Iluminacion Vial

ILUMINACION VIAL EN LA INDUSTRIA 1

La Iluminación vial en la Industria

Notas de Clase sobre

LA ILUMINACION VIAL EN LA INDUSTRIA

El mayor propósito de toda iluminación vial, aplicada a vías urbanas de todo

tipo: aparcamientos, vías expresas, viaductos, etc., está en:

......... promover la seguridad y comodidad o confort para el tráfico

vehicular y peatonal proporcionándole una adecuada visibilidad

durante los días nublados, de nieblas y las noches.

Para cumplir este propósito el sistema de iluminación vial debe cumplir tanto

aspectos cuantitativos como cualitativos que permitan una rápida y confortable

visibilidad en las condiciones medio ambientales más adversas.

Algunos de los beneficios de la correcta iluminación externa influyen en una

reacción colectiva e individual en la industria, tales como:

- incrementa la seguridad individual y colectiva en las vías,

- incrementa el atractivo de las vías interiores de la fábrica,

- ofrece mayor protección a los obreros y propiedades de los daños,

- proporciona confort y tranquilidad,

- da mayor sentido de seguridad para el uso,

- contribuye a detener o disminuir las acciones vandálicas

- la visibilidad y la iluminación media


LA VISIBILIDAD Y LA ILUMINACIÓN MEDIA

La visibilidad queda determinada principalmente por tres factores:

- Nivel luminoso

- Uniforme

- Control de deslumbramiento

Hoy en día se sabe que los niveles luminosos y uniformidades deben

expresarse en términos de luminancia, valor subjetivo percibido por el observador,

pero la dificultad de manejar de una manera rápida los datos para calcular dichos

valores, hace que sea necesario hablar de valores de luminancia.

De cada luminara debe obtenerse un resultado óptimo de los tres factores

indicados, es decir, nivel luminosos, uniformidad y control de deslumbramiento, en

especial, el deslumbramiento de cada aparato, para evitar la disminución de visibilidad

producida por los llamados aparatos non cut-off.

Además, la amplia gama de aparatos del mercado, permite solucionar todos

los problemas que se presentan en alumbrado público, entendiendo como tal, el

alumbrado de calles, accesos industriales, zonas públicas, muelles, andenes, etc., y

siempre de acuerdo con las imposiciones económicas de cada instalación.

Cálculo de la iluminación media

Existen diversos métodos de calcular la iluminación de un punto dado.

Normalmente este cálculo se efectúa partiendo de la curva polar de la armadura en

el plano considerado y aplicando la fórmula (1) que tiene en cuenta la altura de

suspensión, la distancia de la armadura al punto considerado y el ángulo de incidencia

del rayo luminoso en el suelo.

FF\\rmula (1)rmula (1)


La iluminación real en dicho punto, es la suma de las iluminaciones parciales

producidas por todas las armaduras que tienen influencia en él.

Estos cálculos son muy largos y engorrosos, debiéndose de obtener la

iluminación en un número de puntos suficientemente grandes, si se quiere obtener la

iluminación media con un grado de aproximación aceptable, ya que es evidente a

priori, que la media aritmética simple, entre la máxima y la mínima dará un resultado

falso, como sería igualmente falso considerar en un cálculo solamente los puntos más

iluminados.

El cálculo más sencillo para la determinación de la Em, es el que se realiza

con las curvas de Factor de Utilización. Se denomina Factor de Utilización, la

relación entre el flujo útil que llega a la calzada y el flujo de la lámpara.

IMPLANTACIONES

El factor de utilización se da en forma de curvas teniendo en abcisas la

relación entre el ancho de la calle y la altura de implantación l/H , y en ordenadas

el valor del factor en %.

Estas curvas se establecen por integración del flujo útil sobre la superficie

(caso general de iluminaciones públicas: calzadas, paseos, etc.) equivalente a ð

radianes, lo que nos da K1 para el semiplano de la calzada hacia adelante, y K2 al

correspondiente hacia atrás de la luminaria.

Este método nos permite obtener únicamente la iluminación media (Em), no

pudiendo determinar las correspondientes uniformidades.


CURVAS DEL FACTOR DE UTILIZACION K



F . KL . l

L 'F . KEm . l

F 'L . l . Em

K

K = K1 + K2 = 31 + 3 = 34 %

Una vez determinado el factor K, se puede utilizar en los siguientes casos:

Determinación de la Em:

Determinación de la separación entre puntos:

Determinación del flujo necesario:

Donde:

FF = Flujo de la lámpara (lm)

EmEm = Iluminación media (lux)

LL = Distancia entre aparatos (m)

ll = Anchura de la calzada (m)

KK = Factor de utilización total (K1 + K2)


La K no en todos los casos resulta de sumar la K1 + K2, sino que depende del

retranqueo de la luminaria.

Para obtener todos los datos, así como las curvas isolux resultantes sobre la

calzada, se utiliza ventajosamente el método de los 9 puntos, que a continuación se

explica.

Método de los 9 puntos

Como datos de partida, se dispone de las curvas isolux unitarias (pág....),

obtenidas automáticamente en un laboratorio fotométrico.

A) CASO DE UNA ARMADURA QUE CAE A PLOMO SOBRE EL BORDE DE LA

ACERA

K = K1

B) CASO DE UNA ARMADURA QUE CAE ENCIMA DE LA CALZADA

K = K1 + K2


C) CASO DE UNA ARMADURA QUE CAE ENCIMA DE LA ACERA

K = K1 - K2

D) CASO DE UNA ARMADURA QUE CAE EN EL EJE DE LA CALZADA

K = K1 = K2

Estos casos son iguales para las implantaciones: unilateral, tresbolillos y axial.

En el caso de una implantación bilateral en oposición se tomará el factor de

utilización K doble, debido a la influencia de las dos armaduras opuestas.


En estas curvas, las luminarias se suponen equipadas con una lámpara con un

flujo de 1.000 lm, y situada a 1 m del suelo. La escala de dibujo es de 40 mm igual

a 1 m.

La obtención de curvas isolux para una altura cualquiera, y para el flujo real

de la lámpara se realiza fácilmente, aplicando el factor de transformación siguiente:

Fórmula:

Siendo:

C = Factor de transformación

Er = Iluminación real en lux

Ea = Iluminación aparente leída en la curva isolux unitaria

F = Flujo real de la lámpara en lúmenes

H = Altura de implantación en m

Un método práctico para obtener los valores es el siguiente:

Se traza el plano de la zona en papel vegetal o transparente, a la escala de :

X = 40/H , siendo H la altura del foco luminoso y la X la constante por la que se

multiplican las dimensiones reales de la calle o zona a iluminar. Una vez trazado el

plano, se sitúan los focos luminosos con el saliente de brazo que se desee, marcando

a continuación en la mitad de la zona los nueve puntos (P1, P2, P3, P4, etc.) de igual

forma que se indica en la página 10.


Por medio de la curva isolux unitaria ( p<g 10) y colocando en su origen el

punto luminoso, se leen los valores correspondientes a los puntos de intersección de

las rectas 1, 2, 3.... con las A, B, C, que se pasarán al cuadro de valores en las casillas

correspondientes.

Como la iluminación en cada punto P1, P2, etc, es la suma de las iluminaciones

dadas por todos los aparatos que inciden en dichos puntos, se realizan las sumas y se

obtienen unas iluminaciones totales para cada punto, con un flujo de 1,000 lm y 1 m

de altura, correspondiente a la casilla (a).

Estos valores de la casilla (a), se multiplicarán por el factor de transformación

definido anteriormente, obteniéndose así la iluminación real en lux en el suelo, en los

9 puntos predeterminados (casilla b).

Para hallar la iluminación media, todos estos valores se multiplican por su

grado multiplicidad, o sea, el número de veces que intervienen en el cálculo,

reflejándolo en la casilla (c). La suma de todas estas cantidades, se divide por (16),

obteniendo así la E media con la implantación adoptada.

Nota: Se denomina grado de multiplicidad (pág. 12), a la EE media media para el

P1,corresponde al área LMOK, pero en el cálculo sólo interviene el área lmok,

o sea, 1/4 de LMOK.LMOK.


CURVA ISOLUX UNITARIA PARA 1000 lmlm y 1 m1 m DE ALTURA


CUADRO GRAFICO DE LA PONDERACION DE LOS PUNTOS

ESTUDIADOS SEGÚN EL GRADO DE MULTIPLICIDAD


La E leída para P4, corresponde al área MNOP pero en el cálculo sólo

interviene el área mnop , o sea, 1/2 de MNOP.

La E leída para P5, corresponde al área OPRS, y en el cálculo interviene todo

el área OPRS.

Por lo tanto, y según se ve en el gráfico, los puntos P1, P3, P7 y P9 tienen igual

ponderación, siendo éste de 1/4.

Los puntos P2, P4, P6 y P8, también son iguales, viniendo ponderados con un

factor de 1/2.

El punto P5, es el único que interviene en 1.

Por lo tanto, considerando las E totales de cada punto:

Factor de uniformidad

Existen dos maneras de definirse el factor de uniformidad: general y medio.

Para hallar el factor de uniformidad general (Ug), se divide la E mRnima entre la E

m<xima y el cociente nos determinará el valor en %.

El factor de uniformidad medio (Um ),será, por lo tanto, el cociente de las

iluminaciones mínima y media.


REPRESENTACIÓN DE LAS CURVAS ISOLUX REALES EN EL SUELO

Una vez terminado todos los valores de Ep1, Ep2, etc., se colocan en sus

puntos respectivos (p<g 15) y se realiza la interpolación entre ellos, trazando una

línea por los valores de igual iluminación, obteniéndose de esta forma la isolux

resultante en el suelo.

Esta interpolación, caso muy aproximado, se realiza tomando como base el

valor obtenido en cada punto P1, P2, etc., hallándose la diferencia entre dos puntos

de la misma línea (por ejemplo, P1 y P2).

Una vez conocida dicha diferencia, se reparte proporcionalmente la longitud

existente entre estos dos puntos tomados en mm, situando a continuación los valores

ponderados.

Ejemplo: P1 = 10 lux

P2 = 13 lux

Intercalaremos por lo tanto, los valores de 11 y 12 lux.

La distancia en mm equidistante entre P1 y P2, es de 15 mm, según la escala del

plano. Tendremos que el valor 11 y 12 lux estará separado:

13 - 10 = 3

15/3 = 5 mm a la distancia que se respetará

entre los valores consecutivos.


CURVA ISOLUX EN EL SUELO


EJEMPLO

Tomamos un caso muy corriente en el alumbrado público, que consiste en

iluminar una calle con las siguientes características.

Características

del foco luminoso Características de la calle

Aparato: marca/modelo Ancho de calzada: 1 = 15

m

Lámpara: V.M.c.c. Altura de los báculos: H = 10 m

Potencia: 400 W Vuelo del brazo: V = 2 m

Lúmenes: F = 23.000 Implantación: Bilateral tresbolillo

Inclinación: 20º Iluminación media adoptada: Em = 25 lux

Partiendo de estos datos, que son necesarios para realizar el cálculo,

determinaremos el Factor de utilizaci\n, con el que hallaremos a continuación

la distancia entre puntos L (ver p<g 4, 5 y 7).

Como podemos comprobar, el factor de utilizaci\n obtenido es de:

34%.

Pasaremos a determinar la distancia L, por medio de la siguiente fórmula:

Una vez determinada la distancia entre ejes de luminarias, pasaremos a realizar

el método de los 9 puntos, en donde se obtienen todos los resultados necesarios para

determinar y juzgar un buen alumbrado.

Resultados del método de los 9 puntos

Una vez trazado el plano en papel transparente, a la escala indicada, se

continuará según el método, cuyos resultados serán de:


Resultados en la calzada

Iluminación máxima: 36,4 lux

Iluminación mínima: 13,6 lux

Iluminación media: 26 lux

Coef. unif. general: 37 %

Coef. unif. medio: 52 %

Estos resultados han sido obtenidos, según la hoja de calculo de la pág. 18

Para facilitar el trazado del plano en papel transparente, a la escala

conveniente para la altura de montaje a utilizar, adjuntamos una hoja con varias

escalas de SOCOLEC, para distintas alturas. Ver pág. 19


P1

P2

P3

P4 P7

P8P5

P6 P9

L

l

HOJA PARA EL CALCULO DE LA ILUMINACIÓN MEDIADatos del Proyecto:_____Ejemplo____________ Fecha___4.4.95______Luminaria modelo____-______ Reflector____1030_ Cierre__Plast.claroInclinación_20__º Lampara tipo:___VM________ Potencia_______400WAltura____10m Isolux_____-_____ Báculo tipo____-________________

_

Valores para 1000 lums. Altura de 1 m

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11A 28 25 18 14 9,2 6 3,8 2,5 1,7 1B 120 95 55 34 17,5 8,8 4,8 2,7 1,7 1C 120 85 52 30 14 7 3,5 2 1,2

Implantación:___Bilateral tresbolillo__ Esquema:

L = ............. 20 ml = ............ 15 mVuelo del brazo = 2 m

INFLUENCIAS a b c

P1A1 + 2A9+2C5 28 + 59,4 13,6 1 13,6

P2B1+2B5+2B9 158,4 36,4 2 72,8

P3C1+2C9+2A5 140,8 32,3 1 32,3

P4A2+A8+A10+C4+C6 25+2,5+1+30+7 65,5 15 2 30

P5B2+B4+B6+B8+B10 95+34+8,8+2,7+1 141,5 32,5 4 130

P6A4+A6+C2+C8+C10 14+6+85+2 107 24,6 2 49,2

P7A3+A7+A11+C3+C7+C11 18+3,8+52+3,5 77,3 17,7 1 17,7

P82B3+2B7+2B11 110+9,6 119,6 27,5 2 55

P9= P7 77,3 17,7 1 17,7

TOTALES 1616 418,3418,3

Constante = (Lumenes de la lámpara x q ) 1000 lum x H2 = 23,000 /1000 x 100 = 0,23

Nota: q es el factor de depreciación.

Iluminaciones Uniformidades

E max. = 36,4 lux Um = Emin/Emed = 13,6/26 = 52%

E min. = 13,6 lux Ug = Emin /Emáx = 13,6/36,4 =

37%

E med. = 418,3/16 = 26 Lux


ESCALAS PARA DISTINTAS ALTURAS CON EL MODULO DE 40 mm

Tomada del manual de SOCOLEC


CONSIDERACIONES BÁSICAS DEL DISEÑO

Al diseñar la iluminación de calles o vías internas de las fábricas es necesario

analizar con cuidado y evaluar los siguientes factores:

1. Densidad del tráfico vehicular y peatonal.

2. Indices de accidentes.

3. Tipo y velocidad de los vehículos que circulan o circularán.

4. Sendas y condiciones del área de aparcamiento.

5. Sección típica de la vía.

. ancho y número de carriles,

. características de la superficie de rodadura,

. pendientes y curvas,

. ubicación y ancho de las aceras y bordillos,

. ancho y ubicación de las isletas, canalizaciones,

separadores, etc.

6. Construcciones viales especiales.

. intercambios,

. tráfico en círculo, rotondas, ramas de interconexiones o

trompas,

. puentes, viaductos, pasos elevados o inferiores,

Factores que contribuyen a una mayor visibilidad en la circulación nocturna

La visibilidad está mezclada directamente con todos los aspectos de la

seguridad del tránsito. Los factores que fundamentalmente y de forma directa

influyen en la visibilidad son:

1. Brillantez de los objetos sobre o cerca de la vía.

2. Brillantez de la superficie del pavimento.

3. Tamaño e identificación de los objetos.

4. El contraste entre un objeto y su medio circundante.


La buena visibilidad en las vías internas de fábrica durante la noche está

condicionada por una adecuada iluminación del pavimento con una buena

uniformidad y apropiada iluminación de las áreas adyacentes.

Situaciones que requieren especial consideración de iluminación vial

No todos los problemas de iluminación vial en una industria que afronta un

ingeniero consisten en la simple iluminación de una vía recta. Existen especiales

situaciones, intersecciones, curvas, cruces de ferrocarril, puentes, pasos elevados,

zonas de tuberías elevadas que requieren un tratamiento especial y sobre las que

queremos dar algunos elementos a tener en cuenta durante el diseño de la iluminación

vial.

Intersecciones

Durante las horas de iluminación natural las intersecciones constituyen unos

de los puntos de mayores riesgos y peligrosidad en el tráfico vial, lo cual se aumenta

durante la noche y nos obliga a proporcionar una iluminación que garantice una

adecuada visibilidad en la intersección.

Es recomendable que el nivel de iluminación de las intersecciones sea superior

a la media del resto de la vía y de ser posible con luminarias de coloración o

tonalidades diferentes.

En una intersección de vía urbana las luminarias deben colocarse de forma tal

que garanticen la iluminación total de la intersección valizando la dirección de la

circulación según se muestra en la figura.


A

Cuando las intersecciones son en forma de T, es decir, que una de las dos vías

de la intersección termina en ese punto, normalmente se requiere una mayor

iluminación que para una intersección convencional. Es esencial la indicación para

los choferes del punto de terminación de la vía. Por esta razón se ubica una luminaria

(A) coincidente con el eje de la vía que termina y en el lado opuesto de la vía de

intersección secundaria.

Curvas

Las luminarias deben ser ubicadas a lo largo y en el borde externo de la curva

para una mejor visibilidad en especial cuando el pavimento está húmedo.

Es práctica señalizar las curvas y lugares de intersecciones mediante la

ubicación de luminarias a ambos lados externos y con lámparas de color e intensidad

diferentes al resto de los tramos rectos de las vías. Las luminarias de sodio, de bajo

consumo y gran intensidad son comunmente empleadas.


Cruces de ferrocarril

Los cruces ferroviarios deben estar correctamente señalizados. Se

recomienda como mínimo la colocación de dos luminarias en el punto de cruce una

a cada lado de la vía y no en posición opuesta. Ver esquema de la figura. Es

importante que la iluminación de esta área permita apreciar cuándo está detenido o

en marcha el ferrocarril. La distancia de las luminarias a la línea férrea debe ser una

vez y media la altura de la luz de la lámpara.

Puentes, pasos a niveles y viaductos

El nivel de iluminación para las obras estructurales sobre-elevadas no debe ser

diferente al resto de la vía y en correspondencia con el tráfico. En zonas industriales

la iluminación de los puentes

de tuberías y demás pasos

por debajo de estructuras, se

hacen con luminarias del tipo

bajo (alumbrado de bajo

nivel). Este tipo de

alumbrado acrecienta la baja

silueta y apariencia de los

pasos superiores.


L

Ah

H

D

h = H - 0,35 D ( A = 70º)

h = H - 0,25 D (A = 75 º)

h = H - 0,15 D ( A = 80º)

Pasos soterrados y túneles

Cuando los pasos inferiores o los túneles son cortos (menos de 20 m) basta

con colocar una lámpara de iluminación vial en los aproches.

Cuando la longitud de los pasos inferiores y túneles no es posible iluminarla

de esta forma se requiere un estudio especial de iluminación tanto para el día, como

para la noche. En general la iluminación en la entrada de los túneles es un 50%

mayor que la recomendada para los cruces de calles con igual intensidad de tránsito,

disminuyendo en el interior del túnel propiamente dicho. La transición desde la

iluminación en la entrada hasta el interior debe hacerse en no menos de tres etapas,

que se extiendan a una distancia total de 200 m para una velocidad de 50 km/h y 500

metros para velocidades de 80 km/h.

Parques o áreas arboladas

En muchas ocasiones tenemos que diseñar la iluminación de calles en

interiores de parques o en zonas urbanizadas de la industria con árboles y es necesario

tener en consideración, tanto para la implantación de las luminarias como para la

iluminación en general la ubicación de los árboles y los efectos que los mismos

producen sobre la dispersión y el efecto de sombras móviles del follaje sobre la vía.


B I B L I O G R A F I A

1.- Manual de Luminotecnia de INDALUX

2.- Alumbrado Público e Industrial de SOCOLEC

3.- American Standard Practice for Street and Highway Lighting, ASA

4.- Effective Street Lighting Must be Planned. Williams, S.R.

5.- Traffic Safety Lighting for Safe Night Driving - Proceedings of the Intitute

of Traffic Engineers.

6.- Lighting of Traffic Facilities. N.J. Rowan y N.E. Walton - Transportation

and Traffic Engineering Handbook - Cap. 20

7.- Ilumination in traffic control and roadway elements - D. E. Cleveland.-

Their relationship to highway safety. Automotive Safety Foundation.

Capítulo 3

8.- Comparison of Accidents and Ilumination - P. C. Box - Highway Res.

Rec. 416 pp 1-9

9.- Normas Tecnológicas de la Edificación (NTE)


A N E X O

Recomendaciones relativas

a la

iluminación de vías públicas

SOCELEC

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Iluminacion Vial