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Conceptos de iluminación Imprimir

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

1.  ILUMINACIÓN Y VISIÓN

1.2 Nivel de iluminación

1.3 Potencia luminosa

1.4 Brillantez

1.5 Contraste

1.6 Efecto cromático de la luz emitida

2. CALIDAD DE LA LUZ

2.1 Relaciones de brillantez

2.2 Deslumbramiento directo

2.3 Deslumbramiento reflejado

2.4 Efecto de la iluminación en el color de los objetos

3. CANTIDAD DE LUZ

4. MÉTODOS DE ILUMINACIÓN

4.1 Iluminación general

4.2 Iluminación local o funcional

4.3 Iluminación de acentuación

4.4 Iluminación decorativa

4.5 Distribución de la iluminación

5. DISPOSITIVOS DE ILUMINACIÓN

5.1 Lámparas (focos o bombillas)

5.1.2 Lámparas incandescentes

5.1.2 Lámparas fluorescentes

5.1.3 Lámparas fluorescentes compactas/ ahorradoras de energía

5.1.4 Lámparas de descarga de alta intensidad (DAI)

5.2 Control de las lámparas

5.3 Luminarias

5.3.1 Normas de seguridad

5.3.2 Criterios para la selección de dispositivos

5.3.4 Tipos de instalaciones

5.3.5 Número y ubicación de las luminarias

6. DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE ILUMINACIÓN

INTRODUCCIÓN

El objetivo primordial de un sistema de iluminación es proporcionar la visibilidad adecuada para que las labores se efectúen de manera cómoda, eficaz y segura.

La iluminación también puede utilizarse para generar efectos de claroscuro y colorido con fines estéticos en la decoración de espacios selectos, para resaltar objetos y para influir en el estado de ánimo de las personas.

Una iluminación adecuada requiere que la luz en sí sea de buena calidad, que sus efectos cromáticos sean apropiados  y que exista en cantidad suficiente  Sin embargo, para obtener este resultado a costos razonables, es necesario algo más que una buena selección y ubicación de las fuentes luminosas.

Los efectos de iluminación también dependen de otros sistemas y factores, como las características de muros, pisos y plafones circundantes; el tipo de tareas para las cuales se precisa la iluminación; las propiedades de los objetos con los cuales estarán en contraste aquéllos con que se trabaja; la edad y agudeza visual de los ocupantes; y las características del sistema eléctrico.

Por consiguiente, en el diseño de un sistema de iluminación debe considerarse su interacción con otros sistemas. En un edificio, las fuentes luminosas son de luz natural o artificial. Esta última se genera de diversas formas, a.C. se analizan únicamente los tipos de iluminación eléctrica de uso más común.

Dada la importancia de la iluminación adecuada, la necesidad de controlar los costos respectivos y conservar la energía, y los múltiples criterios estéticos vinculados con el diseño de los sistemas de iluminación, en muchos tipos de construcción es conveniente contratar un especialista en el diseño de tales sistemas. Muchas veces hemos sido testigos de excelentes edificaciones con proyectos cuidadosamente elaborados, con acabados de buena calidad, que durante la noche se convierten en corrientes e imperceptibles por causa de un inadecuado sistema de iluminación.

El propósito de este manual es sintetizar en pocas páginas, los conceptos, información técnica, y criterios generales de diseño de un sistema de iluminación, que aplicados por arquitectos y diseñadores de espacios, tendrían un impacto positivo en la calidad de sus proyectos.

1.  ILUMINACIÓN Y VISIÓN

La luz consiste en ondas electromagnéticas que percibe normalmente el ojo humano. El ojo interpreta las longitudes de onda como colores; la luz de menor longitud de onda corresponde al color azul y la de mayor longitud al rojo, mientras que las longitudes intermedias serían los colores verde, amarillo y anaranjado. También se perciben las diferencias en intensidad de la luz, o sea, en los niveles de iluminación.

Considérese una fuente que irradia energía luminosa con igual intensidad en todas direcciones y se localiza en el centro común de dos esferas transparentes, de diámetro desigual. Cada esfera recibe la misma cantidad de energía luminosa de la fuente emisora, de modo que la cantidad de luz por unidad de área de la esfera más grande es menor que la correspondiente a la esfera más pequeña. De hecho, la cantidad de luz por unidad de área varía en proporción inversa al área de las esferas, o sea, en relación inversa al cuadrado de los radios de las esferas. De esto se deduce que:

El nivel de iluminación en cualquier punto es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia respecto de la fuente luminosa.

1.2 Nivel de iluminación   

Un objetivo importante del diseño de sistemas de iluminación es proporcionar un nivel de iluminación determinado (luminancia) para cierta tarea. Con fines de diseño, consideraremos  "tarea" una superficie plana, llamada plano de trabajo. Si la tarea está iluminada uniformemente, el nivel de iluminación es igual a la cantidad de lúmenes que llegan a la superficie, dividida entre el área.

1.3 Potencia luminosa

Una fuente luminosa posee potencia. Las unidades empleadas para medir esa potencia luminosa son la bujía (cp de candlepower) en el sistema inglés y la candela (cd) en el sistema métrico. La unidad utilizada para medir la potencia luminosa a una distancia dada (lo que constituye el flujo, rendimiento o salida luminosa) de la fuente luminosa, es el lumen (lm).

Un lumen es la energía luminosa que incide en un área de 1 pie2, situada a una distancia de 1 pie respecto de una fuente luminosa de una bujía.

La eficacia luminosa es la unidad empleada para medir la eficiencia de las fuentes. Se calcula dividiendo la salida total de una fuente luminosa (lm) entre la entrada total en watts (W); por tanto, se mide en lm/W.

1.4 Brillantez

El observador ve un objeto gracias a la luz que éste refleja e interpreta la intensidad de la sensación experimentada como brillantez. Esta última suele ser atribuible, al menos en parte, al ambiente luminoso general, que afecta la adaptación de los ojos, y también en parte a la intensidad de la luz que emana del objeto. Esto último es la luminancia, o brillantez fotométrica.

La luminancia es la energía luminosa emitida, transmitida o reflejada por una superficie en una dirección dada, por unidad de área de la superficie proyectada en un plano perpendicular a tal dirección. Sin embargo, en cuanto a superficies que reflejan o transmiten la luz, su luminancia depende de la luminancia de la luz que incide sobre la superficie y de las características de esta última.

En términos generales, la visibilidad mejora conforme aumenta la brillantez de una tarea.

Dado que el aumento en la brillantez normalmente se logra a expensas de un mayor costo de operación por consumo de energía eléctrica, no es necesario ni aconsejable  mantener niveles de iluminación mayores que lo necesario para la ejecución de la tarea.

Por ejemplo, mediante pruebas se ha demostrado que la velocidad de lectura y de comprensión son casi independientes de  la iluminancia por arriba de un nivel mínimo. Este último depende de varios factores, como dificultad de la tarea, edad de los ocupantes, duración de la tarea y relación de luminancia entre la tarea y su entorno

Cuanto más difícil sea la tarea, mayor edad tengan los ocupantes y más se prolongue la primera, tanto mayor deberá ser el nivel mínimo de iluminación.

La brillantez intensa también es útil para atrapar la atención visual y resaltar texturas. Por tal motivo las mercancías y obras de arte se iluminan con lámparas relativamente brillantes.

1.5 Contraste

Los efectos del contraste sobre la visibilidad dependen de factores  diversos, pero particularmente de la relación de brillantez del objeto y la del fondo.

Una relación de brillantez de 3:1 es apreciable, aunque no suele llamar la atención, lo que sí ocurriría con una relación de 10:1. mientras que valores de 50:1 o más resaltan el objeto en cuestión y distraen la atención respecto de cualquier otro objeto.

Un contraste intenso es desaconsejable cuando causa deslumbramiento, distrae o crea patrones discordantes de claroscuro ("ruido" visual).

Por otra parte, el contraste intenso resulta ventajoso si permite que el observador identifique detalles de su tarea; por ejemplo, leer un texto con letra muy pequeña.

El contraste intenso hace que el objeto observado parezca más oscuro, de modo que puedan discernirse fácilmente su tamaño y silueta. Sin embargo, en tales circunstancias debe incrementarse la brillantez del objeto, al menos hasta el nivel correspondiente al del fondo, a fin de que se identifiquen los detalles superficiales del propio objeto.

La razón de esta necesidad es que el ojo humano se adapta a la brillantez del campo visual completo y percibe los objetos de dicho campo en relación con tal adaptación. Si la brillantez de fondo es perturbadora, el observador entrecierra los ojos para reducir el campo visual y la brillantez de éste, con lo que aumenta la brillantez relativa de la tarea. La necesidad de entrecerrar los ojos se elimina incrementando la iluminación de la tarea.

1. 6 Efecto cromático de la luz emitida

La luz empleada con fines de iluminación general es principalmente blanca, aunque la luz blanca es una combinación de colores y algunos de ellos predominan en la luz emitida por las lámparas de uso común.

Cuando se desea que la luz tenga otro color que no sea blanco, puede elegirse una lámpara que genere la tonalidad de luz deseada o emplear un filtro que produzca dicha tonalidad por absorción de los demás colores.

El efecto cromático es el grado en que una lámpara afecta el color aparente de los objetos. El índice de efecto cromático es una medida de este grado en relación con el color que se percibe en condiciones específicas. Tal índice es en realidad una medida de cuán estrechamente la luz artificial se asemeja al color de la luz natural a la misma temperatura. Cuanto mayor sea el índice, tanto mejor será el efecto cromático. El índice para las lámparas de uso común varía de 20 a 99.

El color de la luz afecta al de los objetos, ya que la superficie de éstos absorbe la luz de ciertas frecuencias y refleja la de otras. Un objeto parece rojo porque refleja únicamente la luz roja y absorbe la de los demás colores. Si una lámpara sólo emite luz azul-verde, que es el color complementario del rojo, un objeto de color rojo no reflejará tal luz y, por consiguiente, parecerá de color gris. Sin embargo, el ojo humano puede reconocer el color de los objetos en cierta medida, sin importar el de la fuente luminosa. En otras palabras, se adapta a la luz de color. También "repone" en cierta medida los colores que requerirá la luz de la fuente luminosa para ser blanca.

El color aparente también es influido por los niveles altos de iluminación. Por ejemplo, todos los colores parecen menos brillantes, o desvanecidos, cuando la iluminación es intensa. Sin embargo, la brillantez de los colores también depende del tono. Con una iluminación dada, los colores claros parecen más brillantes que los oscuros. De tal suerte, es aconsejable que los objetos blancos, amarillos y rojos (de colores "calientes") se iluminen menos intensamente que los objetos negros, azules y verdes (colores "fríos"). Los objetos de colores "calientes" también tienen el efecto psicológico de parecer más cercanos, mientras que los de colores "fríos" parecen más lejanos. Además, los colores "fríos" crean un ambiente tranquilo y de reposo, que favorece las actividades contemplativas, pero no producen un efecto agradable al iluminar la piel o los alimentos, mientras que los colores "calientes" tienen el efecto opuesto.

2. CALIDAD DE LA LUZ

 Un sistema de iluminación satisfactorio no sólo aporta luz en la cantidad adecuada por razones de seguridad y eficacia en las actividades visuales, sino que la proporciona también de una calidad apropiada. La calidad es el factor del que depende la comodidad visual de los ocupantes del edificio, y contribuye a la buena visión.

Las características de un ambiente luminoso de las que depende la calidad son: contraste, difusión y efecto cromático. El contraste, originado por sombras o áreas relativamente brillantes en el campo visual, tiene efectos en la visibilidad, el estado de ánimo, la comodidad y el cansancio visual. La difusión, o sea, la dispersión de la luz en todas direcciones, suele derivarse de las propiedades de transmisión o reflexión. Ocurre transmisión difusa cuando la luz de una lámpara brillante pasa por un material que la dispersa, con la reducción consecuente en la brillantez.

La reflexión difusa surge cuando la luz que incide en una superficie se refleja de modo casi uniforme en todas direcciones, como resultado de prominencias u orificios diminutos. Tales superficies parecen tener una brillantez casi igual desde cualquier punto de observación. La difusión tiende a reducir el contraste y a fomentar la uniformidad de la iluminación.

2.1 Relaciones de brillantez

Para obtener una iluminación de buena calidad debe limitarse el contraste de las áreas iluminadas y de las oscuras dentro del campo visual. La razón de esto es que el ojo humano se adapta a la luminancia de una tarea después de un rato. Cuando el ojo deja la tarea y pasa a un campo que tiene brillantez diferente, requiere un tiempo para adaptarse a la nueva situación, durante el cual pueden surgir cansancio o molestias visuales. A fin de facilitar la adaptación rápida y cómoda, deben mantenerse en niveles reducidos las relaciones de brillantez entre las partes de un ambiente visual.

2.2 Deslumbramiento directo

Ocurre deslumbramiento cuando la luminancia del fondo es mucho mayor que la de la tarea. Sus variantes son las de deslumbramiento directo y reflejado. El deslumbramiento directo se deriva de la presencia de una fuente luminosa directa en el campo visual, lo que causa molestias o reduce la visibilidad de la tarea. La intensidad del deslumbramiento está en función de la brillantez, la magnitud y la posición relativa de las fuentes luminosas en el campo visual, así como de la luminancia general del propio campo. Si otros factores permanecen constantes, la intensidad de deslumbramiento aumenta en proporción directa a la brillantez de la fuente. De igual forma, el deslumbramiento también se incrementa conforme aumenta la magnitud de la fuente.

Una lámpara brillante no siempre es objetable. De hecho, en algunos casos es aconsejable que ciertas áreas brillantes interrumpan la monotonía de un espacio iluminado de manera uniforme; sin embargo, una luminaria muy brillante en el campo visual causa molestias. En contraste, el deslumbramiento se reduce conforme aumenta la distancia entre la fuente luminosa y la línea visual. Además, también se reduce al incrementar la luminancia general del ambiente visual o el nivel de adaptación ocular.

 2.3 Deslumbramiento reflejado

 También denominado reflexión velada a causa de su efecto sobre la buena visión, el deslumbramiento reflejado se produce cuando la luz incidente de una fuente luminosa brillante se refleja en la tarea hacia los ojos del observador, y causa molestias o pérdida de contraste. El hecho de que se produzca o no este fenómeno depende de la brillantez de la fuente luminosa, de la luminancia general de la tarea, de la reflectancia de la superficie de ésta y de las posiciones relativas de la persona.

2.4 Efecto de la iluminación en el color de los objetos

Entre los efectos cromáticos de la iluminación están los relativos a los colores percibidos de los objetos. Por consiguiente, en aras de la iluminación adecuada, deben elegirse fuentes luminosas con un índice apropiado de efectos cromáticos para los fines que se pretendan.

 En términos generales, los efectos cromáticos de la iluminación deben elegirse de manera que mejoren la identificación del color de un objeto o superficie. Esto es particularmente importante cuando se utilizan códigos de colores con propósitos de seguridad o para facilitar la ejecución de tareas. La intensificación de los colores también es importante para estimular las respuestas humanas; por ejemplo, la luz de colores "calientes" en los restaurantes hace que los alimentos parezcan más apetitosos, mientras que la de colores "fríos" tiene el efecto opuesto.

La luz de colores, producida por fuentes luminosas de color o por filtración de la luz blanca, se utiliza en ocasiones con fines decorativos. También suele emplearse para ejercer efectos en el estado de ánimo y para otros fines psicológicos. En tales casos, deben tomarse las precauciones debidas para evitar reacciones objetables: por ejemplo, cuando el color de la luz origina cambios desagradables en el aspecto de la piel humana o de objetos familiares.

El color que se percibe en los objetos también es afectado por el nivel de iluminación  Cuando se pretende que los colores sean brillantes y se piensa usar iluminación intensa, la saturación cromática de los objetos también debe ser intensa; es decir, sus colores deben ser vívidos. Además, debe elegirse una fuente luminosa que resalte los colores de los objetos.

 3. CANTIDAD DE LUZ

La cantidad y calidad de la luz son inseparables en lo que se refiere a su aportación a la iluminación adecuada, aunque se estudian por separado en este capítulo para facilitar su análisis. La iluminación debe satisfacer los requisitos de las tareas visuales en lo que se refiere a seguridad, desempeño eficaz, cuestiones estéticas y captura de la atención.

Entre los factores que afectan el desempeño visual en una tarea están dados por:

        Luminancia o brillantez de la tarea.

        Razón de luminancia entre la tarea y los alrededores.

        Efectos cromáticos de la luz.

        Tamaño de los detalles que deben identificarse.

        Contraste de los detalles con el fondo que los rodea.

        Duración y frecuencia con que se ejecuta la tarea.

        Velocidad y precisión requerida en su desempeño.

        Edad de quienes la desempeñan.

 En ocasiones resulta aconsejable una iluminación tenue cuando se pretende influir en el estado de ánimo. Sin embargo, en aplicaciones comerciales se depende de un patrón de brillantez para llamar la atención de los posibles clientes. En lo que se refiere a la iluminación de tareas, ésta debe ser suficiente en el área de trabajo para evitar el esfuerzo visual y la fatiga. El uso de un nivel de iluminación mayor que el mínimo suele mejorar la visibilidad, pero frecuentemente a expensas de un mayor consumo de energía y un aumento de los costos de duración de los sistemas de iluminación y enfriamiento. Por consiguiente, la iluminación de tareas debe mantenerse en el mínimo necesario para que la cantidad y la calidad de la luz sean adecuadas.

 4. MÉTODOS DE ILUMINACIÓN

La iluminación de interiores puede realizarse con luz artificial, natural o ambas. La iluminación natural es la de la luz solar, mientras que la artificial suele derivarse del consumo de energía eléctrica en diversos tipos de lámparas y, en ocasiones, de la combustión de velas, aceite o gas. Por lo común, la iluminación eléctrica de locales en los edificios se produce mediante luminarias, que constan de una o más lámparas; un dispositivo en el que se montan dichas lámparas, lentes para la distribución de la luz, y otros componentes de suministro de energía eléctrica. Los dispositivos pueden ser portátiles o estar montados en techos o muros.

A fin de satisfacer objetivos específicos de iluminación, suele emplearse uno o varios de los métodos que se indican a continuación.

4.1 Iluminación general

Consiste en la iluminación uniforme de un espacio o local, a menudo con luz difusa. Este tipo de iluminación resulta útil para actividades generales y para reducir la luminancia relativa del entorno cuando se utiliza iluminación local en un área de trabajo.

 4.2 Iluminación local o funcional

Consiste en aportar iluminación intensa a un área relativamente pequeña, en la que se efectúan tareas como las de lectura, escritura o uso de herramientas o para resaltar  objetos puestos en exhibición.

4.3 Iluminación de acentuación

Éste es en realidad un tipo de iluminación local, aunque tiene el objetivo de crear puntos focales que llamen la atención de los observadores

4.4 Iluminación decorativa

En este método se emplean colores o efectos de claroscuro para llamar la atención, generar interés visual en un ambiente de tranquilidad, o generar efectos estéticos.

La iluminación se clasifica como: indirecta, semi indirecta, difusa (o directa-indirecta), semi directa o directa.

1. Iluminación indirecta: en ella el 90 a 100% de la iluminación de un espacio está dirigida al techo o a la parte superior de los muros, y casi toda la luz llega a las áreas de trabajo después de reflejarse en dichos elementos. Por consiguiente, la iluminación resultante es difusa y uniforme, con deslumbramiento mínimo o nulo.

2. Iluminación semi indirecta: en ella del 60 al 90% de la iluminación está dirigida al techo y a la parte superior de los muros, y el resto se dirige hacia abajo. Cuando se usan luminarias de techo, la luz de los componentes que la emiten hacia abajo debe dispersarse haciéndola pasar por lentes de difusión o difracción a fin de reducir el deslumbramiento directo. Con esto, la iluminación del área de trabajo es difusa y está casi exenta de deslumbramiento.

3. Iluminación difusa general (o directa-indirecta): en ella la luz se divide en partes casi iguales hacia arriba y abajo. Las luminarias empleadas en esta categoría tienen la fuente luminosa envuelta por un material translúcido a fin de lograr la difusión de la luz en todas direcciones. Las luminarias directas-indirectas emiten poca luz en planos cercanos al horizontal. La calidad de la iluminación con ambos tipos depende de la tarea de que se trate y de la ubicación de las luminarias.

4. Iluminación semi directa: en ella el 60 a 90% de la luz se dirige hacia abajo y el porcentaje restante hacia arriba. De conformidad con el nivel de adaptación ocular, que depende de la iluminancia global del espacio en cuestión, es factible que el componente ascendente reduzca el deslumbramiento. El carácter difuso de esta iluminación está en función de la reflectancia de muros, piso, techo y mobiliario.

5. Iluminación directa: en ella casi toda la luz está dirigida hacia abajo. Si las luminarias están dispersas, los reflejos en los elementos de construcción del local y el mobiliario suelen hacer que la luz se difunda en grado suficiente para emplearse con fines de iluminación general; por ejemplo, en oficinas espaciosas. La disposición "concentrada" de este tipo de luminarias se presta para acentuación, decoración o fines funcionales. La iluminación directa incide poco sobre las superficies verticales, por lo que es aconsejable el uso de iluminación perimetral complementaria.

4.5 Distribución de la iluminación

Las luminarias están diseñadas para un tipo específico de lámparas, de modo que distribuyan la luz en concordancia con los objetivos de diseño. Con tal fin, en las luminarias se utilizan recursos y accesorios de diversos tipos, y además, se controla el tamaño y la forma de las aberturas.

Una luminaria dada puede proporcionar una distribución asimétrica o simétrica. Con esta última, el nivel de iluminación (fc) en un plano de trabajo es casi el mismo en los puntos con idéntico ángulo respecto a la vertical y a iguales distancias de la fuente luminosa. Con la distribución asimétrica, la luminaria concentra la luz en una dirección específica. El primero de estos dos tipos de distribución es apropiado para fines de iluminación general, y el segundo para la iluminación de acentuación.

5. DISPOSITIVOS DE ILUMINACIÓN

Nota previa sobre terminología: Lo que en lenguaje técnico se denomina lámpara en el lenguaje común (al menos en Venezuela) se conoce como bombillo. Lo que en lenguaje común la gente llama lámpara se denomina luminaria en el lenguaje técnico. Aquí utilizaremos los términos técnicos para mantener la coherencia con los manuales y catálogos de los principales fabricantes de dispositivos.

Los principales componentes de un sistema de iluminación artificial son: Lámparas, luminarias y controladores.

5.1 Lámparas

En el diseño de iluminación representan la fuente de luz, las de uso más común se clasifican en incandescentes, fluorescentes o de  descarga de alta intensidad (DAI). Esta tercera categoría abarca las lámparas de vapor de mercurio, de haluros metálicos, y de sodio de baja y alta presión.

La selección del tipo de lámparas que mejor responda a los objetivos de diseño es decisiva para el funcionamiento y los costos de un sistema de iluminación. Esta decisión debe tomarse cuidadosamente antes de elegir una luminaria para las lámparas. Los dispositivos se diseñan para lámparas específicas.

Las lámparas se fabrican de modo que funcionen con un voltaje y un consumo nominal de energía específicos. En términos generales, cuanto mayor sea la clasificación de consumo de un tipo específico de lámpara, mayor será su eficacia o potencia lumínica por watt.\

Se logran los mayores ahorros posibles en un sistema de iluminación, empleando lámparas con máxima potencia lumínica por watt y luz de alta calidad; sin embargo, en la selección de estos dispositivos también deben considerarse otros factores, como los efectos cromáticos y la distribución de la luz.

La información relativa a tales características puede solicitarse a los fabricantes. Deben pedirse datos actualizados, ya que periódicamente se modifican características que afectan el rendimiento.

5.1.1 Lámparas incandescentes (focos o bombillos)

En este tipo, la luz se genera por calentamiento de filamentos de tungsteno hasta la temperatura en que se vuelven incandescentes. Los filamentos están dentro de un bulbo sellado de vidrio, del cual se extrae el aire o se llena con gas inerte para evitar que se sublime el tungsteno caliente.

Las lámparas incandescentes se fabrican con formas muy diversas. También son variadas sus bases, por lo que es necesario cerciorarse de que los dispositivos seleccionados tengan portalámparas adecuados. En Venezuela, la mayoría de los portalámparas que se usan para estas bombillas son del tipo e-27.

Las lámparas incandescentes producen luz principalmente en la porción amarilla o roja del espectro. El color depende de la potencia de watts (wattaje) de la lámpara. Por lo general, cuanto mayor sea éste, tanto más blanca será la luz producida. La reducción en el consumo o en la tensión da por resultado una luz más amarillenta.

Es frecuente que las cubiertas de vidrio de las lámparas incandescentes estén tratadas con el fin de lograr efectos especiales. Por lo común, el efecto que se pretende es la difusión de la luz emitida, para reducir el deslumbramiento.

5.1.2 Lámparas fluorescentes

Se trata de tubos sellados de vidrio, recubiertos en su superficie interna con sustancias fosfóricas, o sea, sustancias químicas que resplandecen al ser bombardeadas por la luz ultravioleta. Los tubos están llenos de un gas inerte, como argón o vapor de mercurio a baja presión.

Las lámparas fluorescentes, por lo general, se fabrican en forma de tubos rectos, en U o circulares, con dispositivos accesorios adecuados a la forma seleccionada.

Las lámparas fluorescentes tienen duración y eficacia mayores que las incandescentes.

Por consiguiente, su costo de funcionamiento es menor. Empero, el costo inicial de los dispositivos es más alto, ya que las lámparas fluorescentes requieren dispositivos más grandes a raíz de la longitud de los tubos, así como equipos especiales; como transformadores y balastos. Por añadidura, el uso de estas lámparas implica el zumbido de los balastos y posibles interferencias en la recepción de radiotransmisiones.

El control de la distribución de la luz es más satisfactorio con las lámparas incandescentes, pero la brillantez de las fluorescentes es menor, lo que significa menores probabilidades de deslumbramiento, incluso cuando no se utilizan pantallas.

Los efectos cromáticos de la luz fluorescente dependen de las sustancias fosfóricas empleadas en los tubos.

Los resultados más satisfactorios para uso general se obtienen con las lámparas de tipo ewx (de luz blanca calida). Es conveniente investigar con los fabricantes las características de color de las lámparas que ofrecen, ya que en forma periódica aparecen nuevos diseños con efectos cromáticos.

5.1.3 Lámparas fluorescentes compactas/ ahorradoras de energía

Consumen considerablemente menos electricidad que las convencionales incandescentes. Duran mucho más, y  se puede usar en los lugares de casi todas las ordinarias porque son compactas. Para ver cómo brillan se puede sustituir una lámpara de 60 W por una OSRAM DULUX EL 23 W, y se consigue una luminosidad como con una lámpara incandescente de 120 W. As, brilla el doble. Y por economía, dura hasta 15 veces más que una incandescente y consume alrededor de un 80% menos de electricidad por la misma cantidad de luz. Reducen costes de energía en un 80% en comparación con las lámparas incandescentes de similar flujo luminoso y duran 15 veces más.

5.1.4 Lámparas de descarga de alta intensidad (DAI)

Estas lámparas generan luz mediante el paso de un arco eléctrico a través de un vapor metálico contenido en un tubo sellado de vidrio o cerámica. Funcionan a presiones y densidades de corrientes suficientes para producir la cantidad de luz requerida en el arco. Son tres los tipos ordinarios de las lámparas de DAI: de vapor de mercurio, de haluros metálicos y de sodio a alta presión. Las diferencias principales se refieren al material y al tipo de estructura del tubo, así como al tipo de vapor metálico. En cuanto a su funcionamiento, también difieren en eficacia, características de encendido, efectos cromáticos, degradación lumínica, precio y duración (tablas 21-5 y 21-6). Las lámparas de DAl tienen un rendimiento lumínico considerablemente mayor que el de las fluorescentes de mayor wattaje. Requieren el uso de balastos de funcionamiento similar a los de las lámparas fluorescentes, y que deben ser compatibles con el tipo y tamaño de lámpara para su funcionamiento apropiado.

El color de la luz emitida por las lámparas mercuriales transparentes tiende a ser azuloso. Sin embargo, también las hay con recubrimiento de sustancias fosfóricas, lo que mejora el efecto cromático. Las lámparas de haluros metálicos emiten luz de color blanco puro, con tintes leves que varían de rosa a verde; también pueden estar recubiertas para corregir dicho color. Sin embargo, la luz de las lámparas transparentes de sodio es amarillenta. Este color intensifica los tonos amarillos, verdes y anaranjados, al tiempo que toma grisáceos los rojos y los azules, y confiere un tono amarillento a la piel de personas caucásicas. Las lámparas de sodio también suelen estar recubiertas para mejorar su efecto cromático, pero esto último reduce un tanto su eficacia.

 5.2 Controladores de las lámparas

La energía eléctrica llega a una lámpara por medio de un interruptor local del circuito de alimentación eléctrica. Éste enciende o apaga la lámpara según se cierre o abra el circuito, respectivamente.

En lo relativo al control del rendimiento lumínico de una lámpara, un atenuador (dimer) suele sustituir al interruptor. .En las lámparas incandescentes, este dispositivo hace variar la tensión desde cero hasta el valor nominal especificado, y así permite ajustar el nivel de iluminación. El atenuador está coordinado con el balasto de las lámparas fluorescentes y de descarga de alta intensidad.

5.3 Luminarias

Se llama luminaria al conjunto de los componentes que sostienen las lámparas, les dan una envoltura protectora, las alimentan con energía eléctrica o contienen elementos para el control de la luz emitida.

La envoltura contiene los portalámparas y usualmente también incluye superficies reflectoras internas, cuya forma tiene como finalidad dirigir la luz de un modo controlado hacia el entorno del dispositivo. Además, es usual que los dispositivos incluyan medios de ventilación y que alojen otros equipos de control de la luz, como difusores, reflectores, pantallas y deflectores.

El componente de alimentación consiste en cables y equipos auxiliares necesarios, como arrancadores, balastos, transformadores y capacitores.

Los dispositivos de control de iluminación incluyen pantallas, lentes y difusores. Los fabricantes de dispositivos proporcionan información sobre las características de fabricación, funcionamiento fotométrico y propiedades eléctricas y acústicas de sus productos, así como acerca de su instalación y mantenimiento.

5.3.1 Normas de seguridad

La fabricación y el cableado de los dispositivos debe ajustarse a los reglamentos de construcción locales, al Código Eléctrico Nacional, y a las normas Covenin, en el caso de Venezuela, allí se estipula que los dispositivos instalados en sitios húmedos o en áreas riesgosas que contengan líquidos, vapores o polvos explosivos deben estar aprobados por el Cuerpo de Bomberos de la localidad para el uso específico que se pretenda. El equipo auxiliar de las lámparas fluorescentes y de descarga de alta intensidad debe tener envolturas incombustibles, además de ser considerado como fuente de calor.

También se indica que los dispositivos instalados al ras, o embutidos en falsos plafones o muros, deben fabricarse e instalarse de modo que el material combustible adyacente no esté expuesto a temperaturas de más de 90º C. (No debe instalarse aislamiento térmico a distancias menores de 7.5 cm. de dispositivos empotrados o remetidos.) sin embargo, las construcciones pirorresistentes pueden estar expuestas a temperaturas hasta de 150 °C si el dispositivo está aprobado para dicho servicio. Los portalámparas de cubierta atornillada deben fabricarse con porcelana.

 5.3.2 Criterios para la selección de dispositivos

Los dispositivos están diseñados para tipos de lámparas y categorías de tensión y consumo específicos, de modo que un aspecto primordial en su selección consiste en la compatibilidad que tengan con las lámparas que se empleen.

Entre otros factores, deben tomarse en cuenta los siguientes:

1. Su adecuación al método de iluminación elegido

2. El grado en que el dispositivo facilite la satisfacción de los objetivos relacionados con la cantidad y la calidad de la luz por medio de su emisión y distribución.

3. La eficacia luminosa del dispositivo, o sea, la razón entre la salida lumínica de éste y la salida de las lámparas. .

4. Su aspecto estético y, en particular, la coordinación del tamaño y la forma de los dispositivos con las dimensiones del local en que se instalará, de modo que resulten adecuados.

5. Su durabilidad.

6. Su facilidad de instalación y mantenimiento.

En resumen, la distribución de la luz por medio de dispositivos puede lograrse tomando en cuenta los factores de transmisión, reflexión, refracción, absorción y difusión.

5.3.3 Tipos de instalaciones

Las luminarias suelen clasificarse de acuerdo con el tipo y la localización de su montaje, así como con la distribución específica de la luz: al ras o empotradas (fig. 21-3), montadas en falsos plafones (fig. 21-4), suspendidas (fig. 21-5), adosadas a muros (fig. 21-6) o estructurales.

El término iluminación estructural se aplica a los dispositivos incorporados en la estructura de un edificio o que se instalan aprovechando elementos estructurales, como los espacios entre viguetas, como parte de luminarias. Este tipo de iluminación conlleva la ventaja de que el sistema se adapta estrechamente a las características arquitectónicas o de decoración interior. Algunos tipos de iluminación estructural son de uso generalizado en residencias y oficinas. Por ejemplo, es frecuente que las lámparas fluorescentes estén ocultas en cornisas, bovedillas, nichos, ménsulas u otros elementos de los muros. En lo que se refiere a la iluminación de tareas, los dispositivos suelen montarse en falsos plafones o en doseles. Y para fines de iluminación general suelen utilizarse tableros luminosos de gran longitud y baja brillantez, que se montan al ras o se empotran en falsos plafones.

En ciertos casos, los objetivos' de la iluminación "pueden satisfacerse total o parcialmente con dispositivos portátiles. A tal efecto, existen lámparas de piso y de mesa de tipos muy diversos.' Puesto que las fuentes luminosas en tales aparatos se montan usualmente a una altura relativamente baja respecto al piso, para evitar el deslumbramiento deben colocarse en sitios apropiados, y tener pantallas o reflectores.

5.3.4 Número y ubicación de las luminarias

Cuando se conoce el tipo de lámpara y de dispositivo, así como el nivel requerido de iluminación, es posible calcular el número de luminarias requeridas para tal efecto y elegir su ubicación apropiada. Para tal fin se usa generalmente el método de los lúmenes, que permite calcular la iluminación promedio en un local. Los detalles relativos al método de los lúmenes para el cálculo de la iluminación se encuentran en libros especializados en iluminación

La distribución física de las luminarias depende de cuestiones arquitectónicas y decorativas, dimensiones del local, forma y tamaño de los dispositivos, altura y montaje de éstos, y efecto de la distribución física sobre la calidad de iluminación. Suelen utilizarse diferentes tipos de dispositivos en un local dado; por ejemplo, unos para iluminación general, otros para iluminación local complementaria, y algunos más para iluminación de acentuación o decorativa.

6. DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE ILUMINACIÓN

A fin de diseñar un sistema de iluminación para condiciones específicas, en primer término es necesario que el diseñador conozca las actividades que se realizarán en cada local y los requisitos de iluminación correspondientes. Además, debe lograr la colaboración de arquitectos, diseñadores de interiores e ingenieros estructuristas, electricistas, y en sistemas de calefacción, ventilación y acondicionamiento de aire (CV AA), así como de los representantes del propietario, a fin de definir las condiciones necesarias para optimizar el edificio, considerado como sistema global. Por ejemplo, cuando resulte factible, deben seleccionarse reflectancias de techos, muros y pisos para cada espacio, a fin de lograr eficacia lumínica y comodidad visual.

Después de conocer las tareas que se realizarán en los locales, el diseñador establece, para cada uno, criterios de iluminación y requisitos de seguridad y comodidad visual, además de calcular las relaciones de luminancia y los factores de pérdida de iluminación. A fin de calcular los factores de pérdida de iluminación, el mantenimiento del sistema de iluminación debe planificarse junto con los representantes del propietario.) Con base en los criterios de iluminación y en los objetivos de ésta, el diseñador puede decidir la mejor forma de utilizar la luz natural y artificial, y seleccionar los tipos de lámparas y dispositivos, el montaje y distribución de las luminarias, y los controles del sistema de iluminación, como interruptores y atenuadores. La calidad, los efectos cromáticos y la cantidad de luz están interrelacionados, de modo que debe haber equilibrio entre ellos. Esto debe comprobarse en una evaluación del sistema, la cual debe incluir también comparación de las opciones y estudio de los costos de operación y de consumo de energía eléctrica. En dicho análisis deben compararse opciones no sólo en cuanto al sistema de iluminación, sino también a otros componentes del edificio que afecten al sistema o resulten afectados por él.

En el análisis de valores se examinan en forma crítica los niveles de iluminación. Es indispensable que la cantidad de luz sea suficiente para propósitos funcionales, pero el exceso de luz no siempre significa mejor iluminación, mayor productividad o mejor Índice de seguridad. Además, los niveles altos de iluminación son desaconsejables porque incrementan los costos de lámparas y dispositivos, de operación del sistema de iluminación y de la instalación eléctrica, y de instalación y operación de los sistemas de CV AA. Por consiguiente, debe proporcionarse iluminación en los niveles necesarios para las tareas visuales, con niveles más bajos, pero suficientes, en corredores y otras áreas de circulación, o en espacios de almacenamiento.

Empero, es recomendable que se tomen medidas que faciliten la reubicación o modificación del equipo de iluminación cuando se prevean cambios en el uso del espacio.

Los diversos tipos de lámparas difieren en características importantes de diseño, como efectos cromáticos, vida útil, tamaño y eficacia. Debe seleccionarse el tipo más eficaz de lámpara para cada aplicación. Por consiguiente, ha de considerarse ante todo el uso de lámparas fluorescente s y de descarga de máxima intensidad, que resultan muy eficaces. Además, deben considerarse las lámparas de alto consumo del tipo que se elija, ya que la producción de lúmenes por watt aumenta a la par que la potencia en watts. Por añadidura, en la selección de lámparas ha de otorgarse mayor importancia a los costos de operación que al precio de compra inicial.

El costo de la energía consumida por una lámpara durante su vida útil suele equivaler a 30 o más veces el costo de la lámpara. Por consiguiente, el uso de lámparas más eficaces, aunque de precio más alto, puede implicar ahorros al reducir el consumo de energía. Debe considerarse también la selección de luminarias. Las eficaces producen más luz con menor consumo de energía eléctrica. No obstante, también es preciso tomar en consideración la facilidad de limpieza y de sustitución de lámparas, la prevención del deslumbramiento directo o reflejado, y la disipación del calor generado.

El control de la iluminación debe ser flexible. Es preciso instalar interruptores o atenuadores separados, en sitios convenientes, para áreas con diferentes tipos de actividades. Debe ser fácil apagar las lámparas en áreas que no se ocupen, y mantener un nivel mínimo de iluminación de emergencia con fines de seguridad.

Cuando resulte factible, se empleará iluminación natural complementada en la medida necesaria con iluminación artificial. La luz que entra por las ventanas puede reflejarse hasta llevada a partes distantes de los locales interiores por medio de persianas venecianas o de bloques de vidrio. El deslumbramiento y el calor de la luz solar pueden limitarse con persianas, parasoles, pantallas o vidrios de baja transmisión térmica.

También deben tomarse medidas para reducir o interrumpir por completo la iluminación artificial complementaria cuando la iluminación natural sea suficiente.

Asimismo, debe considerarse el uso de detectores de celdas fotoeléctricas con atenuadores para el control de la iluminación artificial. Estos dispositivos también son útiles para mantener niveles de iluminación preestablecidos cuando se utiliza sólo la iluminación eléctrica, con ahorros considerables en los costos de operación. Tales ahorros son posibles porque los niveles iniciales de iluminación son mucho más altos que los de diseño, lo que tiene el fin de compensar las pérdidas de iluminación con el paso del tiempo (art. 21.8)

El sistema de control de iluminación puede ajustarse para que reduzca inicialmente la potencia de entrada por debajo del nivel máximo de consumo de la lámpara, con lo que se reduce la salida lumínica inicial para mantener el nivel preestablecido. Conforme la salida se deteriora con el paso del tiempo, se ajusta el sistema de control de iluminación para incrementar la energía que entra a las lámparas, y con ello, el rendimiento lumínico. De esta manera, se evitan excesos en la iluminación y en el consumo de energía eléctrica, y se mantienen los niveles de iluminación estipulados en los intervalos entre las sustituciones de lámparas.

Una opción respecto al uso de atenuadores para el control de la iluminación es el apagado o encendido de los dispositivos, uno por uno o en grupo, mediante programas computadorizados, instrucciones emitidas por los operadores del edificio, relojes controladores o detectores fotoeléctricos.

A menudo resulta indispensable el uso de la iluminación natural y de otras medidas para ahorrar energía, no sólo para satisfacer el presupuesto de construcción, sino también el de consumo de energía, o para cumplir las limitaciones que establezcan al respecto los reglamentos y organismos oficiales.