Iluminación

PEDRO GOMEZ BASTIDAS

DefiniciónDel latín illuminatio, es la acción y efecto de iluminar. Este verbo hace referenciaa alumbrar o dar luz y requiere siempre de un objeto directo, de algo o alguien aquien brindar su claridad. Se conoce como iluminación, por lo tanto, al conjuntode luces que se instala en un determinado lugar con la intención de afectarlo anivel visual. Por ejemplo: “La obra no estuvo mal, pero la iluminación era tanpobre que apenas se podía ver a los actores”, “Anoche vi un espectáculo de unafuente de agua con unos efectos de iluminación sorprendentes”.

DefiniciónLa iluminación se lleva a cabo a través de diversos elementos y artefactos,como lámparas incandescentes (también conocidas como bombillas, bombitas ofocos), lámparas fluorescentes o lámparas halógenas. A instancias dela decoración , la iluminación, ostenta un rol estelar, ya que a partir de la misma sepuede transformar la concepción que presenta un determinado espacio, es decir,con la iluminación podremos resaltar efectos, muebles y objetos y minimizaraquello que no queremos exponer a la atención de todos.

Tipos de IluminaciónLa luzEs un tipo de energía que es emitida por diferentes fuentes y que al rebotar contralos distintos objetos producen variados efectos.

Luz naturalEs cuando la fuente que produce la luz proviene de la naturaleza. El sol es la másimportante fuente de luz y energía natural que tiene el planeta. Otras fuentes de luznatural son los relámpagos, las estrellas y algunos insectos como las luciérnagas. Enlas aguas muy profundas y oscuras existen peces que emiten su propia luz.

Tipos de IluminaciónCaracterísticas de la luz natural

IntensidadEn un ambiente, la cantidad de luminosidad que proviene del sol, cambia de acuerdo conel tamaño del espacio por donde ingresa al ambiente, y se la regula mediante cortinas oinstrumentos equivalentes.Se puede graduar la intensidad de la luz natural que penetra en un ambiente utilizandopersianas, cortinas, estores, etc.

ReflexiónLa luz, al ingresar, se refleja sobre determinados objetos.

TonalidadDependerá de la hora, por las mañanas será blanca y al atardecer, algo rojiza.La luz natural es auto-generada y viene en un espectro de colores que son los coloresvisibles de los rayos que percibimos. El espectro de colores contiene luz con longitudes deonda más cortas cerca del violeta en un extremo y con longitudes de onda más largascerca del rojo. Llamados rayos ultravioleta e infrarrojos respectivamente, estos rayos soninvisibles a nuestros ojos.

Tipos de Iluminación

Importancia de la luz natural para la vidaEl espectro completo de luz de la fuente natural es ideal para la vida animal y vegetal enla tierra. Las plantas y los animales prosperan en la luz natural. La oscuridad que sigue ala fotoactividad en los organismos ayuda a rejuvenecer y reparar las forma de vida anivel celular. Una exposición moderada a la luz solar saludable beneficia a los humanos,pues incrementa el nivel de energía y el metabolismo, impulsa el sistema inmune yayuda a constituir la vitamina D — siendo todos elementos esenciales para elorganismo. Los nocivos rayos ultravioleta pueden causar padecimientos como cáncer depiel y cataratas, mientras dañan también la estructura de la piel. Para las plantas, lanecesidad de periodos de luz y oscuridad les ayuda a equilibrar su actividad celular entérminos de crecimiento y reparación. La luz solar también es dañina pues no podemosalterarla o controlarla para ajustarla a nuestra condición.

Tipos de Iluminación

Luz artificialPara poder iluminarse sin necesidad de depender de las fuentes naturales, laspersonas recurren a la fuentes artificiales ¿cuáles son? Las velas, linternas, lámparas ytubos fluorescentes son algunos ejemplos de artefactos fabricados por el hombre. Elfuncionamiento se basa en la transformación de algún tipo de energía en luz.

Tipos de IluminaciónCaracterísticas de la luz artificialLa luz artificial es indispensable cuando la natural desaparece, es decir, lo quecomúnmente conocemos como noche. Si en una habitación bien decorada no se hantomado en cuenta los cambios de luz, todo su encanto desaparece cuando lailuminación se torna deficiente. Si se conocen y manejan óptimamente los efectos queproduce cada tipo de luz artificial, ésta no representará ningún problema.Luz combustibleSe obtiene del fuego, como las velas, lámparas de petróleo o kerosene, una chimenea,etc. Esta luz es irregular y parpadea mucho, por esto sólo debe utilizarsedecorativamente.Iluminación incandescenteDespide luz cálida: foco, vela, halógeno. Iluminación de descarga. Emite luz blanca:fluorescentes.La mayoría de nuestras actividades se detendría si no tuviéramos una fuente de luzalterna. La ventaja de este tipo de luz radica en que podemos controlarla a voluntad.Podemos monitorear la intensidad, la cantidad y la calidad de la luz para ajustarla acada situación.

Conceptos de Iluminación

El lux (símbolo lx) es la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades parala iluminancia o nivel de iluminación. Equivale a un lumen/m². Se usa enla fotometría como medida de la luminancia, tomando en cuenta lasdiferentes longitudes de onda según la función de luminosidad, un modelo estándar dela sensibilidad a la luz del ojo humano. 1 lx =

1 lm/m2

1 cd · sr/m2

El lux es una unidad derivada, basada en el lumen, que a su vez es una unidad derivadabasada en la candela.Un lux equivale a un lumen por metro cuadrado, mientras que un lumen equivale auna candela x estereorradián. El flujo luminoso total de una fuente de una candelaequivale a lúmenes (puesto que una esfera comprende estereorradianes).

La diferencia entre el lux y el lumen consiste en queel lux toma en cuenta la superficie sobre la que elflujo luminoso se distribuye. 1000 lúmenes,concentrados sobre un metro cuadrado, iluminanesa superficie con 1000 lux. Los mismos millúmenes, distribuidos sobre 10 metros cuadrados,producen una iluminancia de sólo 100 lux. Unailuminancia de 500 lux es posible en una cocina conun simple tubo fluorescente. Pero para iluminar unafábrica al mismo nivel, se pueden requerir decenasde tubos. En otras palabras, iluminar un área mayoral mismo nivel de lux requiere un número mayor delúmenes.

Conceptos de Iluminación

Conceptos de Iluminación

FLUJO LUMINOSO

Flujo luminoso es unamedida de la cantidadde luz que sale de unalámpara.

Unidad: Lumen (lm)

Conceptos de Iluminación

W lm

Flujo luminoso (lm)=

Potencia eléctrica (W)

Eficacia luminosa

Iluminancia (Lux)

El promedio de flujo luminoso deuna área, es el flujo luminosopor unidad de área.

LumenLux =----------------

m2

Niveles aproximados en luxes en un día de verano

300 luxes al centro de la habitación

10 luxes en el sótano

6000 luxesbajo la marquesina

2500 luxes dentro de la ventana

100,000 luxes a pleno sol

10,000 luxes en la sombra

Luminancia •Intensidad luminosareflejada por una superficie.

•Expresa el efecto deluminosidad que unasuperficie produce en el ojohumano.

Cd/m2

E= 400 Lux

L= 100 Cd/m2

r = 80 %

E= 400 Lux

L= 5 Cd/m2

r = 4%

Fuentes de IluminaciónUna fuente luminosa es un objeto que emite luz. Las fuentes pueden ser primarias ysecundarias. Las primarias producen la luz que emiten (el Sol), las secundarias reflejan laluz de otra fuente (la Luna). A su vez, se pueden distinguir, entre las primarias, a fuentesnaturales (el sol) o artificiales (una lámpara).Una fuente de luz puede ser difusa o puntual. La luz difusa incide sobre los objetosdesde múltiples direcciones, proporcionando sombras menos nítidas cuanto más lejosesté un objeto de la superficie que oscurece. La luz puntual se origina en un punto más omenos reducido respecto al objeto que ilumina, pudiéndose hablar de unadireccionalidad más o menos similar entre los rayos que emite, haciendo las sombrasque un objeto proyecta mucho más nítidas o recortadas y que se hagan más grandescuanto más cerca se sitúe el objeto de la fuente de luz y más lejos de la pantalla querecibe la sombra.

Lámparas Incandescentes Normales

Las lámparas incandescentes fueron la primeraforma de generar luz a partir de la energía eléctrica.Desde que fueran inventadas, la tecnología hacambiado mucho produciéndose sustanciososavances en la cantidad de luz producida, el consumoy la duración de las lámparas. Su principio defuncionamiento es simple, se pasa una corrienteeléctrica por un filamento hasta que este alcanza unatemperatura tan alta que emite radiaciones visiblespor el ojo humano.Pueden ser al vacío o con gas argón, para evitar eldeterioro del filamento.

Lámparas Incandescentes Normales

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

Lámparas Incandescentes Normales

Lámparas Incandescentes Halogenadas

En las lámparas halógenas, para poder someterel filamento a una temperatura mucho másalta que la que normalmente soportan laslámparas comunes (3000 ºC ó 5432 ºFaproximadamente) y obtener una mayorintensidad de iluminación por unidad deenergía, el gas argón se sustituye por un gashalógeno, como el yodo (I) o el bromo (Br).Además, en lugar de cristal común, para lacápsula o envoltura de protección se utilizacristal de cuarzo, que soporta mucho mejor laaltísima temperatura a la que se ve sometidoel filamento, sin derretirse.

Lámparas Incandescentes Halogenadas

La estructura de una lámpara halógena esextremadamente sencilla, pues constaprácticamente de los mismos elementos quelas incandescentes comunes. Sus diferentespartes se pueden resumir en: (A) un bulbo o,en su defecto, un tubo de cristal de cuarzo,relleno con gas halógeno; (B) el filamento detungsteno, con su correspondiente soporte y(C) las conexiones exteriores. Estas lámparas sepueden encontrar con diferentes formas,tamaños, versiones y potencia en watt.Normalmente se fabrican algunos modelospara trabajar con 110 ó 220 volt de tensión yotros con 12 volt, utilizando un transformadorreductor de tensión o voltaje.

Lámparas de construcción reforzada poseenfilamentos excepcionalmente reforzados pararesistir choques mecánicos y vibraciones.Aparte de la construcción especial delfilamento, ellas tienen la misma especificaciónde las lámparas incandescentes normales. Laposición de funcionamiento de las lámparas deconstrucción reforzada es universal.

Aplicaciones:- Iluminación de inspección "En mano"- Iluminación de áreas de trabajo enmantención y talleres de automóviles .

- Luces de tráfico.

Lámparas Incandescentes Especiales

Lámparas de vapor de Mercurio de Baja Presión.

La lámpara fluorescente es una lámpara de descarga en vapor de mercurio de bajapresión, en la cual la luz se produce predominantemente mediante polvosfluorescentes activados por la energía ultravioleta de la descarga. La lámpara,generalmente con ampolla de forma tubular larga con un electrodo sellado en cadaterminal, contiene vapor de mercurio a baja presión con una pequeña cantidad de gasinerte para el arranque y la regulación del arco. La superficie interna de la ampollaestá cubierta por una sustancia luminiscente (polvo fluorescente o fósforo) cuyacomposición determina la cantidad de luz emitida y la temperatura de color de lalámpara .

Lámparas de globo FluorescenteLa descarga se produce en un tubo de descarga de cuarzo que contiene una pequeñacantidad de mercurio y un relleno de gas inerte, generalmente argón, para ayudar alencendido.

Principios de funcionamiento:Se deben considerar tres fases bien diferenciadas: ignición, encendido y estabilización.

Lámpara de luz MixtaLas lámparas de luz mixta son una combinación de la lámpara de vapor de mercurio aalta presión y de la lámpara incandescente, como resultado de uno de los intentos paracorregir la luz azulada de las lámparas de vapor de mercurio, lo cual se consigue por lainclusión dentro de la misma ampolla de un tubo de descarga de vapor de mercurio yun filamento incandescente de wolframio

Lámparas de Halogenuros Metálicos

Son lámparas de vapor de vapor de mercurioa alta presión que además contienenhalogenuros de tierras raras como elDysprosio (Dy), Holmio (Ho) y el Tulio (Tm).Estos haluros son en parte vaporizadoscuando la lámpara alcanza su temperaturanormal operativa. El vapor de haluros sedisocia después, dentro de la zona centralcaliente del arco, en halógeno y en metalconsiguiendo así aumentarconsiderablemente la eficacia luminosa yaproximar el color al de la luz diurna solar. Seutilizan diversas combinaciones dehalogenuros (sodio, yodo, ozono) a los que seañade escandio, talio, indio, litio, etc.

Lámparas de vapor de sodio de Baja Presión

Existe una gran similitud entre el trabajo de una lámpara de vapor de sodio a bajapresión y una lámpara de vapor de mercurio a baja presión (o fluorescente). Sinembargo, mientras que en la última la luz se produce al convertir la radiaciónultravioleta de la descarga de mercurio en radiación visible, utilizando un polvofluorescente en la superficie interna, en la primera la radiación visible se produce porla descarga directa del sodio

Lámparas de vapor de sodio de Alta PresiónFísicamente, la lámpara de sodio altapresión es bastante diferente de la lámparade sodio baja presión, debido a que lapresión de vapor es más alta en la primera.Este factor de presión también es causa demuchas otras diferencias entre las doslámparas, incluyendo las propiedades de laluz emitida. El tubo de descarga en unalámpara de sodio de alta presión contieneun exceso de sodio para dar condiciones devapor saturado cuando la lámpara está enfuncionamiento. Además posee un excesode mercurio para proporcionar un gasamortiguador, y se incluye xenón, parafacilitar el encendido y limitar la conducciónde calor del arco de descarga a la pared deltubo. El tubo de descarga se aloja en unaenvoltura de vidrio protector vacía

Iluminación y Rendimiento Laboral

En relación a las condiciones de higiene en los ambientes de trabajo una de las cosasque debe cuidarse es la iluminación así como el color. Sabemos que la luz condicionala agudeza visual y la percepción de los colores. Hoy el estado de la ciencia permiteafirmar que la luz es biodinámica, pues afecta al sistema endocrino y a todos lossistemas biológicos.

Por ejemplo, la ausencia de luz solar influye negativamente sobre el estado de ánimode las personas y afecta a la capacidad del cerebro para el manejo de la información,por lo tanto, la calidad de la iluminación artificial es significativa para la saludhumana, igual que para la seguridad y el rendimiento laboral. Además de la cantidadde luz, también nos afecta, a nivel neurofisiológico, el color de la luz, y es evidenteque los colores alegres e intensos nos motivan de manera positiva, levantando elánimo. El abuso del blanco en interiores, o el predominio de colores serios y tristescomo el gris o el beige en el vestuario, son otros síntomas de conducta depresiva

Las ventajas de un ambiente laboral bien iluminado son evidentes, tales como:

Mayor Confortabilidad – Seguridad – Calidad en el proceso operativo

Para que la iluminación en los ambientes de trabajo sea óptima, se debe evitar contrastes entre la iluminación general y la dirigida; para así ayudar a reducir la fatiga visual y psíquica.

Iluminación y Rendimiento Laboral

Una característica importante alelegir un sistema de iluminación esconsiderar el efectoEstroboscópico, el cual se generanormalmente en los tubosfluorescentes, y consiste en verseccionada una imagen, alalternarse encendidos y apagadosen luminarias de corriente alterna,esta situación produce un aumentode la fatiga visual.

Iluminación y Rendimiento Laboral

Un mantenimiento periódico delas luminarias es imprescindible.Se recomienda reponer lámparasincandescentes cada 1000 horasde uso. En cambio la reposición delámparas fluorescentes se realizacada 6000 horas de uso. Estácomprobado que la limpieza delámparas y artefactos deiluminación cada 3000 horas,mejora su rendimiento, dado queel polvo que se deposita sobreellos reduce paulatinamente surendimiento lumínico.

Iluminación y Rendimiento Laboral

El color es relativo, y depende de lacomposición espectral de la iluminaciónexistente. Si cambia la iluminación, tambiéncambia la gama de colores percibida, porqueúnicamente puede estimular el órgano de lavista, aquellas intensidades de radiación queexistan en la fuente de luz disponible. Loscolores logran cambiar la apreciación delespacio y sensación de confort, afectandofísicamente y psicológicamente a laspersonas. En este contexto, la aplicacióncientífica de los colores dinámicos, entregabeneficios como: Disminución delausentismo, disminución de las lesiones yfatiga en los ojos. Por ejemplo: Un ambientegris, produce desgano, fatiga visual y eltrabajo se torna fastidioso y eterno

Iluminación y Rendimiento Laboral

Los colores de la seguridad sonaquellos que se estandarizan paraidentificar lugares y objetos, así comopara prevenir accidentes. Acontinuación, se muestra una tablacon los diferentes coloreshabitualmente usados, junto a susignificado y utilización

Iluminación y Rendimiento Laboral

Limites PermisiblesLos niveles de iluminación requeridos en los lugares de trabajo están condicionadosde acuerdo a la complejidad de las diferentes actividades que se efectúen, según loestablecido en el artículo Nº103, del D.S. Nº594 /99 Reglamento sobre lasCondiciones Sanitarias y Ambientales Básicas en los Lugares de Trabajo

Intensidad de Luz

Reflexión de luz

Tonalidad de la luz

Rayos Ultravioleta

Tierras RarasLas ‘tierras raras’ se forman con 17 elementos químicos y minerales que tienenpropiedades químicas, eléctricas, electrónicas y magnéticas para usos médicos y eldesarrollo de diversas tecnologías.

Los nombres de estos elementos o ´tierras raras´ son: Holmio, Erbio, Tulio, Iterbio,Lutecio, Escandio, Disprosio, Lantano, Cerio, Europio, Itrio, Praseodimio, Gadolinio,Neodimio, Terbio, Samario y Prometio.

Lámpara Fluorescente

Lámpara de Mercurio

Vapor de Sodio de Baja Presión

Vapor de Sodio de Alta Presión