iluminación y entorno visual ¿que es la iluminancia? la iluminancia o nivel de iluminación se...
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CURSO – ERGONOMIA
ILUMINACION
MSC. ING. ELIZABETH FERNANDEZ G.
Iluminación y entorno visual
¿QUE ES LA ILUMINANCIA?
La iluminancia o nivel de iluminación se define como el flujo luminoso que incide sobre una superficie. Su unidad de medida es el lux.
¿QUE ES LUMINANCIA?Se llama luminancia o brillo fotométrico a la luz procedente de los objetos.
ILUMINACION INDUSTRIAL:
Es aquel sistema de iluminación cuya principal finalidad es facilitar la visualización de las cosas en unas condiciones aceptables de eficacia, comodidad y seguridad.
Iluminación y entorno visual
La iluminación adecuada para realizar una determinada tarea es aquella que produce una mínima astenopia y lleva consigo el máximo rendimiento.
Por el contrario una iluminación inadecuada puede alterar a percepción espacial y producir, tanto desordenes en el sistema visual del individuo, como desequilibrios en el estado físico del mismo.
Situaciones mas comunes de la mala iluminación
Insuficiente. Puede causar astenopia, dolor de cabeza y problemas en la visión binocular.
Con deslumbramientos. Puede causar astenopia, cefaleas, problemas binoculares e incluso pos imágenes persistentes que provoquen visión borrosa de forma temporal
Con reflejos. Puede hacer que no podamos interpretar o realizar de forma correcta parte de nuestra tarea.
En la iluminación adecuada se deben tomar en cuenta ciertos factores
Utilizar luz natural pero evitando una visión directa de la misma y si se precisa, iluminación adicional indirecta.
En la posición de las luminarias se deberán evitar deslumbramientos, reflejos, brillos, etc.
La intensidad luminosa debe aumentar en proporción directa a la dificultad del trabajo a realizar, el tiempo y la velocidad empleada al realizarlo.
Acomodación y adaptación
La acomodación es la propiedad que tiene el ojo de enfocar a diferentes distancias.
Es el mecanismo por el que el poder de convergencia del ojo aumenta para ver nítidamente en un punto cercano, desplazando el foco conjugado a la retina. Se produce un acortamiento de la distancia focal que corresponde a un aumento de la potencia en el ojo, pasando de +60D a +70D.
Mecanismos y modificaciones del ojo durante la acomodación
Las pupilas se contraen:Las pupilas actúan como diafragmas, reduciendo en diámetro de los círculos de difusión. También las aberraciones disminuyen al obturar las porciones externas del cristalino.
MECANISMOS DE ACOMODACION
Estímulos de la acomodación.Los estímulos que desencadenan el reflejo acomodativo son:La borrosidad de la imagen retiniana cuando se cambia la mirada de lejos a cerca, es decir, el aumento del los círculos de difusión de la imagen. El cambio de convergencia de los rayos de luz que llegan a la retina.
Velocidad de acomodación.
La acomodación no es un reajuste instantáneo, si no que requiere un cierto tiempo.
De visión lejana a visión cercana: 0.5 segundos aprox.
De visión cercana a visión lejano menos de 0.5 segundos.
Esta velocidad de acomodación disminuye con la edad.
Adaptación
La pupila se contrae, siendo su diámetro inversamente proporcional a la intensidad luminosa, actuando el denominado reflejo pupilar.
El pH de la retina se vuelve acido.
Dilatación de la pupila, hasta llegar a 9 mm, aprox de diámetro.
Existe un fenómeno visual ampliamente investigado que conocemos como adaptación a la oscuridad. Veremos lo que ocurre en este proceso y su fenómeno complementario, la adaptación a la luz. Si pasamos de un lugar oscuro a otro iluminado, se producen los siguientes cambios.
Magnitudes y unidades
Ejemplos de potencia lumínica
Aspectos que relaciona la vista y la iluminación
El tratamiento cromático del ambiente y de las áreas de trabajo pueden tener varias justificaciones; desde las razones de señalización por seguridad hasta una función puramente estética.
El color es una sensación asi como el calor y el frio.
Clasificación: Colores cálidos: rojo, naranja,
amarillo. Colores fríos: azul, verde, purpura. Colores neutros: blanco, gris.
rojo
verde
blanco
purpura
rosa
amarillo
azul
gris anaranjado
rojo
verde
rosa
amarillo
azul
anaranjado
Principales efectos psicológicos
Contraste de colores
• Buenos contrastes se obtienen: con fondos claros y textos oscuros, o al revés.
• Con fondos fríos y textos cálidos, o al revés, siempre que no sean análogos.
Buen contraste Mal contraste
Buen contraste Mal contraste
Métodos de alumbrado
Los métodos de alumbrado nos indican como se reparte la luz en las zonas iluminadas. Según el grado de uniformidad deseado distinguiremos 3 casaos.
Proporciona una iluminación uniforme sobre toda el área iluminada.
Es un método de iluminación muy extendido y se usa habitualmente en oficinas, centros de enseñanza, fabricas, comercios, etc.
Métodos de alumbrado
Proporciona una distribución no uniforme de la luz de manera que esta se concentra sobre las áreas de trabajo. El resto del local, formado principalmente por las zonas de paso se ilumina con una luz mas tenue. Se consiguen así importantes ahorros energéticos puesto que la luz se concentra donde hace falta.
Métodos de alumbrado
Cuando necesitamos una iluminación suplementaria cerca de la tarea visual para realizar un trabajo concreto. El ejemplo típico serian las lámparas de escritorio. Recurriremos a este método siempre que el nivel de iluminación supere los 1000 lux.
Sistemas de iluminación ILUMINACION INDUSTRIAL Hay varias maneras de encarar una iluminación industrial, principalmente observamos gran cantidad de factores a tomar en cuenta.
Protección y seguridad
Requerimientos ambientales
Nivel de iluminación
Pautas para la selección de lámparas y luminarias
Niveles de iluminación Vivienda ocasional 100 lux
Tarea intermitente, ordinaria y fácil, contraste fuerte
100 a 300 lux
Tareas moderadamente criticas y prolongadas, contrastes medios
300 a 750 lux
Tareas severas y prolongadas, poco contraste
700 a 1500 lux
Tareas muy severas con detalles minuciosos
1500 a 3000 lux
Tareas excepcionales, difíciles e importantes
3000 a 10000 lux
Niveles de iluminación recomendados
Tipos de edificios industriales
Edificios con oficias de varios pisos 2.5 a 3.0 m
Edificios fabriles de uno o mas pisos 3.0 a 4.0 m
Edificios fabriles de un solo piso 4.0 a 7.0 m
Edificios en naves de gran altura > 7.0 m
Tipos de edificios industriales
Líneas de luminaria continuas paralelas a la dirección de la visión.
Luminarias con reflectores.
Lámparas fluorescentes tubulares con pantallas tipo industrial.
Evitar sombras en planos de trabajo.
Iluminación general/localizada con relaciones menos 5:1 en lo posible
Tipos de edificios industriales
Luminarias fluorescentes contra el cielo raso o suspendidas.
Buena uniformidad evitando sombras por pocos puntos de luz.
Utilizar lámparas de descarga para alturas de mas 5 metros (mercurio de alta presión, sodio a alta presión, mezcladoras etc.)
Angulo de apertura estrecho para mejor penetración.
Lámpara protegida, si es necesario para evitar encandilamiento.
Tipos de edificios industriales
Lámparas de descarga casi exclusivamente.
Luminarias y lámparas que requieran de muy bajo mantenimiento.
Se debe tener en cuenta que las luminarias se situaran por encima de los rieles o puentes grúa.
Luminarias con ópticas adecuadas para la distribución luminosa.
Tareas especiales
La correcta planificación de la luz para la oficina
¿Cuál es la intensidad de iluminación correcta para la oficina?
La norma DIN 5035 prescribe para oficinas una intensidad de iluminación de 500 lux.
Para oficinas de puestos de trabajo orientados a la luz diurna puede reducirse la intensidad de iluminación a 300 lux en las zonas próximas a las ventanas.
Para oficinas grandes hay que prever una intensidad de iluminación de 750 lux.
La correcta planificación de la luz para la oficina
¿Cómo debe estar distribuida la luminosidad esto es, la densidad lumínica-química en la oficina?
Se distribuye la densidad lumínica en la oficina de modo armónico y equilibrado.
Para ello se ve detalladamente los grados de reflexión de todas las superficies.
La correcta planificación de la luz para la oficina
¿pueden utilizarse las lámparas solas en la oficina?
Las lámparas solas deslumbran, cualquier deslumbramiento perjudica la visibilidad, reduce la capacidad de rendimiento del personal y crea una fuente innecesaria de errores en las personas que trabajan en estas condiciones.
La correcta planificación de la luz para la oficina
¿Qué hay que tener en cuenta para planificar el alumbrado de puestos de trabajo con monitor?
El alumbrado elegido no debe provocar reflejos molestos sobre la pantalla, ni producir una intensidad luminosa excesiva.
Método de los lúmenes Método de los lúmenes,
también denominado, sistema general método del factor de utilización.
El método de los lúmenes es una forma muy practica y sencilla de calcular el nivel medio de una iluminancia en una instalación de alumbrado general. Proporciona una iluminancia media con un error de +o- 5 % y nos da una idea muy aproximada de las necesidades de iluminación.
El proceso a seguir mediante el diagrama de bloques
Ejercicio: 1. queremos diseñar una instalación de alumbrado para una nave
industrial de 100m de largo por 30m de ancho y 6 m de altura. Para ello utilizaremos lámparas de vapor de sodio a alta presión de 400 W de potencia, con un flujo luminoso de 50000 lm. Respecto a las luminarias, nos planteamos escoger entre los tipos 1,2 y3 cuyas tablas del factor de utilización, suministradas por el fabricante, se adjuntan a continuación.
Luminarias disponibles (todas son de tipo industrial suspendido).
Otros datos: Los coeficientes de reflexión de paredes y techo
se consideran cero debido a que los materiales empleados (superficies y estructuras metálicas) tienen coeficientes de reflexión extremadamente bajos.
Es recomendable que el sistema de iluminación se instale por lo menos a 5.5 m del suelo, pues en la estructura superior de la nave, a 5 metros del suelo, existen equipos de transporte como grúas, destinadas al traslado de objetos pesados a distintos puntos de la nave.
En el techo existen claraboyas que ofrecen una iluminación diurna mínima de 75 lux lo suficientemente homogénea a la altura del suelo. En dicha nave solo se trabajara de día.
El nivel de iluminación aconsejado para las actividades que se desarrollan en el local es de 680 lux en el suelo.
Datos de entrada: Largo: 100 m Ancho: 30 m Altura: 6 m Altura del plano de trabajo: ( nos piden la iluminancia a nivel del suelo)
Nivel de iluminancia media. Nos piden 680 lux pero teniendo en cuenta que solo se trabaja de dia y la iluminancia de la luz solar es de 75 lux, la iluminancia proporcionada por la luz será:
Em = 680 - 75 = 605 lux Lamparas. Usaremos lámparas de vapor de sodio a alta presión de 400W y 5000 lm de
flujo Altura de suspensión de las luminarias 5.5 m Indice del local. Dado el tiempo de luminarias propuestas ( de iluminación directa), por
lo tanto
Coeficientes de reflexión. Los coeficientes del techo y las paredes se suministran en el enunciado, como no nos dicen nada del suelo tomaremos la hipótesis mas pesimista vista en las tablas.
Determinación del coeficiente de utilización ( ). A partir de los factores de reflexión y el índice del local se leen en las tablas los factores de utilización. En este caso particular deberíamos <interpolar> ya que no contamos con valores para k = 4.2; pero con la diferencia entre el coeficiente para 4 y 5 es muy pequeña podemos aproximar con las valores de 4.
Factor de mantenimiento. En este caso los valores vienen incluidos en las tablas de las luminarias. Como no nos dicen nada sobre la suciedad ambiental tomaremos los valores medios.
Calculos:Calculo del flujo luminoso
total.
Por ultimo se calcula el numero mínimo de luminarias necesarias. Este es un valor de referencia pues es normal que al reemplazar las luminarias y hacer las comprobaciones posteriores, necesitaremos un mayor de ellas.
Finalmente nos queda distribuir las luminarias sobre la planta del local y comprobar que la distancia de separación entre ellas es inferior a la máxima admisible. En este caso la separación máxima viene indicada en las tablas de las luminarias.
ResultadoDe todas las propuestas, la LUMINARIA 2 es la única que
no cumple los criterios ya que la separación obtenida es superior a la máxima permitida. Esto quiere decir que si queremos utilizar esta luminaria tendremos que poner mas unidades y reducir la separación entre ellas.
Conclusiones
Los beneficios importantes que conlleva una buena iluminación en las zonas de trabajo, tomando en cuenta tantos los efectos visuales como los efectos biológicos ( es decir la salud, el bienestar y la vigilia).
La selección del mejor tipo de alumbrado para una situación determinada lleva consigo la consideración de la cantidad de luz, el grado de difusión, la dirección y la calidad espectral.
La creación de un ambiente seguro en el trabajo implica cumplir con las normas y procedimientos, sin pasar por alto ninguno de los factores que intervienen en la confirmación de la seguridad como son: en primera instancia el factor humano (entrenamiento y motivación) , las condiciones de la empresa (infraestructura y señalización), las condiciones ambientales (ruido y ventilación) las acciones que conllevan riesgos, prevención de accidentes, entre otros.
Las luminarias directas son
aquellas de las que al menos el 90% de su luz esta dirigido hacia el plano de
trabajo.Las luminarias
semi directas son las que dirigen
hacia dicho plano el 60 y 90% de su
flujo luminoso.
Las luminarias directas/indirectas son aquellas que
envían hacia el plano de trabajo entre el 40
y el 60% de su luz directamente
Las luminarias indirectas: dirigen el 10% de su flujo luminoso al plano.
Las luminarias semi indirectas dirigen
entre el 10 y el 40% de la luz
directamente hacia el plano de trabajo
Los tipos de alumbrado que
deberán utilizarse pueden
clasificarse según la
dirección de la luz que emiten
Las lámparas fluorescentes
Posee un espectro continuo, su eficiencia es mayor que la de las lámparas incandescentes: una lámpara fluorescente de 40W emite el 20% de su energía en forma de luz y su emisión
de calor es inferior
Una de sus ventajas es su extensión, con la que distribuye en una superficie mayor su brillo y disminuye el posible deslumbramiento
Su desventaja radica fundamentalmente en una instalación mas costosa y compleja. Por otra parte, como su consumo fundamental se produce por el encendido, no es recomendable
este tipo de lámpara para sr utilizada por cortos y frecuentes periodos de tiempo. Su duración es mayor
Las lámparas de vapor de mercurio Son muy eficientes y económicos
Su uso esta generalmente
limitado a locales altos y carreteras
Son muy eficientes y económicos
Su espectro tan restringido provoca la alteración de los
colores a la vista, lo que constituye, en
determinadas tareas, una limitación importante
No se recomienda su emplazamiento a bajas alturas por su posible
acción perjudicial sobre la piel
Lámparas de vapor de sodio
Resultan eficientes y económicas, poseen un espectro discreto muy limitado, lo cual es una desventaja, su encendido es muy lento.
Lámparas halógenas Tiene un espectro continuo,
sus inconvenientes son una baja eficacia y vida corta. En general sus cualidades son superiores a las de la incadescencia, se utilizan para el alumbrado focalizado ya que la apariencia y el color de la luz son uy aceptados por el usuario.
GRACIAS