3 Luminotécnia

ESPECIALIDAD: DISEÑO DE INTERIORES MÓDULO VI: INSTALACIONES TÉCNICAS Y ESPECIALES

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2.-LUMINOTECNIA

2.1.- INTRODUCCIÓN:

La luminotecnia es la ciencia aplicada que concierne a la luz, a su control y a su manipulación, aunque también podemos decir que es el arte de la iluminación eléctrica.

Los humanos poseen una capacidad extraordinaria para adaptarse a su entorno. La luz es muy importante porque es un elemento esencial de nuestra capacidad de ver. Además, la mayor parte de la información que recibimos a través de los sentidos la obtenemos a través de la vista. La luz es una radiación electromagnética de longitud de onda entre 380 y 750 nm.

Existen muchos modos de crear luz, pero dos de los métodos más utilizados actualmente son los siguientes:

Cuando los materiales sólidos o líquidos se calientan a temperaturas superiores a 1000 K emiten radiación visible (incandescencia). Las lámparas de filamentos se basan en este concepto para generar luz.

La descarga eléctrica es otra técnica utilizada para obtener luz. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un gas emite radiación.

Desde sus comienzos la iluminación artificial ha tenido dos propósitos concretos: permitir la visibilidad en la oscuridad natural, y la creación de efectos visibles, para ello el desarrollo de la luminotecnia se ha caracterizado por la invención de fuentes de luz con mayor flujo luminoso y eficiencia.

En el desarrollo de la luminotecnia en los últimos años pueden identificarse dos o tres importantes aspectos: el primero de ellos es que técnicos en luz y especialista en visión humana, han colaborado estrechamente convencidos de que la iluminación artificial no solo tiene que ser decorativa sino además eficaz y confortable en términos de vista y fatiga ocular.

En segundo lugar el técnico en iluminación ha aprendido del arquitecto, el cual siempre ha estado preocupado por la iluminación natural de sus edificios, pero raramente por la iluminación artificial.

Y un tercer aspecto podría ser el reconocimiento por parte de los ingenieros y diseñadores de edificios, del hecho de que grandes cantidades de iluminación artificial, generan grandes cantidades de calor, el cual si se ignora puede producir numerosas molestias, pero sin embargo, puede aprovecharse en la climatización del edificio.

Estudios recientes sobre la salud y el comportamiento de las personas, indican que, la luz favorece la salud y repercute positivamente sobre la motivación de las personas. Podemos afirmar que una iluminación correcta incrementa el factor de bienestar, la


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motivación para trabajar y con ello los resultados de las personas, por lo que las conclusiones de estos estudios se aplican cada vez con mayor fuerza en el mundo laboral.

La automatización de los recintos de trabajo, para obtener un entorno luminoso y ambiental óptimo en la oficina y en las áreas de trabajo, proporciona bienestar y mayor motivación a los empleados.

Por ello, se puede afirmar que las inversiones en iluminación y gestión de espacios, no son inversiones en el edificio sino más bien, inversiones en las personas.

Pero la luminotecnia que estudia la luz y su control, no solamente tiene aplicación en la iluminación de espacios, en la actualidad también es de aplicación en la medicina, que mediante técnicas asociadas permite la curación de enfermedades, así la LUMINOTERAPIA, es el tratamiento que mejores resultados está teniendo, tanto en cuadros depresivos de carácter estacional, como en patologías derivadas en turnos rotativos, o de los trastornos derivados de vuelos largos, trastornos del sueño, estados de ansiedad y otros. Básicamente se basa en la exposición a una luz blanca brillante con una intensidad de unos 10.000 lux o superior durante 30 minutos dos veces a la semana. El espectro de esta luz es un espectro sin ultravioletas (430 700 nm) sin campos electromagnéticos, sin efecto estroboscópico.

Otros como la CROMOTERAPIA que se utiliza en la medicina natural y se lleva a cabo a través de los colores en que se divide el espectro de la luz solar.

2.2.- CONCEPTOS PREVIOS

Flujo Luminoso (Potencia Luminosa): Es la cantidad total de luz emitida o radiada, por una fuente de luz, en un segundo en todas las direcciones, siendo el significado del flujo luminoso el de la potencia luminosa propia de una lámpara Por ejemplo, una lámpara incandescente consume una determinada energía que transforma en energía radiante, de la cual sólo una pequeña parte (alrededor del 10%) es percibida por el ojo humano en forma de luz, mientras que el resto se pierde en calor.

Lumen (lm): Unidad que mide la cantidad de luz emitida.

Eficiencia o rendimiento luminoso: cantidad de luz emitida (lm) por unidad de potencia eléctrica consumida (W).

Luminancia: Se llama luminancia al efecto de luminosidad que produce una superficie en la retina del ojo, tanto si procede de una fuente primaria que produce luz, como si procede de una fuente secundaria o superficie que refleja luz.

Iluminancia (Nivel de Iluminación): La iluminancia o nivel de iluminación de una superficie es la relación entre el flujo luminoso que recibe la superficie y su área.


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Rendimiento de color (IRC): Los colores que vemos dependen de las características cromáticas de la fuente de luz. Así, el IRC señala la capacidad de una fuente de luz artificial en reproducir los colores, siendo la referencia (100%) el Sol.

Vida útil: Es el tiempo estimado en horas después del cual es preferible sustituir las lámparas de una instalación para evitar una disminución excesiva de los niveles de iluminación.

2.3.- LUMINARIAS

Debido a la muy alta luminancia de las lámparas, es preciso aumentar la superficie aparente de emisión para evitar molestias visuales como el deslumbramiento.

Por otro lado es necesario apantallar las lámparas para protegerlas de los agentes exteriores y para que dirijan el flujo en la forma más adecuada a la tarea visual.

Por lo tanto tiene gran importancia el conjunto formado por la luminaria y la lámpara.

La definición según la norma UNE-EN 60598-1 de luminaria es el aparato de alumbrado que reparte, filtra o transforma la luz emitida por una o varias lámparas y que comprende todos los dispositivos necesarios para el soporte, la fijación y la protección de lámparas y en caso necesario, los circuitos auxiliares en combinación con los medios de conexión con la red de alimentación.

Independientemente de la definición que pueda ser mas o menos descriptiva, podemos definir la luminaria como un objeto formado por un conjunto de elementos destinados a proporcionar una adecuada radiación luminosa de origen eléctrico y el conjunto debe contar con un buen diseño formal y una razonable economía de medios para resolver el control luminoso que es el fin primordial y que el producto sea sólido y eficaz, sencillo en su instalación y un mínimo mantenimiento durante su uso.

Los elementos genéricos por los que están formadas las luminarias son:

- Armadura: es el elemento físico mínimo que sirve de soporte y delimita el volumen de la misma. Pueden ser de interior o exterior, de superficie o empotradas, suspendidas o de carril, abierta, cerrada o estanca, de pared, brazo o sobre columna, para ambientes normales o de riesgo.

- Equipo eléctrico: adecuados a los distintos tipos de luz. o Incandescente sin elementos auxiliares. o Halógenas de alto voltaje a la tensión normal de la red o de bajo voltaje

con transformador. o Fluorescentes con reactancia, condensador o conjuntos electrónicos de

encendido.


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o De descarga con reactancia, condensador o conjuntos electrónicos de encendido.

- Reflectores: determinadas superficies en el interior de la luminaria que modelan la forma y dirección del flujo de la lámpara.

o Simétrico o asimétrico. o Concentrador o difuso. o Especular con escasa dispersión luminosa, o no especular.

- Difusores: Elemento de cierre o recubrimiento de la luminaria en la dirección de la radiación luminosa.

o Lamas o retícula o opal liso (blanca) o prismática (metacrilato traslúcido). o Especular o no especular.

- Filtros: En combinación con los difusores sirven para potenciar o mitigar determinadas características de la radiación luminosa.

2.3.1.- CLASIFICACIÓN SEGÚN LAS CARACTERÍSTICAS ÓPTICAS DE LA LÁMPARA

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

Directa Semidirecta

General difusa

Directa-indirecta

Semidirecta Indirecta


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2.3.2.- CLASIFICACIÓN DE LUMINARIAS POR EL GRADO DE PROTECCIÓN ELÉCTRICA.

Las luminarias deben asegurar la protección de las personas contra los contactos eléctricos. Según el grado de aislamiento eléctrico pueden ser:

- Clase 0: Luminarias con aislamiento funcional, pero sin aislamiento doble ni reforzado y sin conexión a tierra.

- Clase I: Luminarias con aislamiento funcional, pero sin aislamiento doble ni reforzado y con conexión a tierra.

- Clase II: Luminarias con aislamiento doble y/o reforzado en su totalidad y sin conexión a tierra.

- Clase III: Luminaria diseñada para ser conectada a circuitos de voltaje extra-bajo de seguridad y no cuenta con circuitos que operen a un voltaje superior.

2.3.3.- CLASIFICACIÓN DE LUMINARIAS POR CONDICIONES OPERATIVAS:

El sistema IP (Internacional Protección) fijado en UNE-EN 60598 clasifica las luminarias de acuerdo con el grado de protección que poseen contra el ingreso de cuerpos extraños, polvo y humedad.

La designación para indicar los grados de protección consiste en las letras características de IP seguidas por dos números que indican el primero el grado de cumplimiento de la protección contra el ingreso de cuerpos extraños y polvo, el segundo el grado de sellado para evitar el ingreso de agua y el tercero que se indica en el sistema francés, el grado de resistencia a los impactos.

2.4.- LÁMPARAS

Una lámpara o bombilla es un convertidor de energía, cuya función principal es transformar la energía eléctrica en luz. Actualmente en el mercado existe una gran variedad de lámparas, con diferentes características y funcionamientos.

2.4.1.- LÁMPARAS INCANDESCENTES

Las lámparas incandescentes fueron la primera forma de generar luz a partir de la energía eléctrica. Desde que fueran inventadas, la tecnología ha cambiado mucho produciéndose sustanciosos avances en la cantidad de luz producida, el consumo y la duración de las lámparas. Su principio de funcionamiento es simple, se pasa una corriente eléctrica por un filamento hasta que este alcanza una temperatura tan alta que emite radiaciones visibles por el ojo humano.

Las lámparas incandescentes están formadas por un hilo de wolframio que se calienta alcanzando temperaturas tan elevadas que empieza a emitir luz visible. Para evitar que el filamento se queme en contacto con el aire, se rodea con una ampolla de vidrio a la que se le ha hecho el vacío o se ha rellenado con un gas. El conjunto se completa


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con unos elementos con funciones de soporte y conducción de la corriente eléctrica y un casquillo normalizado que sirve para conectar la lámpara a la luminaria.

Existen dos tipos de lámparas incandescentes: las que contienen un gas halógeno en su interior y las que no lo contienen

La incandescencia

Todos los cuerpos calientes emiten energía en forma de radiación electromagnética. Mientras más alta sea su temperatura mayor será la energía emitida y la porción del espectro electromagnético ocupado por las radiaciones emitidas. Si el cuerpo pasa la temperatura de incandescencia una buena parte de estas radiaciones caerán en la zona visible del espectro y obtendremos luz.

La incandescencia se puede obtener de dos maneras. La primera es por combustión de alguna sustancia, ya sea sólida como una antorcha de madera, líquida como en una lámpara de aceite o gaseosa como en las lámparas de gas. La segunda es pasando una corriente eléctrica a través de un hilo conductor muy delgado como ocurre en las bombillas corrientes. Tanto de una forma como de otra, obtenemos luz y calor (ya sea calentando las moléculas de aire o por radiaciones infrarrojas). En general los rendimientos de este tipo de lámparas son bajos debido a que la mayor parte de la energía consumida se convierte en calor.

La producción de luz mediante la incandescencia tiene una ventaja adicional, y es que la luz emitida contiene todas las longitudes de onda que forman la luz visible o dicho de otra manera, su espectro de emisiones es continuo. De esta manera se garantiza una buena reproducción de los colores de los objetos iluminados.

2.4.1.1.- Características de una lámpara incandescente

Entre los parámetros que sirven para definir una lámpara tenemos las características fotométricas: la intensidad luminosa, el flujo luminoso y el rendimiento o eficiencia.


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Además de estas, existen otros que nos informan sobre la calidad de la reproducción de los colores y los parámetros de duración de las lámparas.

2.4.1.1.1.-Características cromáticas

Los colores que vemos con nuestros ojos dependen en gran medida de las características cromáticas de las fuentes de luz. Por poner un ejemplo, no se ve igual una calle de noche a la luz de las farolas iluminadas por lámparas de luz blanca que con lámparas de luz amarilla.

A la hora de describir las cualidades cromáticas de las fuentes de luz hemos de considerar dos aspectos. El primero trata sobre el color que presenta la fuente. Y el segundo describe cómo son reproducidos los colores de los objetos iluminados por ésta. Para evaluarlos se utilizan dos parámetros: la temperatura de color y el rendimiento de color que se mide con el IRC.

La temperatura de color hace referencia al color de la fuente luminosa. Su valor coincide con la temperatura a la que un cuerpo negro tiene una apariencia de color similar a la de la fuente considerada. Esto se debe a que sus espectros electromagnéticos respectivos tienen una distribución espectral similar. Conviene aclarar que los conceptos temperatura de color y temperatura de filamento son diferentes y no tienen por qué coincidir sus valores.

El rendimiento de color, por contra, hace referencia a cómo se ven los colores de los objetos iluminados. Nuestra experiencia nos indica que los objetos iluminados por un fluorescente no se ven del mismo tono que aquellos iluminados por bombillas. En el primer caso destacan más los tonos azules mientras que en el segundo lo hacen los rojos. Esto se debe a que la luz emitida por cada una de estas lámparas tiene un alto porcentaje de radiaciones monocromáticas de color azul o rojo.

Para establecer el rendimiento en color se utiliza el índice de rendimiento de color (IRC o Ra) que compara la reproducción de una muestra de colores normalizada iluminada con nuestra fuente con la reproducción de la misma muestra iluminada con una fuente patrón de referencia.

2.4.1.1.2.-Características de duración

La duración de una lámpara viene determinada básicamente por la temperatura de trabajo del filamento. Mientras más alta sea esta, mayor será el flujo luminoso pero también la velocidad de evaporación del material que forma el filamento. Las partículas evaporadas, cuando entren en contacto con las paredes se depositarán sobre estas, ennegreciendo la ampolla. De esta manera se verá reducido el flujo luminoso por ensuciamiento de la ampolla. Pero, además, el filamento se habrá vuelto más delgado por la evaporación del tungsteno que lo forma y se reducirá, en consecuencia, la corriente eléctrica que pasa por él, la temperatura de trabajo y el flujo luminoso. Esto seguirá ocurriendo hasta que finalmente se rompa el filamento. A este proceso se le conoce como depreciación luminosa.


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La duración de las lámparas incandescentes está normalizada; siendo de unas 1000 horas para las normales, para las halógenas es de 2000 horas para aplicaciones generales y de 4000 horas para las especiales.

2.4.1.1.3.- Factores externos que influyen en el funcionamiento de las lámparas

Los factores externos que afectan al funcionamiento de las lámparas son la temperatura del entorno dónde esté situada la lámpara y las desviaciones en la tensión nominal en los bornes.

La temperatura ambiente no es un factor que influya demasiado en el funcionamiento de las lámparas incandescentes, pero sí se ha de tener en cuenta para evitar deterioros en los materiales empleados en su fabricación. En las lámparas normales hay que tener cuidado de que la temperatura de funcionamiento no exceda de los 200º C para el casquillo y los 370º C para el bulbo en el alumbrado general. Esto será de especial atención si la lámpara está alojada en luminarias con mala ventilación. En el caso de las lámparas halógenas es necesaria una temperatura de funcionamiento mínima en el bulbo de 260º C para garantizar el ciclo regenerador del wolframio. En este caso la máxima temperatura admisible en la ampolla es de 520º C para ampollas de vidrio duro y 900º C para el cuarzo.

Las variaciones de la tensión se producen cuando aplicamos a la lámpara una tensión diferente de la tensión nominal para la que ha sido diseñada. Cuando aumentamos la tensión aplicada se produce un incremento de la potencia consumida y del flujo emitido por la lámpara pero se reduce la duración de la lámpara. Análogamente, al reducir la tensión se produce el efecto contrario.

2.4.1.2.- Tipos de lámparas

2.4.1.2.1.-Lámparas incandescentes convencionales

La lámpara incandescente produce luz por medio del calentamiento eléctrico de un alambre (el filamento) a una temperatura alta que emite de esa forma radiación dentro del campo visible del espectro.

Las partes principales de una lámpara incandescente son el filamento, los soportes de filamento, la ampolla, el gas de relleno y el

casquillo.

En estas lámparas, la energía luminosa obtenida es muy poca comparada con la energía calorífica que irradia, es decir, gran parte de la energía eléctrica transformada se


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pierde en calor y por ello su eficacia luminosa es pequeña (es una lámpara derrochadora de energía).

Entre las lámparas incandescentes podemos distinguir las que se han rellenado con un gas inerte de aquellas en que se ha hecho el vacío en su interior. La presencia del gas supone un notable incremento de la eficacia luminosa de la lámpara dificultando la evaporación del material del filamento y permitiendo el aumento de la temperatura de trabajo del filamento. Las lámparas incandescentes tienen una duración normalizada de 1000 horas, una potencia entre 25 y 2000 W y unas eficacias entre 7.5 y 11 lm/W para las lámparas de vacío y entre 10 y 20 para las rellenas de gas inerte.

Las lámparas tienen la ventaja de que se conectan directamente a la red, no necesitando ningún equipo auxiliar para su funcionamiento.

2.4.1.2.2.- Lámparas halógenas de wolframio

La alta temperatura del filamento de una lámpara incandescente normal causa que las partículas del filamento se evaporen y se condensen en la pared de la ampolla, dando por resultado un oscurecimiento de la misma. Las lámparas halógenas

poseen un componente halógeno (yodo, cloro, bromo) agregado al gas de relleno y trabajan con el ciclo regenerativo de halógeno para prevenir el oscurecimiento.

La diferencia principal con una lámpara incandescente, aparte del aditivo de halógeno mencionado anteriormente, está en la ampolla. Debido a que la temperatura de la ampolla debe ser alta, las lámparas halógenas son más pequeñas que las lámparas incandescentes normales. La envoltura tubular está hecha de un vidrio de cuarzo especial (que no debe tocarse con los dedos). Desde su introducción, las lámparas halógenas han incursionado en casi todas las aplicaciones donde se utilizaban las lámparas incandescentes. Las ventajas de las lámparas halógenas con respecto a las lámparas incandescentes normales son: mayor durabilidad, mayor eficiencia luminosa, menor tamaño, mayor temperatura de color y poca o ninguna depreciación luminosa en el tiempo.


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2.4.2.- LÁMPARAS DE DESCARGA

Las lámparas de descarga son una forma alternativa de producir luz de un modo más eficiente y económico que las lámparas incandescentes. En este caso la luz se consigue estableciendo una corriente eléctrica entre dos electrodos situados en un tubo lleno de gas, existiendo entre los electrodos una diferencia de potencial que provoca las descargas eléctricas necesarias para conseguir luz. Para que estas

lámparas funcionen correctamente es necesario, en la mayoría de casos, la presencia de unos elementes exteriores. Los cebadores son dispositivos que suministran un poco de tensión entre los electrodos del tubo, necesarios para iniciar la descarga y vencer así la resistencia inicial del gas a la corriente eléctrica. Hay otros dispositivos que sirven para limitar la

corriente que atraviesa la lámpara, los balastos y, de este modo, evitar un exceso de electrones circulando por el gas que aumentaría el valor de la corriente hasta producir la destrucción de la lámpara.

La consecuencia de esto es que la luz emitida por la lámpara no es blanca (por ejemplo en las lámparas de sodio a baja presión es amarillenta). Por lo tanto, la capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es, en general, peor que en el caso de las lámparas incandescentes que. Es posible, recubriendo el tubo con sustancias fluorescentes, mejorar la reproducción de los colores y aumentar la eficacia de las lámparas convirtiendo las nocivas emisiones ultravioletas en luz visible

2.4.2.1.- Características de una lámpara incandescente

2.4.2.1.1.- Eficacia

Al establecer la eficacia de este tipo de lámparas hay que diferenciar entre la eficacia de la fuente de luz y la de los elementos auxiliares necesarios para su funcionamiento que depende del fabricante. En las lámparas, las pérdidas se centran en dos aspectos: las pérdidas por calor y las pérdidas por radiaciones

no visibles (ultravioleta e infrarrojo). El porcentaje de cada tipo dependerá de la clase de lámpara con que trabajemos.

La eficacia de las lámparas de descarga oscila entre los 19-28 lm/W de las lámparas de luz de mezcla y los 100-183 lm/W de las de sodio a baja presión.


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2.4.2.1.2.- Características cromáticas

Debido a la forma discontinua del espectro de estas lámparas, la luz emitida es una mezcla de unas pocas radiaciones monocromáticas; en su mayor parte en la zona ultravioleta (UV) o visible del espectro. Esto hace que la reproducción del color no sea muy buena y su rendimiento en color tampoco.

Para solucionar este problema podemos tratar de completar el espectro con radiaciones de longitudes de onda distintas a las de la lámpara. La primera opción es combinar en una misma lámpara dos fuentes de luz con espectros que se complementen como ocurre en las lámparas de luz de mezcla (incandescencia y descarga). También podemos aumentar la presión del gas. De esta manera se consigue aumentar la anchura de las líneas del espectro de manera que formen bandas anchas y más próximas entre sí. Otra solución es añadir sustancias sólidas al gas, que al vaporizarse emitan radiaciones monocromáticas complementarias. Por último, podemos recubrir la pared interna del tubo con una sustancias fluorescente que conviertan los rayos ultravioletas en radiaciones visibles.

2.4.2.1.3.- Características de duración

Hay dos aspectos básicos que afectan a la duración de las lámparas. El primero es la depreciación del flujo. Este se produce por ennegrecimiento de la superficie de la superficie del tubo donde se va depositando el material emisor de electrones que recubre los electrodos. En aquellas lámparas que usan sustancias fluorescentes otro factor es la pérdida gradual de la eficacia de estas sustancias.

El segundo es el deterioro de los componentes de la lámpara que se debe a la degradación de los electrodos por agotamiento del material emisor que los recubre. Otras causas son un cambio gradual de la composición del gas de relleno y las fugas de gas en lámparas a alta presión.

2.4.2.1.4.- Factores externos que influyen en el funcionamiento

Los factores externos que más influyen en el funcionamiento de la lámpara son la temperatura ambiente y la influencia del número de encendidos.

Las lámparas de descarga son, en general, sensibles a las temperaturas exteriores. Dependiendo de sus características de construcción (tubo desnudo, ampolla exterior...) se verán más o menos afectadas en diferente medida. Las lámparas a alta presión, por ejemplo, son sensibles a las bajas temperaturas en que tienen problemas de arranque. Por contra, la temperatura de trabajo estará limitada por las características térmicas de los componentes (200º C para el casquillo y entre 350º y 520º C para la ampolla según el material y tipo de lámpara).

La influencia del número de encendidos es muy importante para establecer la duración de una lámpara de descarga ya que el deterioro de la sustancia emisora de los electrodos depende en gran medida de este factor.


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2.4.2.2.- Tipos de lámparas de descarga

Las lámparas de descarga se pueden clasificar según el gas utilizado (vapor de mercurio o sodio) o la presión a la que este se encuentre (alta o baja presión). Las propiedades varían mucho de unas a otras y esto las hace adecuadas para unos usos u otros.

• Lámparas de vapor de mercurio: o Baja presión:

Lámparas fluorescentes o Alta presión:

Lámparas de vapor de mercurio a alta presión Lámparas de luz de mezcla Lámparas con halogenuros metálicos

• Lámparas de vapor de sodio: o Lámparas de vapor de sodio a baja presión o Lámparas de vapor de sodio a alta presión

2.4.2.2.1.- LÁMPARAS DE DESCARGA DE VAPOR DE MERCURIO

2.4.2.2.1.1.- Lámparas fluorescentes

No tienen botella exterior, están formadas por un tubo cilíndrico cerrado en cada uno de sus extremos donde se sitúan los electrodos. El tubo de descarga está lleno de vapor de mercurio a baja presión y una pequeña cantidad de gas que sirve para facilitar

el encendido y controlar la descarga de los electrodos. La duración de estas lámparas se sitúa entre 5.000 y 10.000 horas. El rendimiento en color de estas lámparas es aproximadamente del 70%.Hace poco tiempo aparecieron las lámparas fluorescentes compactas que llevan incorporados los elementos auxiliares para facilitar el encendido y para limitar la corriente. Son lámparas pequeñas, pensadas para sustituir las lámparas incandescentes con un ahorro energético que puede llegar al 70% y con muy buenas prestaciones (entre los 70 lm/W y un IRC que puede llegar al 90%).


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2.4.2.2.1.2.- Lámparas de vapor de mercurio de alta presión

Cuando se aumenta la presión de mercurio en el interior del tubo de descarga la radiación ultravioleta característica de las lámparas de baja presión pierde importancia respecto las emisiones en la zona visible. Con estas condiciones la luz emitida es de color azul-verde, para solucionar este problema se acostumbran a añadir sustancias fluorescentes para mejorar las características cromáticas de la lámpara. La vida útil de este tipo de lámparas es de unas 8.000 horas.

La temperatura de color se mueve entre 3500 y 4500 K con índices de rendimiento en color de 40 a 45 normalmente. La vida útil, teniendo en cuenta la depreciación se establece en unas 8000 horas. La eficacia oscila entre 40 y 60 lm/W

Los modelo más habituales de estas lámparas tienen una tensión de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la red de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares.

2.4.2.2.1.3.-Lámparas de luz mezcla

Son una mezcla de una lámpara de mercurio a alta presión con una lámpara incandescente y, habitualmente, tienen un recubrimiento fosforescente. El resultado de esta mezcla es que ofrece una buena reproducción del color. Su duración viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la causa principal de fallos, en general, su vida media se sitúa alrededor de las

6.000 horas.

Su eficacia se sitúa entre 20 y 60 lm/W y ofrecen una buena reproducción del color con un rendimiento de color de 60 y una temperatura de color de 3600 K.

Una particularidad de estas lámparas es que no necesitan balasto ya que el propio filamento actúa como estabilizador de la corriente, pudiéndose conectar directamente a la red. Esto las hace adecuadas para sustituir las lámparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones.


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2.4.2.2.1.4.- Lámparas de halogenuros metálicos

Son lámparas de vapor de mercurio a alta presión que además contienen yoduros metálicos Con esto se consigue aumentar considerablemente la eficacia luminosa y aproximar el color al de la luz diurna solar.

Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K y un rendimiento del color de entre 65 y 85. La

eficiencia de estas lámparas ronda entre los 60 y 96 lm/W y su vida media es de unas 10000 horas. Para su funcionamiento es necesario un dispositivo especial de encendido, puesto que las tensiones de arranque son muy elevadas (1500-5000 V).

Las excelentes prestaciones cromáticas la hacen adecuada entre otras para la iluminación de instalaciones deportivas, para retransmisiones de TV, estudios de cine, proyectores, etc.

2.4.2.2.2.- LÁMPARAS DE DESCARGA DE VAPOR DE SODIO

Se incluyen las lámparas de vapor de sodio a baja presión y las lámparas de sodio a alta presión.

2.4.2.2.2.1.- Lámparas de sodio a baja presión

La descarga eléctrica en un tubo con vapor de sodio a baja presión produce una radiación monocromática característica

La radiación emitida, de color amarillo, está muy próxima al

máximo de sensibilidad del ojo humano. Por ello, la eficacia de estas lámparas es muy elevada (entre 160 y 180 lm/W).

Otra ventaja es que permite una gran comodidad y agudeza visual, además de una buena percepción de contrastes. Por contra, su monocromatismo hace que la reproducción de


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colores y el rendimiento en color sean muy malos haciendo imposible distinguir los colores de los objetos.

La vida media de estas lámparas es muy elevada, de unas 15000 horas y la depreciación de flujo luminoso que sufren a lo largo de su vida es muy baja por lo que su vida útil es de entre 6000 y 8000 horas. Esto junto a su alta eficiencia y las ventajas visuales que ofrece la hacen muy adecuada para usos de alumbrado público como en autopistas, puertos, playas, etc., aunque también se utiliza con finalidades decorativas. En cuanto al final de su vida útil, este se produce por agotamiento de la sustancia emisora de electrones como ocurre en otras lámparas de descarga. Aunque también se puede producir por deterioro del tubo de descarga o de la ampolla exterior.

2.4.2.2.2.2.- Lámparas de sodio a alta presión

Físicamente, la lámpara de sodio de alta presión es bastante diferente a la lámpara de sodio a baja presión, debido a que la presión de vapor es más alta en la primera.

Proporcionan una luz blanca dorada mucho más agradable que la que proporcionan las lámparas de baja presión y tienen mejor capacidad para

reproducir los colores. Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes ya que necesitan otras temperaturas. En su interior hay una mezcla de sodio, vapor de mercurio para amortiguar la descarga que sirve para facilitar el encendido de la lámpara y reducir las pérdidas térmicas. El tubo está dentro de una botella donde se ha hecho el vacío. Este tipo de lámparas tienen muchas aplicaciones, tanto en iluminación de interiores como de exteriores. Se acostumbran a utilizar en la iluminación de naves industriales, en el alumbrado público o en la iluminación decorativa..

Las consecuencias de esto es que tienen un rendimiento en color y capacidad para reproducir los colores mucho mejores que la de las lámparas a baja presión (IRC = 25, aunque hay modelos de 65 y 80 ). No obstante, esto se consigue a base de sacrificar eficacia; aunque su valor que ronda los 130 lm/W sigue siendo un valor alto comparado con los de otros tipos de lámparas.

La vida media de este tipo de lámparas ronda las 20000 horas y su vida útil entre 8000 y 12000 horas. Entre las causas que limitan la duración de la lámpara, además de mencionar la depreciación del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo


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de descarga y del incremento progresivo de la tensión de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento.

Este tipo de lámparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminación de interiores como de exteriores. Algunos ejemplos son en iluminación de naves industriales, alumbrado público o iluminación decorativa.

2.4.2.3.-LÁMPARA DE INDUCCIÓN

La parte más vulnerable de toda lámpara de descarga son los electrodos. Durante su vida útil, las lámparas reducen y pierden su potencia emisora por el impacto de iones rápidos. Además los electrodos de las lámparas a descarga de alta presión, producen además gran cantidad

de radiación infrarroja derrochada, la cual disminuye la eficacia de la lámpara.

La lámpara de inducción introduce un concepto nuevo en la generación de la luz, basado en el principio de descarga de gas a baja presión y es que se prescinde de la necesidad de electrodos para ionizar el gas.

Las principales ventajas de estas lámparas: larga vida (60.000 horas), potencias de 100 y 150 W, Flujo luminoso de 12.000 lm, eficacia de 80 lm/W, arranque sin parpadeos ni destellos, son indicadas en iluminación de túneles, techos de naves industriales muy altos y de difícil acceso y en general donde exista dificulta para su sustitución.

2.4.2.4.- LEDs DE LUZ BLANCA

Las bombillas de LEDs de luz blanca son unos de los progresos más novedosos en el ámbito de la iluminación. Y están muy bien posicionados para poder sustituir a las bombillas actuales.

Se trata de un dispositivo semiconductor que emite luz cuando se polariza y es atravesado por la corriente eléctrica.

El uso de lámparas basadas en la tecnología LED se está incrementando de una


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forma notable últimamente, ya que tiene una vida útil más prolongada que cualquier otro tipo de lámpara, una menor fragilidad y un mayor aprovechamiento de la energía

Algunas características más concretas de este sistema de iluminación son que:

• Su rendimiento es superior a otras lámparas: 100-150 lm/W. • Su vida útil se encuentra entre las 50.000 y 100.000 horas. • Su IRC es de aproximadamente el 90%. • Consiguen una alta fiabilidad. • Tienen una respuesta muy rápida. • Conllevan menos riesgo para el medio ambiente. • Es la tecnología más cara.

Aunque son bastante caros se prevé una rápida evolución. Ya que su uso está en pleno crecimiento, buena prueba de ello es que los fabricantes cada vez más se decantan por la fabricación de productos basados en la tecnología LED para iluminación de interiores y exteriores como calles, zonas de estacionamiento, etc.


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2.4.3.- ILUMINACIÓN INTERIOR

La determinación de los niveles de iluminación adecuados para una instalación no es un trabajo sencillo. Hay que tener en cuenta que los valores recomendados para cada tarea y entorno son fruto de estudios sobre valoraciones subjetivas de los usuarios (comodidad visual, agradabilidad, rendimiento visual...). El usuario estándar no existe y por tanto, una misma instalación puede producir diferentes impresiones a distintas personas. En estas sensaciones influirán muchos factores como los estéticos, los psicológicos, el nivel de iluminación...

2.4.3.1.- Principales aspectos a considerar:

• El deslumbramiento • Lámparas y luminarias • El color • Sistemas de alumbrado • Métodos de alumbrado • Niveles de iluminación • Depreciación de la eficiencia luminosa y mantenimiento

2.4.3.1.1.- Deslumbramiento

El deslumbramiento es una sensación molesta que se produce cuando la luminancia de un objeto es mucho mayor que la de su entorno. Es lo que ocurre cuando miramos directamente una bombilla o cuando vemos el reflejo del sol en el agua.

Existen dos formas de deslumbramiento, el perturbador y el molesto. El primero consiste en la aparición de un velo luminoso que provoca una visión borrosa, sin nitidez y con poco contraste, que desaparece al cesar su causa; un ejemplo muy claro lo tenemos cuando conduciendo de noche se nos cruza un coche con las luces largas. El segundo consiste en una sensación molesta provocada porque la luz que llega a

nuestros ojos es demasiado intensa produciendo fatiga visual. Esta es la principal causa de deslumbramiento en interiores.

Pueden producirse deslumbramientos de dos maneras. La primera es por observación directa de las fuentes de luz; por ejemplo, ver directamente las luminarias. Y la segunda

es por observación indirecta o reflejada de las fuentes como ocurre cuando las vemos reflejada en alguna superficie (una mesa, un mueble, un cristal, un espejo...)

Estas situaciones son muy molestas para los usuarios y deben evitarse. Entre las medidas que podemos adoptar tenemos ocultar las fuentes de luz del campo de visión usando rejillas o pantallas, utilizar recubrimientos o acabados mates en paredes, techos, suelos y muebles para evitar los reflejos, evitar fuertes contrastes de


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luminancias entre la tarea visual y el fondo y/o cuidar la posición de las luminarias respecto a los usuarios para que no caigan dentro de su campo de visión.

2.4.3.1.2.- Lámparas y luminarias:

Las lámparas empleadas en iluminación de interiores abarcan casi todos los tipos existentes en el mercado (incandescentes, halógenas, fluorescentes, etc.). Las lámparas escogidas, por lo tanto, serán aquellas cuyas características (fotométricas, cromáticas, consumo energético, economía de instalación y mantenimiento, etc.) mejor se adapte a las necesidades y características de cada instalación (nivel de iluminación, dimensiones del local, ámbito de uso, potencia de la instalación...)

Ámbito de uso Tipos de lámparas más utilizados

Doméstico

• Incandescente

• Fluorescente

• Halógenas de baja potencia

• Fluorescentes compactas

Oficinas • Alumbrado general: fluorescentes

• Alumbrado localizado: incandescentes y halógenas de baja tensión

Comercial (Depende de las dimensiones y características del

comercio)

• Incandescentes

• Halógenas

• Fluorescentes

• Grandes superficies con techos altos: mercurio a alta presión y halogenuros metálicos

Industrial

• Todos los tipos

• Luminarias situadas a baja altura ( 6 m): fluorescentes

• Luminarias situadas a gran altura (>6 m): lámparas de descarga a alta presión montadas en proyectores • Alumbrado localizado: incandescentes

Deportivo • Luminarias situadas a baja altura: fluorescentes

• Luminarias situadas a gran altura: lámparas de vapor de mercurio a alta presión, halogenuros metálicos y vapor de sodio a alta presión

La elección de las luminarias está condicionada por la lámpara utilizada y el entorno de trabajo de esta. Hay muchos tipos de luminarias y sería difícil hacer una clasificación exhaustiva. La forma y tipo de las luminarias oscilará entre las más funcionales donde lo más importante es dirigir el haz de luz de forma eficiente como pasa en el alumbrado industrial a las más formales donde lo que prima es la función decorativa como ocurre en el alumbrado doméstico.

Las luminarias para lámparas incandescentes tienen su ámbito de aplicación básico en la iluminación doméstica. Por lo tanto, predomina la estética sobre la eficiencia luminosa. Sólo en aplicaciones comerciales o en luminarias para iluminación


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suplementaria se buscará un compromiso entre ambas funciones. Son aparatos que necesitan apantallamiento pues el filamento de estas lámparas tiene una luminancia muy elevada y pueden producir deslumbramientos.

En segundo lugar tenemos las luminarias para lámparas fluorescentes. Se utilizan mucho en oficinas, comercios, centros educativos, almacenes, industrias con techos bajos, etc. por su economía y eficiencia luminosa. Así pues, nos encontramos con una gran variedad de modelos que van de los más simples a los más sofisticados con sistemas de orientación de la luz y apantallamiento (modelos con rejillas cuadradas o transversales y modelos con difusores).

Por último tenemos las luminarias para lámparas de descarga a alta presión. Estas se utilizan principalmente para colgar a gran altura (industrias y grandes naves con techos altos) o en iluminación de pabellones deportivos, aunque también hay modelos para pequeñas alturas. En el primer caso se utilizan las luminarias intensivas y los proyectores y en el segundo las extensivas.

2.4.3.1.3.- El color

Para hacernos una idea de cómo afecta la luz al color consideremos una habitación de paredes blancas con muebles de madera de tono claro. Si la iluminamos con lámparas incandescentes, ricas en radiaciones en la zona roja del espectro, se acentuarán los tonos marrones de los muebles y las paredes tendrán un tono amarillento. En conjunto tendrá un aspecto cálido muy agradable. Ahora bien, si iluminamos el mismo cuarto con lámparas fluorescentes normales, ricas en radiaciones en la zona azul del espectro, se acentuarán los tonos verdes y azules de muebles y paredes dándole un aspecto frío a la sala. En este sencillo ejemplo hemos podido ver cómo afecta el color de las lámparas (su apariencia en color) a la reproducción de los colores de los objetos (el rendimiento en color de las lámparas).

La apariencia en color de las lámparas viene determinada por su temperatura de color correlacionada. Se definen tres grados de apariencia según la tonalidad de la luz: luz fría para las que tienen un tono blanco azulado, luz neutra para las que dan luz blanca y luz cálida para las que tienen un tono blanco rojizo.

Temperatura de color correlacionada

Apariencia de color

Tc> 5.000 K Fría

3.300≤Tc ≤5.000 K Intermedia

Tc<3.300 K Cálida

A pesar de esto, la apariencia en color no basta para determinar qué sensaciones producirá una instalación a los usuarios. Por ejemplo, es posible hacer que una instalación con fluorescentes llegue a resultar agradable y una con lámparas cálidas


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desagradable aumentando el nivel de iluminación de la sala. El valor de la iluminancia determinará conjuntamente con la apariencia en color de las lámparas el aspecto final.

Iluminancia (lux) Apariencia del color de la luz

Cálida Intermedia Fría

E 500 agradable neutra fría

500 < E < 1.000 ↕ ↕ ↕

1.000 < E < 2.000 estimulante agradable neutra

2.000 < E < 3.000 ↕ ↕ ↕

E 3.000 no natural estimulante agradable

El rendimiento en color de las lámparas es una medida de la calidad de reproducción de los colores. Se mide con el Índice de Rendimiento del Color (IRC o Ra) que compara la reproducción de una muestra normalizada de colores iluminada con una lámpara con la misma muestra iluminada con una fuente de luz de referencia. Mientras más alto sea este valor mejor será la reproducción del color, aunque a costa de sacrificar la eficiencia y consumo energéticos. La CIE(comisión Internacional de Iluminación) ha propuesto un sistema de clasificación de las lámparas en cuatro grupos según el valor del IRC


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Grupo de rendimiento

en color

Índice de rendimiento en color

(IRC)

Apariencia de color Aplicaciones

1 IRC≥85

Fría Industria textil, fábricas de pinturas, talleres de imprenta

Intermedia Escaparates, tiendas, hospitales

Cálida Hogares, hoteles, restaurantes

2 70≤IRC < 85

Fría Oficinas, escuelas, grandes almacenes, industrias de precisión (en climas cálidos)

Intermedia Oficinas, escuelas, grandes almacenes, industrias de precisión (en climas templados)

Cálida

Oficinas, escuelas, grandes almacenes, ambientes industriales críticos (en climas fríos)

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Lámparas con IRC <70 pero con propiedades de rendimiento en color bastante aceptables para uso en locales de trabajo

Interiores donde la discriminación cromática no es de gran importancia

S (especial) Lámparas con rendimiento en color fuera de lo normal Aplicaciones especiales

Ahora que ya conocemos la importancia de las lámparas en la reproducción de los colores de una instalación, nos queda ver otro aspecto no menos importante: la elección del color de suelos, paredes, techos y muebles. Aunque la elección del color de estos elementos viene condicionada por aspectos estéticos y culturales básicamente, hay que tener en cuenta la repercusión que tiene el resultado final en el estado anímico de las personas.

Los tonos fríos producen una sensación de tristeza y reducción del espacio, aunque también pueden causar una impresión de frescor que los hace muy adecuados para la decoración en climas cálidos. Los tonos cálidos son todo lo contrario. Se asocian a


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sensaciones de exaltación, alegría y amplitud del espacio y dan un aspecto acogedor al ambiente que los convierte en los preferidos para los climas cálidos.

De todas maneras, a menudo la presencia de elementos fríos (bien sea la luz de las lámparas o el color de los objetos) en un ambiente cálido o viceversa ayudarán a hacer más agradable y/o neutro el resultado final.

2.4.3.1.4.- Sistema de alumbrado

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

La iluminación directa se produce cuando todo el flujo de las lámparas va dirigido hacia el suelo. Es el sistema más económico de iluminación y el que ofrece mayor rendimiento luminoso. Por contra, el riesgo de deslumbramiento directo es muy alto y produce sombras duras poco agradables para la vista. Se consigue utilizando luminarias directas. (Líneas azules)

En la iluminación semidirecta la mayor parte del flujo luminoso se dirige hacia el suelo y el resto es reflejada en techo y paredes (Líneas verdes y rojas). En este caso, las sombras son más suaves y el deslumbramiento menor que el anterior. Sólo es recomendable para techos que no sean muy altos y sin claraboyas puesto que la luz dirigida hacia el techo se perdería por ellas.

Si el flujo se reparte al cincuenta por ciento entre procedencia directa e indirecta hablamos de iluminación difusa. El riesgo de deslumbramiento es bajo y no hay sombras, lo que le da un aspecto monótono a la sala y sin relieve a los objetos iluminados. Para evitar las pérdidas por absorción de la luz en techo y paredes es recomendable pintarlas con colores claros o mejor blancos.

Cuando la mayor parte del flujo proviene del techo y paredes tenemos la iluminación semiindirecta. Debido a esto, las pérdidas de flujo por absorción son elevadas y los consumos de potencia eléctrica también, lo que hace imprescindible pintar con tonos claros o blancos. Por contra la luz es de buena calidad, produce muy pocos deslumbramientos y con sombras suaves que dan relieve a los objetos.

Por último tenemos el caso de la iluminación indirecta cuando casi toda la luz va al techo. Es la más parecida a la luz natural pero es una solución muy cara puesto que las pérdidas por absorción son muy elevadas. Por ello es imprescindible usar pinturas de colores blancos con reflectancias elevadas.


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2.4.3.1.5.- Métodos de alumbrado

Los métodos de alumbrado nos indican cómo se reparte la luz en las zonas iluminadas. Según el grado de uniformidad deseado, distinguiremos tres casos: alumbrado general, alumbrado general localizado y alumbrado localizado.

El alumbrado general proporciona una iluminación uniforme sobre toda el área iluminada. Es un método de iluminación muy extendido y se usa habitualmente en oficinas, centros de enseñanza, fábricas, comercios, etc. Se consigue distribuyendo las luminarias de forma regular por todo el techo del local

El alumbrado general localizado proporciona una distribución no uniforme de la luz de manera que esta se concentra sobre las áreas de trabajo. El resto del local,

formado principalmente por las zonas de paso se ilumina con una luz más tenue. Se consiguen así importantes ahorros energéticos puesto que la luz se concentra allá donde hace falta. Claro que esto presenta algunos inconvenientes respecto al alumbrado general. En primer lugar, si la diferencia de luminancias entre las zonas de trabajo y las de paso es muy grande se puede producir deslumbramiento molesto. El otro

inconveniente es qué pasa si se cambian de sitio con frecuencia los puestos de trabajo; es evidente que si no podemos mover las luminarias tendremos un serio problema. Podemos conseguir este alumbrado concentrando las luminarias sobre las zonas de trabajo. Una alternativa es apagar selectivamente las luminarias en una instalación de alumbrado general.

Empleamos el alumbrado localizado cuando necesitamos una iluminación suplementaria cerca de la tarea visual para realizar un trabajo concreto. El ejemplo típico serían las lámparas


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de escritorio. Recurriremos a este método siempre que el nivel de iluminación requerido sea superior a 1000 lux., haya obstáculos que tapen la luz proveniente del alumbrado general, cuando no sea necesaria permanentemente o para personas con problemas visuales. Un aspecto que hay que cuidar cuando se emplean este método es que la relación entre las luminancias de la tarea visual y el fondo no sea muy elevada pues en caso contrario se podría producir deslumbramiento molesto.

2.4.3.1.6.- Niveles de iluminación recomendados

Los niveles de iluminación recomendados para un local dependen de las actividades que se vayan a realizar en él. En general podemos distinguir entre tareas con requerimientos luminosos mínimos, normales o exigentes.

A continuación tenemos un cuadro simplificado de los niveles de iluminancia en función del tipo de tareas a realizar en el local. Existen, no obstante, tablas más completas donde se detallan las iluminancias para todo tipo de actividades humanas.


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Tareas y clases de local Iluminancia media en servicio (lux)

Mínimo Recomendado Óptimo

Zonas generales de edificios

Zonas de circulación, pasillos 50 100 150

Escaleras, escaleras móviles, roperos, lavabos, almacenes y archivos 100 150 200

Centros docentes

Aulas, laboratorios 300 400 500

Bibliotecas, salas de estudio 300 500 750

Oficinas

Oficinas normales, mecanografiado, salas de proceso de datos, salas de conferencias 450 500 750

Grandes oficinas, salas de delineación, CAD/CAM/CAE 500 750 1000

Comercios

Comercio tradicional 300 500 750

Grandes superficies, supermercados, salones de muestras 500 750 1000

Industria (en general)

Trabajos con requerimientos visuales limitados 200 300 500

Trabajos con requerimientos visuales normales 500 750 1000

Trabajos con requerimientos visuales especiales 1000 1500 2000

Viviendas

Dormitorios 100 150 200

Cuartos de aseo 100 150 200

Cuartos de estar 200 300 500

Cocinas 100 150 200

Cuartos de trabajo o estudio 300 500 750

2.4.3.1.7.- Depreciación de la eficiencia luminosa y mantenimiento

El paso del tiempo provoca sobre las instalaciones de alumbrado una disminución progresiva en los niveles de iluminancia. Las causas de este problema se manifiestan de dos maneras. Por un lado tenemos el ensuciamiento de lámparas, luminarias y


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superficies donde se va depositando el polvo. Y por otro tenemos la depreciación del flujo de las lámparas.

En el primer caso la solución pasa por una limpieza periódica de lámparas y luminarias. Y en el segundo por establecer un programa de sustitución de las lámparas. Aunque a menudo se recurre a esperar a que fallen para cambiarlas, es recomendable hacer la sustitución por grupos o de toda la instalación a la vez según un programa de mantenimiento. De esta manera aseguraremos que los niveles de iluminancia real se mantengan dentro de los valores de diseño de la instalación.


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ANEXO

2.4.4.- APLICACIONES DE ILUMINACIÓN INTERIOR:

2.4.4.1.- Iluminación residencial

La vivienda combina funciones y necesidades muy diferentes. En general predominan en su diseño los criterios económicos y los estéticos. La instalación debe realizarse con un coste inicial moderado y debe resultar agradable a usuarios de gustos muy diferentes. Estos criterios generales, y las exigencias propias de los diferentes usos que hay que satisfacer, se traducen en las siguientes recomendaciones:

En todos los espacios se debe prever una iluminación general suficiente para la visión de movimiento y ocasional. Al contrario de lo que se suele hacer con cierta frecuencia, no se debe descartar la iluminación de techo. Las luminarias de techo de haz ancho suministran una buena iluminación general, mientras que no sucede lo mismo con las lámparas de pie o de mesa. Los vestíbulos requieren poca iluminación; las escaleras precisan algo más. Las escaleras se deben iluminar directamente por encima o por delante para crear sombra directamente detrás del frente de pisada. La iluminación frontal elimina las sombras, pero puede crear un cierto riesgo de deslumbramiento.

Las lámparas fluorescentes se utilizan en áreas de oficios y trabajos que requieren un mayor nivel de iluminación, pero se debe seleccionar adecuadamente su temperatura de color, para evitar ambientes fríos o poco naturales, especialmente si se combina con una iluminación natural.

En la medida de lo posible se debe aprovechar la luz natural en aquellos locales, como cocinas y cuartos de estar, que normalmente están ocupados durante las horas de sol. Hay que dotar de iluminación localizada a aquellas áreas en las que se prevean trabajos más difíciles o exigentes, como el escritorio, la cocina propiamente dicha, los espejos en los lavabos, etc.

En las habitaciones de gran superficie se deben prever formas de reducir los niveles de iluminación, de acuerdo con su utilización en cada momento, mediante la instalación de dos interruptores por lo menos. En los grandes edificios residenciales, se debe considerar la posibilidad de utilizar interruptores cronométricos de horarios programables y controles remotos. La iluminación de acento, usual en los salones y cuartos de estar, debe incorporar controles de graduación de luz.

2.4.4.2.- Centros docentes

Quizá el criterio de diseño más importante de la mayoría de los edificios como los centros docentes, que se mantienen con fondos presupuestarios oficiales casi siempre muy escasos, sea el criterio de mínimos gastos de mantenimiento. El mantenimiento en estos edificios generalmente es muy pobre y de filosofía reparadora más que preventiva. En consecuencia, los equipos que componen las instalaciones propias de


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los edificios públicos deben ser muy resistentes, a prueba de vandalismo y con un consumo energético y un mantenimiento tan bajos como sea posible.

- Salas polivalentes

La variedad de actividades en estos locales multiuso exigen un sistema flexible de iluminación. En efecto, estos locales se pueden utilizar como talleres para realizar muy diferentes artes y oficios, servir de galerías de exposiciones o incluso utilizarlos como auditorios. La iluminación general se debe complementar mediante un alumbrado suplementario ajustable. Se pueden utilizar unidades adicionales de techo. En previsión de exposiciones de obras de arte, una solución de gran flexibilidad consiste en instalar equipos de techo montados sobre carriles. Las combinaciones son infinitas y el problema es el de los diferentes usos a satisfacer.

Debido a las elevadas exigencias de discriminación cromática, se recomienda el uso de lámparas incandescentes, que además pueden incorporar controles sencillos de graduación de luz. También se pueden emplear tubos fluorescentes de elevado rendimiento de color, pero en este caso las consideraciones acústicas aconsejan que los balastos empleados sean de bajo nivel de ruido.

- Polideportivos de interior

Son un caso particular de los locales multiuso. Todas las luminarias deben ser robustas y estar protegidas contra impactos. Las elevadas alturas de estos locales permiten la utilización de las lámparas de mercurio, o de sodio de alta presión cuando las exigencias de color no son excesivas. Si no, es preferible emplear las de halogenuros metálicos Se deben prever varios niveles de iluminancias y si es necesario, graduación continua de la luz.

- Aulas

Las aulas se caracterizan por utilizar medios audiovisuales de ayuda a la enseñanza, lo que exige adoptar medidas especiales en relación con la presencia de pantallas de video. Además de emplear en lo posible la iluminación natural, lo recomendable es utilizar lámparas fluorescentes energéticas de elevado rendimiento de color. Por razones de eficacia global, las luminarias deben ser del tipo directas extensivas o semidirectas, preferentemente estas últimas por razones de difusión de la luz. También se pueden emplear sistemas de iluminación semiindirecta e indirecta. En todos los casos se debe cuidar la posibilidad de deslumbramiento directo cuando se atiende al profesor y de deslumbramiento reflejado cuando se realizan tareas sobre los pupitres. Igualmente se debe prever algún dispositivo de control para evitar la radiación solar directa.


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- Salas de conferencias

En relación con el tipo de fuentes luminosas y luminarias, el alumbrado de salas de conferencias es similar a la iluminación de aulas. Además es necesaria una iluminación fluorescente de nivel variable para exposiciones, películas y similares. El diseño se completa con una iluminación auxiliar para la mesa de conferenciantes y para la pizarra.

- Laboratorios

Se caracterizan porque las mesas son fijas, las superficies de los bancos de trabajo con frecuencia son muy oscuras y se manejan aparatos que a menudo tienen superficies especulares. Las tareas visuales, aunque a veces sean de precisión, generalmente no son tan prolongadas como, por ejemplo, en una fabricación en serie. Con techos bajos se deben utilizar luminarias semidirectas con una pequeña componente de luz hacia arriba, alineadas perpendicularmente a las mesas y que aporten suficiente iluminancia vertical sobre los aparatos utilizados. Si la altura del techo es suficiente, se pueden instalar luminarias de tipo indirecto.

- Bibliotecas

Tienen dos áreas claramente diferenciadas: la sala de lectura y las estanterías de archivo de libros, cada una de las cuales requiere su propia solución de iluminación. En la sala de lectura una posible solución consiste en proporcionar a toda el área una iluminación general suficiente para la tarea de lectura. En este caso se utilizan luminarias de fluorescentes, o de mercurio cuando la altura de techo es de 3 m por lo menos. Otra solución, energéticamente más eficaz, consiste en disponer una iluminación general de baja iluminancia suficiente para la circulación, suplementada por una iluminación localizada que proporcione una iluminación hasta los 300 Ix aproximadamente. Las lámparas para la lectura deben ser preferiblemente fluorescentes, y de posición ajustable por el lector para evitar reflexiones de velo. Las reactancias deben ser de bajo nivel de ruido, en consonancia con el silencio habitual de estos locales. La iluminación vertical requerida en las áreas con estanterías de libros se soluciona generalmente con tubos fluorescentes montados entre los estantes y a una altura no superior a los 60 cm por encima de ellos, de forma que se proporcione simultáneamente una iluminación longitudinal a dos grupos de estanterías.

- Pasillos y escaleras

Los pasillos que sólo son de circulación se deben iluminar con unos 100 lx, a menos que en ellos se realice alguna tarea visual determinada que requiera iluminancias mayores, como sucede, por ejemplo, con los tablones de anuncios y las taquillas. Las luminarias no se deben instalar centradas, porque dificultan la identificación de las personas al crear sombras en la cara, y porque


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producen reflexiones de velo en el cristal de las vitrinas de anuncios. Las luminarias fluorescentes montadas lateralmente a lo largo de los corredores, además de servir para indicar la dirección de circulación, son efectivas para la reducción de la sensación de túnel, sobre todo cuando los pasillos son largos. Otra solución consiste en instalar lámparas murales o empotradas en las paredes, muy útil en los pasillos, al proporcionar, además de la iluminación de paso, la necesaria iluminación vertical para la visión de carteles, boletines, etc.

Para la iluminación de escaleras son apropiadas tanto las lámparas fluorescentes como las de descarga, dispuestas de forma que se evite el deslumbramiento directo o pueda distraer la atención de los escalones. La instalación de luminarias en pasillos y escaleras debe complementarse con el alumbrado de emergencia exigido en los locales de pública concurrencia.

2.4.4.3.- Edificios de oficinas

En este tipo de edificios es dominante el criterio de economía de funcionamiento. La razón es doble: por un lado la gran extensión de muchos de los locales dedicados a este uso, y por otro lado, la exigencia de iluminancias elevadas durante muchas horas a lo largo del día. Los niveles de iluminación se deben buscar en las tablas de iluminancia según el tipo de actividad concreta que se vaya a realizar, aunque los valores más frecuentes son 500 y 750 Ix, basados en la hipótesis de utilización de los siguientes valores mínimos de reflectancias en las superficies de los locales:

- Techos: 70-90 % - Paredes y particiones: 40-70 % - Suelos: 20-40 % - Despachos, muebles: 20-60 %

En los casos en que se tengan materiales de decoración oscuros, como, por ejemplo, paredes chapadas de madera, los valores de iluminancia deben ser más elevados. Aunque lo más usual sea la utilización de falsos techos acústicos, a veces la parte superior de las paredes se pinta igual que la del techo visto, esto es, con un acabado más claro que el del resto de la pared. Esto sirve para la doble función de incrementar la luminancia de la cavidad de techo por ser normal en estos casos utilizar luminarias suspendidas con un apreciable flujo indirecto, y por otro lado contribuye a aumentar la iluminación vertical a causa de la reflexión desde esta superficie.

En determinadas tareas visuales de oficinas se requiere una iluminación de las superficies verticales, como archivos, cajones de despacho, ficheros y estantes. Para conseguido conviene emplear luminarias de gran superficie y un elevado grado de difusión. Esto es más necesario aún en las oficinas de grandes dimensiones donde prácticamente no existen las reflexiones de las paredes. Los muebles con superficies de acabado claro, las luminarias de montaje saliente que iluminan el techo y los suelos de elevada reflectancia ayudan a conseguir una mejor iluminación de superficies verticales.


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La fuente luminosa más utilizada en oficinas es la lámpara fluorescente. Las lámparas de descarga, como las de halogenuros metálicos, se pueden utilizar con ventaja sólo en locales de por lo menos tres metros de altura a causa de su potencial deslumbramiento y casi siempre en un sistema de iluminación indirecta.

En la mayor parte de las aplicaciones de oficinas, las exigencias de discriminación crornática no es crítica, pero el IRC conviene que sea elevado. La apariencia de color de las lámparas se debe coordinar con el nivel de iluminancias. En áreas con una gran contribución de alumbrado natural, la temperatura de color correlacionada de la fuente debe ser de 4.000 K por lo menos.

Debido a las grandes iluminancias y al elevado número de horas anuales de funcionamiento de las oficinas, deben utilizarse en todos los casos lámparas y accesorios de los tipos de ahorro energético.

Como generalmente el equipo de alumbrado de oficinas se maneja con cuidado, las luminarias pueden tener cierres, bisagras y dispositivos de ajuste sin temor especial a las roturas o al vandalismo. En la mayoría de las oficinas el mantenimiento se realiza por aviso de avería, ya que las molestias que origina un tubo averiado, que, por ejemplo, se enciende y se apaga continuamente, impide la normal realización del trabajo. Las lámparas se reemplazan en pleno funcionamiento, y entonces se suele aprovechar para limpiar la armadura. A causa de la larga duración (no menos de 6.000 h.) de las fuentes fluorescentes, y a su utilización durante más de 2.000 h. anuales, generalmente el ciclo de limpieza es de tres años, o más si se emplean otras lámparas de descarga.

El ruido del acondicionamiento de aire más el propio de ordenadores, impresoras, etc., permiten la utilización de balastos de mayor nivel de ruido, como son los de las lámparas fluorescentes de gran potencia. En las oficinas privadas son más recomendables los balastos de menor nivel acústico.

Finalmente, la estrategia del control del funcionamiento de la instalación debe permitir, aparte de la posibilidad de realizar el ajuste inicial, que pequeños grupos de lámparas puedan permanecer encendidos mientras que los restantes están apagados, para poder trabajar fuera del horario normal, así como circular sin tener que encender todas las lámparas.

2.4.4.4.- Iluminación industrial

La característica más común de los espacios industriales suele ser la gran altura de talleres y naves de fabricación. Esta circunstancia obliga a sistemas de iluminación de tipo directo. En áreas en donde se requieren niveles por encima de 500 Ix, la iluminación general se debe suplementar con una iluminación localizada.

Debido a que las instalaciones industriales generalmente están formadas por edificaciones de una sola planta, tradicionalmente se ha venido haciendo con naves en «dientes de sierra» orientadas al norte. Por otro lado, al estar a menudo situadas en


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áreas industriales, con una atmósfera altamente polucionada, requieren un programa de limpieza muy frecuente.

Como en cualquier otro ambiente luminoso, también en las instalaciones industriales se deben mantener unas adecuadas relaciones de luminancia. Según sea la posición del operario, las luminarias deben tener una mayor o menor componente hacia arriba, para evitar una excesiva relación de luminancias en su campo visual. Por esta razón sería conveniente que los niveles superiores de las naves, frecuentemente llenos de tuberías, conductos y otros equipos, estuviesen pintados todos ellos de colores claros, lo que la mayoría de las veces no resulta posible debido a las codificaciones particulares de colores exigidas en estos locales.

En las aplicaciones industriales las fuentes luminosas deben ser de elevada eficacia y bajo mantenimiento. Por su mayor potencia unitaria y luminancia las lámparas de descarga son más adecuadas en las instalaciones de alumbrado de naves de media y gran altura (de 10 a 20 m), mientras que las lámparas fluorescentes son más apropiadas para naves de baja altura. Entre las lámparas de descarga se pueden emplear lámparas de sodio de alta presión si no existen elevadas exigencias de discriminación cromática. Para mejorar la visión de los colores se pueden instalar mezcladas con lámparas de halogenuros metálicos o de vapor de mercurio. Además de su mayor eficacia, las lámparas de descarga tienen un mantenimiento más económico que las lámparas fluorescentes, pero tienen el inconveniente de requerir un apreciable tiempo de encendido

El sistema de iluminación directa puede provocar deslumbramientos en las instalaciones de baja altura, sobre todo teniendo en cuenta que las fuentes luminosas empleadas son puntuales y de gran potencia, esto es, de gran importancia. Para eliminar este riesgo se deben utilizar ópticas especialmente diseñadas para reducir el deslumbramiento directo, como las que utilizan lentes prismáticas de bajo brillo con un reflector oscuro de aluminio detrás de ellas.

El coste de mantenimiento aumenta los gastos de funcionamiento. La economía es aún mayor allí donde los equipos sean de acceso más difícil. Por esta razón, son recomendables los equipos de alumbrado de alta calidad, ya que producirán menores costes de operación y amortización.

La elevada polución ambiental de muchas fábricas hace recomendable el uso de luminarias ventiladas que tienden a ser autolimpiantes por convección, además de con tribuir a disipar el elevado calor producido, y suministrar la necesaria componente de luz hacia arriba. Las luminarias deben ser de armadura fácilmente desmontable para una rápida instalación y reparación, y en naves muy altas, deben incorporar mecanismos de descenso para evitar el uso de escalerillas o plataformas de mantenimiento. En naves de baja altura basta con que dispongan de armaduras desenchufables.

Un mantenimiento riguroso es de importancia capital en las instalaciones industriales, a causa de las duras condiciones ambientales (polvo, vibraciones, etc.). Por tanto, el


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equipo de alumbrado se debe seleccionar entre los fabricados especialmente para soportar un servicio duro, los cuales suelen tener por esta razón una típica apariencia «industrial». La filosofía del mantenimiento debe ser preventiva, ya que la reposición inmediata de las lámparas fundidas es antieconómica, a causa de la interrupción de la producción durante el cambio, y aún antes, a causa del posible descenso de la producción debido a la depreciación luminosa que antecede a la avería. Por esta razón, la reposición se debe hacer normalmente sobre una base programada de grupos, mejor que basada en tiempos de reposición individuales.

2.4.4.5.- Alumbrados especiales

Se incluyen dentro de estos alumbrados los de emergencia, señalización y reemplazamiento.

- Alumbrado de emergencia

Es aquel que debe permitir, en caso de fallo del alumbrado general, la evacuación segura y fácil del público hacia el exterior. Solamente podrá ser alimentado por fuentes propias de energía sean o no exclusivas para dicho alumbrado, pero no por fuente de suministro exterior. Cuando la fuente propia de energía esté constituida por baterías de acumuladores o por aparatos autónomos automáticos, se podrá utilizar un suministro exterior para proceder a su carga.

El alumbrado de emergencia deberá poder funcionar durante un mínimo de una hora, proporcionando en el eje de los pasos principales una iluminación adecuada. El alumbrado de emergencia estará previsto para entrar en funcionamiento automáticamente al producirse el fallo de los alumbrados generales o cuando la tensión de éstos baje a menos del 70 % de su valor nominal.

El alumbrado de emergencia se instalará en los locales y dependencias que se indiquen en cada caso y siempre en las salidas de éstas y junto a las señales indicadoras de la dirección de las mismas. En el caso de que exista un cuadro principal de distribución, el local donde éste se instale, así como sus accesos, estarán provistos de alumbrado de emergencia.

Aparte de las exigencias del REBT, las recomendaciones siguientes tienen por objeto solucionar el fallo del alumbrado normal, en función de la causa de la avería y de la importancia de la actividad desarrollada en cada caso en el local afectado.

El nivel de la iluminación de emergencia requerido en un área determinada debe estar relacionado con el nivel de iluminación normal del área y el grado de peligrosidad en la misma. Por tanto, se debería suministrar como mínimo 50 Ix en todas las áreas peligrosas, como salas de máquinas, puertas de salida, escaleras, etc., y no menos de 10 lx en los restantes espacios.


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- Alumbrado de señalización

Según el REBT, es el que se instala para funcionar de un modo continuo durante determinados períodos de tiempo. Este alumbrado debe señalar de modo permanente la situación de puertas, pasillos, escaleras y salidas de los locales durante todo el tiempo que permanezcan con público. Deberá ser alimentado, al menos por dos suministros, bien sean normal, complementario o procedente de fuente propia de energía eléctrica. Deberá proporcionar en el eje de los pasos principales una iluminación mínima de 1 lux.

El alumbrado de señalización se instalará en los locales o dependencias que en cada caso se indiquen y siempre en las salidas de éstos y en las señales indicadoras de la dirección de las mismas. Cuando los locales, dependencias o indicaciones que deben iluminarse con este alumbrado coincidan con los que precisa el alumbrado de emergencia, los puntos de luz de ambos alumbrados podrán ser los mismos. Cuando el suministro habitual del alumbrado de señalización falle, o su tensión baje a menos del 70 % de su valor nominal, la alimentación del alumbrado de señalización deberá pasar automáticamente al segundo suministro. Algunas normas requieren o bien señales de salida autoiluminadas, con o sin cableado, o bien 50 luxes sobre señales no autoiluminadas. Otras señalizaciones se disponen de forma que iluminen el área de salida justo debajo de la señal, e incluso se equipan con luz intermitente y/o un zumbador que ayude a la gente a encontrar la salida en un local oscuro lleno de humo.

- Alumbrado de reemplazamiento

Según el REBT este alumbrado debe permitir la continuación normal del alumbrado total durante un mínimo de dos horas y deberá, obligatoriamente, ser alimentado por fuentes propias de energía, pero no por ningún suministro exterior. Si las fuentes propias de energía están constituidas por baterías de acumuladores o por aparatos autónomos automáticos, podrá utilizarse un suministro exterior para su carga.

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