas a usar

.Potencia y nmero de lmpara a usar

.Ubicacin y altura de suspensin de las lmparas

Con frecuencia se usan dos leyes importantes en los clculos de alumbrado..Ley de los cuadrados inversosSea una fuente luminosa situada en O y produce F lumens, dentro del nguloslido. Sea tambin una superficie plana dentro del ngulo slido y de rea A m2.La superficie es perpendicular al eje del rayo. La iluminacin media serE = I / d2

E : iluminacin media en luxes I : es igual a F en lumens entre A m2

.Ley del CosenoConsidrese una fuente luminosa de I candelas situada a una alturaperpendicular h m sobre un punto P sobre un cierto lugar a una distanciaL.A lo largo del plano se encuentra un segundo punto Q , este punto Q seencuentra a una distancia d m de O.

E = I x h / d 3

E : Iluminacin media en luxes I : flujo luminoso de la fuente en candelas h : altura de la fuente luminosa al plano de trabajo d : distancia de la fuente luminosa al punto en estudio Q

PASOS A SEGUIR EN EL DISEO DE ALUMBRADO

1.- Determinar el nivel requerido de iluminacin; (luxes) se selecciona de tabla paradiferentes ambientes iluminar.

2.- Se selecciona el tipo de iluminacin y el tipo de lmpara3.- Se determina el coeficiente de utilizacin ( CU ); que tiene en cuenta el hecho de que

de la salida total en Lumens, slo una pequea porcin llega al plano de trabajo. Estefactor se ve afectado por caracteristicas tales como forma y dimensiones del cuarto,

color de paredes y techo, tipo de unidad y reflector.

a) Relacin de Local ( RL ) - Directa, semidirecta y difusa RL = (Ancho*Largo) / Alto*(Ancho+Largo)

- Indirecta, semiindirecta RL1 = 3/2 * RL

Con la relacin de local se obtiene el ndice de local.

Con el ndice de Local ingresamos a tablas de Luminarias del fabricante para obtener elcoeficiente de utilizacin.

4) Estimar el Factor de Depreciacin ( FC); que toma en cuenta la reduccin en laeficiencia de la instalacin, debido a caracteristicas tales como acumulacin de polvo en laspantallas y prdidas de propiedades reflejantes de las paredes y el cielo debido a suciedad.

5) Calculo del nmero de Lmparas ( N )

N = ( E*Area piso ) / ( FL* CU* FC )

E: Iluminacin en Luxes FL: Flujo Luminoso en Lumenes x Lampara CU: Coeficiente de Utilizacin FC: Factor de Depreciacin

Indice del Local Relacin de localJ Menos 0.7I 0.7 0.9H 0.9 1.12G 1.12 1.38F 1.38 1.75E 1.75 2.25D 2.25 2.75C 2.75 3.50B 3.50 - 4.50A Ms de 4.50

NIVELES DE ILUMINACION SUGERIDOS

300500 7001000 1500

Galeras de Arte: General Sobre pinturas Sobre esculturas

1000 2000200750 10001500 - 2000

Tiendas:Vitrinas, generalZonas de circulacinEstanteras, servicionormalAutoservicios

300-40070010001000

Escuelas:Lecturas de impresosLecturas textos lapizSalas de dibujoBancos de Trabajo

1000200100

Garajes yEstacionamentos:Zonas de reparacionesZonas de Trfico activoPistas y rampas

100- 500200 300500 - 700

Activos:Embalaje bastoEmbalaje medioEmbalaje fino

50 -100Bodegas y AlmacenesCon poca actividad

5007001200 -1500

Bancos:GeneralZonas TrabajoCajas, regsitros,claves

1000 5001500 750

Supermercados: Gndolas Pasillos Estanterasrefrigeradas Cajas

150300 -500

Auditoriums: Asambleas Exposiciones

IluminanciaTipo de recintoIluminanciaTipo de Recinto

100200100

Restaurantes: Comedores tipo

ntimos Comedores de tipo

general

400-600800-1000800-10001500500 600200 400150 - 200

Oficinas: Trabajo normal Uso de archivos Contabilidad Salas de dibujo Secretarias Espera Ascensores

100-2002001000100025000

Hospitales: Habitaciones,general Salas consulta Mesas reconocimiento Salas Urgencia Salas Operaciones

150300 500100300 500300500

Hoteles: Cuartos de bao En el espejo Dormitorios, general Tocador Vestbulo Recepcin

700100150100-200150-300100300 -400

Residencias:Cocinas y superficies detrabajoVestbulo y hallsCuartos de estarEscalerasComedoresDormitoriosCabeceras de cama

IluminanciaLux

Tipo de RecintoIluminanciaLux

Tipo De Recinto

EJEMPLO DE CALCULO

1) Cual es la iluminacin media sobre el piso de un cuarto de 12 m de longitud por7.5 m de ancho , iluminado por 10 unidades de 200 watt cada uno con una eficienciade 13.3 Lumen/watt ? De tablas de fabricante de luminarias se toma como coeficientede utilizacin como 0.3 y considerar factor de depreciacin como la unidad.Solucin:salida por lmpara = 200*13.3 = 2660 LumensFlujo total 10 Lmp. = 10*2660 = 26660 LumensLuz que llega al piso = 26660*0.3 = 7998 LumensArea del piso = 12 * 7.5 = 90 m2Iluminacin media = 7998 / 90 = 88.87 Lux

2) Determinese la iluminacin en el piso, en un punto a 9 m de distancia del pie de unalmpara. La lmpara emite 500 candelas en todas direcciones y est montada a unaaltura de 6 m.Solucin:L= 9 m h = 6 m d = 9*9 + 6*6 = 10.82 m I = 500 cd

Segn la ley de los cuadrados inversos: E = I*h / d3 = 2.366 Lux

ILUMINACION Y AHORRO DE ENERGIA

El Per es un pas que est en una situacin muy particular. Existe, por un lado, uncrecimiento en la demanda de energa a nivel industrial, comercial y domstico, y por otrolado una crisis energtica, ya que en la ltima dcada no ha habido crecimiento en la ofertade la energa. La creacin de nuevas centrales generadoras de energa demanda grandesinversiones difciles de realizar. Otra manera de tener mayores fuentes energticas esmediante el ahorro de Energa pues Energa que ahorras es energa que dejas disponiblepara que la use otro. Es decir a mayor ahorro , mayor energa disponible para otros.Se ha logrado detectar que en la industria un gran porcentaje de las Plantas Industrialesutilizan artefactos de iluminacin poco eficientes y de gran consumo de energa. Grancantidad de Bancos, Financieras, hoteles, instituciones y oficinas consumen grandescantidades de energa elctrica slo por el hecho de contar con artefactos de iluminacinobsoletos o de un rendimiento lumnico bajo, sumado a un diseo de alumbrado defectuoso, en algunos casos sin ningn clculo de alumbrado.

En los estudios efectuados en los ltimos tiempos, se han detectado oficinas de empresasimportantes e industrias que tienen niveles de iluminacin de casi un 50% por debajo de lasnormas recomendadas y una cantidad de lmparas mayores que las aconsejables ynecesarias para el ambiente de uso determinado. Tambin se ha comprobado que en lasllamadas horas puntas, es decir entre las 18:00 y 23:00 horas, funcionan muchas industriasque slo con reestructurar su sistema de iluminacin, lograran importantes ahorros; por estola importancia de un adecuado diseo de iluminacin de interiores y exteriores.

En pases desarrollados de Europa, el tema de ahorro de energa ya es una constante; laslmparas incandescentes, van camino a desaparecer, han sido reemplazadas por otros mseficientes como las lmparas fluorescentes y otras ahorradoras.

Cuando se toca el tema de ahorro de energa, la iluminacin ocupa un lugar preponderantey el tema es inagotable. Creemos que en el Per se estn dando los primeros pasos, queson importantes, y todos nosotros debemos crear conciencia que el camino hacia elcrecimiento pasa por el ahorro de Energa.

RECOMENDACIONES GENERALES PARA AHORRAR ENERGIA ELECTRICAEN SISTEMAS DE ILUMINACION

Limpia peridicamente las luminarias, porque la suciedad disminuye el nivel deiluminacin de una lmpara hasta en un 20%.

Apaga las luces que no necesites, como por ejemplo cuando el personal est enrefrigerio.

Evala la posibilidad de utilizar luz natural, instalando calaminas transparentes osimilares . Aprovecha este recurso, siempre que te brinde un nivel adecuado deiluminacin.

Usa colores claros en las paredes, muros y techos, porque los colores oscurosabsorben gran cantidad de luz y obligan a utilizar ms lmparas.

Reemplaza tus fluorescentes T-12 convencionales de 40 W por fluorescentesdelgados de T-8 de 36 W porque iluminan igual. Este reemplazo significa unahorro econmico de 10% en tu facturacin, ya que los T-8 consumen 4Wmenos, utilizan los mismos sockets y lo ms importante es que cuestan igual.

Independiza y sectoriza los circuitos de iluminacin, esto te ayudar iluminarslo los lugares que necesitas.

Instala superficies reflectoras porque direcciona e incrementa la iluminacin yposibilita la reduccin de lmparas en la luminaria.

Selecciona las lmparas que te suministren los niveles de iluminacin requeridosen las normas de acuerdo al tipo de actividad que desarrolles.

Utiliza balastos electrnicos, porque te permiten ahorrar energa hasta un 10% ycorrige el factor de potencia, as como incrementa la vida til de tusfluorescentes.

Evala la posibilidad de instalar sensores de presencia, timers y/o dimmers parael control de los sistemas de iluminacin de tu empresa.

Utiliza luminarias apropiadas como las pantallas difusoras con rejillas. No utilicesdifusores o pantallas opacas porque generan prdidas de luz por lo que tendrsque utilizar ms lmparas,.

ING.CIP Eduardo Tiravantiww.stilar.netetiravanti@stilar.net