Capítulo 1.-

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LUMINOTÉCNIA – Conceptos básicos – La utilización del programa de Cálculos y proyectos de alumbrado” de

MAYJA,S.A , requiere tener presente algunos conceptos luminotécnicos que se desarrollan a continuación. Dichos conceptos así como el desarrollo del presente texto derivan de los Informes Técnicos editados por el CEI ( Comité Español de Iluminación ) del que MAYJA,S.A. es miembro asociado.

La Iluminancia .La iluminancia , E , es la magnitud física que expresa la cantidad de luz que llega a la superficie. Se define como el Flujo luminoso por unidad de superficie.

La iluminancia se determina en cada punto de la superficie , presentando por tanto valores diferentes en los distintos puntos de la zona iluminada.En el caso que el flujo luminoso sea uniforme en toda la superficie , entonces , la iluminancia se mantiene constante tomando el valor , E = /S .

La unidad de medida de la Iluminancia ( E ) , en el Sistema Internacional , se denomina “ Lux “ y se define como :

La expresión de la iluminancia horizontal en un punto P , se define como :

E = (d)/(ds)

E = I (C,) · (Cos3 ) / h2

1 Lux = (1 lumen)/(1 m2)

Donde , es el Flujo luminoso , definido como la cantidad energía radiante emitida por la fuente por unidad de tiempo . Su unidad de medida en el S.I. es el lumen ( lm ).

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Donde :- h : Altura de la luminaria ( fuente luminosa ).- I ( C, ) : Intensidad luminosa ( Candelas , cd ), en la dirección

determinada por los ángulos ( C, ).La Intensidad luminosa de una fuente puntual de luz , en una dirección determinada ( C , ) , se puede definir como el flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en la dirección en cuestión.

Si la instalación de alumbrado consta de varias fuentes de luz ( n ) , la Iluminancia en un punto P es :

Los resultados de los proyectos de alumbrado realizados con el programa de MAYJA,S.A. – ILUMINACIÓN contemplan los siguientes parámetros relacionados con la Iluminancia.

- Emax : Valor de la Iluminancia máxima en la superficie de estudio.

- Emin : Valor de la Iluminancia mínima en la superficie de estudio.

- Emedia : Valor de la Iluminancia media en la superficie de estudio.

- Um : Uniformidad Media , es la relación entre la Iluminancia mínima y la media en la superficie de estudio. Um = Emin / Emedia.

- Ue : Uniformidad General , es la relación entre la Iluminancia mínima y la máxima en la superficie de estudio. Ue = Emin / Emax.

Estos parámetros son además parámetros habituales para definir los niveles de iluminación en los proyectos de alumbrado de ÁREAS RESIDENCIALES Y PEATONALES , según define el CEI.

La Luminancia .La luminancia , L , de un punto en un pavimento determinado es la medida de intensidad luminosa que refleja dicho pavimento y llega a los ojos del observador.

Se puede entonces definir luminancia , como la intensidad luminosa por unidad de superficie que es reflejada por la calzada en la dirección del observador.

Su unidad de medida según el Sistema Internacional es la Candela por metro cuadrado , cd/m2.

La luminancia depende tanto del tipo de pavimento donde se encuentre la zona iluminada como de la situación del observador.Esta dependencia se manifiesta a través de la “ Matriz de Reflexión del Pavimento” o r-tabla , donde se determina para cada punto definido por los ángulos ( , ) , el coeficiente r = q(,) · Cos3

Donde :- q : Coeficiente de luminancia- r : Coeficiente de luminancia reducido, r = q(,) · Cos3

E = I (Ci,i) · (Cos3 i ) / h2

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Con esto y basándose en la hipótesis de que 0 , y que por tanto el Cos 1, la Luminancia se puede calcular como :

o lo que es lo mismo:

Los valores de “ r ” se leen en las Matrices de Reflexión del Pavimento. Son tablas de doble entrada ( tg , ) características para cada tipo de pavimento.

La CIE ha homogeneizado y unificado las características de los pavimentos , editando en su publicación CIE 30-2 ( 1982 ) , las tablas correspondientes a los cuatro tipos de pavimentos estándares más comúnmente utilizados : RI , RII , RIII y RIV .

Habitualmente los pavimentos normalizados que más se utilizan para proyectos de alumbrado público en España son los pavimentos RII y RIII.

Las matrices de reflexión de estos pavimentos están introducidas en el programa de CÁLCULOS Y PROYECTOS DE ALUMBRADO

Los resultados de los proyectos de alumbrado realizados con el programa de MAYJA –ILUMINACIÓN contemplan los siguientes parámetros relacionados con la LUMINANCIA.

- Lmax : Valor de la luminancia máxima en la superficie de estudio.

- Lmin : Valor de la luminancia mínima en la superficie de estudio.

- Lmedia : Valor de la luminancia media en la superficie de estudio.

- Uo : Uniformidad Global , es la relación entre la luminancia mínima y la media en la superficie de estudio. Uo = Lmin / Lmedia.

- Ul : Uniformidad Longitudinal, es la relación entre la luminancia mínima y la máxima en el mismo eje longitudinal en la superficie de estudio. Ul = Lmin / Lmax.

Estos parámetros son además parámetros habituales para definir los niveles de iluminación en los proyectos de alumbrado de VIAS PÚBLICAS de tráfico rodado , tal y como define el CEI.

El deslumbramiento .El deslumbramiento es una sensación molesta causada por la emisión de reflejos en la calzada y por tanto una percepción del exceso de luz. Al tratarse entonces de una apreciación subjetiva es un fenómeno psicológico difícil de cuantificar.

Existen dos tipos de deslumbramientos que afectan a las instalaciones de alumbrado público:

L = I (C,) · (Cos3 ) · q (,) / h2

L = I (C,) · r (,) / h2

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- El deslumbramiento molesto , G.- El deslumbramiento perturbador , Lv.

El deslumbramiento molesto , G.

Es la sensación sufrida cuando la luz que llega a nuestros ojos es demasiado intensa.

Dicho deslumbramiento G , depende de la Luminancia media , del tipo de lámpara , de la altura de montaje , de la superficie aparente del área limitada de la luminaria vista bajo un ángulo de 76º ( F ) y de las intensidades I80 , I88 .

Dicho deslumbramiento se evalúa conforme a la siguiente tabla. Los valores de G , son obtenidos automáticamente por el programa de MAYJA- ILUMINACIÓN .

El deslumbramiento perturbador.

Este tipo de deslumbramiento es debido a la aparición de un velo luminoso deslumbrante , provocando una visión borrosa y con poco contraste.

Dicho deslumbramiento se evalúa a partir del Incremento del Umbral , TI , que mide la cantidad de deslumbramiento perturbador de la instalación de alumbrado público y se calcula según la siguiente expresión :

Donde :

- Lv , es la luminancia de velo total en cd/m2 . y se define como la luminancia uniforme equivalente que produce el velado de la imagen en la retina.

De esta forma cuanto más bajo sea el Incremento Umbral , TI , mejor será la visibilidad.

G Deslumbramiento Evaluación del alumbrado

1 Insoportable Malo3 Molesto Inadecuado5 Admisible Regular7 Satisfactorio Bueno9 Inapreciable Excelente

TI = 65 · Lv / ( Lm ) 0,80

Incremento Umbral , % Evaluación

> 20 Malo10 Moderado

< 10 Bueno

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Los parámetros de calidad .Los parámetros de calidad son aquellos que influyen en la comodidad visual y en la fiabilidad de la percepción.

Por lo tanto estos parámetros se utilizan como criterios para definir la idoneidad de una instalación de alumbrado.

- Luminancia media de la superficie , Lmedia.

- Uniformidad Global , Uo = Lmin / Lmedia.

- Uniformidad longitudinal , Ul = Lmin / Lmax.

- Deslumbramiento molesto , G.- Deslumbramiento perturbador , TI = 65 · Lv / ( Lm ) 0,80

Basándose en estos parámetros la CIE ha establecido unos criterios y recomendaciones con objeto de fijar los estándares y niveles de calidad de los diferentes tipos de instalaciones de alumbrado.

Dichas recomendaciones se definen en los capítulos :

- ILUMINACIÓN DE VÍAS PÚBLICAS DE TRÁFICO RODADO.

- ILUMINACIÓN DE ÁEAS RESIDANCIALES Y PEATONALES.

Coeficiente de iluminación de los alrededores .Para calcular el nivel de iluminación de una zona determinada además considerar las fuentes de luz de la instalación de alumbrado debemos tener en cuenta , el coeficiente de iluminación de los alrededores ( Surround Ratio , SR ) que es una medida de la iluminación en la zonas limítrofes de la superficie en estudio.

Generalmente el SR , se considera para el cálculo de alumbrado de vía públicas y se obtiene calculando la iluminancia media de una franja de 5 metros de ancho a cada lado de la calzada.