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Iluminación de exteriores

El alumbrado exterior es, sin duda, una de las aplicaciones más habituales e importantesde la iluminación. La posibilidad de realizar actividades más allá de los límites naturalesha abierto un abanico infinito de posibilidades desde iluminar calles y vías de�comunicación hasta aplicaciones artísticas, de recreo, industriales, etc...

Alumbrado de vías públicas

Conceptos teóricos, soluciones prácticas y recomendaciones necesarias para alumbrarcalles, plazas,etc.

Cálculo de instalaciones de alumbrado de vías públicas.

Los mtodos de cálculo para vías p!blicas con e"emplos y casos prácticos.

Ejercicios de alumbrado de vías públicas

E"ercicios sobre el tema.

Alumbrado de áreas residenciales y peatonales

La creación de ambientes urbanos #ue ha$an nuestra vida nocturna más a$radable esuna de las $randes aplicaciones del alumbrado.

Alumbrado de túneles

Introducción al alumbrado de t!neles, su problemática, orientaciones sobre soluciones,etc.

Alumbrado con proyectores. Conceptos y cálculos.

La iluminación por inundación se basa en el empleo de proyectores% aparatos capaces deemitir la luz en forma de haz en una dirección determinada.

Alumbrado con proyectores. Aplicaciones

&on muchas las posibilidades de la iluminación por inundación #ue van desde espaciosurbanos hasta zonas de deporte y recreo.

Alumbrado de vías públicas

Contrariamente a lo #ue se pueda pensar, detrás de los cálculos y recomendacionessobre alumbrado de vías p!blicas existe un importante desarrollo teórico sobrediferentes temas 'pavimentos, deslumbramiento, confort visual, etc.(. )fortunadamente,hoy día estos cálculos están muy mecanizados y no es necesario tener profundos

conocimientos en la materia para realizarlos. *o obstante, es recomendable tenernociones de al$unos de ellos para comprender me"or la mecánica de cálculo. )sí tras

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estudiar al$unos conceptos previos de iluminación, veremos soluciones prácticas dealumbrado viario y los niveles de iluminación recomendados.

La iluminancia indica la cantidad de luz #ue lle$a a una superficie y se define como el

flu"o luminoso recibido por unidad de superficie+

&i la expresamos en función de la intensidad luminosa nos #ueda como+

donde I es la intensidad recibida por el punto en la dirección definida por el par deán$ulos 'C, ( y h la altura del foco luminoso. &i el punto está iluminado por más deuna lámpara, la iluminancia total recibida es entonces+

La luminancia, por contra, es una medida de la luz #ue lle$a a los o"os procedente de losob"etos y es la responsable de excitar la retina provocando la visión. Esta luz provienede la reflexión #ue sufre la iluminancia cuando incide sobre los cuerpos. &e puededefinir, pues, como la porción de intensidad luminosa por unidad de superficie #ue esrefle"ada por la calzada en dirección al o"o.

L - #' , ( E/

donde # es el coeficiente de luminancia en el punto #ue depende básicamente del

án$ulo de incidencia�  y del án$ulo entre el plano de incidencia y el deobservación� . El efecto del án$ulo de observación�  es despreciable para la

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mayoría de conductores 'automovilistas con campo visual entre 01 y 201 m por�delante y una altura de 2,3 m sobre el suelo( y no se tiene en cuenta. )sí pues, nos#ueda+

 �

or comodidad de cálculo, se define el termino+

4uedando finalmente+

5 si el punto está iluminado por más de una lámpara, resulta+

Los valores de r' , ( se encuentran tabulados o incorporados a pro$ramas de cálculo y

dependen de las características de los pavimentos utilizados en la vía.

Criterios de calidad

ara determinar si una instalación es adecuada y cumple con todos los re#uisitos dese$uridad y visibilidad necesarios se establecen una serie de parámetros #ue sirvencomo criterios de calidad. &on la luminancia media 'Lm, L)6(, los coeficientes deuniformidad '71, 7L(, el deslumbramiento '8I y 9( y el coeficiente de iluminación delos alrededores '&:(.

Coeficientes de uniformidad

Como criterios de calidad y evaluación de la uniformidad de la iluminación en la vía seanalizan el rendimiento visual en trminos del coeficiente $lobal de uniformidad U0 y lacomodidad visual mediante el coeficiente lon$itudinal de uniformidad UL 'medido a lolar$o de la línea central(.

71 - Lmin ; Lm  7L - Lmin ; Lmax

Deslumbramiento

El deslumbramiento producido por las farolas o los refle"os en la calzada, es un problema considerable por sus posibles repercusiones. En sí mismo, no es más #ue una

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sensación molesta #ue dificulta la visión pudiendo, en casos extremos, lle$ar a provocar ce$uera transitoria. &e hace necesario, por tanto, cuantificar este fenómeno y establecerunos criterios de calidad #ue eviten estas situaciones peli$rosas para los usuarios.

&e llama deslumbramiento molesto a a#uella sensación desa$radable #ue sufrimos

cuando la luz #ue lle$a a nuestros o"os es demasiado intensa. Este fenómeno se eval!ade acuerdo a una escala numrica, obtenida de estudios estadísticos, #ue va deldeslumbramiento insoportable al inapreciable.

Deslumbramiento Evaluaci!n del alumbrado

2 Insoportable <alo

= <olesto Inadecuado

3 )dmisible :e$ular  

> &atisfactorio ?ueno

@ Inapreciable Excelente

Aonde la fórmula de 9 se calcula a partir de características de la luminaria y lainstalación.

)ctualmente no se utiliza mucho por#ue se considera #ue siempre #ue no se excedan loslímites del deslumbramiento perturbador este está ba"o control.

El deslumbramiento perturbador se produce por la aparición de un velo luminoso #ue provoca una visión borrosa, sin nitidez y con poco contraste, #ue desaparece al cesar su

causa. *o obstante, este fenómeno no lleva necesariamente asociado una sensaciónincómoda como el deslumbramiento molesto. ara evaluar la prdida de visión se utilizael criterio del incremento de umbral '8I( expresado en tanto por ciento+

donde Lv es la luminancia de velo e#uivalente y Lm es la luminancia media de lacalzada.

Coeficiente de iluminaci!n en los alrededores

El coeficiente de iluminación en los alrededores 'Surround Ratio, &:( es una medida dela iluminación en las zonas limítrofes de la vía. Ae esta manera se ase$ura #ue losob"etos, vehículos o peatones #ue se encuentren allí sean visibles para los conductores.&: se obtiene calculando la iluminacia media de una fran"a de 3 m de ancho a cada ladode la calzada.

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Las lámparas son los aparatos encar$ados de $enerar la luz. En la actualidad, enalumbrado p!blico se utilizan las lámparas de descar$a frente a las lámparasincandescentes por sus me"ores prestaciones y mayor ahorro ener$tico y económico.Concretamente, se emplean las lámparas de vapor de mercurio a alta presión y las devapor de sodio a ba"a y alta presión.

Las luminarias, por contra, son aparatos destinados a alo"ar, soportar y prote$er lalámpara y sus elementos auxiliares además de concentrar y diri$ir el flu"o luminoso deesta. ara ello, adoptan diversas formas aun#ue en alumbrado p!blico predominan lasde flu"o asimtrico con las #ue se consi$ue una mayor superficie iluminada sobre lacalzada. Las podemos encontrar montadas sobre postes, columnas o suspendidas sobrecables transversales a la calzada, en catenarias col$adas a lo lar$o de la vía o como

 proyectores en plazas y cruces.

)nti$uamente las luminarias se clasificaban se$!n las denominaciones cutBoff, semicutBoff y non cutBoff.

�

"á#imo valor permitido de la intensidad

emitida para un án$ulo de elevaci!n Direcci!n de la

intensidad má#ima%0 & '0 &

Cut(off  =1 cd ;2111 lm 21 cd ;2111 lm� 03

)emi

cut(off 211 cd ;2111 lm 31 cd ;2111 lm� >3

*on cut(

off D 211 cd ;2111 lm D 31 cd ;2111 lm @1

Clasificación para luminarias de alumbrado p!blico 'CIE 2@03(

En la actualidad, las luminarias se clasifican se$!n tres parámetros 'alcance, dispersióny control( #ue dependen de sus características fotomtricas. Los dos primeros nosinforman sobre la distancia en #ue es capaz de iluminar la luminaria en las direccioneslon$itudinal y transversal respectivamente. <ientras, el control nos da una idea sobre eldeslumbramiento #ue produce la luminaria a los usuarios.

El alcance es la distancia, determinada por el án$ulo�

, en #ue la luminaria escapaz de iluminar la calzada en dirección lon$itudinal. Este án$ulo se calcula como elvalor medio entre los dos án$ulos correspondientes al @1 de I<)F  #ue corresponden�al plano donde la luminaria presenta el máximo de la intensidad luminosa.

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)lcance lon$itudinal

Alcance corto G 01

Alcanceintermedio

01�

 >1�

Alcance lar$o D >1

La dispersi!n es la distancia, determinada por el án$ulo� , en #ue es capaz deiluminar la luminaria en dirección transversal a la calzada. &e define como la rectatan$ente a la curva isocandela del @1 de I<)F proyectada sobre la calzada, #ue es

 paralela al e"e de esta y se encuentra más ale"ada de la luminaria.

Aispersión transversal

Dispersi!n

estrec+aG H3

Dispersi!n mediaH3�  33�

Dispersi!n anc+a D 33

8anto el alcance como la dispersión pueden calcularse $ráficamente a partir deldia$rama isocandela relativo en proyección azimutal.

)lcance y dispersión de unaluminaria <todo $ráfico para calcular el alcance y la dispersión

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or !ltimo, el control nos da una idea de la capacidad de la luminaria para limitar eldeslumbramiento #ue produce.

Control

limitado&LI G

Control medio�  &LI�  H�

Control

intenso&LI D H

Aonde la fórmula del &LI 'índice específico de la luminaria( se calcula a a partir de lascaracterísticas de esta.

Disposición de las luminarias en la vía

ara conse$uir una buena iluminación, no basta con realizar los cálculos, debe proporcionarse información extra #ue oriente y advierta al conductor con suficienteantelación de las características y trazado de la vía. )sí en curvas es recomendablesituar las farolas en la exterior de la misma, en autopistas de varias calzadas ponerlas enla mediana o cambiar el color de las lámparas en las salidas.

En los tramos rectos de vías con una única cal,ada existen tres disposiciones básicas+unilateral, bilateral tresbolillo y bilateral pareada. 8ambin es posible suspender laluminaria de un cable transversal pero sólo se usa en calles muy estrechas.

La distribución unilateral se recomienda si la anchura de la vía es menor #ue la altura demonta"e de las luminarias. La bilateral tresbolillo si está comprendida entre 2 y 2.3

veces la altura de monta"e y la bilateral pareada si es mayor de 2.3.�

  -elaci!n entre la anc+ura de la vía y la altura de montaje

Unilateral );/ G 2

resbolillo 2�  );/�  2.3

/areada );/ D 2.3

)uspendida Calles muy estrechas

En el caso de tramos rectos de vías con dos o más cal,adas separadas por una

mediana se pueden colocar las luminarias sobre la mediana o considerar las doscalzadas de forma independiente. &i la mediana es estrecha se pueden colocar farolas de

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doble brazo #ue dan una buena orientación visual y tienen muchas venta"asconstructivas y de instalación por su simplicidad. &i la mediana es muy ancha es

 preferible tratar las calzadas de forma separada. ueden combinarse los brazos doblescon la disposición al tresbolillo o aplicar iluminación unilateral en cada una de ellas. Eneste !ltimo caso es recomendable poner las luminarias en el lado contrario a la mediana

 por#ue de esta forma incitamos al usuario a circular por el carril de la derecha.

 �

En tramos curvos las re$las a se$uir son proporcionar una buena orientación visual yhacer menor la separación entre las luminarias cuanto menor sea el radio de la curva. &ila curvatura es $rande ':D=11 m( se considerará como un tramo recto. &i es pe#ueJa yla anchura de la vía es menor de 2.3 veces la altura de las luminarias se adoptará unadisposición unilateral por el lado exterior de la curva. En el caso contrario se recurrirá auna disposición bilateral pareada, nunca tresbolillo pues no informa sobre el trazado dela carretera.

 �

- 100 m� )similar a un tramo recto

- 2 100 mA34 2 5.6 7nilateral exterior 

A34 5.6 ?ilateral pareada

En cruces conviene #ue el nivel de iluminación sea superior al de las vías #ueconfluyen en l para me"orar la visibilidad. )simismo, es recomendable situar las

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farolas en el lado derecho de la calzada y despus del cruce. &i tiene forma de 8 hay #ue poner una luminaria al final de la calle #ue termina. En la salidas de autopistas convienecolocar luces de distinto color al de la vía principal para destacarlas. En cruces y

 bifurcaciones complicados es me"or recurrir a iluminación con proyectores situados en postes altos, más de 1 m, pues desorienta menos al conductor y proporciona una

iluminación a$radable y uniforme.

En las pla,as y $lorietas se instalarán luminarias en el borde exterior de estas para #ueiluminen los accesos y salidas. La altura de los postes y el nivel de iluminación será por

lo menos i$ual al de la calle más importante #ue desembo#ue en ella. )demás, se pondrán luces en las vías de acceso para #ue los vehículos vean a los peatones #uecrucen cuando abandonen la plaza. &i son pe#ueJas y el terrapln central no es muy$rande ni tiene arbolado se puede iluminar con un poste alto multibrazo. En otros casoses me"or situar las luminarias en el borde del terrapln en las prolon$aciones de lascalles #ue desemboca en esta.

En los pasos de peatones las luminarias se colocarán antes de estos se$!n el sentido dela marcha de tal manera #ue sea bien visible tanto por los peatones como por losconductores.

or !ltimo, hay #ue considerar la presencia de árboles en la vía. &i estos son altos, deunos K a 21 metros, las luminarias se situarán a su misma altura. ero si son pe#ueJos

las farolas usadas serán más altas #ue estos, de 2 a 23 m de altura. En ambos casos esrecomendable una poda periódica de los árboles.

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Niveles de iluminación recomendados

Los niveles de iluminación recomendados dependen de las normativas en vi$or en cadaterritorio, aun#ue muchas de ellas toman como referencia los valores aconse"ados por laCIE. &e$!n esta, las vías se dividen en cinco tipos de acuerdo con las características deltráfico, de la vía y de los alrededores.

ipo

devía

Entorno Cate$oría

Luminancia

media Lm7cd3m89

Coeficientes de

uniformidad

Control del�deslumbramiento

lobal

 U� 0

Lon$itudinal

 UL�"olesto

/erturbador

:

)   � )

1.H

1.>

0

21 ?

Claro ?2 3

scuro ? 2 0

CClaro C2

1.3

3 1 �

scuro C 2 0 21

A Claro A H

1 E

Claro E2 2 H

scuro E   �� 1.3 3

6alores recomendados por la CIE '2@>>(

Los valores indicados en la tabla son luminancias, no iluminancias, pues recordemos#ue son estas las responsables de provocar la sensación de visión.

) partir de 2@@3 la CIE ha establecido unas nuevas recomendaciones más acordes conlas !ltimas investi$aciones sobre el tema.

Cate$oría

Luminancia

media Lm

7cd3m8 9

Coeficientes de

uniformidad Control

del�deslumbramient

o :

Alrededores

)- lobal

 U� 0

/erturbador

:

<2 .11

1.H

1.>21 1.3< 2.31

<= 2.11 1.3

<H 1.>3 BBB 23 BBB

<3 1.31

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6alores recomendados por la CIE '2@@3(

)demás de estas recomendaciones #ue se aplican en los tramos normales de las vías hay

#ue considerar #ue en las zonas conflictivas 'cruces, intersecciones, estrechamiento dela vía o del n!mero de carriles, zonas con circulación de peatones o vehículos lentos #uedificulten la circulación, rotondas, pasos a nivel, rampas, etc.( suele ser necesario unincremento de los re#uerimientos luminosos.

&i traba"amos con luminancias hay #ue aumentar en una unidad la cate$oría de la vía devalor de <x más alta #ue conver"a en la zona. Cuando sea del tipo <2 a dicha zonatambin se aplicará este criterio.

En distancias cortas, menos de 01 m, no se pueden aplicar los mtodos de cálculos delas luminancias y se utiliza el criterio de las iluminancias.

Cate$oría*ivel medio�

iluminancia Em 7lu#9

Coef $lobal�uniformidad U0

C1 31

1.H

C2 =1

C 1

C= 23

CH 21

C3 >.3

El n!mero de la cate$oría de la zona de conflicto 'Cx( no será menor #ue el de la la víade mayor cate$oría '<x( #ue confluya en la zona.

Cálculo de iluminación de de alumbrasdos

Aebido a la $ran cantidad de factores #ue intervienen en la iluminación de vías� p!blicas 'deslumbramiento, características de los pavimentos, condiciones

meteoroló$icas, etc.( y en la percepción de estas, el cálculo del alumbrado p!blico hasido siempre una tarea muy comple"a.

or ello, en un principio los cálculos se enfocaron a determinar unas condiciones deiluminancia sobre la calzada #ue proporcionaran una buena visibilidad dentro de losmár$enes establecidos por los or$anismos competentes.

) medida #ue se fue desarrollando la informática y aumentaron las capacidades de procesamiento de datos, los cálculos se fueron orientando hacia la determinación deluminancias. Esto no hubiera sido posible sin la existencia de ordenadores #ue permitene"ecutar y aplicar los mtodos de cálculo numrico en un tiempo razonable.

)sí pues, podemos a$rupar los mtodos en+

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• Cálculo de iluminanciaso <todo de los l!menes o del factor de utilizacióno <todos numricos. El mtodo de los nueve puntos

• Cálculo de luminancias

Método de los lúmenes o del factor de utilización

La finalidad de este mtodo es calcular la distancia de separación adecuada entre lasluminarias #ue $arantice un nivel de iluminancia medio determinado. <ediante un

 proceso iterativo, sencillo y práctico, se consi$uen unos valores #ue aun#ue no son muy precisos, sí sirven de referencia para empezar a aplicar otros mtodos.

El proceso a se$uir se puede explicar mediante el si$uiente dia$rama de blo#ues+

Datos de entrada

• Aeterminar el nivel de iluminancia media 'Em(. Este valor depende de lascaracterísticas y clase de pavimento , clase de vía, intensidad del tráfico, etc.Como valores orientativos podemos usar+

ipo de vía :luminancia media 7l#9 Luminancia media 7cd3m89

) =3

? =3 C =1 2.@

A K 2.>

E 3 2.H

• Esco$er el tipo de lámpara 'vapor de mercurio, sodio...( y la altura de monta"enecesarias sin exceder el flu"o máximo recomendado en cada intervalo.

;lujo de la lámpara 7lm9 Altura 7m9

=111�   G 21111 0�  / G K

21111�   G 1111� K�  / G

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21�

1111�   G H1111� 21�  / G2

H1111 2

• Ele$ir la disposición de luminarias más adecuada se$!n la relación entre la

anchura de la calzada y la altura de las luminarias

Disposici!n -elaci!n anc+ura3altura

7nilateral 2

8resbolillo 2 G );/�  2.3

areada D 2.3

• Aeterminar el factor de mantenimiento 'f m( dependiendo de las características dela zona 'contaminación, tráfico, mantenimiento...(. *ormalmente esto es difícilde evaluar y se recomienda tomar un valor no superior a 1.K 'habitualmente 1.>(.

Características de la vía Luminaria abierta Luminaria cerrada

Limpia 1.>3 1.K1

<edia 1.0K 1.>1

&ucia 1.03 1.0K

• Calcular el factor de utilización '

El factor de utili,aci!n es una medida del rendimiento del con"unto lámparaBluminaria y se define como el cociente entre el flu"o !til, el #ue lle$a a la

calzada, y el emitido por la lámpara.

 *ormalmente se representa mediante curvas #ue suministran los fabricantes conlas luminarias. Estas curvas podemos encontrarlas en función del cocienteanchura de la calle;altura ');/(, la más habitual, o de los án$ulos� 2,  en�el lado calzada y acera respectivamente.

Curvas del factor de utilización

Ae los $ráficos se puede observar #ue hay dos valores posibles, uno para el ladoacera y otro para el lado calzada, #ue se obtienen de las curvas.

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) - )2M )

- 2M�

or tanto, para obtener el factor de utilización total de la sección transversal dela calle habrá #ue sumar los coeficientes del lado acera y del lado calzada,aun#ue en otros casos la cosa puede ser diferente.

Cálculo de la separaci!n entre luminarias

7na vez fi"ados los datos de entrada, podemos proceder al cálculo de la separación 'd(entre las luminarias utilizando la expresión de la iluminancia media.

donde+

• Em es la iluminancia media sobre la calzada #ue #ueremos conse$uir.• es el factor de utilización de la instalación.• f m es el factor de mantenimiento.• es el flu"o luminoso de la lámpara.• ) es la anchura a iluminar de la calzada #ue en disposición bilateral pareada es

la mitad ');( y toda ')( en disposiciones unilateral y tresbolillo.�

Unilateral o tresbolillo )

<ilateral );

son datos conocidos y

• d es la separación entre las luminarias.

y la incó$nita a resolver.

Comprobaci!n

Ninalmente, tras las fases anteriores, entrada de datos y cálculo, solo #ueda comprobar siel resultado está dentro de los límites. &i es así habremos acabado y si no variaremos los

datos de entrada y volveremos a empezar. &i la diver$encia es $rande es recomendablecambiar el flu"o de la lámpara.

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) modo orientativo podemos usar la si$uiente tabla #ue da la relación entre laseparación y la altura para al$unos valores de la iluminancia media.�

Em 7lu#9 separaci!n 3 altura

�  Em G > 3�  d;h G H

>�  Em G 23 H�  d;h G =.3

23�  Em  =1 =.3�  d;h G

Métodos numéricos

Los mtodos numricos se basan en la idea de #ue no es preciso calcular la iluminanciaen todos los puntos de la calzada para tener una idea exacta de la distribución luminosa,sino #ue basta con hacerlo en unos cuantos puntos representativos llamados nodos. araello, dividiremos la zona a estudiar en pe#ueJas parcelas llamadas dominios, cada una

con su correspondiente nodo, en las cuales supondremos la iluminancia uniforme. Lailuminancia total de la calzada se calculará como una media ponderada de lasiluminancias de cada dominio

El n!mero de particiones #ue ha$amos dependerá de la precisión #ue #ueramos obtener.En nuestro caso traba"aremos con el criterio de los nueve puntos #ue es el más sencillo,aun#ue la mecánica de traba"o es la misma siempre independientemente del n!mero dedominios #ue ten$amos.

Los mtodos numricos son herramientas de cálculo muy potentes pero #ue re#uierenmucho tiempo para su e"ecución. or ello es imprescindible el concurso de ordenadores

 para aplicarlos.

"=todo de los nueve puntos

&upon$amos un tramo de vía recta con disposición unilateral de las luminarias yseparadas una distancia d.

Aebido a las simetrías existentes en la fi$ura, bastará con calcular las iluminancias en lazona seJalada. En el resto de la calzada estos valores se irán repitiendo periódicamente.

ara hacer los cálculos, la zona se divide en nueve dominios con otros tantos puntos.

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El valor medio de las iluminancias será para este caso+

con+

&e puede demostrar fácilmente #ue la expresión anterior de Em es tambin válida paralas disposiciones tresbolillo y bilateral pareada.

ara calcular las iluminancias sobre cada nodo sólo consideraremos la contribución de

las luminarias más próximas despreciándose el resto por tener una influencia pe#ueJa.

La iluminancia en cada punto vale entonces+

Ei - Ei) M Ei? M EiC

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Ei - Ei) M Ei? M EiC

Ei - Ei) M Ei? M EiC

Ei - Ei) M Ei? M EiC M��� EiA M EiE MEiN

)demás de Em podemos calcular los coeficientes de uniformidad media y extrema de lasiluminancias

7niformidad media - Emin ; Em

7niformidad extrema - Emin ; Emax

ara calcular las iluminancias podemos proceder de dos maneras+

En primer lu$ar podemos calcularlas usando la fórmula+

donde I se puede obtener de los $ráficos polares o de la matriz de intensidades.

La otra posibilidad es recurrir a un mtodo $ráfico. En l, los valores de lasiluminancias se obtienen por lectura directa de las curvas isolux. ara ellonecesitaremos+

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2. Las curvas isolux de la luminaria 'fotocopiadas sobre papel ve$etal otransparencias(

. La planta de la calle dibu"ada en la misma escala #ue la curva isolux.=. 7na tabla para apuntar los valores leídos.

El procedimiento de cálculo es el si$uiente. &obre el plano de la planta situamos losnueve puntos y las proyecciones de los centros fotomtricos de las luminarias sobre lacalzada.

) continuación se superpone sucesivamente la curva isolux sobre el plano de manera#ue su orí$en #uede situado sobre la luminaria y los e"es estn correctamente orientados'1B2K1 paralelo al e"e de la calzada y @1B>1 perpendicular al mismo(. &e leen losvalores de la luminancia en cada punto y se apuntan en la tabla. a continuación sesuman los valores relativos para cada punto y se calculan los valores reales.Ninalmentecalculamos la iluminancia media y los factores de uniformidad media y extrema.

6eámoslo me"or con un e"emplo sencillo. &upon$amos una calle con luminarias de1111 lm situadas a una altura de K m.

6eámoslo me"or con un e"emplo sencillo. &upon$amos una calle con luminarias de

1111 lm situadas a una altura de K m.

�

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Los valores reales de las iluminancias en cada punto se calculan a partir de los relativosaplicando la fórmula+

Ninalmente, calculamos la iluminancia media y los factores de uniformidad+

Existen otros mtodos de cálculo más potentes y fiables orientados a su empleo enaplicaciones informáticas, pero los principios en #ue se basa su funcionamiento son los#ue acabamos de exponer.

Cálculo de luminancias

La luminancia de un punto de la calzada #ue percibe un observador depende básicamente de la iluminancia recibida en dicho punto proveniente de las luminarias dela calle, de las características reflectantes del pavimento y de la posición del observador.6isto esto, y en especial teniendo en cuenta #ue los observadores, los usuarios de la vía,van variando su posición, resulta fácil comprender la dificultad de determinar las

luminancias. or ello, en la actualidad, el cálculo de luminancias está orientado alempleo de mtodos numricos e"ecutados por ordenador.

Como ya sabemos, la luminancia de un punto de la calzada vista por un observador eiluminado por más de una luminaria se puede expresar como+

Luminancia de un punto de lacalzada

Aonde r' , ( es un factor #ue depende de las características reflectivas del  pavimento. 

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ara efectuar los cálculos, el observador se sit!a 01 metros, en el sentido de la marcha, por delante de la primera fila de puntos #ue forman la partición #ue se ha realizado en lavía y a una altura de 2.3 m sobre el suelo.

Los mtodos consisten en determinar las luminancias de los puntos de la calzada

 previamente esco$idos. 7na vez determinadas podremos calcular la luminancia media ylos factores de uniformidad de la calzada. )sí comprobaremos si se cumplen loscriterios especificados en las recomendaciones.

Existen mtodos manuales para el cálculo de la iluminancia por el mtodo del punto por  punto aplicando $ráficos 'con dia$ramas isoBr e isocandela o con dia$ramas isoB# eisolux( pero están en desuso por ser mtodos lentos, tediosos y poco fiables debido a#ue es fácil e#uivocarse durante su empleo.

E"ercicios

Problemas resueltos

5. /ara la calle de la fi$ura> calcular el factor de utili,aci!n de?

Datos? altura de las luminarias 50 m

a. La vía. b. La calzada.c. La acera opuesta a la fila de luminarias.d. La acera más próxima a las luminarias.

Curva del factor de utili,aci!n

Solución

En este problema se nos pide #ue calculemos el factor de utilización para diferentes partes de la vía. ara ello tendremos en cuenta la $eometría de la vía. 7na vezdeterminados los coeficientes );h y con ayuda de los $ráficos suministrados por elfabricante obtendremos los valores del factor de utilización #ue usaremos en loscálculos.

a.( ;actor de utili,aci!n de la vía?

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La vía comprende la calzada y las dos aceras. or tanto+

Los $ráficos del factor de utilización no dan valores puntuales de dicho factor, sino #uedan el valor de este para el tramo comprendido entre la perpendicular del e"e óptico dela luminaria y el punto situado a una distancia ). or eso, para calcular el factor de todala vía hemos tenido #ue sumar los valores parciales a un lado y a otro de la línea rosa.Las cosas pueden variar se$!n la $eometría del problema y podemos tener casos en #uehay #ue restar como veremos despus.

b.( ;actor de utili,aci!n de la cal,ada?

)hora nos piden el factor de utilización de la calzada. Es decir de la vía sin las aceras.

c.( ;actor de utili,aci!n de la acera opuesta a las luminarias?

d.( ;actor de utili,aci!n de la acera más pr!#ima a las luminarias?

)sí pues, los resultados finales son+

a 1.=

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b 1.1

c 1.=0

d 1.1K

7na vez determinados los factores de utilización de cada zona 'calzadas, aceras, etc.( es posible determinar su iluminancia media aplicando la fórmula+

8. @ueremos iluminar una cal,ada de ' metros de anc+ura con una iluminancia�media de 10 lu# utili,ando lámparas de vapor de sodio de alta presi!n de 800 de

potencia y un flujo de luminoso de 10000 lm. Las luminarias se instalarán a una

altura de % m en disposici!n tresbolillo y la distancia de la vertical del centro !ptico

de la luminaria al borde de la acera es de 5 m. 4allar la distancia entre�luminarias.

)e considera Bue el factor de mantenimiento de la instalaci!n es de 0. y se

suministran las curvas del factor de utili,aci!n de la luminaria.

Solución

Este problema se resuelve aplicando el mtodo del factor de utilización del #ueconocemos todos los datos menos el factor de utilización y la interdistancia #ue es la

incó$nita.Cálculo del factor de utilización+

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Conocidos todos los datos sólo #ueda sustituirlos en la fórmula y calcular el valor de d.

1. @ueremos dimensionar una instalaci!n de alumbrado público de para una calle

de una ,ona rural poco transitada. Cada acera mide 5.6 m y la cal,ada cinco

metros midiendo la calle en total % m de anc+ura. )e +a pensado instalar

luminarias abiertas con lámparas de vapor de sodio a alta presi!n de 860 y flujo

luminoso de 56000 lm. Disponemos asimismo de las curvas isolu# de la luminaria y

las $ráficas del factor de utili,aci!n suministradas por el fabricante.

Curva isolu# de la luminaria Curva del factor de utili,aci!n

tros datos? )e considerará Bue la proyecci!n del centro !ptico de la luminaria

sobre la cal,ada estará a 5 m del bordillo.

Determinar?

a. La altura de monta"e. b. La disposición más adecuada de las luminarias.c. El valor de la iluminancia media.d. La distancia de separación de las luminarias.e. La iluminancia media en la calzada en el momento de puesta en marcha de la

instalación y una vez se produce la depreciación.f. La iluminancia media sobre la cada acera.$. Los factores de uniformidad media y extrema de la calzada.

Solución

Este problema podría ser el típico planteamiento de una instalación real. )#uí lainformación disponible es muy escasa y debemos determinar todos los parámetros de la

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instalación. ara resolverlo aplicaremos el al$oritmo descrito en el mtodo de losl!menes #ue nos permitirá conocer todos los datos re#ueridos excepto los factores deuniformidad. ara estos !ltimos emplearemos el mtodo de los nueve puntos.

Datos?

Lámpara de vapor de sodio a alta presión de 3111 lm de flu"o luminoso

a.( Altura de montaje

&e$!n la tabla #ue nos da la relación entre el flu"o luminoso de la lámpara y la altura dela luminaria para un flu"o de 23111 corresponde una altura entre K y 21 metros. ormotivos económicos co$eremos postes de K m de altura #ue son más baratos. or tanto+ % m.

b.( Disposici!n de las luminarias

ara conocer la disposición debemos calcular primero el valor de la relación entre el

ancho de la calzada y la altura de las luminarias. En nuestro caso es 3;K - 1.03 #uese$!n la correspondiente tabla aconse"a una disposición unilateral.

c.( El valor de la iluminancia media

&abemos #ue la instalación está situada en una calle de tráfico escaso en una zona�rural. Es ló$ico pensar #ue las necesidades luminosas serán mínimas y la asimilaremos auna vía del tipo E. or tanto, le corresponderá una iluminancia media de 86 l#.

d.( La distancia de separaci!n entre las luminarias

5a tenemos casi todos los datos necesarios para poder aplicar la fórmula de lailuminancia media excepto el factor de mantenimiento y el de utilización.

ara conocer el valor del factor de mantenimiento sabemos #ue se instalará unaluminaria de tipo abierto. *os #ueda por decidir si el $rado de suciedad del entorno.Como la calle está en una zona rural con poco tráfico podemos pensar #ue la instalaciónno se ensuciará demasiado pero tambin podemos suponer #ue las lámparas no selimpiarán con mucha frecuencia. or tanto y adoptando una posición conservadora leasi$naremos el valor de una luminaria abierta en un ambiente medio. )sí pues, leasi$naremos un valor de 0.F%.

Calculo del factor de utili,aci!n?

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Ninalmente sólo #ueda calcular el valor de d.

e.( La iluminancia media en la cal,ada en el momento de puesta en marc+a de la

instalaci!n y una ve, se produce la depreciaci!n

En el momento de la puesta en marcha el valor del factor de mantenimiento es 2. ortanto+

8ranscurrido el tiempo el flu"o luminoso de la lámpara descenderá por efecto de lasuciedad y la depreciación de esta. El nuevo valor de la luminancia será+

f.( La iluminancia media sobre la cada acera.

ara calcular las iluminancias lo primeros #ue debemos determinar son los factores deutilización de cada una de las aceras.

)cera más próxima a las luminarias

de donde+

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)cera opuesta a las luminarias

de donde+

$.( Los factores de uniformidad media y e#trema de la cal,ada.

ara calcular los factores de uniformidad hemos de emplear el mtodo de los nueve puntos.

En primer lu$ar tendremos #ue elaborar un plano de la calle a la misma escala #ue lascurvas isolux del fabricante. Las curvas están referidas a distancias divididas por laaltura de la luminaria. or tanto hemos de dividir los parámetros de la calle por estevalor. Cuando dispon$amos de estos valores relativos, los multiplicaremos por el

n!mero de pixeles 'milímetros sobre el papel( #ue corresponden a una unidad de / en el$ráfico% en nuestro caso son H pixel por unidad de lon$itud. :esumiendo+

) continuación podemos ver el dibu"o de la calle a escala con los nueve puntos yacolocados sobre ella.

7na vez realizado esto podemos pasar a superponer la $ráfica sobre las diferentesluminarias y leer los valores de la curva isolux sobre los puntos tal y como hicimos alhablar del mtodo de los nueve puntos.

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  5 8 1 G 6 F % '

A 231 2= >3 211 @> 00 0H >= H

< 1 = 2K 3 =K H 0= > H

C 1 = 2= 2> 23 @ 21 @

Ei

curva2@1 20@ 223 2=K 23 2= 2=0 233 @=

Ei real HH.0 H1.1 >.1 =.H =3.0 K.@ =2.@ =0.H 2.K

Los valores reales de las iluminancias en cada punto se calculan a partir de los relativosaplicando la fórmula+

Ninalmente, calculamos la iluminancia media y los factores de uniformidad+

Em - =H lx�����

El valor de Em obtenido es el del momento de puesta en marcha de la instalación. araobtener el valor una vez producida la depreciación hemos de multiplicarlo por el factorde mantenimiento '1.0K(. btenemos entonces un valor de =.2 lx. La pe#ueJadiscrepancia existente con el otro mtodo 'H.@( se puede deber a inexactitudes al

elaborar los $ráficos y a errores de apreciación en la lectura de los mismos.

Problemas propuestos

5. @ueremos iluminar una cal,ada de metros de anc+ura con aceras de 8 metros

con una iluminancia media de 86 lu# utili,ando lámparas de +alo$enuros metálicos

de 860 de potencia y un flujo de luminoso de 80000 lm. Las luminarias se

instalarán a una altura de 50 m en disposici!n tresbolillo y la distancia de la

vertical del centro !ptico de la luminaria al borde de la acera es de 5 m. )e�considera Bue el factor de mantenimiento de la instalaci!n es de 0. y se

suministran las curvas del factor de utili,aci!n de la luminaria.

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4allar?

a. La distancia entre las luminarias b. La iluminancia media de la calzada en el momento de puesta en servicio y

despus de producirse la depreciaciónc. La iluminancia media del carril más próximo a la fila de luminariasd. La iluminancia media de la acera más ale"ada de las luminarias

6er resultados

Em 7sin depreciaci!n9 >.3 lx

Em 7con depreciaci!n9 2@.3 lx

Um 1.0@

Ue#t 1.30

6er solución

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8. Calcular la iluminancia media y los coeficientes de uniformidad media y e#trema

para la calle de la fi$ura usando el m=todo de los nueve puntos.

Datos?

• factor de mantenimiento? 0.

• tipo de lámpara? +alo$enuros metálicos de 860 de potencia

• flujo de la lámpara? 80000 lm�•

altura de las luminarias? 50 m• disposici!n de las lámparas? tresbolillo

)e proporcionan asímismo el plano a escala de la calle y el $ráfico isolu# de la

luminaria

Curva isolux

)e proporcionan asímismo el plano a escala de la calle y el $ráfico isolu# de laluminaria

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Curva superpuesta sobre la luminaria )

)e proporcionan asímismo el plano a escala de la calle y el $ráfico isolu# de laluminaria

?

)e proporcionan asímismo el plano a escala de la calle y el $ráfico isolu# de la

luminaria

C

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)e proporcionan asímismo el plano a escala de la calle y el $ráfico isolu# de la

luminaria

Oreas residenciales y peatonales

)l contrario #ue en el alumbrado viario donde prima ofrecer unas buenas condicionesde iluminación y se$uridad vial, en el alumbrado de áreas residenciales y peatonalesexiste un $ran abanico de posibilidades #ue van desde iluminar zonas comerciales alsimple $uiado visual. 8odo esto hace #ue el traba"o en este tipo de vías ad#uiera uncarácter multidisciplinar donde intervienen diseJadores, urbanistas, ar#uitectos ein$enieros. Es por ello conveniente analizar los usos y re#uerimientos de la vía paradeterminar los niveles de alumbrado más adecuados y las lámparas y luminarias autilizar.

Requisitos del alumbrado

Cuando se pretenden iluminar áreas residenciales y peatonales se busca con"u$ar laorientación y se$uridad de movimientos con la se$uridad personal de peatones yvecinos. En esta línea es importante #ue el alumbrado permita ver con anticipación losobstáculos del camino, reconocer el entorno y orientarse adecuadamente por las calles,el reconocimiento mutuo de los transe!ntes a una distancia mínima de cuatro metros#ue permita reaccionar en caso de peli$ro, disuadir a ladrones e intrusos y en caso #ueesto no ocurra revelar su presencia a los vecinos y peatones.

)demás de todo esto, es conveniente una inte$ración visual de estas zonas con elentorno en #ue se encuentren i$ualándolas al resto o dándoles un carácter propio. &i porlas zonas peatonales existe tráfico de vehículos se iluminará como si se tratara de unavía p!blica normal y corriente.�

El tratamiento del deslumbramiento en este tipo de vías, es mucho más sencillo #ue enel caso de tráfico motorizado debido a la $ran diferencia de velocidad entre estos y lostranse!ntes. Los peatones debido a su ba"a velocidad se adaptan bien a los cambios deluminancia. /abrá, no obstante, #ue evitar colocar luminarias sin apantallar al nivel delos o"os y vi$ilar la luminancia de las lámparas en án$ulos críticos #ue provo#uen

molestias a los transe!ntes. )sí mismo, conviene evitar #ue las luces molesten a losvecinos en su descanso nocturno.�

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Niveles de alumbrado

Los niveles de iluminación recomendados varían se$!n el uso al #ue est destinado lazona. )sí, encontramos desde valores mínimos de iluminancia de 1. lux #ue permiten�orientarse y ver los obstáculos del camino hasta los 1 lux #ue proporcionan un�

ambiente atractivo para las zonas de $ran actividad nocturna. *o obstante, en la mayoríade casos, un nivel de 3 lux bastará para ofrecer unas buenas condiciones de alumbrado�#ue permitan la orientación y ofrezcan sensación de se$uridad a los transe!ntes.

Clasificaci!n se$ún el uso nocturno +ec+o

por los peatonesCate$oría

*ivel medio

iluminancia

 Em 7lu#9�

*ivel

mínimo

iluminancia

Emin�7lu#9

Calles en zonas privile$iadas 'áreas

comerciales, de ocio...(2 1 >.3

Calles de uso alto 21 =.1

Calles de uso moderado = >.3 2.3

Calles de uso menor. &olamente asociado a propiedades adyacentes

H 3.1 2.1

Calles de uso menor donde sea importante preservar el carácter de ambiente rural o laar#uitectura

3 =.1 1.0

Calles de uso muy ba"o donde sea

importante preservar el carácter de ambienterural o la ar#uitectura 0 2.3 1.

Calles donde sólo es necesario el $uiadovisual

> B B

CIE '2@@3(

ámparas ! luminarias

ara el alumbrado en zonas peatonales se prefieren lámparas de temperatura de color

 próximas a la de las lámparas incandescentes '>31 P( #ue usamos en nuestras casas.�En concreto se usarán principalmente lámparas entre 111 y =111 P, aun#ue se puede�ampliar el intervalo a 2K11B==11 P. &e podrán usar, por lo tanto, una $ran diversidad�de lámparas como las de vapor de sodio, mercurio, o fluorescentes dependiendo del�efecto #ue bus#uemos, las condiciones de la zona a iluminar y los aspectos económicos.

Las luminarias adoptan multitud de formas desde las más funcionales hasta las dediseJo más van$uardista y artístico. Como la forma y el control del haz de luz pierdenimportancia en favor del ambiente, existe una $ran libertad de elección% desde lasluminarias de haz $eneralBdifuso de $lobo hasta las de haz controlado. Entre las�

 posibilidades de monta"e es normal encontrarlas sobre postes o columnas, adosadas a las

fachadas, col$adas sobre cables o al nivel del suelo cuando sólo buscamos ambiente y

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orientación visual. *o obstante, cuando el tráfico motorizado sea si$nificativorecurriremos a las típicas farolas de báculo tan habituales en el alumbrado viario.

La altura de monta"e dependerá del flu"o de las lámparas a emplear y en todo caso seevitará colocarlas al nivel de los o"os sin apantallar. tra posibilidad es colocar

luminarias de menos de un metro como se hace en al$unas plazas y "ardines para crearuna atmósfera especial.

;lujo luminoso lámpara 7lm9 Altura de montaje recomendada 7m9

G>111 =

>111B2H111 =.3BH

2H111B3111 HB0

D3111 D0

)lumbrado de t!nelesEn la iluminación de t!neles, y en $eneral de cual#uier tramo de vía cubierta, se busca

 proporcionar unas condiciones de se$uridad, visibilidad, economía y fluidez adecuadas para el tráfico rodado. En t!neles cortos, menos de 211 m, no será necesario iluminar�salvo de noche o en circunstancias de poca visibilidad. En los lar$os, será necesario unestudio individualizado de cada caso. ara ello es necesario analizar los problemas #uerepresentan los t!neles para los vehículos en condiciones de día o de noche, elmantenimiento necesario y las características de los e#uipos de alumbrado a instalar.

"luminación diurna

Cuando nos aproximamos a un t!nel de día, la primera dificultad #ue encontramos es elllamado efecto del a$ujero ne$ro. En l, la entrada se nos presenta como una manchaoscura en cuyo interior no podemos distin$uir nada. Este problema, #ue se presentacuando estamos a una distancia considerable del t!nel, se debe a #ue la luminanciaambiental en el exterior es mucho mayor #ue la de la entrada. Es el fenómeno de lainducción.

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Efecto del a$u"ero ne$ro

) medida #ue nos acercamos a la entrada, esta va ocupando una mayor porción delcampo visual y nuestros o"os se van adaptando pro$resivamente al nivel de iluminaciónde su interior. ero si la transición es muy rápida comparada con la diferencia entre lasluminancias exterior e interior, sufriremos una ce$uera momentánea con visión borrosahasta lle$ar a un nuevo estado de adaptación visual. Es lo mismo #ue ocurre cuando, enun día soleado, entramos en un portal oscuro y durante unos instantes no vemos conclaridad. Es el fenómeno de la adaptación.

&e trata, por lo tanto, de un problema de diferencia de niveles de luminancia entre elexterior '=111BK111 cd;m( y el interior del t!nel '3B21 cd;m(. odríamos pensar #uemanteniendo un valor de luminancia próximo al exterior en toda su lon$itud habríamosresuelto el problema, pero esta solución es antieconómica. Lo #ue se hace en t!neleslar$os, con densidad de tráfico elevada o cual#uier otra circunstancia #ue dificulte lavisión, es reducir pro$resivamente el nivel de luminancia desde la entrada hasta la zonacentral. En la salida no hay #ue preocuparse de esto pues al pasar de niveles ba"os aaltos esta es muy rápida. )sí pues, podemos dividir los t!neles en varias zonas se$!n losre#uerimientos luminosos+

 *iveles de luminancia re#ueridos en un t!nel de tráfico unidireccional• Qona de acceso• Qona de entrada

o Qona de umbral.o Qona de transición.

•

Qona central.• Qona de salida.

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Hona de acceso

)ntes de establecer la iluminación necesaria en la entrada del t!nel, debemosdeterminar el nivel medio de luminancia en la zona de acceso o luminancia externa deadaptación. Este ma$nitud se calcula a partir de las luminancias de los elementos del

campo visual del observador como puedan ser el cielo, los edificios, las montaJas, losárboles, la carretera, etc. y su valor oscila entre =111 y 21111 cd;m.

Qona llana y descubierta Qona montaJosa Qona edificada

En zonas llanas y descubiertas donde el cielo ocupa la mayor parte del campo visual podemos tomar un valor máximo de K111 cd;m. <ientras en las zonas montaJosas oedificadas donde cobran mayor importancia las luminancias de los edificios, lasmontaJas, la carretera o los árboles se adopta un valor de 21111 cd;m.

-e$i!n Luminancia má#ima 7cd3m89

Llana y descubierta K111

<ontaJosa o edificada 21111

&in embar$o, estos valores orientativos no excluyen de un cálculo más ri$uroso de la

luminancia de la zona de acceso si$uiendo las recomendaciones y normas vi$entes.

Hona de umbral

ara proporcionar al conductor una información visual adecuada en la entrada del t!nel,la iluminación debe ser por lo menos un 21 de la luminancia de la zona de acceso enun tramo de lon$itud aproximadamente i$ual a la distancia de frenado del vehículo'entre H1 y K1 m para velocidades comprendidas entre 31 y 211 Rm;h(. Como a!n así laluminancia necesaria es muy alta y supone un consumo importante de ener$ía, se

 pueden intentar reba"ar aplicando medidas especiales.

La primera de ellas es reba"ar el límite de velocidad en el t!nel y hacer #ue losvehículos usen sus propias luces. Ae esta manera se facilita el proceso de adaptación yse reduce la distancia de frenado y por tanto la lon$itud de la zona de umbral.)simismo, conviene emplear materiales no reflectantes oscuros en calzada y fachadasen la zona de acceso para reba"ar la luminosidad y otros claros con propiedadesreflectantes de la zona de umbral para maximizarla. 8ambin es conveniente evitar #uela luz directa del &ol act!e como fondo de la entrada del t!nel. ) tal efecto convienecuidar la orientación $eo$ráfica, maximizar el tamaJo de la entrada, plantar árboles yarbustos #ue den sombra sobre la calzada, usar paral!menes, etc. En estos !ltimos casoshay #ue tener cuidado en re$iones frías por#ue en invierno pueden favorecer laaparición de hielo en la calzada además de otros problemas. or !ltimo, es posible crearuna zona iluminada con farolas antes de la entrada para favorecer la orientación visual yatraer la mirada del conductor hacia el t!nel.

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Hona de transici!n

Como al lle$ar al final de la zona de umbral el nivel de luminancia es todavíademasiado alto, se impone la necesidad de reducirlo hasta los niveles de la zona central .ara evitar los problemas de adaptación, esta disminución se efect!a de forma $radual

se$!n un $radiente de reducción o en su defecto una curva escalonada con relaciones�de = a 2 entre luminancias. Estas curvas, obtenidas empíricamente, dependen de lavelocidad de los vehículos y la diferencia entre las luminancias de las zonas umbral einterior.

Curva de reducción de la luminancia

Hona central

En la sección central de los t!neles el nivel de luminancia se mantiene constante envalores ba"os #ue rondan entre 3 y 1 cd;m se$!n la velocidad máxima permitida y ladensidad de tráfico existente. Es conveniente, además, #ue las paredes ten$an unaluminancia por lo menos i$ual a la de la calzada para me"orar la iluminación en elinterior del t!nel.

Hona de salida

En la salida las condiciones de iluminación son menos críticas pues la visión se adaptamuy deprisa al pasar de ambientes oscuros a claros. Los vehículos u otros obstáculos sedistin$uen con facilidad por#ue sus siluetas se recortan claramente sobre el fondoluminoso #ue forma la salida. Esto se acent!a, además, si las paredes tienen unareflectancia alta. En estas condiciones, la iluminación sirve más como referencia y bastaen la mayoría de los casos con unas 1 cd;m para obtener buenos resultados.

"luminación nocturna

En ausencia de luz diurna, iluminar un t!nel resulta mucho más sencillo. ?asta conreducir el nivel de luminancia en el interior del t!nel hasta el valor de la iluminación dela carretera donde se encuentra o si esta no está iluminada #ue la relación entre lasluminancias interior y exterior no pase de = a 2 para evitar problemas de adaptación. Eneste !ltimo caso se recomienda un valor aproximado entre y 3 cd;m. /ay #ue tener encuenta #ue aun#ue no se presente el efecto del a$u"ero ne$ro en la entrada sí se puededar en la salida. or ello es recomendable iluminar la carretera a partir de la salidadurante un mínimo de 11 m para ayudar a la adaptación visual.

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#quipos de alumbrado

Las lámparas utilizadas en los t!neles se caracterizan por una elevada eficiencialuminosa y lar$a vida !til. or ello se utilizan lámpara fluorescentes o de vapor de sodioa ba"a presión dispuestas en filas continuas en paredes o techos. En la entrada, donde los

re#uerimientos luminosos son mayores se instalan lámparas de halo$enuros metálicos ode vapor de sodio a alta presión.

En el caso de las luminarias, estas deben ser robustas, hermticas, resistentes a lasa$resiones de los $ases de escape y los productos de limpieza. )demás de ser de fácilinstalación, acceso y mantenimiento. Aebido a los $ases de escape y partículas ensuspensión es conveniente una limpieza periódica. <omento #ue se puede aprovechar

 para sustituir las lámparas fundidas aun#ue conviene tambin establecer un plan desustitución periódica de todas las lámparas a la vez se$!n el ciclo de vida de las mismas

 para $arantizar un nivel de iluminación óptimo.

La distribución de las luminarias es muy importante% ha de $arantizar una distribuciónuniforme de la luz sobre la calzada, el control del deslumbramiento, el nivel deluminancia, etc. ero además, los t!neles presentan dos dificultades aJadidas+ el efectocebra y el efecto del parpadeo o flicker . El efecto cebra se produce por la apariciónsucesiva de zonas claras y oscuras ante el conductor #ue puede lle$ar a sentir unasensación de molestia e incluso mareo debido a una ba"a uniformidad de las luminanciasen el t!nel. El efecto de parpadeo o  flicker  se produce por cambios periódicos de losniveles de luminancia 'unos refle"os, unas lámparas...( en el campo visual se$!n unasfrecuencias críticas 'entre .3 y 23 ciclos;se$undo( #ue provocan incomodidad y mareosy se evita colocando los aparatos en filas contínuas o con una separación adecuada.

Como las condiciones de iluminación en el exterior varían con la climatolo$ía y con lashoras del día es conveniente instalar un sistema de re$ulaci!n automática de lailuminación interior. Esta se hace $radualmente, con variaciones entre los estados inicialy final inferiores a = a 2. ara simplificar, se distin$ue entre tres niveles de iluminación+diurno, nocturno y crepuscular para los días nublados.

Es necesario disponer, además, de un sistema de alumbrado de emer$encia #ue$arantice unos niveles mínimos de iluminación en caso de apa$ón. En este sentido hay#ue $arantizar por lo menos el funcionamiento de una de cada tres luminarias.

Mantenimiento

ara mantener en buenas condiciones el sistema de iluminación del t!nel y conservarunos niveles óptimos es necesario realizar una serie de operaciones periódicamentecomo la sustitución de las lámparas o la limpieza de las luminarias, paredes y calzada.)demás de contar con un sistema de ventilación eficaz #ue evacue los humos, $ases deescape y partículas en suspensión #ue dispersan la luz. )símismo, para maximizar lailuminación en el interior del t!nel conviene #ue el techo, las paredes y la calzada seande materiales con alta reflectancia pero sin brillos, fáciles de limpiar y resistentes a lasa$resiones.

rotectores+ conceptos y cálculos

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Los ámbitos de aplicación de la iluminación con proyectores o por inundación sondiversos y abarcan campos como la iluminación de áreas de traba"o o industriales, defachadas y monumentos, de instalaciones deportivas y al$unas aplicaciones enalumbrado viario 'plazas, t!neles, etc.(. ) continuación veremos los proyectores, lasherramientas de cálculo y las aplicaciones.

$ro!ectores

7n proyector es una luminaria #ue concentra la luz en un determinado án$ulo sólido mediante un sistema óptico 'espe"os o lentes(, para conse$uir una intensidad luminosaelevada en dicha zona. Las lámparas empleadas son muy variadas dependiendo del usoal #ue este destinado el aparato.

Los proyectores se clasifican se$!n la apertura o dispersi!n del haz de luz #ue sedefine como el án$ulo comprendido entre las dos direcciones en #ue la intensidadluminosa cae un determinado porcenta"e 'usualmente el 21 o el 31( del valormáximo #ue hay en el centro del haz donde la intensidad es máxima.

 �

Clasificación de las luminarias se$!n la apertura del haz de luz

ipo

abertura

Apertura del +a, en�

$rados�

760I :ma#9

e#ueJa G1

<ediana entre 1 y H1

9rande DH1

�

Clase Apertura del +a, en�

$rados�

750I :ma#9

2 21B2K

2KB@

= @BH0

H H0B>1

3 >1B211

0 211B2=1

> D2=1

�

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La forma de la distribuci!n del +a, de luz depende del tipo de proyector. )sí, en los proyectores circulares puede ser cónico o cónico li$eramente asimtrico, obteniendoseuna proyección elíptica sobre las superfícies iluminadas. <ientras, en los rectan$ularessuele ser simtrica en los planos horizontal y vertical% aun#ue en este !ltimo planotambin puede ser asimtrica y la proyección obtenida tiene entonces forma trapezoidal.

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ara la denominaci!n de un proyector basta indicar los án$ulos de abertura en sus planos de simetría 'vertical y horizontal normalmente(. or e"emplo, 21;H1 indica un proyector #ue tiene en el plano vertical 3 a cada lado del e"e central y 1 en cada ladoen el plano horizontal.

Ninalmente, la eficacia del +a, es la relación entre los l!menes contenidos dentro de laabertura del haz 'l!menes del haz( y los l!menes de la lámpara en tanto por ciento.

Cálculo de instalaciones con pro!ectores

) la hora de plantearse un proyecto de iluminación por inundación, hay #ue empezarestudiando el ámbito de aplicaci!n de nuestra instalación. Los más habituales son+

• Iluminación de áreas de traba"o o industriales• Iluminación de edificios y monumentos• Iluminación de instalaciones deportivas• )plicaciones en alumbrado viario

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En cada una de estas aplicaciones, podremos encontrar los niveles de iluminaci!n másadecuados para $arantizar una correcta iluminación.

7na vez realizados los pasos anteriores se$uiremos con la elecci!n de los proyectores.7na re$la a tener en cuenta es #ue mientras más le"os los colo#uemos de la zona a

iluminar, más estrecha será la apertura del haz necesaria. or otro lado, para conse$uiruna buena uniformidad conviene solapar los bordes de los haces de los proyectores #ueiluminan la superficie a tratar. El empla,amiento de los proyectores depende de laaplicación a #ue destinemos la instalación y del entorno circundante. En zonas pe#ueJas

 puede bastar con un !nico poste donde esten todos los proyectores% mientras #ue enotras recurriremos a varios postes.

El cálculo del n!mero de proyectores necesarios es muy sencillo y se realiza con elmtodo de los l!menes. &i se re#uiere más precisión, como en retransmisionesdeportivas por 86, recurriremos al mtodo del punto por punto. ara $randesinstalaciones como estadios deportivos u otras análo$as conviene realizar los cálculos

 por ordenador debido a su enorme comple"idad.

"=todo del flujo luminoso o de los lúmenes

donde+

• * es el n!mero de proyectores necesarios.• Em es la iluminancia media recomendada para cada aplicación.• ) es la superficie a iluminar en m.• es el flu"o luminoso de un proyector.• C<U es el coeficiente de utilización del haz 'Coefficient of Beam Utilization(

#ue se define como la relación entre los l!menes #ue lle$an a la superficieiluminada y los l!menes del haz. &u valor #ue oscila entre 1.0 y 1.@.

• f m es el factor de mantenimiento cuyo valor está entre 1.03 y 1.K1. &irve paracuantificar la disminución del flu"o luminoso por el enve"ecimiento de laslámparas y por la suciedad acumulada en estas y el proyector.

7na vez realizados los cálculos, conviene hacer una comprobaci!n de los resultados para verificar la bondad de los resultados. Los parámetros de calidad #ue seacostumbran a utilizar son la iluminancia media 'Em( de la instalación y launiformidad media 'Emin ; Em(.

rotectores+ )plicaciones

Los principales campos de aplicación de la iluminación con proyectores o porinundación son la iluminación de áreas de traba"o o industriales, de edificios y

monumentos, de instalaciones deportivas y al$unos usos en alumbrado viario.

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"luminación de áreas de traba%o o industriales

Las áreas de traba"o o industriales son $randes zonas situadas al aire libre, como zonasen construcción, aparcamientos, muelles de car$a, puertos, parRin$s, etc... Los

 proyectores se suelen instalar a$rupados en postes altos 'de 1 a =1 metros(, separados

entre sí de 2.3 a = o incluso más veces la altura de monta"e, facilitando así losmovimientos en la zona de traba"o. Ae esta manera, tambin se consi$ue disminuir el

 problema del deslumbramiento al #uedar las luminarias fuera del án$ulo de visión. Enestas instalaciones se suelen usar lámparas de sodio a alta presión y las de halo$enurosmetálicos.

Actividad

7rientativo9

:luminaci!n media

+ori,ontal en servicio 7lu#9

Uniformidad

Emin 3 Em

6i$ilancia 3 1.23

)lmacenamiento 21 1.23

8raba"o muy basto 1 1.1

8raba"o básico 31 1.3

8raba"o normal 211 1.=1

8raba"o $ran niveldetalle

11 1.31

"luminación de edificios ! monumentos

)un#ue los edificios han sido diseJados para verse de día con la luz solar, se pueden

conse$uir de noche y con una iluminación adecuada interesantes efectos #ue atrai$an laatención de los transe!ntes sobre los mismos. Es cuestión de aplicar ima$inación,creatividad, esttica y tcnica a cada caso particular.

) la hora de iluminar edificios hay #ue distin$uir dos casos. En primer lu$ar losedificios funcionales, con fachadas simples sin elementos decorativos destacables, comolos típicos edificios de fachadas de cristal, donde se aplica una iluminaci!n uniforme,de aspecto plano y sin relieve. 8ienen la venta"a de #ue se necesitan pocos puntos de luzaun#ue la situación de los proyectores, le"os del edificio, puede ser un inconveniente.

En se$undo lu$ar tenemos los edificios con elementos ar#uitectónicos destacables como

cornisas, frisos, relieves, etc... #ue necesitan un tratamiento especial, una iluminaci!nno uniforme, #ue realce estos elementos y cree una impresión de relieve mediante

 "ue$os de luces y sombras, contrastes de color y;o brillo, etc. ara ello, se usan proyectores colocados estrat$icamente en la fachada procurando minimizar los daJosen la misma.

7nos consejos !tiles antes de empezar son estudiar las direcciones y distancia deobservación #ue servirán para determinar dónde colocar los proyectores. )nalizar laluminancia ambiental teniendo en cuenta #ue mientras mayor sea esta, mayor será laluminancia necesaria para #ue el edificio desta#ue. 6er #u obstáculos hay presentes enla dirección de observación como árboles, vallas, setos, etc.% en estos casos esrecomendable poner los focos entre el edificio y los obstáculos para #ue sólo se veansus siluetas. )umentar la luminancia de la parte alta del edificio para aumentar su altura

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aparente, eliminar sombras no deseadas con proyectores situados sobre la fachada oaumentando la distancia de estos a la fachada, aprovechar el efecto de espe"o sobre ela$ua, etc.

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Los niveles de luminancia dependen de las características de los materiales empleados'reflectancia, textura y color( y de la luminancia de los alrededores. ) modo de�e"emplo podemos citar la piedra calcárea 'H1B=1 lux(, el $ranito '31B311 lux( o elladrillo '=1B311 lux(. Como podemos ver, son intervalos muy amplios cuyos valoresdependen de cada caso particular.

Las lámparas a utilizar son muy variadas y dependen de los efectos #ue #ueramosconse$uir. Lo más normal es emplear lámparas de mercurio a alta presión, halo$enurosmetálicos 'cuando se re#uiera una buena reproducción del color( o vapor de sodio'materiales ptreos de tonos cálidos(.

&plicaciones en alumbrado viario�

En este campo los proyectores se reservan para la iluminación de nudos decomunicaciones, plazas, parRin$s y en $eneral de cual#uier otra situación donde la

instalación de luminarias tradicionales supon$a complicaciones para la orientación,dificultades tcnicas, etc. resentan la venta"a de #ue simplifican la instalación al habermenos puntos de luz y producen una iluminación más uniforme y a$radable.

"luminación de instalaciones deportivas�

El ob"etivo de iluminar instalaciones deportivas ya sean interiores o exteriores es ofrecer un ambiente adecuado para la práctica y disfrute de actividades deportivas por parte de

 "u$adores y p!blico. Ló$icamente, las exi$encias variarán se$!n el tipo de instalación'recreo, entrenamiento o competición( y el nivel de actividad 'amateur, profesional oretransmisión por televisión(.

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Iluminar este tipo de instalaciones no es fácil, pues hay #ue ase$urarse de #ue los "u$adores y demás ob"etos en movimiento sean perfectamente visiblesindependientemente de su tamaJo, posición en el campo, velocidad y trayectoria. orello es importante tanto el valor de la iluminancia horizontal como la vertical, aun#ue enla práctica esta !ltima sólo se tiene en cuenta en las retransmisiones televisivas donde es

necesario un buen modelado #ue desta#ue las formas de los cuerpos.

Los niveles de iluminaci!n recomendados varían con la actividad y el $rado de profesionalidad, pero sin entrar en detalles podemos recurrir a la si$uiente tabla.

Actividad E4ori,ontal 7lu#9Uniformidad�

Emin3Emed

Entrenamiento, recreo 11B=11 2+

Competición 311B>11 2+2.3

ara evitar problemas de deslumbramiento #ue dificulten el normal desarrollo del "ue$o, especialmente en deportes donde hay #ue mirar hacia arriba, conviene tomarmedidas como instalar luminarias apantalladas, reducir el n!mero de puntos de luza$rupando los proyectores o evitar colocarlos perpendicularmente a la línea de visión

 principal. Es conveniente montar las fuentes de luz a una altura adecuada% para el casode instalaciones exteriores y visto desde el centro del campo, el án$ulo formado por el

 plano horizontal y el e"e de cual#uier proyector de la batería debe ser superior a 3.

Las lámparas a utilizar dependerán de la finalidad de la instalación. En instalaciones decompetición, se usan lámparas de halo$enuros metálicos por sus altas prestaciones. eroen otros casos puede bastar con lámparas haló$enas o de mercurio y sodio a alta

 presión% más baratas.

Las luminarias, en instalaciones exteriores, se disponen normalmente en torrescolocadas en los laterales, en las es#uinas del campo o en una combinación de ambas.En el primer caso se emplean proyectores rectan$ulares cuya proyección sobre elterreno tiene forma trapezoidal obteniendo como valor aJadido un buen modelado de�los cuerpos. En el se$undo caso se emplean los circulares #ue dan una proyección enforma elíptica.

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) continuación se ofrecen al$unos e"emplos de disposiciones típicas de proyectores eninstalaciones de entrenamiento de exteriores.