Conceptos básicos de la iluminación en los lugares de trabajo

Veamos los conceptos básicos de la iluminación en los lugares de trabajo:

• Luz: es una radiación electromagnética capaz de ser detectada por el ojo humano normal. La clasificación más utilizada es la que se basa en las longitudes de onda y las radiaciones visibles por el ser humano que ocupan una franja muy estrecha comprendida entre los 380 y los 780 nm (nanómetros).
• Visión: es el proceso que realiza el ojo humano por medio del cual se transforma la luz en impulsos nerviosos capaces de generar sensaciones.

En relación con la visión deben tenerse en cuenta la sensibilidad del ojo, la agudeza y el campo visuales:

• Luminarias: dispositivo que contiene una o más fuentes luminosas con sus correspondientes sistemas de alimentación eléctrica, accesorios diseñados para distribuir la luz que estas producen, y sistemas de anclaje y protección de las lámparas y del resto de componentes.
• Lámpara: es el dispositivo que genera la luz, en la actualidad casi todos eléctricos.
• Alumbrado: es el conjunto de la distribución de las luminarias.
• Magnitudes y unidades.
• Flujo luminoso: potencia luminosa de una fuente.
• Intensidad luminosa: forma en que la luz emitida se distribuye en el espacio
• Iluminancia o nivel de iluminación: cantidad de luz que incide sobre una unidad de superficie del objeto, cuando es iluminado por una fuente de luz.
• Luminancia: aspecto luminoso de una fuente de luz o de una superficie iluminada, lo que produce en el órgano visual la sensación de claridad.

Caracterización de luminarias

Pueden clasificarse siguiendo diversos criterios: ópticos, mecánicos, eléctricos, energéticos o referentes a su aplicación o uso.

Para poder analizar la emisión luminosa de una luminaria, su direccionalidad, intensidad, etc., es necesario, saber de antemano el sistema de referencia en el que vienen expresados los datos y comprender el significado de cada magnitud involucrada. Hay varios sistemas de referencia recomendados por CIE (Comisión Internacional de Iluminación) o IES (Illuminating Engineering Society). 

Todos los sistemas de referencia pretenden definir con exactitud la posición de cualquier punto con relación a la posición de la luminaria.

La eficacia luminosa: es el cociente entre el flujo luminoso emitido por una fuente de luz y la potencia eléctrica consumida por dicha fuente de luz cuando se encuentra en funcionamiento, y nos proporciona una idea de lo eficaz que es dicha fuente de luz.

La eficiencia luminosa o rendimiento de la luminaria: es el flujo luminoso emitido por la luminaria, el aprovechamiento de la luz.

Eficiencia luminaria o rendimiento: es la capacidad que tiene una luminaria para reemitir el flujo luminoso insertado en ella (%), mientras que eficacia luminaria o lámpara es la capacidad que tiene la fuente de luz para aprovechar la energía que consume y convertirla en energía visible (lm/W). Y es necesario considerar el modo en que una luminaria distribuye la luz emitida por sus lámparas, para poder evaluar si es o no apropiada para una determinada aplicación o para un entorno concreto.

La disposición de las luminarias forma parte de las medidas ergonómicas destinadas a conseguir confort y una buena percepción visual.

Lo primero que hay que plantearse al seleccionar luminarias y toda la instalación son las características del ambiente del lugar de trabajo donde se vayan a instalar. Los elementos que integran la luminaria permiten distribuir adecuadamente el flujo de luz de las lámparas y determinar la proporción de luz directa o indirecta requerida y evitar deslumbramientos o reducir los reflejos al equiparlas con elementos difusores.

Su no consideración puede provocar fatiga visual, ya sea por una solicitación excesiva de los músculos ciliares, o bien por efecto de contrastes demasiado fuertes sobre la retina.

Indicaciones generales a tener en cuenta en cuanto a las luminarias para una correcta iluminación del área de trabajo:

• Deberán equiparse con difusores para impedir la visión directa de la lámpara.
• Se colocarán de forma que el ángulo de visión sea superior a 30º respecto a la visión horizontal.
• La reflexión sobre la superficie de trabajo no debe coincidir con el ángulo de visión del operario.
• Se evitarán las superficies de trabajo con materiales brillantes y colores oscuros.
• Si se dispone de luz natural, se procurará que las ventanas dispongan de elementos de protección regulables que impidan tanto el deslumbramiento como el calor provocado por los rayos del sol.
• La situación de las ventanas permitirá la visión al exterior.

Luminancia y deslumbramiento

La luminancia o brillo fotométrico es la intensidad luminosa por unidad de superficie aparente de una fuente de luz primaria (que produce la luz) o secundaria. La luminancia de una luminaria está directamente relacionada con los deslumbramientos que produce, se calcula mediante una fórmula y se mide con el luminancímetro.

Para garantizar un adecuado equilibrio de luminancias en el puesto de trabajo es importante controlar los valores de luminancia de techo y paredes. En general, para el diseño del alumbrado en interiores se emplea una tabla de luminancias.

Los deslumbramientos se producen fundamentalmente si la incidencia de los rayos luminosos es horizontal o próxima a la horizontal, por lo que, las luminarias deben disponer de sistemas que eviten esta situación. El deslumbramiento es uno de los factores importantes del entorno que puede perturbar la percepción y el rendimiento visual.

En general, se puede producir deslumbramiento cuando:

• La luminancia de los objetos del entorno (principalmente luminarias y ventanas) es excesiva en relación con la luminancia general existente en el entorno (deslumbramiento directo).
• Las fuentes de luz se reflejan en superficies pulidas (deslumbramiento por reflejos).

En cualquiera de los dos casos, el deslumbramiento puede ser:

• Deslumbramiento perturbador: se percibe una fuente de alta luminancia cerca de la línea de visión. Lo causa el efecto de adaptación (dos objetos con luminancias diferentes se encuentran en el campo de visión, p.ej., la dificultad de leer un cartel situado junto a una ventana) o el efecto de velo (la luz dispersa se proyecta sobre la retina de manera uniforme, reduciendo la sensibilidad al contraste).
• Deslumbramiento molesto: se experimenta como una sensación de disconfort que tiende a ir aumentando con el tiempo y causa fatiga visual. Es producido por fuentes luminosas situadas dentro del campo visual.

Sistemas de iluminación

Un aspecto imprescindible para adecuar la iluminación en los lugares de trabajo es la elección adecuada de la iluminación artificial. Para ello, se deben conocer las características y los tipos de lámparas. Las luminarias van a ser los dispositivos donde se van a alojar las lámparas junto con otros componentes como reflectores, lentes, pantallas, difusores, etc. al conjunto de estas luminarias se le denomina alumbrado.

A la hora de seleccionar una lámpara, se deben conocer las exigencias visuales de las tareas que se vayan a realizar y, posteriormente, ajustar el tipo de lámparas a esas necesidades. Se deberá tener en cuenta:

• Cantidad y calidad de la luz que produzca la lámpara.
• La dependencia luminosa (pérdida de flujo luminoso a lo largo de su vida útil).
• Color aparente (temperatura de color, que se clasifica en cálido, medio y frío).
• Rendimiento de color (capacidad de la luz que emite la lámpara para reproducir fielmente los colores de los objetos iluminados y se mide conforme al índice de reproducción cromática, IRC o Ra).

La eficiencia energética de las lámparas incandescentes (ya en desuso) y de las de mercurio es bastante pequeña y tienen una vida media muy limitada. Para actividades donde es necesario iluminar grandes espacios, pero no se requiere la apreciación de los colores, se suelen utilizar lámparas de vapor de sodio. Pero lo que, actualmente se utiliza en mayor medida es la tecnología LED (diodo emisor de luz). Sus principales ventajas son: rápida respuesta al encendido y apagado, larga duración, robustez mecánica, reducido tamaño, bajo calentamiento y menor mantenimiento en general y ahorro energético, si bien su instalación es más cara. Aunque la instalación de iluminación LED no siempre es rentable y además produce una luz relativamente direccional, de forma que se pueden producir sombras y desequilibrios en las luminancias. Además, en ocasiones la luz puede resultar más fría (temperatura de color). Este tipo de lámparas se instalan tanto en los interiores de empresas como en el alumbrado exterior.

Hay otro tipo de tecnología que se está desarrollando denominada OLED, que va a facilitar la posibilidad de su uso en la iluminación de espacios amplios:

• Luminarias. Al seleccionar luminarias hay que tener en cuenta las características del ambiente del lugar de trabajo donde se vayan a instalar, ya que mediante la elección adecuada de las luminarias se pueden controlar la distribución del flujo luminoso, el grado de deslumbramiento producido por la luminaria, el grado de direccionalidad y difusión de la luz. Las luminarias pueden emitir la luz de forma directa, semidirecta, uniforme, directa-indirecta, semiindirecta e indirecta. Y, según la amplitud del haz luminoso emitido, pueden clasificarse en intensivas, semiintensivas, dispersoras, semiextensivas, extensivas e hiperextensivas. Una vez trazado el perfil básico de la luminaria requerida, es posible elegir entre los diferentes modelos existentes en el mercado atendiendo a otros criterios (grado de deslumbramiento, apariencia estética, etc.).
• Alumbrado:
• El alumbrado general, proporciona una iluminación uniforme sobre toda el área iluminada. Es un método de iluminación muy extendido que se consigue distribuyendo las luminarias de forma regular por todo el techo del local.
• El alumbrado general localizado, 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 más tenue, con los consiguientes ahorros energéticos.
• El alumbrado localizado, se emplea en caso de necesitar una iluminación suplementaria cerca de la tarea visual para realizar un trabajo concreto (p.ej., lámparas de escritorio). Se recurre a este método siempre que el nivel de iluminación requerido sea superior a 1000 lux, haya obstáculos que tapen la luz proveniente del alumbrado general, cuando no sea necesaria permanentemente el aporte extra de luz o para personas con problemas visuales, aunque hay que tener cuidado con los deslumbramientos.

Fuentes de luz

El alumbrado general se puede clasificar en función de la distribución espacial del flujo, de tal manera que la iluminación que se consigue es: directa, semidirecta, uniforme, semiindirecta e indirecta:

• Iluminación directa: todo el flujo luminoso se dirige directamente a la zona que se desea iluminar. Se suele utilizar cuando se requieren altos niveles de iluminación en la zona de trabajo y resulta económico, pero produce sombras y aumenta el riesgo de deslumbramiento.
• Iluminación semidirecta: la mayor parte del flujo luminoso se dirige hacia la zona que se desea iluminar, pero una pequeña parte se envía hacia el techo o las paredes. Las sombras no son tan duras y se reduce el riesgo de deslumbramiento. Es muy utilizado en locales de oficina y talleres.
• Iluminación uniforme: el flujo luminoso se distribuye en todas las direcciones. La combinación de luz directa e indirecta que se obtiene produce sombras muy suaves y proporciona una distribución armoniosa de luminancias en todo el campo visual. También está indicado para locales de oficina.
• Iluminación semiindirecta: una pequeña parte del flujo luminoso se dirige directamente hacia abajo y la mayor parte del mismo se refleja en el techo y las paredes. Se obtiene una buena calidad de iluminación, con sombras muy suaves y prácticamente sin riesgo de deslumbramiento, aunque el rendimiento es bajo, lo que obliga a que las paredes se recubran con pinturas muy claras. No se recomienda en actividades que requieran una buena percepción de la textura y del relieve de los objetos.
• Iluminación indirecta: todo el flujo luminoso se dirige hacia el techo, quedando las luminarias totalmente ocultas. Las sombras desaparecen casi por completo y también todo riesgo de deslumbramiento. Su uso queda reservado a lugares donde no se requieran niveles relevantes de iluminación, pero si un ambiente relajante y agradable.