Curso alumbrado

1. Principios
2. Niveles de iluminación en México
3. Distribución de las zonas del almacén
4. Reflectancias efectivas
5. Coeficiente de utilización (C.U.)
6. Factores de mantenimiento
7. Fórmula para el cálculo de luminarias
8. Apéndice de tablas e información

PRINCIPIOS

El tamaño del objeto es el factor que generalmente tiene mas importancia en el proceso visual. Cuando más grande es un objeto con relación al ángulo visual (o ángulo subtendido por el objeto desde el ojo) mas rápidamente puede ser visto, el experimento de la figura ilustra este principio, la persona que acerca a un objeto para verlo con mas claridad esta inconscientemente haciendo uso del factor tamaño, al aumentar el ángulo visual.

La agudeza visual expresada como la inversa del ángulo visual en minutos, es una medida de los más pequeños detalles que pueden percibirse.

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1.1.2 Luminancia (brillo fotométrico)

Uno de los factores primordiales para la visibilidad es la luminancia. La de un objeto depende de la intensidad de la luz que incide sobre él y de la propo0rcion de esta que se refleja en dirección del ojo.

Una superficie. una superficie blanca tendrá un brillo mucho mayor que la misma iluminación, sin embargo añadiendo suficiente luz a una superficie oscura, es posible hacerla tan brillante como una blanca, cuanto más oscuro es un objeto o una labor visual, más grande es la iluminación necesaria para conseguir igual brillo y en ciertas circunstancias parecidas, para la misma visibilidad

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1.1.3 Contraste

Tan importante para la visión es el nivel general de luminancia como el contraste de luminancia o color entre el objeto visual y su fondo. La diferencia entre el esfuerzo visual requerido para leer las dos mitades de la tarjeta de la izquierda, es una simple demostración de la efectividad del contraste. los altos niveles de iluminación compensan parcialmente los contrastes de bajo brillo y resulta de gran ayuda cuando no pueden evitarse las condiciones de deficiencia de contraste

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1.1.4 Tiempo

La visión no es un proceso instantáneo; requiere tiempo, de nuevo pude recurrirse a la cámara fotográfica para ilustrarlo. es posible tomar una fotografía con una luz muy tenue si la exposición es suficientemente larga, pero para una exposición muy rápida es necesario emplear una gran cantidad de luz

el ojo puede ver detalles muy pequeños con niveles muy bajos de iluminación, si se da tiempo suficiente y se prescinde de la fatiga visual, pero para una visión rápida se requiere mas luz

El factor tiempo es importante, sobre todo cundo el objeto esta en movimiento. Los niveles altos de iluminación hace de hecho que los objetos parezcan moverse mas lentamente, lo que aumenta en gran medida su visibilidad.

1.4.6 Alumbrado suplementario

El alumbrado suplementario se añade al general para tareas visuales difíciles o procesos de inspección que no pueden iluminarse satisfactoria o prácticamente con el alumbrado general, puede ser, según las necesidades, una cantidad adicional de luz en un punto o en una zona especifica

El calculo de una instalación de alumbrado suplementario requiere un análisis detenido del detalle que ha de verse y del tipo y colocación del alumbrado que proporcionara la mejor visibilidad al trabajador sin causar deslumbramiento a otras personas. También es necesario coordinar el alumbrado suplementario con el general, de tal manera que se mantengan relaciones razonables de brillo entre la tarea visual y sus alrededores inmediatos

A-1 Niveles de iluminación en México

Niveles de iluminación para locales interiores que recomienda la sociedad mexicana de ingeniería e iluminación A.C. (S.M.I.I.)

La primera columna lleva por encabezado I.E.S. 99% y esta formado por los niveles de iluminación determinados por la teoría del Dr. Blackwell, publicados por el I.E.S. lighting book edición 1959,con las dos siguientes características: 99% rendimiento visual y 5 asimilaciones por segundo.

Entendiéndose por 5 asimilaciones por segundo, el promedio de percepciones visuales de un objeto, que puede hacer una persona por un segundo.

La segunda columna S.M.I.I. 95% esta formado por los niveles de iluminación con un rendimiento visual de 95% y las otras 5 asimilaciones por segundo. Esta columna se determino por medio de un divisor de conversión, que fue encontrado de después de hacer interpolaciones entre curvas dadas por el doctor Blackwell para tres asimilaciones por segundo y para 10 asimilaciones por segundo; usando como paramento valores de brillantez (B) expresados en Footlamberts y rendimientos visuales en porcientos.

De estos factores se sacaron los valores apropiados de brillantez (B) para cada tarea visual, teniendo ya estos valores se tomo como dividendo como el valor de (B) para 99% de rendimiento visual y como divisores los valores de (B) para cada rendimiento visual requerido. Es este caso se acordó un 95% de rendimiento visual, para recomendar como valor mínimo en actividades que ocasionalmente se desarrollan bajo iluminación artificial, con lo que se baja la iluminación a valores aplicables en forma económica en México, sin que se provoque con ello niveles de iluminación que causarían cansancio visual y al mismo tiempo no bajan mucho esos valores, ya que de hacerse así. La eficacia del personal bajaría en igual porción que los rendimientos visuales.

El divisor de conversión es 1.75

En los casos en que el valor de la S.M.I.I. 95% y el I.E.E. 99% son iguales significa que es el valor mínimo que se debe de recomendar.

Algunos niveles de iluminación recomendados por la S.M.I.I. para industrias se la Tabla A-6

LUXES LUXES

I.E.S S.M.I.I. EDIFICIOS INDUSTRIALES 99% 95%

TABLA A-6 ALGUNOS NIVELES DE ILUMINACIÓN SEGÚN S.M.I.I.

3.2 Distribución de las zonas del almacén

Para poder calcular mas fácilmente la iluminación en este almacén y debido a la superficie irregular lo mejor opción es dividirlo en partes rectangulares como se muestra en la Fig. 3.2.1

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Fig. 3.2.1 que representa cada una de las áreas del almacén de vació y lleno

Al tener por secciones cada una de las áreas ahora es más fácil diseñar un sistema de alumbrado para cada una de las áreas, simulando que cada una de ellas es un local cerrado

3.3 Área del almacén de vacío y lleno

Cavidades formadas en el almacén de vacío y lleno

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Entendiéndose como

Hct = Altura de cavidad del techo.

Hcl = Altura de cavidad del local

Hcp = Altura de cavidad del piso

Reflectancias

Techo crema claro = 80%

Piso gris = 20%

Pared color hueso = 50%

La iluminación mínima recomendada por la S.M.I.I. la sociedad mexicana de iluminación e ingeniería para un almacén de embalaje medio es de 100 lux

Nivel de iluminación requerido en el almacén mínimo en cualquier momento = 100 lux

3.3.1 Relaciones de cavidades del almacén

Para calcular las relaciones de cavidad existen dos métodos, uno por medio de tablas, lo cual da un valor muy generalizado y por medio de formulas que es un valor mas real, aquí lo haremos por medio de formulas ya que para el calculo por tablas las dimensiones que existen en el almacén es muy grande

La formula utilizada para el calculo de las relaciones de cavidad de cada zona del área a iluminar es la siguiente

Entendiéndose

Rc = Relación de cavidad de la zona (techo, local o piso)

hc= Altura de cavidad de la zona (techo, local o piso) (m)

L= Largo del local (m)

A= Ancho del local (m)

3.3.1 Relación de cavidad del techo

La relación de cavidad del techo se obtiene con solo los datos de

Altura de la cavidad del techo (hct) = 6.65m

Largo del local (L) =160m

Ancho del local (A) = 49m

3.3.2 Relación de cavidad del local

La relación de cavidad del local se obtiene con solo los datos de

Altura de la cavidad del local (hcl) = 6.35m

Largo del local (L) =160m

Ancho del local (A) = 49m

3.3.3 Relación de cavidad del piso

La relación de cavidad del piso se obtiene con solo los datos de

Altura de la cavidad del piso (hcp) = 1.8 m

Largo del local (L) =160m

Ancho del local (A) = 49m

3.4 Reflectancias efectivas

Es necesario verificar las reflectancias efectivas que proporcionan el techo y el piso lo cual es necesario recurrir a la TABLA-1 para verificar estos valores

Verificando en la tabla TABLA-1 los valores de reflectancias efectivas para una reflectancia del techo del 80% y un 50% de reflectancia en pared y con una Rct=0.886

3.4.1 Reflectancia efectiva del techo

Reflectancia de la pared = 50%

Reflectancia del techo = 80%

Rct= 0.886

para efectos de calculos se puede redondear al valor más próximo ya que en la practica estos decimales no son relevantes,

Que es la reflectancia efectiva del techo Ref =0.69=69%

3.4.2 Reflectancia efectiva del piso

En la misma TABLA-1 buscamos la reflectancia efectiva del techo sustituimos por el valor de la reflectancia del piso y encontramos la reflectancia efectiva del piso

-Reflectancia en paredes 50%

-Reflectancia en piso 20%

-Rcp = 0.239

Ref =0.20=20%

3.5 Coeficiente de utilización (C.U.)

El luminario escogido para este trabajo son del tipo Aditivo metálico 400 watts marca CROUSE-HINDS, tipo de haz: abierto

Para encontrar el C.U. necesitamos la TABLA-3 proporcionada por el fabricante para el tipo de luminaria que vamos a instalar, en ella se encuentra la tabla de C.U.

Necesitamos con ello la reflectancia efectiva del techo en %, la reflectancia de las paredes en % y la relación de cavidad del local (Rcl.)

-Rcl=0.846

-Reflectancia de la pared = 50%

-Reflectancia efectiva del techo =68.14%

Para obtener con facilidad el valor de las reflectancias redondeamos los decimales al valor mas cercano en las tablas de Coeficiente de utilización

El valor tomado para una reflectancia efectiva del techo de 68.14%=70% = 0.828 por lo tanto el coeficiente de utilización = 0.828

3.6 Factores de mantenimiento

3.6.1 Factor de depreciación por suciedad en la luminaria

Como no existe un programa de mantenimiento preventivo en el almacén. Por la poca accesibilidad a las luminarias este factor lo podemos considerar de unos 12 meses en un ambiente medio de suciedad debido al manejo constante de unidades montacargas.

Si vemos en la sección de TABLAS para el tipo de luminaria y su tipo de reflector la luminaria escogida cae dentro de la categoría III para un tipo de lámpara con reflector domo tipo cerrado.

Este factor se encuentra pasando a la TABLA-4 lo cual necesitamos

Meses de mantenimiento programado = 18 meses

Nivel de suciedad = medio

Categoría del luminario = categoría III

La relación por suciedad de acumulada en el luminario nos da un valor aproximadamente aproximado de 0.85

El factor de depreciación por suciedad en la luminaria es 0.85

3.6.2 Factor de depreciación lumínica

El factor de depreciación lumínica se obtiene de la tabla 546 para un tipo de luminario aditivo metálico 400 w es 0.75 %

El factor de depreciación lumínica en la luminaria es 0.75

El factor de mantenimiento total es los múltiplos de todos los factores lo cual nos da:

Fm: 85*0.75*0.95*0.99*= 0.5965

El factor de mantenimiento total es = 0.5965

Conociendo ya el factor de mantenimiento, el coeficiente de utilización podemos calcular el numero de luminarias requeridas para proporcionar el nivel de iluminación requerido

3.7 Formula para el calculo de luminarias

Con esta formula podemos calcular el numero de luminarias en base a los siguientes datos

Donde

N= Numero de luminarios totales

E= Nivel de lux requeridos sobre el plano de trabajo

L= Largo del almacén

A= Ancho del almacén

Ø= Emisión luminosa de la lámpara

C.u.= Coeficiente de utilización

F.m.= Factor de mantenimiento

El espaciamiento máximo recomendado (separación entre las luminarias) se puede encontrar en la Información de la luminaria TABLA-3, es proporcionada por el fabricante, y viene dado como la relación entre la separación y la altura de montaje, para este tipo de luminarias la Información es la siguiente:

Separación / altura de montaje =1.5

Lo cual despejando la separación y conociendo la altura de montaje a la que vamos a colocar la luminaria obtenemos la separación máxima entre luminarias

6.35*1,5 =9.52m

Dividiendo la anchura del local entre el espaciamiento obtenemos las hileras de luminarias longitudinalmente:

Como redondeamos las hileras obtenidas a valor superior próximo pudo incrementarse el espaciamiento máximo recomendado entre luminarias lo cual seria necesario verificar:

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Lo cual no sobrepasa el valor máximo recomendado de 9.52m por lo que

podemos tomar el valor de 6 hileras

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Ahora dividiendo las luminarias calculadas entre las hileras para calcular las luminarias / hilera

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Como redondeamos a un valor superior se pudo haber incrementado el numero de luminarias calculas lo cual verificamos a continuación multiplicando las luminarias /hileras por las hileras:

9*6 = 54 luminarias totales

En donde se nota que el aumento fue 4 luminaria; para este numero de luminarias totales es necesario conocer el nivel de lux proporcionados al almacén el cual se obtiene:

   Donde:

E lux = Nivel de luxes calculados sobre la altura de trabajo

# Lum= Numero de luminarias totales

Ø = Lúmenes emitidos por la lámpara (dato proporcionado por el fabricante

C.u. = Coeficiente de utilización

F.m. = Factor de mantenimiento

L= Largo del almacén

A= Ancho del almacén

Lo cual esta dentro del rango por el cual se calculó.

3.7.1 Realizando la distribución de las luminarias

3.7.1.1 Distribución por el ancho del almacén

Distancia entre luminarias

Para distribuir las hileras se dividen el ancho del almacén / # hileras

49m/6hileras = 8.16 metros entre hileras

Como se requiere que la distancia de la luminaria a la pared sea la ½ de la distancia entre luminarias

8.16m/2 = 4.08m de la luminaria a la pared

3.7.1.2 Distribución por el largo del almacén

Distancia entre luminarias

Para distribuir las hileras se dividen el largo del almacén / luminarias* hileras

160m/9 luminarias = 17.7 metros entre hileras

Como se requiere que la distancia de la luminaria a la pared sea la ½ de la distancia entre luminarias

17.7m/2 = 8.88m de la luminaria a la pared

APÉNDICE DE TABLAS E INFORMACIÓN

TABLA A.1 REFLEXIONES APROXIMADAS

TABLA A-2 QUE MUESTRA EL RENDIMIENTO DE LA EMISIÓN LUMINOSA

TABLA A-3 QUE MUESTRA LA CLASIFICACION DE LAS LUMINARIAS DE ACUERDO A

SU CURVA DE DISTRIBUCION

TABLA A-3 DE LOS FACORES DE DEPRECIACIÓN POR SUCIEDAD ACUMULADA EN

LAS SUPERFICIES DEL CUARTO

TABLA A-5 TABLA DE LA DEGRADACIÓN LUMINOSA EN LAMPARAS DE ADITIVO

METALICO

TABLA A-3 TABLA DE LAS REFLECTANCIAS EFECTIVAS PARA CUALQUIER

LUMINARIA

TABLA A-4 DATOS DE INFORMACIÓN DE LA LUMINARIA UTILIZADA EN ESTE

PROYECTO

TABLA A-7 CLASIFICACION DE LAS LUMINARIAS DE ACUERDOA SU OPERACION

TABLA A-6 ALGUNOS NIVELES DE ILUMINACIÓN SEGÚN S.M.I.I.

TONO COLOR REFLEXION EN %

Blanco nuevo 88

Blanco viejo 76

Muy claro Azul verde 76

Crema 81

Azul 65

Miel 76

Gris 83

Azul verde 72

Claro Crema 79

Azul 55

Miel 70

Gris 73

Azul verde 54

Mediano Amarillo 65

Miel 63

Gris 61

Azul 8

Amarillo 50

Oscuro Café 10

Gris 25

Verde 7

Negro 3

SUPERFICIES DE MADERA ACABADOS METALICOS

COLOR REFLEXION EN % COLOR REFLEXION EN %

MAPLE 43 BLANCO POLARIZADO 70-85

NOGAL 16 ESMALTE HORNEADO

CAOBA 12 ALUMINIO PULIDO 75

PINO 48 ALUMINIO MATE 75

ALUMINIO CLARO 79

ALUMINIO CLARO 59

ACABADOS DE CONSTRUCION APERENTES

TIPO REFLEXION EN %

Roca basáltica 18

Cantera clara 18

Tabique muy pulido 48

Tabique rojo vidriado 30

Tabique pulido 40

Tabique rojo barnizado 30

Cemento 27

Concreto 40

Mármol blanco 45

Vegetación 25

Asfalto limpio 7

Adoquín de roca ígnea 17

Grava 13

TABLA A.1 DE REFLEXIONES APROXIMADAS

 TABLA.- A-2 QUE MUESTRA EL RENDIMIENTO DE LA EMISIÓN LUMINOSA

 TABLA.- A-3 QUE MUESTRA LA CLASIFICACION DE LAS LUMINARIAS DE ACUERDO A SU CURVA DE DISTRIBUCION

TABLA.- A-3 DE LOS FACORES DE DEPRECIACIÓN POR SUCIEDAD ACUMULADA EN LAS SUPERFICIES DEL CUARTO

 TABLA.- A-3 TABLA DE LAS REFLECTANCIAS EFECTIVAS PARA CUALQUIER LUMINARIA

ACHINONI