ILUMINACIÓN
Es un hecho incontrovertible la importancia creciente que tiene una adecuada visión dentro del mundo en su conjunto (laboral, de investigación, de descanso, de recuperación de la salud, etc.). Como justificación de este hecho puede darse, por una parte, el que la automatización industrial supone la sustitución de muchos esfuerzos musculares por trabajos especializados, en que la visual es fundamental. A esta razón hay que añadir el
hecho de que los procesos a realizar (industriales, de investigación, de requerimientos de cirugía y otros) suponen tareas visuales cada vez más difíciles y exigentes. Desde los primeros años del siglo XX se han realizado estudios e investigaciones para conocer la iluminación que debe proporcionarse en cada caso para satisfacer las exigencias de la tarea visual que en ella se realiza.

CONCEPTOS BASICOS


a) Intensidad Luminosa : Un manantial de luz que irradia con determinada claridad , un flujo luminoso al incidir sobre una superficie produce en ésta una cierta iluminación, a la que se conoce como intensidad de iluminación, y se mide en candela (cd)
b) Flujo Luminoso: Es la cantidad de luz emitida por una fuente luminosa. Su unidad es el lumen (lm)
c) La Iluminación o Luminancia (E): Es la medida de la cantidad de luz incidente en un área dada. Su unidad en el Sistema Internacional es el Lumen/m2 = Lux
En unidades americanas se tiene el Lumen/pie2=pie bujía
La equivalencia es : 1 pie bujía = 10.76 Lux
d) La Iluminancia ( Brillantez Fotométrica): Es la intensidad luminosa de cualquier superficie en una dirección dada por unidad de área proyectada de la superficie vista desde esa dirección. Su unidad en el Sistema SI es cd/m2
e) La Brillantez subjetiva : Es el atributo subjetivo de cualquier sensación luminosa que da lugar a la escala completa de cualidades de ser reluciente, iluminado, brillante, empañado u oscuro.
f) Absorción, reflexión y transmisión : Son los procesos generales por los cuales un flujo luminoso incidente interacciona con un medio. La Absorción es el proceso por medio del cual el flujo incidente se disipa. La Reflexión es proceso por el cual el flujo incidente deja una superficie o medio por el mismo lado de incidencia. La reflexión puede ocurrir como en un espejo ( reflexión espectacular), reflejarse en ángulos distintos al del flujo incidente con el plano de incidencia (reflexión difusa), ó puede ser una combinación de los dos tipos de reflexión.
La Transmisión es el proceso por el cual el flujo incidente abandona una superficie o medio por un lado distinto al incidente. Si el rayo de luz se reduce solo en intensidad, la transmisión se llama regular.
Si el rayo emerge en todas direcciones, la transmisión se llama difusa. Ambos modos pueden existir combinados.

Flujo incidente = Flujo Absorbido + Flujo Reflejado + Flujo Transmitido

g) Medidores de Luz: Son instrumentos de medición que sirven para medir la luminancia en Luxes.
h) Fuentes Luminosas: La original y mayor fuente de luz es el Sol. En seguida está el fuego de velas, aceite y lámparas de gas. Con el descubrimiento de la electricidad vinieron los diferentes tipos de lámparas que existen hoy en el mercado, a estas le llamaremos en adelante fuentes de luz artificial.

LAS LÁMPARAS

Las lámparas eléctricas son la fuente principal de luz artificial de uso común. Convierten la energía eléctrica en Luz o energía radiante. Los tipos de lámparas que en un tiempo fueron los más usados para la iluminación son:


a) Lámparas incandescentes: Contiene un filamento que se calienta por el paso de la corriente eléctrica a través de él. El filamento está encerrado en un bulbo de vidrio que tiene una base adecuada para conectar la lámpara a un receptáculo eléctrico ( socket ). Los tamaños y formas de los bulbos se designan por un código literal seguido de uno numérico; la letra indica la forma, y el número, el diámetro del tubo.

b) Lámparas Fluorescentes : Consta de un tubo de vidrio con el interior cubierto con fósforo en polvo, que fluorece cuando se excita con luz ultravioleta; los electrodos del filamento se montan en juntas de extremo conectadas a las clavijas de la base. El tubo se llena con un gas inerte (como argón) y una gota de mercurio y se opera a una presión relativamente baja.


c) Lámparas de vapor de mercurio
: Constan de tubos de cuarzo llenados con argón y mercurio, rodeados por una camisa de vidrio llena de nitrógeno.


d) Lámparas de halogenuros metálicos (multivapor):
usan pequeñas cantidades de yoduros de sodio, talio, escandio, disprosio e indio, además de la mezcla usual de argón y mercurio. Tanto como su economicidad como su color son excelentes.


e) Lámparas de vapor de sodio de alta presión: Usan sodio metálico en tubos translúcidos de óxido de aluminio. Se emplean en iluminación de carreteras, puentes, autopistas, en determinados trabajos industriales como imprentas, talleres, almacenes.

f) Lámparas de vapor de sodio de baja presión: La luz se produce en gran cantidad por descarga en vapor de sodio a baja presión. Dada su deficiencia en la reproducción del color, generalmente solo se emplea cuando nos sea necesaria la reproducción cromática.

Sin embargo algunas de estas lámparas han venido en desuso por su alto costo de operación, instalación y su riezgo de contaminación ambiental, siendo reemplazadas por lámpara fluorescentes de otro nivel y principalmente por la tegnología LED que es más sencilla de operar y mucho más económica en sus consumos al corto plazo.

Una de las principales firmas internacionales de producción de luminarios es Phillips y adjunto la liga en donde habla del futuro de las tecnologías en iluminación. haz click aqui para conocer un poco más del tema.

PUNTOS CLAVE A TENER EN CUENTA PARA UNA BUENA ILUMINACION INDUSTRIAL


• Luz suficiente: Tener niveles adecuados de luz, según la naturaleza de la tarea visual.
• Iluminación Uniforme: Una iluminación general con un alto grado de uniformidad, garantiza total libertad a la hora de situar la maquinaria y los bancos de trabajo.(en cualquier punto 200 Lux)
• Buena Iluminación vertical: En ciertos trabajos la tarea visual está localizada en el plano vertical. Se puede recurrir a las empotradas en el techo que ofrecen una distribución asimétrica de la luz.
• Fuentes de luz bien apantalladas: En alturas de montaje bajas es fundamental el uso de pantallas con rejillas que proporcionen el apantallamiento en la dirección crítica, y evitar el deslumbramiento.
• Debe de obtenerse el mejor rendimiento y la máxima economía en toda instalación de iluminación.
• No debe olvidarse el efecto decorativo y funcional de una buena iluminación.


TIPOS DE ILUMINACION PARA INTERIORES


Son las diversas formas en que se deben ubicar las fuentes luminosas ( aparatos lumínicos ) para solucionar problemas visuales, los cuales deben estar en forma proporcional para satisfacer una adecuada operatividad visual a realizarse en determinado ambiente constructivo.
Iluminación directa : Es aquella en la cual la fuente luminosa está dirigida directamente hacia el área de trabajo o el área a iluminarse.
Iluminación Semi-directa.- Es la que la proyección del flujo luminoso que sale al área de trabajo proviene de la combinación de la luz directa de la fuente de luz y una parte del flujo luminosos que se refleja en las paredes techos y mobiliario.
Iluminación Indirecta:.- Es en la que la fuente luminosa es dirigida a una pared, techo o a un mobiliario la cual o las cuales reflejan al flujo luminoso a la zona a iluminarse.
Iluminación Semi-indirecta.- es aquella en la cual el manantial emite flujos luminosos, unos inciden en el techo o en otro tipo de superficie que los refleja hacia la zona de trabajo, otras traspasan directamente superficies opacas y se distribuyen en todas las direcciones y uniformemente en la zona de trabajo.
Iluminación Difusa.- Es aquella en la que la fuente luminosa emite rayos, los cuales son dirigidos directamente a una superficie opaca y al traspasarlas se reparten uniformemente en todas las direcciones del área de trabajo.

DISEÑO DE ALUMBRADO


El objeto de un diseño de alumbrado es proporcionar iluminación suficiente para una tarea visual dada, sin producir malestar, Y AL MÍNIMO COSTO POSIBLE. No es difícil obtener suficiente luz con las modernas fuentes luminosas, pero si se colocan y controlan en forma inadecuada, se obtendrán luz molesta y deslumbrante.
Al realizar los análisis de iluminación es necesario aclarar que no es conveniente una iluminación escasa ni tampoco una iluminación intensa, porque en el primer caso se realizará mayor esfuerzo al órgano de la visión, y el segundo caso produce deslumbramiento en los objetos iluminados afectando también al órgano de la visión.

En la iluminación de interiores, se debe tener en cuenta: la reflexión que producirán las fuentes luminosas, las dimensiones que tendrá el ambiente o local a iluminar, los niveles y formas de iluminar a los objetos del local.
La reflexión es uno de los factores determinados por un principio de la física que determina que en un rayo incidente es igual al rayo reflejado. Sin embargo en la iluminación de interiores, la reflexión es influenciada por el color y la rugosidad de la superficie en la cual incidirán los rayos luminosos. Por ejemplo, el papel o cartón negro granulado reflejará solamente el 55% de la luz incidente; el papel blanco liso , reflejará el 85 %.
Al iniciarse todo análisis en iluminación de interiores se deben tener en cuenta los siguientes puntos fundamentales:


Formas o tipos de iluminación y numero y ubicación de las lámparas a usar
Potencia y número de lámpara a usar
Ubicación y altura de suspensión de las lámparas


Con frecuencia se usan dos leyes importantes en los cálculos de alumbrado.


Ley de los cuadrados inversos

Sea una fuente luminosa situada en O y produce F lumens, dentro del ángulo sólido. Sea también una superficie plana dentro del ángulo sólido y de área A m2. La superficie es perpendicular al eje del rayo. La iluminación media será


E = I / d2


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

Ley del Coseno


Considérese una fuente luminosa de” I” candelas situada a una altura perpendicular “ h” m sobre un punto” P” sobre un cierto lugar a una distancia”
L”. A lo largo del plano se encuentra un segundo punto “Q” , este punto “Q” se encuentra a una distancia” d “m de “O”.


E = I x h / d3


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

PASOS A SEGUIR EN EL DISEÑO DE ALUMBRADO


1.- Determinar el nivel requerido de iluminación; (luxes) se selecciona de tabla para diferentes ambientes iluminar.
2.- Se selecciona el tipo de iluminación y el tipo de lámpara
3.- Se determina el coeficiente de utilización ( CU ); que tiene en cuenta el hecho de que de la salida total en Lumens, sólo una pequeña porción llega al plano de trabajo. Este factor se ve afectado por caracteristicas tales como forma y dimensiones del cuarto, color de paredes y techo, tipo de unidad y reflector.


a) Relación de Local ( RL )
- Directa, semidirecta y difusa RL = (Ancho*Largo) / Alto*(Ancho+Largo)
- Indirecta, semiindirecta RL1 = 3/2 * RL
Con la relación de local se obtiene el índice de local.

4) Estimar el Factor de Depreciación ( FC); que toma en cuenta la reducción en la eficiencia de la instalación, debido a caracteristicas tales como acumulación de polvo en las pantallas y pérdidas de propiedades reflejantes de las paredes y el cielo debido a suciedad.
5) Calculo del número de Lámparas ( N )


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

E: Iluminación en Luxes
FL: Flujo Luminoso en Lumenes x Lampara
CU: Coeficiente de Utilización
FC: Factor de Depreciación

Sin embargo, hay muchas otras consideraciones que se deben de tomar en cuenta para calcular la iluminación interior de un local o área bajo techo, o para el cálculo de áreas exteriores, factores y detalles que dejaremos para personas que gustan más por hacer los cálculos a mano alzada, en nuestro caso particular utilizaremos el software DiaLux, diseñado por el Insituto de Iluminación de Alemania y cuyo objetivo es ayudar a diseñadores y proyectictas a establecer con los métodos más modernos y actualizados el diseño de iluminación como una erramienta amigable y de acceso público.

Descarga aquí el DiaLux, su manejo y utilización lo veremos en clase, has click en la imagen.