iluminaciÓn industrial

PROFESOR: ING. HÉCTOR SIERRA ESPINOZA. – EXPERTO P.R.P.

INSTITUTO PROFESIONAL LA ARAUCANAINSTITUTO PROFESIONAL LA ARAUCANA EXPERTOS PROFESIONALES ENEXPERTOS PROFESIONALES EN

PREVENCION DE RIESGOS.PREVENCION DE RIESGOS.

ILUMINACION Y COLORESILUMINACION Y COLORES

PROF: HÉCTOR SIERRA E.PROF: HÉCTOR SIERRA E.

20122012

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LUZ Y COLOR EN EL ENTORNO

Autor: Alfonso Busquets I. Ing. Electrico Experto Prof. Prevención de Riesgos

INTRODUCCIÓN

El creciente y vertiginoso avance que han experimentado las actividades científicas, industriales, comerciales, etc., han tenido como consecuencia un desarrollo en forma intensa y con una mayor velocidad de las tareas visuales. En otras palabras, la actividad cotidiana nos exige una mayor agudeza visual, o sea, visión exacta y rápida sin fatiga.

Estas exigencias sólo pueden cubrirse con una buena iluminación, lo que significa luz en cantidad y calidad suficientes de acuerdo al esfuerzo visual a desarrollar. Sobre este último aspecto es necesario insistir en que la conservación de la vista comprende no sólo el cuidado de los ojos por tratamientos médicos y su corrección por medio de lentes, sino que también con un alumbrado apropiado para servir de ayuda a los ojos en el desempeño de innumerables tareas visuales diarias sin fatiga y esfuerzos indebidos.

Tener un buen alumbrado es una condición necesaria para hacer bien el trabajo. Pero tener un buen alumbrado no quiere decir tener mucha luz, sino la adecuada para que cada clase de trabajo se pueda realizar con la velocidad y precisión requerida y en el tiempo correcto sin causar fatiga a la vista ni dar lugar a fallas y accidentes.

Por otra parte, en el mundo entero, la diferencia entre el trabajo administrativo y el que se realiza en la fábrica est disminuyendo, tanto en el sentido técnico como en el social. En vista de ello, ya no deberemos diferenciar entre alumbrado de taller y de oficina, sino que tendremos que pensar en términos de alumbrado de trabajo en general.

Hay que establecer si, una distinción entre, alumbrado para gente cuyo trabajo es en su mayor parte sedentario, leer, escribir, dibujar, montaje en líneas de producción, trabajos de montaje de precisión y alumbrado para gente que suele moverse durante el trabajo, almacenes, tiendas, centros de compra, laboratorios y estudios, garajes, etc.

Otra distinción que debe establecerse es con los ambientes más o menos polvorientos, ruidosos y de acuerdo con la disposición funcional del ambiente de trabajo, adaptado a esos factores. Básicamente entonces el alumbrado de trabajo debe servir únicamente dos finalidades principales:

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1. - Permitir que los trabajadores efectúen sus tareas visuales con la máxima facilidad y seguridad.

2. - Mejorar la capacidad y el rendimiento de trabajo, de tal forma que el alumbrado sirva como elemento de apoyo al acondicionamiento del ambiente de trabajo.

Durante muchos años, las normas para el alumbrado industrial han estado basadas únicamente en el nivel de iluminación, aparte de ello, las especificaciones normalizadas generalmente tomaban los valores de umbral mínimos de la iluminación necesaria como punto de partida. El único objetivo era la prevención de accidentes, dolores de cabeza durante el trabajo y errores que desorganizarán el proceso de producción.

Hoy día, las cosas son diferentes, ahora al hablar de alumbrado para un ambiente de trabajo, cómodo y agradable, no sólo hablamos de cantidad (iluminación en luxes), sino también de la calidad del alumbrado, pensamos en conceptos como la Luminancia, composición de colores y combinación con la luz natural. Por consiguiente vemos una integración del alumbrado dentro de las instalaciones de climatización y calefacción, el llamado acondicionamiento eléctrico de espacios.

" ALCANCES GENERALES "

Los Luminotécnicos han definido la LUZ diciendo que: "Es una energía radiante con capacidad para producir la sensación de visión cuando entra en el ojo". Por otra parte, la energía visible es una parte pequeñísima del espectro electromagnético, tal cantidad de energía radiante se desplaza a través del espectro en forma de ondas electromagnéticas.

Existieron varios conceptos enunciados con anterioridad, de como la luz es transmitida, Teoría Corpuscular, Ondulatoria, Quantum, Electromagnética.

El aparato visual humano, adaptación, acomodación, deslumbramiento y la facultad de ver, son temas de la percepción visual que debieran repasarse previamente para comprender mejor la materia que a continuación será tratada. El presente texto estará relacionado principalmente en como hacer que la luz y color de un entorno reúna los requerimientos psicológicos y fisiológicos para la percepción visual. En primer lugar haremos un alcance respecto a la luminotecnia.

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" MEDICIONES DE LUZ Y FUENTES LUMINOSAS"

La luz es de naturaleza ondulatoria y se caracterizan por ser estas demasiado pequeñas, las longitudes de onda que impresionan nuestro ojo ocupan una zona muy pequeña, cuyos límites están en las 0,38 micras y 0,76 micras o dicho de otra forma, 3800 Angstrom y 7600 Angstrom.

Aunque para medir las ondas de radio se utiliza la frecuencia, se emplea exclusivamente la longitud de onda para las Radiaciones Luminosas, ya que al utilizar ésta se expresaría por un número tan grande que su empleo sería poco cómodo.

Es muy importante, para el conocimiento de una luz, disponer de su curva espectral, la cual muestra como se distribuye la energía entre las diferentes radiaciones.

PROPIEDADES DE LA LUZ

La luz es capaz de reflejarse al incidir en las diferentes superficies, es decir se refleja. El ángulo de incidencia en la superficie es igual al ángulo de reflexión. La reflexión es especular si la superficie es lisa o pulimentada (el haz luminoso es reflejado casi igual como incide), si por el contrario la superficie es irregular, la reflexión es difusa, es decir los rayos se difunden en todas direcciones.

La luz también es capaz de refractarse, es decir de cambiar de dirección al atravesar medios de densidades diferentes, por ejemplo un vidrio o el agua. Además la luz se propaga en línea recta.

Cuando nos exponemos al Sol no sólo tenemos una impresión de luz intensa, sino que experimentamos además una sensación de calor. Esta simple experiencia demuestra que recibimos al sol con energía, en una forma que nos es desconocida.

Los físicos han demostrado que esta energía es de naturaleza vibratoria. El sol emite una radiación, es decir un conjunto de radiaciones que atraviesan el vacío intersideral y llegan a la tierra. Una parte de estas radiaciones actúan sobre nuestra retina: la luz, y la otra no es percibida por nuestros ojos. Pero no hay ninguna diferencia de naturaleza física entre las radiaciones visibles y las invisibles. Unas y otras contribuyen a calentar la tierra.

El cielo parece azul, porque las moléculas del aire difunden las radiaciones azules. Las longitudes de onda que impresionan nuestro ojo ocupan una zona extremadamente pequeña del espectro.

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Es necesario entonces definir las unidades empleadas en la iluminación, con el fin de entender lo que se planteará posteriormente.

" NIVEL DE ILUMINACIÓN "

El Nivel de Iluminación o Iluminancia (E) es una medida de la cantidad de luz que llega a una superficie. La unidad de medida es el Lux, definido como sigue:

1 Lux (Lx) = 1 lumen (Lm) por metro cuadrado. (unidad obsoleta en el mundo de habla inglesa es la "Fotocandela").

Por ejemplo, si una hoja de papel de 5 decímetros cuadrados (o sea 0,05 m2) recibe 20 lúmenes, su iluminación es de 400 lux.

Cuando se dispone de un gran número de valores de iluminación en un plano se pueden trazar las llamadas curvas Isolux. Estas son similares a las curvas de nivel de los mapas geográficos y relacionan entre sí los puntos que tienen la misma iluminación.

" LUMINANCIA ( LUMINOSIDAD, BRILLO O CLARIDAD)"

La Luminancia es el cociente entre la intensidad luminosa emitida en una dirección dada por un pequeño elemento de la superficie que rodea el punto considerado y el área de la proyección ortogonal de ese elemento, sobre un plano perpendicular a esta dirección. La Luminancia de una fuente cuya intensidad sea de una candela sobre una superficie aparente de un m2.

Las lámparas suelen considerarse como puntiformes por la comodidad de los cálculos, pero si observamos una fuente de luz, el efecto producido en nuestro ojo no depende solamente de la intensidad de la fuente, sino también de la superficie aparente de ella, de tal forma que una intensidad determinada puede ser deslumbradora si proviene de una superficie muy reducida y se hace admisible si proviene de otra mayor.

Luminancia, en una dirección determinada, es el cociente de la intensidad por el área de la superficie aparente. Dado que la luminancia está relacionada con la luz que es emitida o reflejada por las superficies tales como paredes, muebles y otros objetos, está directamente relacionada entonces con la cualidad reflectiva de la superficie de los objetos.

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La luminancia de las lámparas está en función directa de la luz que ellas emiten. Las unidades de luminancia son las candelas por metro cuadrado y en los países de habla inglesa (Canadá) son los "nit" (nt) y el "Stilb" (sb).

1 sb = 10.000 nit o cd/m2

Algunos ejemplos de la luminancia aproximada de algunas fuentes de luz, en cd/m2.

Luna : 0,25 cd/m2

Cielo claro : 0,30 cd/m2

Vela prendida : 0,60 - 0,80 cd/m2

Lámpara de aceite : 0,60 - 1,5 cd/m2

Lámpara de filamento eléctrico : 200 - 1500 cd/m2

Tubos Fluorescentes : 0,30 - 0,50 cd/m2

La luminancia como la intensidad, es una magnitud direccional. Tiene dos motivos para ello, puesto que con la dirección de observación varía no solamente la intensidad, sino también la superficie aparente. Así un disco aparece como una elipse en visión oblicua, y en vista de perfil se reduce a un trazo luminoso.

"FLUJO LUMINOSO"

Cuando hablamos de flujo luminoso nos referimos al flujo radiante emitido dentro de espectro visible y ponderado por la curva de sensibilidad del ojo humano.

La unidad de medida en el Lumen ( lm ), que se define como el flujo luminoso producido por el flujo radiante de 1/683 Watt, emitido en la longitud de onda de 5550 Angstrom.

Se ha establecido que el ojo tiene su máximo rendimiento visual en los 5550 Angstrom y se dice que allí sería igual a 1.

Por ejemplo una lámpara de incandescencia corriente que va desde los 25 Watts a los 100 Watts, entrega un flujo luminoso comprendido entre los 200 y 1500 lúmenes.

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" INTENSIDAD LUMINOSA "

La Intensidad Luminosa en una dirección determinada es el flujo luminoso emitido en el ángulo sólido que tiene esa dirección. Su unidad de medida es la Candela, que corresponde al lumen por estereorradián ( cd = lm/sr).

La candela es en realidad la unidad base de todo el Sistema Internacional de Unidades, por lo que las distintas unidades fotométricas se derivan de ella.

La definición actualmente vigente de la candela es: "La intensidad luminosa en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 10 elevado a 12 hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es de 1/683 vatios por estereorradián". La frecuencia mencionada en la definición corresponde a una longitud de onda de 5550 Angstrom en el aire.

1.- "ILUMINACIÓN NATURAL"

La iluminación natural es un factor de bienestar y asegura una comunicación visual con el exterior. Sus variaciones diarias determinan el ritmo de trabajo psicológico, y sus cambios, siempre que sean moderados contribuyen a mantener la atención cuando se realizan tareas monótonas.

Desde el punto de vista de su incidencia sobre los colores, la combinación espectral de iluminación natural es a la que estamos habituados y a la que nos tratamos de acomodar.

Así, la iluminación exterior natural, que para tiempo claro es de 100.000 luxes e incluso más de 400.000 luxes, en el mes de Abril o Mayo cae a niveles que pueden llegar a 4.000 luxes. Por todo esto, los problemas de iluminación deben estudiarse en el momento de la concepción y del estudio de los edificios, teniendo en cuenta las tareas visuales que hayan de realizarse en ellos y respetando los principios generales de la teoría de la iluminación.

Siendo las condiciones exteriores muy variables, la evaluación de la iluminación natural de un local es difícil. En dos minutos, la iluminación puede variar al doble, y los valores tipos considerados, necesariamente tendrán que estar referidos a una hora determinada, a una estación del año, y serán función de la presencia o ausencia de nubes.

Normalmente se valora la iluminación natural sobre la base de un cielo de referencia (normalización C.I.E.) totalmente cubierto de nubes y cuya luminosidad es

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poco más o menos constante. Este es el caso de los cielos de Septiembre y Octubre, y se denomina a esta característica "Factor de Día" o "Factor de luz de día".

Esta relación es llamada J y es igual a E/Eo, siendo E la iluminación de un punto del local y Eo la iluminación exterior. Esta relación varía según sea el punto de referencia escogido del local. En general es superior en un 5% cerca de las ventanas y en los talleres de iluminación cenital, e inferior en un 1% en el fondo de las habitaciones de los edificios urbanos.

En general se sabe que la iluminación exterior entre las 11 y las 13 horas es superior a los 5.000 lux, razón por la cual habitualmente se multiplica el factor de día (J) por 5.000 luxes (Eo) para determinar la iluminación mínima sobre el plano horizontal, J x 5.000 = E. El valor resultante debe ser el suficiente para garantizar la realización normal de los trabajos.

En general la situación es un poco más compleja por los parámetros que influyen en el factor de luz, índice de acristalamiento de los ventanales, grado de obstrucción de las ventanas, etc., que no entraremos ha analizar en este apunte.

Por otra parte, es imperativo que la luz natural llegue lateralmente. De esta forma se evita que la luz se refleje sobre el plano de trabajo y produzca deslumbramientos al observador, además cuando la luz llega con un ángulo de incidencia oblicua, no se produce la reflexión especular. Todo esto en ausencia de la penetración solar. La energía solar recibida por las fachadas este u oeste puede llegar a los 650 W / m2 / h, haciendo necesario el control de esta aportación solar durante el verano.

Los materiales vítreos juegan un papel importante en lo que se refiere a la comodidad visual térmica y acústica, ya que poseen factores de transmisión luminosa, de transmisión energética y de transmisión acústica, variables según los diferentes tipos.

2.- "ILUMINACIÓN ARTIFICIAL"

La agudeza visual y la sensibilidad para los contrastes son las dos propiedades esenciales del ojo y de ellas depende la discriminación visual. La agudeza visual es la inversa del ángulo más pequeño bajo el cual se pueden distinguir dos puntos próximos.

La sensibilidad para el contraste, o sensibilidad diferencial, permite distinguir dos zonas del campo visual con luminosidades próximas, coloreadas o no. La agudeza visual y la sensibilidad para el contraste crecen con la iluminación de una forma asintótica, igualmente lo hace la velocidad de visión. La percepción visual que necesita de 0,075 segundos en las mejores condiciones puede precisar 0,3 segundos si el nivel de iluminación es bajo.

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* NIVELES DE ILUMINACIÓN

Los niveles de iluminación necesarios para garantizar una visión confortable dependen de cuatro factores principales:

- Dimensión de los detalles a observar,

- Factor de reflexión del objeto observado,

- Contraste entre los detalles y el fondo sobre el cual se destacan(diferencia de reflexión o de color),

- Tiempos dedicados a la observación.

También la iluminación debe ser mayor cuando:

- El trabajo a realizar es minucioso,

- La tarea exige una atención visual sostenida,

- El ritmo de trabajo es acelerado,

- El trabajo se efectúa sobre objetos en movimiento rápido,

- Los objetos son oscuros ( factor de reflexión débil),

- El contraste entre los objetos manejados y el fondo sobre los que estos se destacan es débil.

Otros factores que también influyen sobre los niveles de iluminación son:

- El deterioro de las instalaciones, el envejecimiento de las lámparas disminuye su eficacia luminosa (lumen/vatio), así como el transcurso del tiempo y el ensuciamiento de las lámparas y luminarias.

- Generalmente los valores de iluminación deben estar comprendidos entre el 1,5 y 2 de los valores de iluminación establecidos teóricamente. En el caso de talleres con mucho polvo se debe duplicar el nivel de iluminación óptimo.

- Para aumentar las condiciones de seguridad en los lugares peligrosos es necesario aumentar la iluminación, escalas, etc.

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- Los niveles de iluminación están basados sobre la capacidad visual de un individuo medio. Es preciso tener en cuenta que las personas de edad avanzada necesitan una iluminación más elevada. Si con 40 años tomamos el nivel medio, una persona de 20 años necesita la mitad de su luz para ver igual, y una persona de 50 necesitaría el doble, una de 60 años 5 veces más que el de 40.

" EL DESLUMBRAMIENTO "

Los brillos nocivos que pueden ocasionar efectos desfavorables a la visión, desde la sensación de incomodidad y de molestia hasta el deslumbramiento con disminución del rendimiento visual, provienen, o bien de la visión directa de la fuente luminosa, o bien de la visión indirecta de su reflejo sobre una superficie reflectante. Estos deslumbramientos debido a la visión directa de una ventana deben evitarse sin interrumpir las comunicaciones con el exterior.

El grado de molestias debido a las luminarias varía con su luminosidad, sus dimensiones aparentes, su forma y su situación dentro del campo visual.

La molestia es tanto mayor cuando:

- La luminosidad es más elevada. Una fuente luminosa de igual superficie y para una posición dada, es tanto más deslumbradora cuanto mayor sea su luminosidad.

- Las dimensiones aparentes son mayores. Las fuentes lineales pueden tener un brillo mayor que las fuentes de formas circular. A su vez, las fuentes lineales verticales suelen ser más molestas que las horizontales.

El ángulo formado por la dirección de la fuente luminosa y el eje visual en posición de trabajo es más pequeño. Así, la luminancia de una fuente luminosa puede ser 20 veces mayor si el ángulo formado con la línea de visión es de 60° en lugar de 50° luz incómoda que forme un ángulo de 10° con la dirección de la mirada no es prácticamente más molesta que si formase un ángulo de 50°.

Desde el punto de vista del deslumbramiento el porcentaje de luz útil disminuye a medida que una fuente luminosa se aproxima a la línea de visión:

- 40º por encima de la horizontal, 58 %- 20º por encima de la horizontal, 47 % - 10º por encima de la horizontal, 32 %- 5º por encima de la horizontal, 16 %

Prácticamente por encima de los 45°, con relación a la horizontal, el deslumbramiento es despreciable. Un cuerpo brillante situado momentáneamente en el campo visual no produce deslumbramiento si no sobrepasa los 0,4 o 0,5

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cd/cm2 (llama de una vela normal), no debiendo pasar de 0,1 cd/cm2 si permanece en forma continua en el campo visual.

El filamento de una lámpara de incandescencia tiene una luminosidad de 500 cd/cm2, y un tubo fluorescente de 0,5 cd/cm2, por lo tanto ninguna lámpara desnuda debe permitirse que permanezca en el campo visual. Prácticamente se admite para las luminarias una luminosidad máxima de 0,2 cd/cm2. Cuanto mayor sea el nivel de iluminación mayor será el riesgo de deslumbramiento.

La reflexión de la luz por superficies brillantes en dirección del ojo disminuye la percepción visual. Se deberá procurar por lo tanto que los planos de trabajo estén fabricados con los materiales menos reflectantes posibles, evitándose los cristales pulimentados, los metales cromados, etc. También se pueden reducir los efectos de la reflexión utilizando fuentes luminosas de gran superficie y débil luminancia.

Las relaciones entre la luminosidad de adaptación y la de las diferentes superficies del campo visual no deben ser demasiado diferentes:

- Luminancia de la tarea visual y la de su entorno próximo (encima de la mesa, bancadas de máquinas, etc.).

- Luminancias de las propias fuentes luminosas y relación de éstas con las de las paredes y el techo.

- Luminancia del suelo, de los muros y especialmente del muro focal que limita el campo visual en el extremo del local.

Los límites de la relación entre las luminancias de la tarea visual y de las diferentes zonas del campo visual son los siguientes:

Contraste admisible entre la tarea visual (alrededor de 1º ) y el campo central (alrededor de 30º ), 1 a 1/3

Contraste admisible entre la tarea visual y el campo periférico (alrededor de 90º ), 1 a 1/10

Contraste admisible entre la tarea visual y el campo total (alrededor de 120º ), 1 a 100

Estos límites son máximos y es ventajoso reducirlos. Los ordenes de magnitud de los factores de reflexión recomendables en la práctica, extraídos experimentalmente son los siguientes:

- Techos 75 a 85 %- Paredes : Parte superior 60 a 70 % Parte inferior 40 a 50 %- Suelos 20 a 35 %

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- Plano de trabajo (encima de una mesa, o bancada de máquina) 35 a 50 %

De una manera general, la luminosidad de la tarea visual (o del plano de trabajo) debe ser superior a la de su entorno, sin que, por otra parte la relación entre la luminosidad de la tarea visual y la luminosidad de las paredes sobrepase un valor comprendido entre 3 y 4.

En lo que se refiere más concretamente a las oficinas, los techos deben ser tan blancos como sea posible, como así mismo los pisos deben ser de tonos claros, ya que éstos reflejan mayor cantidad de luz hacia el techo y contribuyen así a disminuir la diferencia de luminosidad entre las luminarias y sus zonas limítrofes.

La búsqueda del equilibrio de las luminosidades puede llevar a pensar que la iluminación óptima es aquella que sea más uniforme. Esto sin embargo, no es exacto, pues si un exceso de contraste es malo, una excesiva uniformidad es todavía peor.

Las distribuciones de luz bastante variadas son útiles y también el color ayuda a este refrescamiento. De ahí el interés por conseguir contrastes ligeros, ya que si fuesen demasiado fuertes resultan fatigosos.

3.- " LAS FUENTES DE ILUMINACIÓN "

Las fuentes de iluminación pueden clasificarse como sigue:

- Lámparas de Incandescencia,- Lámparas de Descarga (o de luminescencia),- Lámparas fluorescentes.

La potencia de una lámpara se mide en Watts, su flujo luminoso en lúmenes y su eficacia en Lúmenes por Watts.

" LÁMPARAS DE INCANDESCENCIA "

Las Lámparas Incandescentes generan luz como consecuencia del paso de corriente a través de un filamento conductor, de modo que su temperatura se eleva, dando origen a la emisión por termoradiación. Una parte de la energía eléctrica absorbida por la lámpara se pierde en calor, lo que da lugar a una eficacia luminosa muy reducida (10-20 lm/W).

Su espectro de emisión es continuo, siendo la emisión de energía mayor para las longitudes de onda más largas, lo que determina un espectro cargado hacia los colores cálidos.

Sus componentes principales son:

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"El Filamento", fabricado en tungsteno (wolframio), que trabaja a altas temperaturas, su vida depende de la evaporación que se produce, degradando sus condiciones iniciales, además el tungsteno volatilizado se deposita sobre la pared interna de la ampolla ennegreciéndola, lo que reduce el flujo luminoso emitido.

" La Ampolla de Vidrio" soplado o prensado, tiene como misión principal aislar el filamento del medio ambiente, y al mismo tiempo, permitir la evacuación del calor generado por éste. Entre las formas más destacadas están: Estándar, esférica, globo, vela, tubular, elíptica y PAR (Parabolic Aluminized Reflector).

En lo referente a su transparencia las ampollas pueden ser: Claras, Mateadas, Opalizadas, éstas dos últimas producen una disminución del flujo luminoso entre 1 y 8% respectivamente, pero logran reducir de manera significativa la luminancia y por lo tanto su deslumbramiento.

" El Gas de Llenado" se utiliza en las lámparas mayores de 25 Watts para atenuar la volatilización de tungsteno del filamento, se utiliza Argón Kriptón y Xenón, todos ellos mezclados con nitrógeno.

" Los Casquillos" son de diversos tipos, se destacan: E, rosca Edinson y B, bayoneta o Swan.

" CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO"

No precisan equipos auxiliares, ni para el encendido ni durante su funcionamiento, tanto el encendido como el reencendido son instantáneos, tiene una intensidad de encendido del orden de 10 o 15 veces la intensidad nominal, en razón de la diferencia de resistividad del tungsteno en frío y en caliente, sin embargo esta sobreintensidad es prácticamente instantánea y no suele considerarse para efectos de sobre dimensionamiento del circuito de alimentación.

Las variaciones de tensión afectan de manera diversa las distintas características de funcionamiento de la lámpara, un incremento de la tensión de alimentación ocasiona: Mayor flujo luminoso (lm), mayor potencia absorbida (w), mayor eficacia luminosa, puesto que el incremento del flujo es superior al de la potencia (lm/w), menor duración (h).Las disminuciones de la tensión por debajo del valor nominal producen el efecto contrario.

Su temperatura de color es del orden de 2.700° K (cálida) y su índice de rendimiento de color es 100. La duración se maneja en términos de vida media, que corresponde al tiempo esperable de ruptura del filamento, 100 horas para las estándar y reflectoras de vidrio soplado y 2000 horas para las reflectoras PAR.

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Cuando son usadas en un lugar de trabajo, hay que tener en cuenta la producción de calor como desventaja.

La sombra de las lámparas puede alcanzar temperaturas de 60º o más y si están cercanas a la cabeza, pueden causar incomodidad y dolores de cabeza. Por otra parte su tibio halo es bienvenido a causa de su asociación con luz de atardecer y una atmósfera cálida. Las VENTAJAS más importantes son:

- Su bajo precio, - Sencillez de funcionamiento ya que no requiere equipos auxiliares, - Encendido y reencendido instantáneo, - Ausencia de efecto estroboscópico, - Excelente rendimiento de color, -Gama amplia de potencias y tensiones de alimentación.

Sus LIMITACIONES más importantes son:

- Reducida eficacia luminosa, - Poca adaptabilidad a sistemas de iluminación por proyección, - Corta vida útil, - Gran producción de calor.

Entre las investigaciones más recientes están las lámparas de Neodimio, cuyas ampollas contienen óxido de neodimio, que tiene la propiedad de absorber gran parte de la radiación amarillo-naranja del espectro visible, este tipo de lámparas acentúa la reproducción de los colores fríos (azules y verde) y fundamentalmente del rojo, lo que la hace aplicable en el sector de alimentación (carnicerías, pescaderías, fruterías, etc.) florerías y joyerías.

La investigación continúa con vistas a conseguir mejorarlas a pesar de la competencia de las lámparas halógenas y la fluorescencia.

" LAMPARAS INCANDESCENTES HALÓGENAS"

Son lámparas incandescentes que contienen un aditivo de Halógeno o compuesto halogenado (generalmente yodo). La acción el yodo consiste en combinarse con el tungsteno vaporizado del filamento, en las proximidades de la ampolla (a temperaturas de 250º C)formando yoduro de tungsteno, que disocia al aproximarse al filamento a temperaturas superiores a los 2000º C).

Esta doble reacción química tiene un triple efecto regenerador:-

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- Retorno del tungsteno vaporizado al filamento,- - Limpieza del interior de la ampolla al evitar el depósito de partículas de tungsteno(mantenimiento del flujo luminoso), - Incremento de la duración de la lámpara.

El filamento trabaja a mayor temperatura que las lámparas convencionales, lo que se traduce en una mayor emisión luminosa, con una mejora sustancial de la eficacia ( 20 lm/w) y una mayor temperatura de color ( 3000-3200º K).

Estas lámparas utilizan una ampolla de cuarzo, capaz de soportar las altas temperaturas que requiere el ciclo del halógeno. Esta ampolla puede ser accesible (lámparas de cuarzo-yodo) o estar ubicada en el interior de otra ampolla de vidrio normal (lámparas de doble envoltura). Por sus reducidas dimensiones éstas utilizan gases inertes de mayor precio, básicamente Kriptón y Xenón con Argón.

Su duración es de 2000 horas y 3000 horas en las de baja tensión, su trabajo en condiciones de tensión reducida acorta su vida útil, al no verificarse correctamente el ciclo del halógeno.

Sus VENTAJAS más destacables son:

- Mayor duración, el doble que las convencionales, - Mayor eficacia luminosa a igualdad de potencia que las incandescentes normales,

entre un 20 a 30 % más y un 60% superior en las de baja tensión,- Conservación de flujo luminoso más elevado, por la limpieza interior,

- Dimensiones muy reducidas, - Sencillez de funcionamiento e instalación y ausencia de equipos auxiliares, - Encendido y reencendido instantáneo, - Ausencia de efecto estroboscópico, - Excelente rendimiento de color.

Sus LIMITACIONES más destacables son:

- Uso limitada en instalaciones que requieren altos niveles de iluminación, su eficacia luminosa sigue siendo pobre frente a otras lámparas,

- A pesar de duplicar su rendimiento frente a las de incandescencia normales, están muy lejos de los valores de las lámparas de descarga,

- Gran aporte de calor, que se debe tener en cuenta en instalaciones interiores.

"INCANDESCENTES ESPECIALES"

A título ilustrativo se mencionarán algunas de estas lámparas incandescentes especiales y sus aplicaciones más notables:

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- Lámparas Dicroicas o de Haz frío, basadas en el mismo principio de halógenas de baja tensión con reflector dicroico, son especialmente lámparas reflectoras tipo PAR, o bien las mismas de baja tensión, se usan en quirófanos,

- Lámparas de proyección y escenarios ( cine, teatro, TV),pueden ser convencionales o halógenas, con o sin reflector incorporado (algunas de ellas de haz frío como las anteriores),

- Lámparas de automóvil, normalmente de 12 Volts,- Lámparas infrarrojos,- Lámparas para avicultura, generalmente reflectoras convencionales (100-375 W), con ampolla mateada para uniformizar el flujo y reducir la radiación visible.

"LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO DE BAJA PRESION, TUBOS FLUORESCENTES"

La luz fluorescente es producida por el paso de electricidad a través‚ de gas (usualmente argón), o a través de vapores de mercurio. Este método convierte la electricidad en luz mucho más eficiente que un filamento caliente, de tal forma que el tubo fluorescente da tres o cuatro veces más luz que una lámpara de filamento.

La parte interior del tubo está cubierta con una sustancia fluorescente, la cual convierte los rayos ultravioletas de la descarga, en luz visible. El color puede ser controlado modificando la composición química del recubrimiento. De aquí que los tubos fluorescentes puedan ser fabricados para dar la luz tibia de una lámpara de filamento, la luz blanca de un cielo nublado o la luminosidad de un día soleado.

Dos características importantes de los tubos de descarga, en general, y de los fluorescentes en particular son:

a.- La característica tensión - corriente de la lámpara es negativa debido a que la generación de electrones e iones positivos en la descarga incrementa la intensidad de corriente a través de la lámpara. Por este motivo la descarga debe ser estabilizada mediante un balasto, conectado en serie con la lámpara.

b.- El espectro de emisión es discontinuo, y las radiaciones visibles emitidas por la lámpara dependen de la composición de las sustancias fluorescentes y de su capacidad de conversión de la radiación ultravioleta en visible.

Los tubos cuentan con electrodos fabricados de tungsteno, normalmente de doble espiral y recubiertos por sustancias emisivas de electrones(compuestos de metales alcalino-térreos ),de su calidad depende la duración de lámpara, puesto que cuando uno de los electrodos pierde esta sustancia, la lámpara no consigue encenderse.

El gas de llenado, facilita el inicio de la descarga, por reducción de la tensión de encendido, reduce el recorrido libre medio libre de los electrones, para aumentar su

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probabilidad de colisión con los tomos de mercurio, además protege la sustancia emisiva de los electrodos, reduciendo su tasa de evaporación, mediante una mecanismo análogo al de las lámparas incandescentes.

Las sustancias fluorescentes en general deben satisfacer las siguientes condiciones:

- Ser materiales no tóxicos y estables desde el punto de vista físico y químico, - Ser muy absorbentes del ultravioleta corto (UV-C), en la región de los 2531 y

1850 A°, con la consiguiente fluorescencia, - Emitir en el espectro visible y no ser absorbentes en el mismo (es decir no

estar coloreados), - Presentar sus óptimas características de funcionamiento alrededor de los 40ºC, - Poder ser divididos en partículas muy finas sin disminución del rendimiento.

Los tipos de sustancias fluorescentes comúnmente utilizadas son las siguientes:

-Halofosfatos de calcio, activados con antimonio, manganeso y europio, para lámparas en las que la eficacia luminosa prevalece sobre el rendimiento de color, -Fluogermanato de magnesio o silicato de calcio, activados con diversos componentes, para lámparas en las que se persigue el efecto contrario (las denominadas comúnmente como de "lujo”), - Aluminatos de magnesio o vanadato de itrio, con diversos aditivos, para los tubos trifósforo, de elevada eficacia y alto rendimiento de color.

Las lámparas fluorescentes deben ser estabilizadas mediante un balasto en serie con el tubo. La tensión de alimentación durante el funcionamiento, se divide entre el balasto y la lámpara, dado a que prácticamente la tensión de funcionamiento de la lámpara es la mitad de la tensión de la red.

Las lámparas fluorescentes se extinguen cuando desaparece la sustancia emisiva de uno de los electrodos. Así, la duración de la lámpara es función del número de encendidos, dado que cada arranque supone la pérdida de una pequeña parte de sustancia emisiva.

Su vida útil se establece en 7.500 horas con un flujo luminoso, al cabo de ese tiempo, del orden del 80% del flujo inicial.

Dado que el uso de los tubos fluorescentes está tan difundido, sus ventajas y desventajas deben ser claramente entendidas.

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VENTAJAS DE LOS TUBOS FLUORESCENTES

a.- GRAN CANTIDAD DE LUZ Y LARGA VIDA.

Sin embargo, si ellos son frecuentemente prendidos y apagados su vida se reduce a un poco más que una lámpara de filamento.

b.- BAJA LUMINANCIA.

Tienen muy bajo deslumbramiento. La luminancia de los tubos fluorescentes es 0,45 - 0,65 cd/cm2, comparado con 70-100 cd/cm2 de una lámpara de filamento.

c.- SE ASEMEJA MUCHO SU LUZ A LA LUZ DEL DÍA.

Esto ayuda a evitar el cansancio que se produce con la diferencia de color entre la luz de la lámpara y la luz natural de la pieza, como también ayuda a lograr un mejor ajuste del color en el trabajo.

d.- BAJA GENERACIÓN DE CALOR.

DESVENTAJAS.

a.- PESTAÑEO VISIBLE E INVISIBLE.

Como estos operan con corriente alterna, los tubos fluorescentes producen un pestañeo similar a la frecuencia principal: 50 hz en Inglaterra, 60 o 100 hz en algunos otros países. Esto está sobre la frecuencia normal del pestañeo, del ojo humano, y por lo tanto no es usualmente visible, pero esto puede llegar a notarse como un efecto estroboscopio, en partes reflectivas en movimiento de una máquina.

Es mayor con tubos luz de día, en los tonos blancos o cálidos. Cuando los tubos llegan a estar viejos o defectuosos, ellos desarrollan un pequeño pestañeo perceptible, especialmente en los bordes.

Ambos pestañeos visibles e invisibles son malos para la vista. Después de una larga exposición, la gente a menudo se queja de dolor de cabeza e irritación dolorosa de los ojos, acompañado de enrojecimiento y lagrimeo. Numerosos estudios han mostrado que el pestañeo invisible desde un tubo fluorescente puede aumentar los signos de fatiga y reducir notablemente la eficiencia.

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b.- PESTAÑEO INVISIBLE.

El efecto estroboscópico puede ser evitado en gran parte usando dos o más tubos fluorescentes desfasados entre ellos o usando equipamiento adecuado (dos aparatos, conectados en 120º, o conexión de tres fases).

De esta forma, las fluctuaciones en intensidad o pestañeo de la luz pueden ser reducidas bastante; con conexión de tres fases el pestañeo llega a ser un poco más que una lámpara de filamento. En las piezas en la cual la gente normalmente trabaja por más que unos minutos, jamás debieran ser iluminadas por un solo tubo fluorescente, sino que siempre con dos o m s tubos fuera de fase.

El pestañeo invisible de las fuentes de luz, está determinado por la llamada uniformidad de la figura, la cual se expresa por el rango entre la más cercana y la más alejada parte del ciclo.

Para tubos fluorescentes, éste rango va, desde 0,2 a 0,6 (de acuerdo con el tipo) mientras que las lámparas de filamento a menudo tienen valores sobre los 0,9. Una luz sin pestañeo tiene una uniformidad de figura de 1.

La figura Nº 1, muestra la uniformidad de figura para varios grupos de tubos fluorescentes.

FIG. N° 1. Efectos de diferentes arreglos de tubos fluorescentes para la uniformidad de la luz. Las curvas expresan el pestañeo invisible registrado por una célula fotoeléctrica, con las líneas horizontales marcando el nivel cero de intensidad de luz. U.F. (uniformidad de figura) mínima intensidad de luz.

Los tubos fluorescentes que pestañean visiblemente, deben ser reemplazados rápidamente. Los tubos nuevos deben ser cuidadosamente chequeados y rechazados si es necesario. Es mejor cubrir los dos terminales del tubo, y así enmascarar el pestañeo del final y el tubo debe ser rechazado tan pronto como el pestañeo se haga visible.

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c.- LUZ FRÍA PÁLIDA.

Los tubos fluorescentes, se dice que crean un ambiente frío, poco acogedor. Esto es verdad en el blanco o tubos de luz día, el más bajo a nivel general de iluminación, el más pálido y más frío de los efectos.

Cuando son más brillantes y sobre los 1.000 Lx la atmósfera llega a ser más parecida a la luz del día, y el efecto frío desaparece. Así los tubos luz-día deben ser más potentes (sobre 800 Lx para tiendas y salas de muestras, y 500 Lx o más para salas de trabajo). Cuando no hay necesidad de asimilar la iluminación a luz-día (ejemplo living rooms, restaurantes, etc.) los tubos fluorescentes de tonos cálidos pueden usarse, para evitar crear esta "atmósfera helada".

Está claro que una instalación apropiada podría evitar la mayoría de las desventajas de los tubos fluorescentes, y aprovechar sus ventajas.

d.- FACTOR DE POTENCIA BAJO .

"LAMPARAS DE DESCARGA (O DE LUMINESCENCIA)"

Existen varias familias de lámparas de descarga:

-Lámparas de vapor de mercurio de color corregido:- Globos fluorescentes (MAF)- Lámparas de luz mixta(MMF)- Lámparas de vapores de yodo y de mercurio.- Lámparas de Haluros metálicos. -Lámparas de Sodio de alta presión. -Lámparas de Sodio de Baja presión.

LAMPARA DE GLOBO FLUORESCENTE

Estas son lámparas de vapor de mercurio a muy alta presión con revestimiento fluorescente llamadas en algunas partes globos fluorescentes (MAF),están constituidas por un tubo de cuarzo que contiene una gota de mercurio, la descarga se produce al nivel de los electrodos, los cuales est n encerrados en el interior de una ampolla de forma ovoide, recubierta en su parte interior con polvo fluorescente a base de zinc y de cadmio.

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Estos productos transforman las radiaciones ultravioletas producidas por la descarga en una radiación luminosa que se combina con las cuatro radiaciones visibles de la descarga: violeta, azul, verde y amarilla (ricas en verde y en amarillo) para dar una luz compuesta en su 90 % aproximadamente radiaciones rojas.

Sus características son las siguientes:

- Potencia Nominal : 50 a 2.000 watts- Flujo Nominal : 1.900 a 52.000 lúmenes,- Flujo luminoso al final del período de vida esperado como normal: 80 % del valor

inicial,- Eficacia luminosa: 30 / 50 lúmenes por watts,- Empleo obligatorio de un balasto,- Tiempo necesario para llegar a un ritmo estable: 3 a 5 minutos, no hay encendido

inmediato en caso de una breve caída de tensión se produce un apagón.- Duración: 12.000 horas para los tipos más corrientes (25 y 400 W) para tiempos de

funcionamiento de cuatro horas diarias.

Las lámparas luz blanca tienen como sustancia fluorescente el germanato de magnesio. Las de lujo tienen vanadiato de itrio, activado con europio y dan un 10 % más de luz, tienen mayor duración y tiene mejor rendimiento de los colores. Estas lámparas tienen una potencia luminosa mayor que los tubos fluorescentes y son más algunas con reflector incorporado, indicadas para locales polvorientos.

Se las emplea para la iluminación de locales de gran altura o de gran superficie, donde el rendimiento de los colores es secundario. El color amarillento de luz mejora la agudeza visual en un 21 %.

LAMPARAS DE LUZ MIXTA

Estas lámparas mezclan el principio de la fluorescencia y el de la incandescencia. Están constituidas por una ampolla de vidrio recubierta con una sustancia fluorescente(vanadiato de itrio activado con europio) que contiene una ampolla de cuarzo en el cual se produce la descarga dentro de un ambiente de vapor de mercurio a alta presión, y un filamento de tungsteno, que una vez incandescente asegura la estabilidad de la descarga y que asume por lo tanto el papel del balasto.

Sus características son:

- Potencia nominal: 160,250,500 watts,- Flujo luminoso nominal: 3.000, 5.500, 12.500 lúmenes,- Eficacia luminosa: 20-25 lúmenes por watts,- Luz inmediata al encenderla y retraso del encendido al caer la tensión,- Duración: 6.000 horas(para tiempos de 4 horas diarias)

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- Igual que las lámparas de incandescencia deben trabajar con una tensión próxima a su valor nominal,-- Dan una luz blanca más rica en radiaciones rojas.- Pueden sustituir a las lámparas incandescentes sin necesidad de cambiar las instalaciones.

LÁMPARAS DE HALOGENUROS METÁLICOS

El espectro emitido por estas lámparas está formado por los espectros de metales utilizados en forma de halogenuros (yoduros de sodio, talio, indio, disprosio, galio, torio y otros combinados con un halógeno (yodo) a los que se añade en algunos casos el del mercurio. Estos cuerpos no emiten radiaciones en la banda del rojo, mientras que los metales si tiene una marcada radiación roja. Estas lámparas no generan radiación ultravioleta, por lo cual sus ampollas no están recubiertas con polvos fluorescentes.

Se distinguen dos tipos básicos de lámparas de halogenuros:

- Con ampolla exterior de vidrio, en diversas formas,- Con ampolla exterior de cuarzo, de dimensiones reducidas y adaptadas a pequeños sistemas de proyección.

El tubo de descarga de cuarzo es muy similar al de lámparas de mercurio, con la diferencia de que no existe el electrodo auxiliar de encendido. Los electrodos son también de tungsteno, pero con algunas diferencias en cuanto a la sustancia emisora de electrones, dependiendo de la tendencia adoptada por el fabricante.

El gas de llenado es también Argón en la mayoría de los casos, o bien una mezcla de argón-neón, para reducir la tensión de encendido. La ampolla exterior es de vidrio y puede ser tubular (clara, u ovoide (opalizada), aunque existen también con ampolla exterior cilíndrica de cuarzo.

Las tensiones de encendido son muy elevadas del orden de 1,5 - 5 kV, que son suministrado generalmente por un arrancador. Este está formado por un circuito electrónico constituido por un tiristor que suministra un impulso o pico de tensión muy elevado, una vez por cada ciclo. Una vez producida la descarga, el arrancador queda desconectado, dejando de emitir impulsos.

En general el reencendido requiere de varios minutos, hasta que la lámpara retorna a las condiciones de presión adecuadas, no obstante existen otras que permiten el reencendido inmediato en caliente, mediante arrancadores especiales que producen picos de tensión de 35 a 60 kV.

El rendimiento de los colores conseguido con esta lámpara es bastante mejor, su índice llega a 70 (globos fluorescentes llega a 55). Añadiendo yoduro y

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cloruro de estaño se consigue una composición espectral muy próxima a la de la luz natural.

Sus características técnicas son:

- Potencia unitaria: desde los 250 a 2.000 watts,- Eficacia luminosa: un 50 % más que los globos fluorescentes (100 lúmenes por

watts), 250 W - 19.000 lm, 400 W - 31.500 lm, 1.000 W - 81.000 lm, 2.000 W - 187.000 lm.

- Duración: Depende de la potencia de lámparas 10.000 hora las medianas y 2.000 a 6.000 horas las de gran potencia.

- Emplean un balasto y un partidor (ignitor).

Entre sus ventajas se destacan:

- Una alta eficacia luminosa y en general buen rendimiento de color,- Un espectro luminoso que se adapta muy bien a las transmisiones de TV color,- Una buena adaptabilidad a sistemas de proyección,- Sus reducidas dimensiones.

Sus limitaciones más destacadas son:

- Una escasa duración,- Una descarga inestable, que se traduce en reducciones del flujo

luminoso, distintas apariencias de color y que se agudiza con las variaciones de la tensión de alimentación.

- Su elevado precio

LAMPARAS DE VAPOR DE SODIO

Igual que con las lámparas de mercurio, existen lámparas de sodio de baja y alta presión, con la diferencia de que la temperatura en el tubo de descarga es más elevada (260°C) para asegurar la vaporización del sodio.

BAJA PRESIÓN:

La radiación monocromática amarilla de la lámpara de sodio de baja presión, está muy próxima al máximo de la curva de sensibilidad espectral del ojo, lo que convierte a esta lámpara en la más eficaz de las fuentes de luz existentes.

El tubo de descarga es de vidrio duro recubierto en su cara interior por una capa de vidrio tratado con boratos resistentes al sodio(que es agresivo con el vidrio normal), su sección es circular. Tiene una forma doblada en U, con una serie de salientes perimetrales, cuya menor temperatura que el resto del tubo los convierte en receptores de

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del sodio condensado, que evitan que éste se vaya hacia otros lugares, el tubo contiene los electrodos, el sodio y el gas de llenado.

El gas de llenado es habitualmente neón, en ocasiones con un ligero contenido de argón (1%) para reducir la tensión de encendido. La ampolla de vidrio exterior est recubierta con una capa de óxido de indio, que transmite la radiación amarilla del sodio y refleja del orden del 80 % de la radiación infrarroja hacia el tubo de descarga.

La misión de esta ampolla es mantener la temperatura óptima del tubo de descarga (260º C), para lo cual además de la reflexión del infrarrojo, se hace vacío (ausencia de transmisión de calor por convección) y se añaden compuesto absorbentes (gétteres) que mantienen el vacío a lo largo de la vida de la lámpara, al absorber los gases que se producen cuando la lámpara está en servicio.

Los casquillos son normalmente de bayoneta (B). Los electrodos no son precalentados arranque en frío) por lo que la tensión de encendido es bastante elevada (400 - 600 kV),lo que requiere la ayuda de un balasto autotransformador o un arrancador electrónico. El arrancador electrónico se basa en un tiristor que desencadena un impulso de alta tensión por la acción de un pequeño condensador conectado en serie con una inductancia (balasto de tipo híbrido) lo que reduce el tamaño del balasto y mejora la eficiencia.

Su vida media está limitada por la desactivación de los electrodos o las pérdidas de sodio y se establece en alrededor de las 15.000 horas. Su vida útil es del orden de 6.000 a 8.000 horas, para regímenes de conexión de 3 horas por encendido.

Sus ventajas son: - Su alta eficacia luminosa, la más alta de todas las fuentes de luz, lo que las convierte en lámparas con mejor aprovechamiento energético (entre 140 - 180 lm por watts)

- Su precio moderado (similar a las de alta presión)

Sus principales limitaciones son:

- Fundamentalmente su nula reproducción cromática, que causa el rechazo (a veces injustificado) de esta fuente de luz en numerosas aplicaciones.

- Su considerable longitud, (creciente con la potencia) que dificulta conside-rablemente su instalación en sistemas de iluminación por proyección.

ALTA PRESION:

Estas lámparas han encontrado una dificultad en su desarrollo práctico por la obtención de un material resistente al sodio, a las temperaturas del orden de los 1.000°C que se producen en el tubo de descarga.

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En contraposición con las de sodio de baja presión, la descarga en alta presión, presenta las siguientes características:

- Contracción intensa del arco, con un alto gradiente de temperatura entre el arco(4.000 K) y la pared del tubo (1.500 K).- Espectro de emisión de bandas ampliadas.

El tubo de descarga de óxido de aluminio translúcido, con un pequeño aditivo (0,2 %) de óxido de magnesio, que tiene como misión impedir el aumento de tamaño de los cristales de aluminio, que perjudicarían la transmisión. De forma cilíndrica, de reducido tamaño, cerrada en sus extremos por discos de aluminio o niobio. Contiene los electrodos, el sodio, el gas de llenado, incluye una pequeña porción de mercurio.

El gas de llenado es xenón, junto con el vapor de mercurio y el del propio sodio. El xenón facilita el arranque, incluso a baja temperatura, y por su baja conductividad térmica reduce las pérdidas de calor del tubo de descarga. Esta mezcla de gases permite reducir la longitud del arco y las dimensiones del tubo. Los casquillos son de rosca Edinson (E).

Utiliza un arrancador electrónico, capaz de proporcionar impulsos de tensión de 2 - 5 kV, según la potencia de la lámpara, se usa generalmente un tiristor. El reencendido exige un tiempo de espera muy breve, alrededor de un minuto.

Su vida media está limitada fundamentalmente por la elevación de la tensión de arco de la lámpara y daños o fisuras del propio tubo y se establece en 20.000 a 24.000 horas.

Su vida útil está condicionada por la disminución de flujo luminoso, debido por una parte a la acumulación de impurezas y por otra parte a la acumulación de restos de aluminio procedentes del tubo de descarga que se depositan en la ampolla exterior, los valores habituales de vida útil (al 80% del flujo luminoso inicial) son del orden de 8.000 a 12.000 horas.

Sus ventajas son:

- Alta eficacia luminosa(sólo superada por el sodio a baja presión),- Adecuado rendimiento de color,- Elevadas vida media y útil,- Equipos auxiliares de calidad contrastada y alto índice de fiabilidad y duración,- Precio moderado.

Sus limitaciones son:

- No consigue acercarse a los valores de reproducción cromática ofrecida por los halogenuros metálicos, lo que restringe su aplicabilidad.

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- Apariencia de color cálida, que tiene un rechazo sicológico, sobre todo en alumbrado interior.

"INTENSIDAD DE ILUMINACIÓN"

Hace 40 años, se recomendaba que la intensidad de la luz fuera entre 10 y 50 Lx, pero desde que la figura ha sido constantemente exaltada, como resultado de la mayor eficiencia de los tubos fluorescentes y el mejor desempeño en el trabajo con iluminación m s brillante.

Desde 1960 Blakwell ha usado un test óptico en el cual toma en cuenta el ambiente luminoso, el tamaño del objeto, el contraste, y la velocidad de percepción. Los resultados de estos estudios están incluidos en la U.S. , norma del I.E.S., tabla N° 1; Weston entrega también pautas basadas en el contraste entre el objeto de la tarea visual y el ambiente luminoso.

TABLA Nº 1 PAUTA PARA INTENSIDADES DE ILUMINACIÓN

TAREA VISUAL INTENSIDAD DE LUZ EN LUX

CONTRASTE ENTRE EL OBJETO DE LA TAREA VISUAL Y SU ENTORNO INMEDIATO

ALTO MEDIANO BAJO

Extremadamente preciso 1000 3000 10000 700 2000 7000 500 1500 5000 1000

Muy preciso 300 3000 700 200 2000

Preciso 500 150 1500 Moderada precisión 100 300 1000 70 200 700 50 150 500 100

Menor precisión 30 300

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70 20 200 Sin precisión 50 15 150 10 30 100

Estas recomendaciones deben ser siempre seguidas sobre bases ergonómicas. Si las recomendaciones actuales son comparadas, se ve que las normas de la "Sociedad Americana de Ingeniería de Iluminación I.E.S.", recomiendan niveles de iluminación significativamente m s altos que los incluidos en la pauta europea. Algunos ejemplos son mencionados en tabla Nº 2.

TABLA Nº 2 COMPARACIÓN ENTRE ALEMANIA (D.I.N.) Y E.E.U.U. (I.E.S.), NORMAS PARA INTENSIDADES DE LUZ EXPRESADAS EN LUX.

DIN 69 IES 154

- Trabajo de armado grueso. 250 320

- Trabajo de armado preciso. 1.000 5.400

- Trabajo de armado extremadamente 1.500 10.800 delicado.

- Trabajo rudo en m quinas fabricante 250 540 de herramientas.

- Trabajo fino en m quina fabricante de 500 5.400 herramientas.

- Trabajo de extrema precisión en máqui- 1.000 10.800 na fabricante de herramientas.

- Dibujo Técnico. 1.000 2.200

- Contabilidad, trabajo de oficina 500 1.600

EXCESIVA BRILLANTEZ ES MALA

Un nivel muy alto de iluminación es en la práctica a menudo indeseable. Niveles sobre 1.000 Lx, aumentan el riesgo de reflexiones problemáticas, sombras demasiado pesadas, y contrastes excesivos. En uno de nuestros propios estudios en un recinto

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abierto de 15 oficinas, medimos la intensidad de iluminación y usamos un cuestionario para registrar las impresiones y principales reclamos de los trabajadores de la oficina.

El 23% de los 519 empleados encuestados afirman que ellos se sentían molestos por reflejos o deslumbramientos. Las fuentes de deslumbramiento estaban distribuidas como sigue, expresadas en número de personas afectadas.

a.- Ventanas 36%b.- Lámparas 25%c.- Cubiertas de mesa barnizadas. 18%d.- Crepúsculo. 17%e.- otras causas. 4%

La pregunta relacionada con problemas visuales es a menudo respondida afirmativamente. La figura Nº 2 muestra la frecuencia de reclamos respecto a molestias visuales contra el promedio de nivel de iluminación en la oficina.

Fig. Nº 2 FRECUENCIA DE MOLESTIAS VISUALES (PREGUNTA ABIERTA) EN RELACIÓN A LA INTENSIDAD DE ILUMINACIÓN EN CADA UNO DE LOS 15 RECINTOS ABIERTOS DE LAS OFICINAS. EL NUMERO DE PERSONAS INTERROGADAS EN CADA OFICINA ES IGUAL A 100% (NEMECER Y GRAND JEAN)

Nuestras observaciones difieren con diversos estudios llevados a cabo en salas de prueba, donde un nivel de 1.000 a 4.000 Lx fue a menudo considerado como óptimo por los sujetos de la prueba. Presumiblemente las salas de prueba habían sido cuidadosamente diseñadas desde un punto de vista óptico, de tal forma de evitar

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contrastes y deslumbramientos. Esto puede tomarse en cuenta para interpretar los resultados contradictorios. Con los resultados actuales, los valores dados en tabla Nº3 pueden ser recomendados como una base para comparar salas de trabajo con diferentes objetivos.

TABLA Nº3 EJEMPLOS DE NIVELES ADECUADOS DE ILUMINACIÓN EN SALAS DE TRABAJO .

TIPO DE TRABAJO EJEMPLOS ILUMINACIÓN RECOMENDADA LxTOSCO BODEGAS 80 - 170

MODERADAMENTE PRECISO EMPAQUE-DESPACHO,TRABAJOS DELABORATORIO,ARMADO SIMPLE.TRABAJO BANCO 250 - 300 DE CARPINTEROTRABAJO DE CERRAJERIA,TALADRO,

MOLIENDA. TRABAJO FINO LECTURA, ESCRITURA, 500 - 700 CONTABILIDAD, TECNICO DE LABORATORIO, ARMADO DE EQUIPO FINO, TRABAJO A MAQUINA EN MADERA. TRABAJO MUY FINO A EXTRE- DIBUJO TECNICO, 1.000 - 2.000MO. PRUEBA DE COLORES, AJUSTE Y TESTEO DE EQUIPO ELECTRONICO, ARMADO ELECTRONICO DELICADO,FABRICA DE RELOJES. ZURCIDO INVISIBLE.

Si una luz fuerte es necesaria, se logra mejor con el uso de luces de trabajo suplementarias, estas deben ser siempre usadas en conjunto con una buena iluminación general, para evitar la creación de demasiados contraste. La pauta debe ser la siguiente.

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LUZ DE TRABAJO ILUMINACIÓN GENERAL

500 Lx 150 Lx 1.000 Lx 300 Lx

Como especificaciones para niveles de iluminación pueden ser recomendados valores no mayores que los de la pauta general, otras variables deben ser tomadas en cuenta en situaciones particulares. Por ejemplo:

a. La reflectividad (color y material) de los materiales de trabajo y de los alrededores

b. Las grandes diferencias con la iluminación natural.c. Donde sea necesario usar iluminación artificial durante las horas del día. d. Edad de las personas involucradas.

EDAD :

Blackwell estudió el efecto de la edad con el siguiente procedimiento: Si el grado de contraste necesario para satisfacer a personas en el grupo de edad entre 20 y 25 era tomado como unidad (1), entonces para personas de más edad, este debe ser multiplicado por los siguientes factores.

40 años de edad: 1,17 50 años de edad: 1,58 65 años de edad: 2,66

De acuerdo con Fortuin , el nivel de iluminación requerida para leer un libro bien impreso a distintas edades, sigue los mismos factores señalados por Blackwell.UNIFORMIDAD ESPACIAL DE ILUMINACIÓN.

Estudios fisiológicos, han mostrado que las condiciones óptimas para ver cosas confortablemente, son decisivamente dependientes de la distribución y contraste relativo de las superficies más grandes en el campo visual. La figura N°3 muestra los resultados de una investigación realizada por Guth.

De acuerdo con Guth, los niveles de contraste relativo de 1:5 en la mitad del campo visual, empeoran significativamente la eficiencia del ojo. (Evaluado por la medición de la percepción en el punto brillante más pequeño), así como el confort visual (evaluado y viendo la frecuencia de pestañeo).

Superficies que son más brillantes que el objeto que está siendo mirado son más molestas que las superficies más oscuras. La explicación reside en la iluminación desigual de la retina y su efecto de adaptación; los contrastes fuertes producen deslumbramiento relativo.

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Figura N°3. Efecto fisiológico de áreas contrastantes en la mitad del campo visual. El contraste es medido entre el 15% del campo visual en el centro y el real inmediatamente adyacente a ésta (Guth).

La experiencia y el conocimiento moderno, nos indican las siguientes 7 reglas:

1. Todos los objetos y grandes superficies en el campo visual deben ser hasta donde sea posible igualmente brillantes.

2. Las superficies en la mitad del campo visual, no deben tener una "brillantez - contraste" de más que 3:1 (ver figura N°4).

3. El contraste entre la mitad y el borde del campo visual, o sus vecindades, no debe exceder 10:1 (ver figura Nº4).

4. El campo del trabajo no debe ser más brillante en la mitad ni oscuro hacia los bordes.

5. El excesivo contraste es más problemático, en los costados del campo visual y debajo, que en el tope del campo.

6. Las fuentes de luz no deben contrastar con su fondo (Background) por más que 20:1.

7. El rango máximo permisible de brillantez dentro de la pieza completa es 40:1.

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Figura N°4. Contrastes aceptables entre la brillantez de diversas partes del campo visual. Dentro de la mitad del campo, 3:1; dentro del campo externo 10:1 entre campo medio y externo 10:1.

Estas reglas a menudo no son respetadas, y en la práctica diaria. Los siguientes puntos deben ser evitados.

a. Ventanas brillantes.b. Paredes blancas encandilantes y pisos oscuros.c. Pizarras negras en una pared blanca.d. Cubiertas de mesa reflectantes.e. M quinas de escribir negras sobre superficies brillantes.f. Partes de máquina pulidas.

La elección del color y el material es de gran importancia en el diseño de paredes, muebles y grandes objetos en una pieza, dado su variable reflectividad.

Las siguientes reflectividades son recomendadas:

Cielo raso : 80 - 90%Paredes : 40 - 60%Muebles : 25 - 45%Máquinas y equipamiento : 30 - 50%Pisos : 20 - 40%

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Las ventanas deben estar siempre equipadas con persianas venecianas o con cortinas transparentes, de tal forma que el excesivo contraste de los días soleados

pueda ser evitado. Los puestos de trabajo deben estar en ángulo recto a las ventanas, como muestra la figura Nº 5. Esto se aplica igualmente a salas de clases, salas de reunión, salas de conferencias, bibliotecas, etc.

Figura Nº 5. Arreglo correcto e incorrecto de un puesto de trabajo: Izquierda: La secretaria, mientras lee tiene una superficie de ventana brillante en su campo visual; el contraste entre la ventana y las otras superficies es mayor que la relación 10:1. Derecha: La ventana brillante no está en el campo visual de la secretaria, el contraste luminancia ha sido disminuido y la proporción corresponde a las recomendaciones de la figura Nº 4.

Los puestos de trabajo donde se realiza trabajo visual más delicado, son excepciones a esta regla, aquí la luz debe venir desde el frente , así el asiento (silla) esta a menudo ubicado transversal a la ventana, y entonces el operador para evitar un deslumbramiento debe inclinar tanto su cabeza hacia adelante de tal forma que él está mirando casi verticalmente sobre su trabajo, de ahí que ésta iluminación frontal es también a menudo la causa de la mala postura del cuello y cuerpo.

ILUMINACIÓN FIJA (STEADY)

Aún más molesto que el contraste estético son las áreas brillantes rítmicamente fluctuante en el campo visual. Esto ocurre si el trabajo requiere que el operador mire alternativamente de un objeto brillante a un objeto oscuro, si los objetos brillantes y oscuros pasan a través‚ de una correa transportadora, si las partes en movimiento de una máquina son brillantes y reflectivas, o si la lámpara pestañea.

Como se sabe la pupila y la retina del ojo pueden hacer frente a cambios de brillantez sólo después de un cierto tiempo, así es que las fluctuaciones de los niveles

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de brillantez deja a los ojos bajo o sobre-expuestos por bastante tiempo. De ahí que, tales condiciones de iluminación son particularmente molestas.

Investigaciones fisiológicas han demostrado que si dos niveles de brillantez en la proporción 1:5 fluctúan rítmicamente, el rendimiento visual se reduce tanto como si el nivel de iluminación fuera disminuido de 1.000 Lx a 30 Lx.

INDICACIONES

Para evitar fluctuaciones de los niveles de brillantez, tanto como sea posible:

a. Cubrir la maquinaria en movimiento con una construcción adecuada.b. Compensar la brillantez y el color a lo largo de los principales ejes de visión.c. Tomar las precauciones mencionadas anteriormente para evitar el "pestañeo" de

las fuentes de luz.

LA LUZ COMO UNA FUENTE DE DESLUMBRAMIENTO.

La especial importancia del deslumbramiento a sido discutida como "percepción visual", "deslumbramiento" o "encandilamiento", y es una gran perturbación del estado de adaptación de la retina, comparable a la sobre-exposición de un film fotográfico. Todas las formas de deslumbramiento, aún el deslumbramiento relativo comparativamente débil, dificultan la visión y la hacen inconfortable. Evitar el deslumbramiento dentro de una pieza es una de las consideraciones ergonómicas más importantes en el diseño de un lugar de trabajo. Figura N°6 muestra los resultados de una investigación por Luckiesh y Moss.

Los sujetos de experimentación llevaron a cabo un test visual, en el cual una fuente luminosa de 100 watts fue movida cerca del eje óptico. El rendimiento visual fue deteriorándose.

Como muestra gradualmente el experimento, la iluminación en una sala de trabajo debe ser cuidadosamente dispuesta. La luz artificial en salas de trabajo y en oficinas, a menudo crea ambos deslumbramientos, absoluto y relativo. Mientras las reflexiones desde superficies pulidas o barnizadas pueden también encandilar.

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Figura Nº 6: Efecto de la fuente de encandilamiento en el rendimiento visual. Los blocks negros indican una reducción del rendimiento visual como una porcentaje del rendimiento normal cuando no hay deslumbramiento presente. El rendimiento visual empeora mientras más cerca esté la fuente luminosa del eje óptico.(Luckiesh y Moss).

UN MAL EJEMPLO

Figura Nº 7 : Muestra un arreglo de luces muy insatisfactorio.

Globos opalescentes han sido usados en una oficina de dibujo, donde ellos podrán a menudo llegar al campo visual del dibujante , así como ser reflectados de vuelta desde el piso encerado. El resultado es de contrastes muy fuertes, excediendo lejos lo máximo recomendado de 10:1. Las siguientes recomendaciones deben ser consideradas para llegar a un buen arreglo de las luces y a una distribución total de luces apropiadas.

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Figura N° 7: Iluminación inadecuada en una oficina de dibujo. Las radiaciones libres son fuentes de mucho deslumbramiento, el piso oscuro contrasta fuertemente con el blanco de las superficies de trabajo (deslumbramiento relativo), así como lanza de vuelta fuertes reflexiones de las lámparas.

a.- Ninguna fuente luminosa debe aparecer en el campo visual del trabajador, durante el desarrollo de su trabajo.

b.- Todas las luces deben ser provistas de pantallas, de tal forma que el porcentaje de la luminosidad no exceda 0,3 sb total y 0,2 sb en el lugar de trabajo.

c.- La línea desde el ojo y la fuente luminosa, deben hacer un ángulo mayor que 30° con la horizontal (ver figura N° 8). Si ángulos más pequeños no pueden ser evitados, ejemplo: en grandes salas de trabajo, entonces las lámparas deben ser efectivamente sombreadas.

d.- Los tubos fluorescentes deben ser alineados en ángulo recto a la línea de visión.

Figura N°8: El ángulo entre la horizontal y la dirección desde el ojo a la lámpara en alto, debe ser mayor que 30°. e.- Es mejor usar más lámparas, de bajo poder que unas pocas de alto poder. (uniformidad).

f.- Para evitar deslumbramiento por reflexión desde el lugar de trabajo o las lámparas, su instalación debe ser tal que no coincida con ninguna de las direcciones en las cuales el operador normalmente necesita mirar. Ninguna reflexión con un contraste mayor que 10:1 debe quedar dentro del campo visual.

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g.- El uso de colores y materiales reflectivos en m quinas, aparatos, cubiertas de mesa, paneles de comando, etc., deben ser evitados. Un arreglo bueno y uno malo, se muestran en la figura Nº 9.

Figura Nº 9: Izquierda: pobre ubicación de una lámpara única, de tal forma que su reflexión llega a la línea de visión del operador, con el riesgo de deslumbramiento directo. Derecha: la reflexión desde dos lámparas ubicadas en los costados, no están en la línea de visión, así el deslumbramiento reflejado es evitado.

ILUMINACIÓN PARA LOS PUESTOS DE TRABAJO

TRABAJO FINO Y DELICADO

Trabajo muy preciso, es aquel que va desde el tamaño normal de escritura (hacia abajo) a fracciones de un milímetro, necesita iluminación especial para suplir la iluminación general. Ejemplo de tal trabajo incluye:

a. Testeo de colores en trabajo químico, papelera y la industria textil.

b. Trabajo de armado delicado, ajuste y testeo de equipo electrónico fabricación de relojes, mecánica de precisión.

c. Pulverizado, grabado, pulido y tallado en vidrio.

d. Tejido, costura, impresión de colores, zurcido invisible y control de calidad en la industria textil.

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Objetos muy pequeños pueden necesitar ser magnificados, con cristales, lentes de aumento y otras ayudas ópticas que deben proveerse para tal efecto.

REQUERIMIENTOS PARA UNA BUENA VISIÓN

Las siguientes consideraciones son importantes en este contexto.

a. El nivel de iluminación en el puesto de trabajo.

b. La distribución de las superficies brillantes, con respecto al campo visual.

c. El tamaño de los objetos que van a ser manipulados.

d. La cantidad de luz que es reflejada desde estos objetos.

e. El contraste entre los objetos y sus alrededores, sombras.

f. Cuanto tiempo es el disponible para ver cuando sea necesario.

g. La edad de las personas involucradas.

Como ya mencionamos, el mejor nivel de iluminación para una actividad visual es 1600 cd. por metro cuadrado, y para sensibilidad de contrastes debe ser entre 200 y 10.000 asb. La máxima sensibilidad de contraste es obtenida con 1.200 - 1.500 en la mitad del campo de prueba, y 200 - 300 asb periféricamente.

Altos niveles de iluminación son requeridos usualmente por operarios, que necesitan concentrarse en objetos muy pequeños, o desean dar forma a esos objetos en relieve creando contrastes fuertes.

Así nosotros podemos deducir como principio general, que trabajos que demandan alta agudeza visual (reconocimiento de las formas y objetos más pequeños) y sensibilidad de contrastes (control de color o modelos en textiles, chequeo de radiografías, etc.). Necesitan un alto nivel de iluminación, los valores dados en las tablas de estos apuntes pueden ser recomendados como pauta.LUCES QUE SON DEMASIADO BRILLANTES PUEDEN SER DAÑINAS

A veces, sin embargo, podemos encontrarnos con que la iluminación puede ser demasiada brillante y peligrosa. Las reflexiones desde superficies metálicas pueden dificultar la visión. Secundariamente estructuras finas en materiales, o superficies irregulares en metal, pueden realmente ser vistas m s fácilmente con iluminación moderada que muy iluminadas.

SISTEMAS DE ILUMINACIÓN

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En una de nuestras propias investigaciones, estudiamos el efecto de diferentes sistemas de iluminación en el desempeño e impresiones subjetivas de cuatro sujetos sometidos a un trabajo de precisión, característico de la industria relojera: Ellos se encontraban ubicando pequeñas ruedas dentadas dentro de orificios en cajas de metal brillantes. Los resultados más importantes son mostrados en figura N° 10.

Figura N° 10. Efectos de diferentes lámparas y pantallas en trabajo de precisión. Las columnas indican el promedio de producción horaria en cada uno de los 15 experimentos. Las fuentes luminosas chequeadas, leyendo de izquierda a derecha fueron: Lámparas de filamento sin reflector, lámparas de filamento con reflector, tubos

fluorescentes con y sin cambio de fase, iluminación ancha y profunda sobre el lugar de trabajo desde tubos fluorescentes; tubos fluorescentes con pantallas de difusión enfrente a ellas.

Los tubos fluorescentes fueron clasificados mejor que las lámparas de filamento (izquierda del cuadro) para la misma cantidad de luz, y estos dieron un mejor funcionamiento con cambio de fase que sin. Los mejores resultados, para ambos rendimientos y para impresión subjetiva, fueron obtenidos con tubos fluorescentes con pantallas de difusión profunda, grandes superficies radiantes, y reflectoras.

Las mediciones de intensidad de luz en el puesto de trabajo, mostraron que las lámparas de filamento producen significativamente m s superficie de contraste que las otras lámparas. Por ejemplo, la tabla N° 4 muestra las intensidades de luz medidas en una fábrica de relojes.

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FIG:10


Tabla N° 4. Intensidad de luz reflejados desde diversas partes de un reloj, donde la iluminación fue 1.000 Lx.

_______________________________________________________________________PARTES DEL RELOJ LAMPARAS DE TUBOS FLUORESCENTES CON DI- FILAMENTOS FUSORES _______________________________________________________________________

PUENTE DE TREN DE 0,12 0,05TRANSMISION.RUEDA TRINQUETE 0,27 0,04BRILLANTE.

RUBÍ DE APOYO. 0,02 0,006

EN SOMBRAS. 0,015 0,005

VALOR MÁXIMO. 0,27 0,07

VALOR MÍNIMO. 0,014 0,005_________________________________________________________________

De aquí que la relación área de luminosidad/ obscuridad fue 1:20 con la lámpara de filamentos y 1:4 con la iluminación fluorescente difusa.

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Figura N° 11. Muestra las 2 formas de iluminación, y sus diferentes efectos en que puedan ser claramente vistas las partes individuales de un reloj. Los efectos de dos diferentes tipos de alumbrado, en la iluminación de un puesto de trabajo (reparación de relojes).

Izquierda: Dos tubos fluorescentes, con cambio de dos fases, dá una gran área igualmente iluminada, en el cual los detalles del reloj se muestran claramente.

Derecha: Una simple lámpara de filamento da un fuerte contraste y deslumbradoras reflexiones desde el estuche del reloj.

CONTRASTE DE INTENSIDAD DE LUZ

En contraste con grandes áreas, los objetos muy pequeños es mejor iluminarlos con fuertes contrastes, así se denota mejor los objetos en un fondo claro, son más fáciles de ver, que los objetos brillantes en un fondo oscuro.

Por esta razón, cuando se trabaja con objetos muy pequeños, es mejor tener el trabajo iluminado desde el frente en vez que desde el costado, dado a que la parte de atrás del objeto está en sombra oscura, y los objetos que están ubicados en contraste con el brillo, reflectan la superficie de trabajo.

Nuestra propia investigación, mencionada anteriormente confirma la corrección de este razonamiento, y el rendimiento, así como la evaluación subjetiva mostró que la iluminación frontal fue mejor que cualquier otro arreglo.

De esta forma la incidencia de la luz y la emisión de sombras pueden hacer una considerable diferencia en el reconocimiento de objetos y la interpretación de su estructura en la superficie.

La luz muy difusa, sin sombras hace que todo luzca plano y sin forma, en cambio el alumbrado que emite sombras, hace las cosas más sólidas.

El conocimiento actual llega a la conclusión que para trabajos muy finos en la industria, ni la luz completamente difusa, ni la llena de sombras profundas, es completamente adecuada.

Nuestro ejemplo muestra como un fuerte rayo de luz de una lámpara con reflector, puede crear fuertes contrastes, los cuales hacen el trabajo visual difícil. Nosotros tuvimos la misma experiencia con relación al chequeo de partes metálicas en áreas de gran accidentabilidad. La tarea visual fue más fácil con una lámpara que fuera medio difusa, que con una que diera completa luz directa.

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Figura N° 12. Diagrama de iluminación de un puesto de trabajo donde partes metálicas pasando por una correa transportadora son inspeccionadas, y las partes defectuosas descartadas.

La luz viene desde tres tubos fluorescentes, fuera de fase, dando una gran fuente luminosa, con un difusor frente a él y una pantalla para proteger los ojos de la luz directa. La iluminación frontal permite que las partes defectuosas sean rápidamente reconocidas.

Diferentes tipos y arreglos de luz para trabajos muy finos deben siempre ser probados con trabajadores experimentados. Muchos tipos de trabajos de precisión plantean problemas de visibilidad especial, los cuales no pueden ser resueltos por métodos estereotipados.

RECOMENDACIONES GENERALES

A pesar de las reservas existentes, podemos formular una regla general que es especialmente válida para trabajos de armado preciso, o tareas mecánicas delicadas.

a. Iluminación frontal.

b. Selección de las lámparas.

c. Las lámparas deben tener pantallas difusoras de vidrio ribeteado o empabonado. Esta luz de media difusión tiene menos reflejos y crea menos contraste.

d. Las pantallas de difusión deben ser amplias y profundas para hacer la iluminación del lugar de trabajo tan uniforme como sea posible.

e. Tubos fluorescentes con cambio de fase, son preferibles a lámparas de filamento, dado que las últimas dan más calor.

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FIG: 12


LUZ DE DIA

Las demandas fisiológicas de luz artificial son iguales o similares a las de luz natural, pero hay algunos rasgos especiales, que hacen a la luz natural superior, ya que además de proveer iluminación, esta penetra en una pieza haciéndonos contactar con el mundo exterior, dando una visión del entorno e indicando la hora del día y el estado del tiempo.

CUOCIENTE LUZ DE DIA

El punto de partida para medir luz natural es hacerlo desde un cielo nublado de un área sombreada (luz difusa). Una importante unidad de medida para la luz natural dentro de una pieza, es el cuociente luz de día, la relación entre la intensidad de luz dentro y fuera del recinto o pieza.

Expresado como un porcentaje:

DQ = Ep / Ea X 100

Donde,

DQ = Cuociente luz de día.

Ep = Intensidad de luz medida en un punto dado dentro de una pieza.

Ea = Intensidad de luz cayendo sobre una superficie horizontal, cuando el cielo está uniformemente cubierto.

El nivel deseable de luz natural dentro de una pieza es a menudo expresado como el "cuociente luz de día" requerido. Asumiendo una intensidad de luz externa mínima (Ea) de 5.000 Lx "cuociente luz día" en el lugar de trabajo podrían proveer la siguiente iluminación en Lx.

________________________________________________________________________

Dq EN EL PUESTO DE TRAB.(%) Lx EN EL PUESTO DE TRAB. NIVEL DE ILUMIN.________________________________________________________________________

3 150 BAJO________________________________________________________________________

6 300 MODERADO

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________________________________________________________________________

10 500 PROMEDIO________________________________________________________________________

20 1.000 ALTO_____________________________________________________________________

Por esto parece apropiado medir el nivel de iluminación de un puesto de trabajo no por el "cuociente luz de día", sino por los valores dados en tablas N° 1 y N° 3.

Por otro lado, el "cuociente luz de día" puede ser usado para determinar la distribución de luz dentro de una pieza, así como las divisiones de ventanas, sombreadores y otros elementos los cuales afectan la luz de día interior.

Es deseable fisiológicamente entregar tanta luz y tan uniformemente distribuída como sea posible. A un " cuociente luz de día más alto, menor necesidad de luz artificial", especialmente en invierno, en un día nublado en julio, la intensidad de la luz natural interior con un DQ de 10% podría alcanzar 500 Lx, sólo para las 4 horas desde las 10:00 a las 14:00 hrs.

DISTRIBUCION DE LUZ INTERIOR

La distribución de valores DQ dentro de una pieza depende principalmente de la posición y tipo de ventana, como se muestra en la tabla Nº 5.

Tabla Nº 5: Comparación de los efectos de las ventanas de dos diferentes alturas en la distribución interior de la luz dentro de una pieza modelo.

________________________________________________________________________DISTANCIA DESDE LA VENTANA VALORES DQ EN % ALTURA VENTANA 2,7 M.AL PUNTO DE MEDIDA EN ALTURA DE VENTANA________________________________________________________________________

0 25 25 1 12 20 2 4,5 16 3 2 11 5 1 5,5 8 0,5 2,5________________________________________________________________________

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Debemos hacer el siguiente alcance, las ventanas altas y grandes, ciertamente ayudan a distribuir la luz natural dentro de una pieza, pero tienen la desventaja, que ellas permiten en gran medida el paso del calor del verano, especialmente si enfrentan el oriente o el norponiente. Además en invierno ellas actúan como superficies frías, con un efecto adverso en la temperatura de la pieza o recinto.

El tamaño de las ventanas no debe ser decidido sólo con relación a la luz natural; si no haciendo un balance de todos los pro y contra existentes.

RECOMENDACIONES ( RELACIONADAS CON LA LUZ NATURAL INTERIOR)

1.- Las ventanas altas son más efectivas que las anchas dado a que la luz penetra más lejos dentro del recinto. El dintel de la puerta no debe ser más alto que 30 cm.

2.- Las partes bajas (alero) deben estar a la altura de los planos de trabajo. Si la ventana se extiende bajo los planos de trabajo es muy frío en invierno y puede causar deslumbramiento.

3.- La distancia desde la ventana al puesto de trabajo no debe ser más de 2 veces la altura de la ventana.

4.- Para salas de trabajo el área de las ventanas debe ser alrededor de 1/5 del área del piso. Esta es sólo una regla general la cual es muy flexible de acuerdo a las circunstancias. 5.- Es importante que el vidrio permita transmitir la mayor cantidad de luz. El vidrio claro tiene una transparencia de m s de 90%, en cambio el vidrio empabonado, bloques de vidrio, o vidrio especial con aislamiento al calor, puede tener una transparencia del 70% y llegar hasta sólo 30%.

6.- La protección es contra el deslumbramiento de los rayos de sol directos, y contra calor radiante es importante que aseguren buena visibilidad y confort interior. El método más eficiente es un sombreador ajustable externo, ya sea persianas venecianas o cortinas. Las persianas venecianas dentro de la ventana o entre las hojas de doble vidrio son un error, porque ellas no ofrecen protección contra el sol radiante.

Paneles de aislación de ventanas no son aconsejables ya que ellas reducen la cantidad de luz transmitida, lo cual es indeseable en invierno, mientras en verano ellas atrapan el calor dentro de la pieza (efecto de invernadero). Balcones, aleros sobre colgantes y otras proyecciones, también crean problemas reduciendo parte de la luz en tiempo cubierto. 7.- Cada ventana debe recibir la luz directa desde el cielo y es deseable que una porción del cielo sea visible desde cada lugar de trabajo.

8.- El edificio más cercano debe estar alejado al menos 2 veces su propia altura.

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9.- Los colores pálidos deben ser usados tanto en la pieza misma como en cualquier patio exterior de tal forma de reflejar tanta luz natural incidente como sea posible.

MUROS CORTINA O EDIFICIOS SIN VENTANAS

La tendencia de la arquitectura moderna ha sido aumentar el área de las ventanas en los nuevos edificios, terminando algunos de ellos en una "casa de vidrio" (muro cortina). Como ya lo hemos dicho, paredes de vidrios o áreas muy grandes con ventanales que irradian el calor hacia afuera en invierno y admiten calor excesivo en verano.

Por otro lado permite más luz natural y que los ocupantes vean más del mundo exterior. Los problemas de regulación de temperatura ambiental son caros y difíciles de resolver.

Igualmente problemáticos son los edificios de fábricas que no est n del todo provistos de ventanas, por razones ya sea de economía o aumento de producción.

Los argumentos en favor de tales edificios son que ellos dan un clima interno uniforme (a través de aire acondicionado), y que la iluminación interna, siendo enteramente artificial, puede ser controlada por técnicas modernas. La completa aislación de las paredes reduce el costo del aire acondicionado. Contra este sistema est el argumento que la ausencia de ventanas hace a los habitantes sentirse prisioneros y aislados, y que la gente necesita algún contacto con el mundo exterior cuando se encuentren en el trabajo.

Dado la validez de estos argumentos comprobados, se debería proceder lentamente a cambiar estos edificios que son tan poco naturales y sicológicamente cuestionables. Los requisitos de algunas autoridades, son que al menos algunas ventanas deben ser provistas, y esta parece ser una posición sensata.

TRAGALUCES Y ABANICOS. Tragaluces en el techo y abanicos en las paredes o puertas, son a menudo accesorios útiles en edificios de almacenamiento, en desvanes y áticos, y en cualquier otra pieza donde la luz de día que penetra es insuficiente.

Los siguientes son los tipos más importantes desde el punto de vista de la fisiología industrial:

a. Techos inclinados.

Si el axis del tragaluz está cerca del lugar de trabajo, menos que la altura (de la cumbrera) y la iluminación es brillante y pareja, esto es particularmente bueno si los

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lugares de trabajo son arreglados de tal forma que cada uno quede entre 2 tragaluces en ángulos iguales, estos estarán iluminados desde ambos lados.

b. Tragaluces en dos vertientes.

Esto da luz sobre el eje longitudinal del edificio. Para talleres altos donde los operarios ubicados en el medio necesitan la mejor luz.

c. Techos Mansardas.

Aquí los tragaluces están localizados en la parte inclinada de la mansarda sobre las ventanas dando un nivel de luz de día relativamente alto a lo largo de todos los muros exteriores.

Sin embargo, estos aumentan el riesgo de deslumbramiento y no dan mucha luz extra a las personas ubicadas en el centro de la pieza.

d. Techos en zigzag (dientes de sierra).

Sobre el área de trabajo generalmente existen vidrios claros en ventanales, los cuales en la generalidad de los casos miran al norte y se curvan hacia arriba en un ángulo de 60§. El lado inverso de cada zig zag es opaco (material del techo), mira al sur y tiene un ángulo de 30º. Esta forma entrega los más altos y uniformes valores de cuociente luz de día, y es especialmente recomendado para grandes talleres.

"LAS LUMINARIAS"

Los aparatos de iluminación tienen varios objetivos:

- Proteger las lámparas,- Reducir las luminancias de las fuentes,- Distribuir la luz. Procurando además un buen rendimiento luminoso (en la práctica este rendimiento raras veces sobrepasa el 85 %).

- Servir de soporte a los equipos auxiliares.- Etc.

Además deben poseer:

- Cualidades mecánicas, eléctricas y térmicas. Seguridad mecánica: solidez, estabilidad, facilidad de montaje y de mantenimiento.

- Seguridad Eléctrica, Características definidas en el Código Eléctrico SEC.- Cualidades estéticas, contribuir a la decoración del local.

La reducción de la luminancia se consigue por:

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- Transmisión difusa: cristal o plástico opalescente,- Refracción: Cristal o plástico claro prismático,- Refracción regular: Prismas de reflexión total en cristal o plástico.- Reflexión difusa: Chapa, plástico o cristal blanco difusor,- Reflexión regular: Metal pulimentado, vidrio metalizado,

Estos diferentes medios pueden llegar a combinarse dentro de un mismo aparato.

La distribución de la luz se hace:

- Concentrándola con un reflector metálico o prismático, o con un refractor.

- Colocando elementos difusores sobre la superficie aparente del aparato, cuerpos opacos difusores situados en el interior, o una cubeta opaca con pantalla de dispersión blanca difusora.

Las luminarias se clasifican según la distribución del flujo luminoso adoptada por la comisión Internacional de Iluminación (CIE) en:

- Clases A a J : Luminarias Directas. A a E : Luminarias directas intensivas. F a J: Luminarias directas extensivas.- Clases K a N: Luminarias semidirectas.- Clases O a S: Luminarias mixtas.- Clase T: Luminarias indirectas.

Sus características fotométricas en una dirección dada se definen por su luminancia y por su intensidad luminosa.

Su luminancia, expresada en cd/cm2 puede variar según la dirección de observación del aparato y según el elemento de superficie considerado. Su intensidad luminosa en cd varía en general, según la dirección de irradiación que se considere. La correcta iluminación del local además depende de la distribución de las intensidades luminosas.

Las intensidades luminosas, en función de la clase de aparato vienen dadas por las "curvas fotométricas". Para los aparatos que tienen un eje de simetría, la representación de esta curva es sencilla y es polar. Si el aparato no es simétrico (aparatos para tubos fluorescentes), la distribución se caracteriza por varias curvas polares.

Estas curvas permiten la determinación de los factores de utilización en los locales.

La elección de las luminarias es de vital importancia en una instalación que pretenda evitar los deslumbramientos. Los difusores permiten reducir la luminancia de las fuentes. Los reflectores por su parte suprimen toda luz que se dirija directamente al ojo,

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adaptando la curva fotométrica de las fuentes a los problemas de iluminación que se pretenden resolver.

LUMINARIAS PARA LAMPARAS INCANDESCENTES

Estas luminarias pueden clasificarse en tres categorías:

- Aparatos con cuerpos opacos,- Aparatos con cuerpos difusores de cristal o de material plástico,- Aparatos mixtos de iluminaciones semidirectas, que combinan elementos reflectores y

difusores.

APARATOS CON CUERPOS OPACOS

Los reflectores industriales est n constituidos por un conjunto de chapas que envuelven parcialmente a la fuente luminosa, de forma que dirijan el flujo luminoso en una sola dirección. Según su forma la curva fotométrica es más o menos ancha, dando lugar a aparatos concentradores, intensivos o extensivos.

Los aparatos concentrados sirven sobre todo para reforzar la iluminación de un espacio localizado, la relación distancia / altura no debe sobrepasar el valor de 1,1.

Los reflectores intensivos permiten un buen rendimiento a la altura del plano útil cuando la altura de suspensión es importante (10 metros o más). La cantidad de luz emitida en dirección de los muros es limitada (ángulo del haz luminoso = 30º ). Los reflectores extensivos se utilizan en los locales de pequeña o mediana altura, a fin de obtener una buena uniformidad de la iluminación con un número reducido de puntos luminosos (ángulo del haz = 70º ).

Los reflectores deben ser lo suficientemente hondos como para ocultar de la visión directa a la fuente luminosa. Los reflectores normales están fabricados de acero tratado contra la corrosión y revestidos de pintura blanca cocida al horno. El factor de reflexión medio es del 65 %.

Los reflectores de aluminio abrillantado conservan indefinidamente un factor de reflexión elevado (85%). Su superficie lo constituye una capa de aluminio.

LUMINARIAS PARA LAMPARAS FLUORESCENTES

Pueden clasificarse en dos categorías:- Aparatos Opacos,- Aparatos Difusores

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1.- APARATOS OPACOS:

Se construyen en diferentes materiales, chapa de aluminio o de acero, decorados con pintura, satinados, esmaltadosetc. Se utilizan para:

- Para iluminación directa, en cuyo caso raras veces van colgados, siendo m s frecuente que vayan adosados al techo, empotrados o semiempotrados en los cielos falsos.

Las pantallas pueden estar formadas:

- Por una rejilla de l minas metálicas o de plástico opaco, que se cruzan entre sí para formar alvéolos de uno o varios centímetros de lado, y de una profundidad que permita que el flujo luminoso llegue fácilmente hasta el plano de trabajo, pero que enmascare la visión directa de la fuente luminosa a un observador relativamente alejado.

- Por difusores formados por hojas de plástico completas o puestas de forma que actúan como fuentes luminosas secundarias con gran superficie y débil luminancia.

En las grandes iluminaciones, los difusores pueden provocar deslumbramientos. Por esta razón no es conveniente colocar las luminarias paralepipédicas de cubeta difusora cuando el nivel de iluminación sobrepasa los 300 lux, a menos que se utilicen en habitaciones muy pequeñas. La luminancia de una luminaria no debería ser superior a 0,2 cd /cm2 (2.000 cd/ m2).

En las iluminaciones entre 600 y 1.500 lux se agudiza el problema de los deslumbramientos. En estos casos se utilizan pantallas que produzcan poco brillo basándose en placas translúcidas muy absorbentes, pero disminuye sensiblemente el rendimiento.

Los aparatos de baja luminancia suelen ocuparse en instalaciones que van empotradas, con lo que se atenúan los contrastes que se presentan demasiado a menudo en este tipo de instalaciones, entre la luminancia del aparato y la del techo que le rodea.

LUMINARIAS PARA LAMPARAS DE DESCARGA

Se emplean reflectores abiertos de chapa de acero esmaltado, de aluminio refinado o de vidrio prismático fundido, de tipo extensivo, semiextensivo o intensivo. Algunos aparatos para albergar fuentes tubulares de fuerte potencia (yoduros metálicos, sodio de alta presión) tienen que tener ventilación y pueden estar provistos de una parrilla de dispersión o de una rejilla de protección. Otros aparatos llevan en la cabeza de la luminaria una parte reflectante de aluminio tratado y se utilizan para lámparas de sodio de alta presión.

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"LAS INSTALACIONES DE ILUMINACION"

El estudio de una instalación de alumbrado es, en principio un asunto de especialistas que comprende varias etapas.

A.- DETERMINACION DE LA ILUMINACION

El nivel de la iluminación se ha de definir previamente en función de los criterios que han sido expuestos con anterioridad.

Sobre la base de ellos este nivel viene determinado:

- Con la ayuda de los gráficos de iluminación,

- Con las tablas de valores de iluminación recomendadas para los diferentes locales y emplazamientos, o para los distintos trabajos, por la CIE o la Asociación Francesa de Iluminación.

El objetivo principal del alumbrado industrial consiste en proporcionar una iluminación energéticamente eficiente, en cantidad y calidad suficiente para garantizar la visibilidad de la tarea, la seguridad de los trabajadores y el incremento de su productividad.

El alumbrado industrial cubre una amplia gama de tareas visuales que requieren de diferentes soluciones de iluminación y diferentes equipamientos. La tarea visual no se encuentra siempre en el plano horizontal, y en muchos casos se requiere una alumbrado localizado para compensar reas de sombra provocadas por obstáculos o simplemente, para suplir el nivel proporcionado por la iluminación general.

En ocasiones se necesita una iluminación direccional y, en otras un rendimiento de color excelente, por la propia naturaleza del trabajo.

Los niveles de iluminación que se recomiendan en las diferentes tablas de alumbrado de diferentes países, se basan en que la iluminación en el plano de trabajo es perfectamente difusa. Sin embargo, estas condiciones son hipotéticas, existiendo otros factores que es necesario tener en cuenta, tales como el contraste de la tarea, edad del trabajador, existencia de ventanas importancia de los errores, etc.

RELACIONES DE LUMINANCIA

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En el alumbrado industrial, la relación de luminancia recomendada entre la tarea y los alrededores es de 3:1,cuando se trata de un entorno oscuro. Si en este entorno próximo predominan las superficies iluminadas (ventanas, lucernarios, etc.) se recomienda no sobrepasar una relación de 1:3. Las relaciones de luminancia entre la tarea y el entorno lejano, no deben sobrepasar un máximo de 10:1,valor que tiene en cuenta el entorno, normalmente de baja reflectancia común a locales industriales.

DESLUMBRAMIENTO

Para reducir el deslumbramiento directo, pueden seguirse los siguientes procedimientos:

- Reducir las luminancias de las luminarias, comprobando que no se sobrepasen los valores máximos (curvas límite de luminancia, correspondientes a cada ángulo de visión.

- Incrementar el ángulo entre la luminancia y la línea de visión, como mínimo por encima de los 30º, pudiendo, en algunos casos llegar hasta el límite de los 45º en que prácticamente desaparece el deslumbramiento directo.

- Aumentar la luminancia de los alrededores de la luminaria (luminancia de Fondo), como método de reducir el contraste producido por la luminancia sobre un fondo oscuro.

Las medidas para reducir el deslumbramiento reflejado son prácticamente las mismas que en los casos anteriores, que en resumen se concretan en:

- Direccionamiento de la iluminación de manera favorable a la línea de visión del trabajador (puede obligar a modificar los puestos de trabajo).

- Utilización de luminarias de baja luminancia,

- Empleo de superficies mates en la tarea y el puesto de trabajo, y recubrimiento de m quinas con pinturas y acabados mates.

COLOR

No existen requerimientos especiales de apariencia de color en las fuentes de luz utilizadas en alumbrado industrial, en todo caso, es recomendable seguir los siguientes criterios en relación con este aspecto:

- Considerar la influencia existente entre el nivel de iluminación y temperatura de color.

- Evitar en la medida de lo posible, la superposición o adyacencia de fuentes de luz de apariencia de color diferentes (por ejemplo, iluminar parte de una nave industrial con vapor de mercurio y otra parte con vapor de sodio).

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En resumen sólo se considera la utilización de lámparas de buen rendimiento de color cuando en el área de trabajo, se utilizan muestras de color, cuya fiabilidad de discriminación se considera importante.

LAMPARAS

En las distintas aplicaciones del alumbrado industrial son aplicables prácticamente todas las fuentes de luz, que se resumen en la tabla siguiente:

TIPO DE LAMPARA GAMA DE RENDIMIENTO POTENCIA(W) (lm/W)

Incandescentes STD 15 - 1.500 8 - 19Halógenas tensión Normal 150 - 2.000 16 - 24Halógenas baja tensión 10 - 100 20 - 22Fluorescentes Alto Rdto. 4 - 125 10 - 70Fluorescentes trifósforo 18 - 58 50 - 76Mercurio color corregido 50 - 1.000 29 - 54Halogenuros metálicos 250 - 2.000 60 - 77Sodio alta presión 50 - 1.000 50 -115Sodio baja presión 18 - 180 70 -160

La altura de montaje de las fuentes de luz condiciona su utilización, de modo que los tubos fluorescentes sólo se emplean por debajo de los 5 metros y las incandescentes como alumbrado localizado. Por encima de esta altura, en la práctica se utilizan las lámparas de descarga de alta intensidad.

La tendencia actual muestra una clara preponderancia a la utilización de los tubos fluorescentes, y en lo que respecta a la utilización de las lámparas de descarga de alta intensidad, la de sodio de alta presión está desplazando a las otras fuentes de luz. Las lámparas de halogenuros metálicos y sodio de baja presión tienen una participación escasa dentro del alumbrado industrial.

LUMINARIAS

En relación con el tipo de montaje, las luminarias más empleadas son las siguientes:

- Superficiales, normalmente sustentadas en estructuras metálicas del soporte del techo,- Suspendidas, tanto para iluminación general como localizada.

En ambos tipos de montaje se pueden encontrar luminarias para tubos fluorescentes, constituidas por una regleta dotada de reflector, con o sin elementos auxiliares de cierre o apantallamiento.

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Es menester destacar la paulatina introducción de sistemas de control inteligentes, que pueden adaptar la respuesta de la instalación de alumbrado artificial, a las características del proceso productivo y a las condiciones de iluminación natural.

COLOR EN LAS SALAS DE TRABAJO.

PRINCIPIOS FISICOS.

Los colores del espectro visible, cubren las siguientes bandas de longitud de onda, en Angstrom (Aº) (10 millonésimas parte del milímetro).

VIOLETA : 3800-4360AZUL : 4360-4950VERDE : 4950-5660 AMARILLO : 5660-5890ANARANJADO : 5890-6270ROJO : 6270-7800

Ondas electromagnéticas mayores que 7800 Aº pertenecen a los infrarrojos (calor radiante), las menores que 3800 Aº pertenecen a los rayos ultravioletas, los cuales son de importancia para la síntesis de Vitamina D desde su precursor ergosterol, sirve además para el crecimiento orgánico normal.

Los colores que nosotros vemos, aparecen porque la estructura molecular de la superficie de los objetos, refleja sólo una parte de la luz que cae sobre él y el resto es absorbido.

Esto es lo que nosotros percibimos. Por ejemplo una m quina pintada verde, absorbe toda la luz incidente excepto el verde (4950-5660 Aº). Los receptores de colores de la retina son los conos, los cuales son capaces de distinguir más de 100.000 matices de color.

MEZCLA DE COLOR.

Muchos matices o tonos de color provienen de la mezcla de colores primarios (de la combinación de diferentes longitudes de onda).

a. Rojo y verde en diferentes proporciones, dan todos los colores intermediarios tales como: anaranjado, amarillo y amarillo verdoso.

b. Rojo y violeta dan diferentes tonos de púrpura.c. Verde y violeta dan todos los colores intermedios, principalmente matices de azul.

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Cualquier color deseado puede ser obtenido mezclando 2 de los 3 colores primarios, rojo, verde y violeta.

Una mezcla de todas las longitudes de onda da la impresión de luz blanca, como en los rayos de sol, pero el "blanco", puede también ser obtenido mezclando pigmentos separados, esto es entonces llamado un color complementario.

COLORES REFLEJADOS.

Cuando tengamos que decidir acerca de los colores para el lugar de trabajo y sus alrededores es necesario considerar la reflectividad. La tabla 6 da unos pocos ejemplos.

TABLA REFLECTIVIDAD EN PORCENTAJE DE LA LUZ INCIDENTE_______________________________________________________________________COLOR Y MATERIALES REFLECTIVIDAD (%)_______________________________________________________________________

BLANCO 100 ALUMINIO, PAPEL BLANCO. 80 - 85CREMA/AMARILLO LIMON OSCURO. 70 - 75AMARILLO OSCURO, OCRE, VERDE CLARO, AZUL PAS- 60 - 65TEL, ROSA PALIDO, CREMA.

VERDE LIMON, GRIS PALIDO, ROSADO, NARANJO OSCURO, 50 - 55AZUL GRISACEO.TIZA EN POLVO, MADERA PALIDA, AZUL CIELO. 40 - 45 MADERA DE ENCINA PALIDA, CEMENTO SECO. 30 - 35ROJO OSCURO, VERDE PASTO, MADERA, VERDE HOJA 20 - 25PALIDA, VERDE OLIVA, CAFE. AZUL OSCURO, ROJO PURPURA, CAFE ROJIZO, GRIS PIZA- 10 - 15RRA, CAFE OSCURO.NEGRO. 0

Los colores para el lugar de trabajo y sus alrededores cumplen las siguientes funciones:

a. Para el orden y la limpieza.

b. Para indicar elementos de seguridad, usándolos como contrastes de colores para hacer el trabajo más fácil, para producir efectos sicológicos en el operador.

ORDENAMIENTO

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En ciertas piezas, pisos, o secciones de la empresa se pueden dar códigos de color lo cual ayudar a mantener el trabajo más ordenado. En una planta industrial muy grande los diferentes colores pueden ser usados para dar un cierto grado de ordenamiento y facilitar la mantención y servicios.

COLORES DE SEGURIDAD

Si el mismo color es usado siempre para indicar un peligro en particular, la reacción correcta a él llega a ser automática, así es como en la práctica las normas de colores son seguidas por la mayoría de los países. Mayores detalles serán encontrados en normas DIN 4844 Y 5381.

Estos son algunos códigos de color más comunes:

a. Rojo es el color de alerta para fuego, en extintores y otros equipos contra incendios.b. Amarillo, usualmente en contraste con negro significa "peligro de colisión", "cuidado",

"zona resbaladiza". Amarillo y negro son muy usados como colores de alerta en transportes.

c. Verde significa servicio de rescate, salida de seguridad, etc. Es usado para indicar todas las formas de equipos de rescates y de primeros auxilios.

d. El azul es usado para dar instrucciones, advertencias, señales, etc.e. Naranja es el color del peligro, señalizar partes en movimiento poleas, engranajes.

CONTRASTE DE COLORES EN GRANDES AREAS

Cuando se decide con respecto al contraste de grandes áreas, tales como murallas y muebles, estas deben ser consideradas separadamente de las áreas pequeñas, intentando llamar la atención sobre perillas, manillas, palancas, etc.

Los colores de grandes áreas, deben ser escogidos de tal forma que tengan reflectividades similares (ver tabla 6), así como deben tener un contraste en los colores sin diferencias de brillantez contrastante, muy grande, es un factor importante para asegurar buena agudeza visual.

Areas grandes y objetos grandes nunca deben ser pintados en colores puros, ni con pinturas fluorescentes, ya que esto causa sobrecarga local de la retina y permite la producción de imágenes posteriores. Por lo expuesto anteriormente las paredes, divisiones, cubiertas de mesa, etc., deben ser pintadas con colores insaturados en una terminación opaca.

Es más fácil observar los materiales de trabajo y seleccionar el requerido, si ellos son coloreados diferentes de su entorno inmediato y este asunto debe ser considerado cuando se diseñe el lugar de trabajo.

Al mismo tiempo los contrastes en brillantez e intensidad de color deben ser evitados, por ejemplo, en los materiales de trabajo como, cuero, madera o materiales

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similares al amarillo ocre o color café‚ uno de los colores adecuado para el fondo seria el verde opaco, o verde Nilo.

Los materiales azul grisáceo tal como acero y otros metales, se ven bien contra un fondo crema oscuro, o beige. El área que circunda la máquina o la mesa de trabajo, debe ser pintado de colores fríos neutrales, desde verde amarillento a azul pastel.

COLORES CAPTADORES DE VISIÓN.

Se llaman captadores de visión a los pequemos puntos de fuerte contraste de color que son usados para llamar la atención. El color es usado de esta forma en la naturaleza, una frutilla entre el follaje verde, flores brillantes las cuales atraen insectos y otras criaturas por su color.

Este efecto es tan importante en los animales como en las plantas, por otro lado la naturaleza también utiliza colores para ocultar. Animales salvajes indefensos son a menudo neutrales en color, e inmersos en su medio, hace que ellos sean casi invisibles.

Igualmente, es una buena idea proveer unos pocos captadores visuales en el lugar de trabajo, remarcando las cosas más importantes, manillas, palancas, ruedas de control, perillas, etc. Si los captadores visuales son pequemos, no más que 2 cm por área, ellos deben contrastar fuertemente, no sólo en color, sino también en brillantez.

Los captadores visuales hacen los controles más fáciles de encontrar, reduciendo el tiempo tomado en encontrarlos y por lo tanto reducen la distracción y centran la atención en el trabajo mismo.

El ojo humano es capaz de ver los más grandes contrastes entre amarillo y negro, porque el cerebro capta juntos los efectos de color e intensidad. Así el contraste amarillo - negro es recomendado como indicador de instrumentos y en paneles de controles.

El peligro mayor en el planeamiento de los colores y especialmente en el planeamiento de captadores visuales es el exceso, si hay demasiado captadores visuales en diferentes colores, entonces el lugar de trabajo llega a ser cansador y distractor.

El requisito fisiológico más importante en el uso del color, es que sea relajante, con 3 o a lo más 5 captadores visuales para cada lugar de trabajo.

Esto se aplica también al colorear salas de clases, restaurantes, casas, cualquier lugar, donde la gente trabaje o descanse. Los menos relajantes son apropiados en vitrinas, salas de exhibiciones, donde el cliente esta siendo estimulado por captadores de colores (señales de colores).

EFECTOS SICOLÓGICOS.

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Por efectos sicológicos del color, nosotros entendemos las ilusiones ópticas y otros fenómenos síquicos que son, estimulados por el color. En parte, ellos son causados por asociaciones subconscientes de observaciones o experiencias previas y parcialmente por factores hereditarios.

Ellos influencian la afectividad síquica, y el comportamiento de la persona ("eventos " en arte son fenómenos de este tipo). La pintura abstracta moderna hace lo posible en producir tales efectos, sólo mediante el color y la forma, los cuales para el principiante, son al menos tan estimulantes emocionalmente como en su representación.

Efectos síquicos, pueden ser inducidos también, por medio de los colores de una pieza, produciendo fuertes sentimientos de gusto o disgusto. Dado sin embargo, a que las piezas tienen que servir a funciones particulares, sus colores no sólo tiene consecuencias estéticas si no que, sus efectos fisiológicos y sicológicos deben también ser tomados en cuenta. Siempre existe una buena cuota de libertad por las consideraciones estéticas.

EFECTOS ILUSORIOS

Algunos colores en particular tienen un especial efecto sicológico, siendo en la mayoría de los casos similares en carácter, aunque con grandes variaciones individuales. Las más importantes ilusiones cromáticas tienen que ver con: distancia, temperatura y los efectos en la efectividad sicológica general.

TABLA 7: RESUMEN LOS EFECTOS ILUSORIOS DE CADA COLOR.______________________________________________________________________

COLOR EFECTO DISTANCIA EFECTO TEMP. EFECTO SÍQUICO______________________________________________________________________AZUL LEJANO FRIÓ TRANQUILO

VERDE LEJANO FRIÓ O NEUTRO MUY RELAJANTE

ROJO CERCANO CÁLIDO MUY ESTIMULANTE, NO RELAJANTE.

NARANJA MUY CERCANO MUY CÁLIDO EXCITANTE.

AMARILLO CERCANO MUY CÁLIDO EXCITANTE.

CAFÉ MUY CERCANO NEUTRAL EXCITANTE. CLAUSTROFÓBICO.

VIOLETA MUY CERCANO FRIÓ AGRESIVO, NO RELAJANTE,CANSA- DOR.

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Es menester destacar que, todos los colores oscuros son opresivos y cansadores. Ellos absorben la luz y son difíciles de mantener limpios. Todos los colores claros son brillantes, amistosos y alegres, ellos esparcen más luz, aclaran la pieza y estimulan la limpieza.

COLORES EN UNA PIEZA

Antes de planear los colores para una pieza, debe hacerse una cuidadosa consideración de sus funciones y de quiénes la van a usar. Después de esto, es posible planear sus colores con relación a factores sicológicos y fisiológicos.

Los principios arriba mencionados, deben ser considerados muy seriamente, se le debe dar importancia al trabajo que va a ser llevado a cabo en el lugar, éste puede probablemente ser monótono, o puede requerir fuertes demandas en la concentración.

Si el trabajo es monótono, es recomendable incluir unas pocas reas con colores excitantes, pero no grandes reas, tales como las paredes principales o cielo raso, básicamente unos pocos items, tales como un pilar, o columna, una puerta, o una pared divisoria.

Si la pieza de trabajo es muy grande, ésta puede ser dividida mediante el uso de diferentes colores y por este medio hacerlo más atractiva.

Si el trabajo llevado a cabo en la sala demanda alta concentración, los colores deben ser escogidos cuidadosamente, tratando de evitar distracciones innecesarias y cosas no relevante, en este caso paredes, cielo raso y otros elementos estructurales deben hasta donde sea posible, ser pintados en colores claros que no distraigan.

Las paredes y cielos pintados amarillos, rojos y azules, pueden ser muy atractivos a primera vista, pero a medida que pasa el tiempo, esto llegar a ser molesto para la vista, y estas piezas llegan a ser inconfortables después de unos minutos.

Los colores más intensos pueden sin problemas en salas que son ocupadas por cortos periodos de tiempo.

Ejemplo: Hall de entrada, corredores, lavatorios, bodegas, etc. Aquí los colores fuertes pueden ayudar a aclarar la pieza y hacerla más agradable. Al planear colores para colegios, hospitales y edificios administrativos deberemos basarnos en principios similares.

"ESTUDIOS EN TERRENO"

El excesivo abuso visual puede tener dos efectos principales: cansancio visual y /o fatiga general.

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FATIGA VISUAL:

La fatiga visual comprende todos los síntomas propios de un estrés excesivo en cualquiera de las funciones del ojo. Entre los más importantes se encuentran el agotamiento de los músculos ciliares de acomodación, cuando se mira de cerca objetos muy pequeños, junto con los efectos del fuerte contraste local en la retina.

La fatiga visual se manifiesta de la siguiente forma:

a.- Irritación dolorosa (ardor), acompañada de lagrimeo, enrojecimiento de los lagrimales, y conjuntivitis.

b.- Visión doble.c.- Dolores de cabeza.d.- Reducción en los poderes de acomodación y convergencia.e.- Agudeza visual reducida, sensibilidad al contraste, y velocidad de percepción.

Estos efectos comparativamente severos son producidos en particular por la iluminación inadecuada, y los vicios de refracción, tales como la hipermetropía (visión larga) los defectos de la edad, o los defectos de aquellas personas que no pueden ser corregidos con lentes.

Obviamente todos los tipos de trabajo visual contribuyen a la fatiga general mencionada anteriormente, dado a que cada trabajo que demanda un rápido y preciso movimiento de los ojos hace más difíciles las demandas en percepción, concentración y control motor de las manos.

De esta forma cuando los ojos están sobreestresados por largos períodos, los síntomas de "Eyestrain" (ojos adoloridos, dolor de cabeza) ser n sumados a los de la fatiga general.

Los efectos de la fatiga visual en el rendimiento de una persona pueden derivar en:

a.- Pérdida de producción.b.- Baja en la calidad de trabajo.c.- Aumento en los errores.d.- Aumento en la tasa de accidentabilidad.

TASA DE ACCIDENTABILIDAD

En un reporte del Consejo Nacional de Seguridad Norteamericano, los Expertos señalaron que la mala iluminación fue la causa del 5% del total de accidentes industriales, y que junto a la fatiga óptica contribuyen a un total de 20%.

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La experiencia de una industria pesada americana (Allis Chalmers) puede ser mencionada como un ejemplo, que después de que el nivel de iluminación de una línea de armado fue aumentado a 200 Lx, hubo una caída de la tasa de accidentabilidad del 32%.

En segundo lugar, las murallas y techos fueron pintados de colores claros, de tal forma que se reduzcan los contrastes y provea una iluminación más uniforme, la tasa disminuyó en un 16,5%.

Estudios similares en Inglaterra y Francia mostraron bajas considerables en tasas de accidentes, especialmente en astilleros, fundiciones, grandes líneas de armado, y talleres mecánicos.

ILUMINACIÓN Y PRODUCCIÓN

Hay también muchos reportes de aumento de producción debido a la mejoría de la iluminación. Estos aumentos son en parte un efecto directo (a través de medición de la agudeza visual más rápida en el trabajo), y parcialmente indirecta a través de la reducción de la fatiga. Mc Cormick ha dado una tabla resumiendo los resultados de 15 estudios industriales, todos los cuales mostraron un aumento en la producción posterior al aumento en los niveles de iluminación con rangos que iban de un 4 a un 35%, los niveles originales habían sido sin embargo muy bajos menos de 100 Lx.

El mismo Mc Cormick tuvo sus reservas a causa de la existencia de factores incontrolables que estuvieron siempre presentes en tales situaciones. Aún a pesar de sus criticas v lidas, no hay duda que el aumento fue debido parcialmente a la iluminación previa inadecuada.

PERDIDAS MENORES:

Un ejemplo típico dado en una hilandería de algodón norteamericana se muestra en la figura 13. Cuando el nivel de iluminación fue aumentado de 170 a 340 Lx, la producción aumentó en alrededor de un 4,6 %, mientras simultáneamente la cantidad de producto rechazado fue abruptamente reducida, como resultado el costo total cayó en un 24,5%.

Este resultado incentivó a la Gerencia a aumentar la iluminación a valores cercanos a los 750 Lx, donde la producción tuvo un aumento del 10,5%, sobre el nivel original, y la reducción en despilfarro bajó a casi un 40%.

Resultados similares fueron obtenidos en Inglaterra, Francia, Alemania y otros países, todos ellos mostraron aumento en producción, reducción en productos rechazados y menor accidentabilidad en la medida que el nivel de iluminación fue aumentado.

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Figura 13: Efectos del nivel de iluminación en la producción y en el costo de producto rechazado en una fábrica de hilado de algodón.

ILUMINACIÓN UNIFORME

La Iluminación m s brillante no es el único mejoramiento recomendado por los fisiólogos modernos, la correcta distribución de luz sobre el campo de trabajo, y la evitación de deslumbramiento son igualmente importante. Los efectos de reducción de contrastes son ilustrados en el siguiente ejemplo.

Figura 14 : Brillantez de superficies en el campo visual de mujeres ajustadoras de agujas, antes y después que la iluminación ha sido mejorada. Los ó indican la medición e intensidad de luz en cd por m2 en las siguientes áreas:

6.100 y 250 = ventanas laterales.300, 34 y 4 = superficies de banca.39 y 3 = piso.0.32 y 1,6 = interior de caja en banco.25 y 44 = pantalla de proyección.

En el cual sombras de agujas aparecen, para mayores explicaciones vea textos Grandjean, Bloch, Egli y Gfeller.

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AJUSTE DE AGUJAS EN TEJIDO Un grupo de mujeres trabajando en una fábrica Suiza fueron empleadas en ajuste de agujas en una máquina para tejer medias. La aguja fue fijada en posición y doblada en forma con pinzas, la sombra alargada de la aguja fue proyectada en una pantalla, en el cual una línea punteada indicó la sombra correcta a ser alcanzada, esta pantalla de proyección fue introducida profundamente dentro de una caja negra construida en la banca de trabajo.

La caja negra, la pantalla brillante, el piso, la superficie de la curva y la ventana, todo contribuye al excesivo contraste en el campo visual, más allá de los valores recomendados de 1:3 y 1:10. Figura N° 15 da ese contraste en asb.

Ajustando una cortina sobre la ventana y abrillantando la caja oscura con una capa de pintura verde se redujo el contraste considerablemente, aunque no tanto como sería deseable. La caja más brillante hizo posible el aumento del contraste entre las sombras de la aguja y la pantalla, mejorando así la agudeza visual aún sin crear deslumbramiento relativo.

La Figura 15, muestra que esas mejorías en iluminación produjeron un aumento en producción por hora y una correspondiente reducción en la fatiga al final del día medida por medio de la frecuencia pestañeo-fusión. Este ejemplo muestra que cuidando la iluminación se puede mejorar el rendimiento y reducir el estrés.

Figura 15. Efectos de reducción de superficies de contrastes sobre niveles de fatiga y rendimiento entre mujeres ajustadoras de agujas. El nivel de fatiga fue medido por la reducción de la frecuencia diaria de pestañeo-fusión Hz (ordenada).

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FIG:15


Las columnas sombreadas indican el promedio de reducción diaria de frecuencia pestañeo-fusión durante 11 semanas previas a que la iluminación fuera mejorada y 4 semanas después.

Las columnas blancas dan el rendimiento en número de agujas ajustadas por hora por el mismo período de tiempo.

"PROYECTOS DE ILUMINACIÓN INTERIOR"

"NORMAS PARA EL CALCULO"

CUALIDADES QUE DEBE REUNIR UNA BUENA ILUMINACIÓN INTERIOR:

Una buena iluminación, si se trata de alumbrado industrial, es un factor de productividad y de rendimiento en el trabajo, además de que aumenta la seguridad del personal, en el caso de alumbrado comercial, es un decisivo factor de atracción para el público, finalmente en el caso de alumbrado doméstico se mejora el confort visual y hace más agradable y acogedora la vida familiar.

Si se tiene en cuenta de que por lo menos, una quinta parte de la vida del hombre, transcurre bajo alumbrado artificial se comprende el interés que hay en establecer normas prácticas para realizar los proyectos de iluminación interior de forma que se aúnen la economía, la comodidad visual y el sistema de alumbrado más apropiado para una determinada función.

Una buena iluminación interior ha de cumplir cuatro condiciones esenciales:

1.- Suministrar una cantidad de luz suficiente,2.- Eliminar todas las causas de deslumbramiento,3.- Prever aparatos de alumbrado apropiados para cada caso en particular,

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4.- Utilizar fuentes luminosas que aseguren, para cada caso, una satisfactoria distribución de los colores.

"NORMAS PARA REALIZAR LOS PROYECTOS DE ILUMINACIÓN DE INTERIORES"

Por lo general, los datos básicos son los planos del local, por ejemplo, locales para industrias, locales comerciales, etc. En todos los casos, el orden que se debe seguir para realizar un proyecto de iluminación de interiores es el siguiente:

1.- Determinación del nivel de iluminación,2.- Elección del tipo de lámpara,3.- Elección del sistema de iluminación y de los aparatos de alumbrado,4.- Elección de la altura de suspensión de los aparatos de alumbrado,5.- Cálculo de flujo total que se necesita,6.- Distribución definitiva de los aparatos de alumbrado.

Generalmente se adoptan como Plano Útil de Trabajo una superficie situada a 0,80 mts. del suelo, excepto cuando las condiciones del trabajo que se ha de realizar en el local que se va ha iluminar requieran que el plano útil de trabajo sea distinto al señalado.

A continuación, estudiaremos con algún detenimiento todos los puntos que hemos citado para realizar un proyecto de iluminación interior.

DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE ILUMINACIÓN

El nivel de iluminación necesario para conseguir una visión eficaz, rápida y confortable de la tarea de que se trate, depende de cierto número de factores, entre los que podemos contar:

1.- Magnitud de los detalles de los objetos que se trata de discernir,2.- Distancia de estos objetos al órgano visual del observador,3.- Factores de reflexión de lo observado,4.- Contraste entre los detalles y los fondos sobre los que se destacan,5.- Tiempo que se emplea en la observación de los objetos,6.- Rapidez de movimiento de los objetos observados.

La mayor o menor dificultad de una tarea visual debe apreciarse en función de estos y otros factores. Según la importancia de estos factores, se han prescrito distintos niveles de iluminación, mediante investigaciones científicas, para los distintos tipos de locales y las diferentes tareas visuales. Generalmente en estas tablas se entregan los valores mínimos que de ninguna manera pueden ser disminuidos y los valores recomendados de iluminación.

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En general, los niveles de iluminación expresados en las tablas internacionales son superiores a las exigidas legalmente en Chile (decreto 594).Pero aún quedan por debajo de los niveles normalizados en la mayoría de los países extranjeros, en donde se han dado cuenta, antes que nosotros, de la importancia social, económica y laboral que tiene la luz.

Cuando en Chile en cuestiones luminotécnicas se dependía casi exclusivamente de las importaciones, estaban a lo mejor justificados los bajos niveles lumínicos, ahora que se producen en su gran mayoría en casa, ya no tiene sentido prever bajas iluminaciones, sobre todo, si se tienen en cuenta los siguientes factores:

1.- En el aspecto comercial está totalmente demostrado que los elevados niveles de iluminación constituyen un elemento publicitario importantísimo, venden mucho más los comercios bien iluminados y amortizan enseguida los mayores gastos de instalación.

2.- En el aspecto laboral, los trabajadores producen más con elevados niveles de iluminación y lo que es más importante, trabajan más a gusto, lo que influye, naturalmente, en la calidad del producto fabricado.

3.- En los hogares, una iluminación adecuada aumenta el confort, y ayuda a conseguir un ambiente acogedor.

Por lo tanto, el primer paso que deberemos realizar cuando tengamos que desarrollar un proyecto de iluminación, consistirá en elegir un nivel de iluminación adecuado. De acuerdo con nuestra legislación, no debería existir ningún taller o recinto con menos de 300 lux, ya que ese es el mínimo fijado por el decreto 745.

Para iluminaciones inferiores a 300 lux se utilizará siempre alumbrado general. Para iluminaciones comprendidas entre 150 lux y 1.000 lux, puede completarse el alumbrado general con un alumbrado individual o localizado, permanente o temporal, que nos permita alcanzar los valores deseados de iluminación. Para iluminaciones superiores a 1.000 lux, el alumbrado del plano de trabajo habrá de ser localizado, lo que excluye en necesario alumbrado general.

En los casos en que se precise un alumbrado individual combinado con el alumbrado general, los niveles de iluminación correspondientes a ambos tipos de alumbrado deben estar relacionados entre sí, de tal manera que el valor de la iluminación para el alumbrado general no debe ser inferior al indicado en el gráfico.(fig.16)

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En aquellos casos en que el alumbrado general es el único empleado, debemos tener en cuenta el factor de uniformidad, o sea la relación,

ILUMINACIÓN MÍNIMA

ILUMINACIÓN MEDIA

Llamándose iluminación media, a la media aritmética de los niveles de iluminación en diferentes puntos del local. En estas condiciones, el factor de uniformidad ha de ser tal que:

E min 1

E med 1,5

"NORMAS PARA EL CALCULO"

ELECCIÓN DEL TIPO DE LAMPARA

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FIG.16


Con la información entregada en el capítulo correspondiente, ya se tiene la información necesaria para estar informado a cabalidad sobre que tipo de lámpara elegir de acuerdo con la utilización que deseemos darle, basados en su rendimiento u otras ventajas.

Habría que agregar que en iluminación interior, solamente en algunos casos podrá utilizarse la lámpara de vapor de sodio, A pesar de su buen rendimiento y de su gran duración, éstas lámparas no se emplean debido al monocromatismo de la luz emitida.

"ELECCIÓN DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN Y DE LOS APARATOS DE ALUMBRADO"

Ya hablamos anteriormente de los sistemas de iluminación con las ventajas e inconvenientes que presentaba cada uno de ellos, completaremos ahora los conceptos ya desarrollados, analizando las características más importantes de cada sistema, con el objeto de disponer de elementos de juicio cuando se deba elegir entre ellos para un proyecto determinado.

En esta parte del proyecto, también ser más fácil disponer de los catálogos de los fabricantes de aparatos de alumbrado, para determinar que tipo de aparto es el más apropiado, de acuerdo con sus características constructivas y con su curva de distribución luminosa.

La ILUMINACIÓN DIRECTA es apropiada para la obtención económica de altos niveles de iluminación sobre el plano de trabajo. Por lo tanto, es la iluminación utilitaria por excelencia y encuentra muchas aplicaciones en el alumbrado de talleres y de ciertas oficinas. Es interesante observar que por su misma naturaleza deja en la sombra las partes superiores del local, y por lo tanto, reduce las pérdidas de luz por las claraboyas, lo que puede resultar decisivo par su elección en el caso de locales provistos de dichos elementos constructivos (fábricas, talleres, grandes naves industriales, etc.)

Cuando se utiliza la iluminación directa, hay que aumentar considerablemente los aparatos de alumbrado, con el propósito de conseguir que cada objeto iluminado, reciba luz desde varias direcciones simultáneamente, con lo que se consigue la disminución de las sombras molestas.

La iluminación directa se realiza en general, por medio de reflectores de chapa esmaltada o de aluminio pulido o anodizado, también se usa acero inoxidable. Con el objeto de dar a la luz obtenida, cierto grado de difusión favorable al suavizado de las sombras, y a la vez concentrar el flujo luminoso hacia las zonas útiles del local, estos reflectores deben ser anchos y profundos.

Los demás tipos de iluminación no son apropiados para talleres industriales y naves altas, razón por la cual no entraremos en mayores detalles.

Los rendimientos luminosos correspondientes a los diferentes tipos de iluminación son:

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DIRECTO 0,45 SEMIDIRECTO 0,40

DIFUSO 0,35 SEMIINDIRECTO 0,25 INDIRECTO 0,20

"ELECCIÓN DE LA ALTURA DE SUSPENSIÓN DE LOS APARATOS DE ALUMBRADO"

La altura de suspensión de los aparatos de alumbrado es una característica fundamental de todo proyecto de iluminación interior, a pesar de que la mayoría de los fabricantes dan ciertos limites de altura entre los cuales uno puede decidir, razón por la cual en menester enunciar algunas reglas importantes al respecto.

Llamaremos:

d= distancia vertical de los aparatos de alumbrado al plano útil de trabajo, situado como sabemos a 0,80 mts. del suelo.

d'= distancia vertical de los aparatos al techo.h = altura desde el techo dicho plano útil de trabajo.

En los locales de altura normal, tales como oficinas, salas de clase, habitaciones, etc. a tendencia actual es situar los aparatos de alumbrado tan altos como sea posible, Procediendo de esta manera se disminuye el riesgo de deslumbramiento y como vamos a ver enseguida, pueden separarse los focos luminosos, lo que permite disminuir también el número de dichos focos.

Para iluminación directa, semidirecta y difusa la relación entre d y h ser como mínimo:

2 d = h

3 y siempre que sea posible, se debe procurar que:

3 4 d = h o mejor todavía: d = h 4 5

A veces, sobre todo en interiores industriales los locales son de gran altura, por ejemplo: en las naves en que deban instalarse puentes grúas o monorrailes (cadenas de fabricación),también, cuando las dimensiones verticales de los aparatos fabricados o las máquinas y herramientas sean muy grandes, puede suceder que los aparatos de alumbrado deban situarse a muy grandes alturas por encima del plano útil,(más de 7 metros),en estos casos puede adoptarse la altura mínima compatible con las condiciones locales, sin tener en cuenta la altura de los techos y claraboyas existentes.

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"DISTRIBUCIÓN DE LOS APARATOS DE ALUMBRADO"

Casi siempre, los locales que se trata de iluminar sonde forma rectangular, en este caso, los aparatos de alumbrado se sitúan formando hileras paralelas al eje mayor o al eje menor del local. En los demás casos, la situación de los aparatos de alumbrado depende evidentemente de la forma que tenga la superficie de trabajo.

En la que llamaremos:

e = distancia horizontal entre los focos contiguos.d = distancia vertical de los focos al plano útil de trabajo.

La uniformidad de la iluminación depende de la forma en que se cortan los haces luminosos de los aparatos de alumbrado que, a su vez depende de la abertura de dichos aparatos (aparatos concentrantes, extensivos, etc.) y además, de la altura de suspensión d. Para un mismo tipo de aparato de alumbrado, no cambia la forma en que se cortan los haces luminosos si, a la vez, se modifican proporcionalmente los valores de e y de d; dicho de otra manera, la uniformidad de iluminación es función de la relación:

e

d

Por lo tanto, para asegurar esta uniformidad bastar con fijar un limite superior para la relación mencionada.

Para iluminación directa llamaremos 0 a la fracción del flujo luminoso total de aparato de alumbrado radiada en un cono luminoso de 80º de abertura, dirigido hacia abajo y teniendo como eje vertical el del aparato de alumbrado. e

0 0,40 Aparatos Extensivos 1,6 d

En cuanto a la utilización de estos aparatos en función de la altura del local, las normas a seguir son las siguientes:

Aparatos Extensivos Locales con alturas hasta 4 mts.Aparatos Semiextensivos Locales con alturas entre 4 mts. y 6 mts.Aparatos Semintensivos Locales con alturas entre 6 y 10 mts.Aparatos Intensivos Locales con alturas superiores a 10 mts.

Para todos los sistemas de iluminación y para determinar la distancia desde los aparatos de alumbrado a los muros o paredes, llamaremos:

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e'= distancia horizontal desde los aparatos extremos de una fila al muro perpendicular a esa fila.

En general se adopta este valor:

e e' = 2

En los casos particulares en que los puestos de trabajo, tales como pupitres, mesas, máquinas, etc., deban situarse a lo largo de este muro, se debe adoptar el siguiente valor:

e e' = 3

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"CALCULO DEL FLUJO LUMINOSO TOTAL"

Una vez resueltos los problemas anteriores determinaremos el nivel de iluminación, distribución y número de equipos, etc., para ello se ha de calcular el flujo luminoso total que necesitamos para conseguir el nivel de iluminación adecuado, cumpliendo con los requisitos previos citados.

En instalaciones interiores la determinación del flujo luminoso se realiza calculando previamente el factor de utilización, para comprender lo que significa este factor y justificar este procedimiento de cálculo, son precisos unos razonamientos previos, que vamos a exponer a continuación.

En un local cerrado, el flujo luminoso emitido por las lámparas, no llega en su totalidad a la superficie útil de trabajo. Una parte de este flujo se pierde totalmente por absorción de las paredes y techos. En la figura se muestra la distribución en el espacio de este flujo luminoso emitido por las lámparas, después de haber sido absorbida una parte de este flujo por las luminarias o aparatos de alumbrado.(fig:18)

1 = Flujo luminoso que llega directamente a la superficie de trabajo

2 = Flujo luminoso que se dirige hacia las paredes donde una fracción se absorbe y otra fracción llega a la superficie de trabajo, después de una o varias reflexiones,

3 = Flujo luminoso que llega al techo sufriendo el mismo destino del flujo luminoso anterior.

Entonces tendremos que el factor de utilización es la relación existente entre el flujo luminoso útil y el flujo luminoso total emitido por las lámparas. Naturalmente

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FIG:18


siempre ser menor que la unidad puesto que se trata, en realidad de la expresión de un rendimiento.

Hay que tener presente que la parte del flujo luminoso que no es absorbida por las paredes y techo, ni llega tampoco a la superficie de trabajo, no interviene en la iluminación de dicha superficie, pero cumple una función visual muy importante, ya que ilumina y hace visible la parte del espacio comprendida dentro del local.

Estas pérdidas de flujo dependen de los siguientes factores:

1.- Del rendimiento de los aparatos de alumbrado,

2.- De la forma en que el flujo se divide,

3.- De los factores de reflexión de las paredes y del techo,

4.- De las dimensiones del local.

Es evidente entonces que existiendo igualdad de las demás condiciones el factor de utilización será tanto mejor, es decir, tanto más próximo a la unidad, cuanto más elevado sea el rendimiento de los aparatos de alumbrado.

En lo que se refiere a la distribución del flujo luminoso, juega un papel importante la distribución fotométrica del aparato de alumbrado y las dimensiones del local.

Si tenemos dos locales de las mismas dimensiones y utilizamos las mismas lámparas y equipos de alumbrado, tendrá mejor factor de utilización el local cuyas paredes y techo tengan más elevado factor de reflexión.

Finalmente el factor de utilización depende también de las dimensiones del local (fig:19).De acuerdo con esto en un local de gran longitud y poca altura (fig:20) la distribución del flujo luminoso es muy diferente a la de un local de gran altura y poca longitud (fig:21), además podemos observar en las dos figuras anteriores, que la cantidad de flujo enviado al plano útil de trabajo es proporcional a las dimensiones horizontales del local(largo y ancho) e inversamente proporcional a la altura del local.

Por lo tanto, para un mismo aparato de alumbrado y suponiendo iguales las demás condiciones(reflexión de muros y techo, nivel de iluminación, etc.),obtendremos mejor factor de utilización en aquellos locales cuyas dimensiones horizontales son grandes respecto a su altura y recíprocamente un factor de utilización pequeño, en los locales de gran altura y reducidas dimensiones horizontales.

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La influencia de las dimensiones del local se hace más fuerte cuanto mayor sea la proporción del flujo luminoso enviada a las paredes y techo y cuanto menores sean los factores de reflexión de ellos.

Los proyectos de iluminación se refieren generalmente a locales paralelepípedos rectangulares, desde el punto de vista del factor de utilización, los estudios teóricos y experimentales han demostrado que la forma de estos locales puede caracterizarse por un coeficiente denominado índice del local, que combina las relaciones de la longitud y la anchura del local con su altura. Es decir, que el índice del local, resume las relaciones de las tres dimensiones del local y est expresado por la siguiente fórmula:

2 L + 8 A K = Indice del local

10 Hu

L = longitud del local en metrosA = Ancho del local en metrosHu = Altura Util del local en metros. Distancia entre los aparatos de alumbrado y la superficie de trabajo.

La determinación de los factores de utilización (fu) se realiza por intermedio de tablas entregadas por los fabricantes de los equipos, cuyos valores son el resultado de trabajos teóricos y experimentales. Una vez conocido el factor de utilización ya podemos calcular el flujo luminoso necesario para producir una iluminación E sobre la superficie de trabajo S ,expresada en metros cuadrados. Evidentemente, el flujo luminoso útil para iluminar esta superficie, vale:

E x S F =

fu

Sin embargo, la formula encontrada no expresa exactamente las necesidades de iluminación de un local, solamente es v lida para estrenar la instalación. Las lámparas

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sufren un proceso de envejecimiento durante el cual el flujo luminoso va disminuyendo, además los aparatos de alumbrado y las pinturas del local también envejecen, y disminuyen, por lo tanto, el factor de reflexión de unos y otros, finalmente, en muchas ocasiones, la acumulación de polvo en las paredes, techos y aparatos de alumbrado, también contribuyen a aumentar la depreciación de la instalación.

Todos los efectos citados anteriormente se han de tener en cuenta en los cálculos de iluminación, generalmente se expresan por medio de un factor correctivo, d denominado factor de depreciación, siempre mayor que la unidad y que expresa el aumento del flujo luminoso que debemos tener en cuenta por estos conceptos.

Entonces la formula definitiva que nos expresa el flujo luminoso necesario para iluminar un local es la siguiente:

E x S x d F = fu

"DISTRIBUCION DEL NUMERO DE APARATOS O EQUIPOS DE ALUMBRADO"

Después de calcular el número de aparatos de alumbrado, deberemos distribuirlos uniformemente, considerando para ello las normas establecidas anteriormente y la superficie del local.

Para ello deberemos dividir el flujo luminoso total que se ha de producir, por el flujo luminoso entregado por el tipo de lámpara elegido. Si el número de equipos determinados es difícil de distribuir se deben aumentar a la cifra inmediatamente superior que permita distribuirlos uniformemente.

"TABLAS PARA EL CALCULO"

"TABLAS PARA EL CALCULO DE PROYECTOS DE ALUMBRADO INTERIOR"

Se han preparado unas tablas para la determinación de los factores de utilización y de los factores de depreciación en los diferentes casos que se pueden presentar en los proyectos de alumbrado interior.

A continuación resumimos la influencia de todos los factores citados.

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1.- Sistema de Iluminación:

En la columna de la izquierda de las tablas se han dibujado esquemáticamente aparatos de alumbrado típicos, correspondientes a cada sistema de iluminación.

2.- Rendimiento del aparato de alumbrado:

Esta es la relación del flujo luminoso emitido por el aparato de alumbrado, y el flujo luminoso de la lámpara o lámparas instaladas en dicho aparato. Este rendimiento viene expresado en las tablas por y se ha distribuido en el flujo luminoso por encima y por debajo de la horizontal.

3.- Factores de reflexión del techo y paredes:

En las tablas se expresan = factor de reflexión del techo

= factor de reflexión de las paredes

En las tablas se resume la reflexión del techo y paredes de la siguiente forma:

Techo de color blanco 0,7Techo de color muy claro 0,7Techo de color claro 0,5Techo de color medio 0,3Paredes de color claro 0,5Paredes de color medio 0,3Paredes de color oscuro 0,1

Si no se tienen datos sobre el color del techo y de las paredes o en caso de duda se adoptarán los siguientes valores:

Techo 0,5Paredes 0,3

4.- Indice del local:

Los valores están comprendidos entre 1 y 10,si en los cálculos resulta un valor intermedio no expresado en las tablas habrá que interpolar, si el valor resultante es superior a 10, se tomará este último valor como índice del local pues está demostrado que para índices de local superiores a 10, el aumento de dicho índice apenas tiene influencia sobre el factor de utilización.

5.- Distribución de los aparatos de alumbrado:

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El factor de utilización está influenciado también por la distribución de los aparatos de alumbrado. Las tablas han sido desarrolladas teniendo en cuenta las condiciones expuestas, altura de suspensión de dichos aparatos y distancia de los aparatos extremos a las paredes.

Para los locales, cuyo índice de local este comprendido entre 1 y 2,puede resultar interesante instalar un solo aparato en el centro, en cuyo caso el factor de utilización es mayor, y por lo tanto, se precisa menos flujo luminoso para iluminar el local, teniendo en cuenta que al iluminar así, la iluminación en el centro del local es bastante más elevada que en las paredes, lo que en ciertos casos puede resultar un inconveniente.

6.- Factores de Depreciación:

En las tablas presentadas, los factores de depreciación se dividen en tres grupos que corresponden a:

- Ensuciamiento ligero(tiendas, oficinas, escuelas, viviendas, etc.)

- Ensuciamiento Normal

- Ensuciamiento Alto (fundiciones, hornos, minas, etc.)

A su vez cada uno de estos grupos se subdivide en:

a.- Limpieza periódica de lámparas y aparatos cada año.

b.- Limpieza periódica de lámparas y aparatos cada 2 años,

c.- Limpieza periódica de lámparas y aparatos cada 3 años.

En algunos caso de ensuciamiento ligero o grande, no se indica ningún factor de depreciación, cuando esto ocurre así, es que existen razones de carácter económico, estético o luminotécnico que desaconsejan la elección del tipo de aparato de alumbrado más apropiado.

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BIBLIOGRAFIA

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Confección final de los Apuntes de Iluminación para Cursos Expertos Profesionales en Prevención de Riesgos por el profesor Ing. Alfonso Busquets Iturriaga (1995), autorizado su uso por el autor para ser usados sólo en las Universidades de:

Santiago de Stgo., Católica de Stgo., La Frontera de Temuco, Austral de Valdivia y Puerto Montt,Arturo Prat de Iquique, Católica de Antofagasta.

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iluminaciÓn industrial

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