Diseno-del-sistema-de-iluminacion-del-teatro-popular-al-aire-libre--pueblo-Tecomitl-de-la-delegacion-Milpa-Alta

Vista previa del material en texto

UNIVERSIDAD NACIONALAUTÓNOMA
DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS
SUPERIORES ARAGÓN
“DISEÑO DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN DEL TEATRO POPULAR AL
AIRE LIBRE.
(PUEBLO DE TECOMITL DE LA DELEGACIÓN MILPA ALTA)”
TESIS
QUE PARA RECIBIR EL TÍTULO DE:
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA
ÁREA: ELÉCTRICA-ELECTRÓNICA
PRESENTA:
TREVILLA MONJE RAFAEL
ASESOR:
M. en I. DAVID FRANCO MARTÍNEZ
SAN JUAN DE ARAGÓN, EDO. DE MÉXICO, NOVIEMBRE DEL 2006
Neevia docConverter 5.1
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
Restricciones de uso 
 
DERECHOS RESERVADOS © 
PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL 
 
Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal 
del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). 
El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea 
objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para 
fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo 
mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, 
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS
Neevia docConverter 5.1
Agradezco al Gran Espíritu por otorgarme la oportunidad de
evolucionar como ser humano en compañía de mis hermanos piedra,
hermanos vegetales y hermanos animales plasmados en cada uno de
guías que se materializaron en los seres que, me rodean y
aparecieron en nuestro camino del sendero de la vida.
A mis padres materiales que me allegaron al buen camino
canalizando la voluntad del Gran Creador para con todos de sus
hijos de la hermana humanidad con cada uno de nosotros en lo visto
y lo no visto…
IN TLAMAXTILIA ZEM IKA NOCHTIN ZENTE IN
OMETETL IN TLILTIK IN TLALPALLI IN TOTEKITL IPAN
TLALTIKPAK IXPAN IN TOTEOTZIN TONATIUH
TLAZOHKAMATI UE PAHPAKI NEYOLLOH
NAUATOTON
CHANEHKEH
KUATEPOZTLE
TZITZIMEHKE
A la gran compañera que me apoya y es mi fuente de inspiración
KIAUITLKETZALLI KETZALIZTLI junto con la bendición que
nos ha traído nuestro bebé TLAHUILLI TLALYOLCA. Al gran
guía de los pueblos NAUATL miembro del KALPULLI NAUI
OLLIN fundado desde esa noche del año de 1521 en la Gran
TENOCHTITLAN… TONALLI XOCHITL…
Neevia docConverter 5.1
A mi abuelita que tanto quiero Zenaida Cruz Salgado por ser una
gran mujer que siempre da a todos a manos llenas entregando su
corazón, y nunca se ha quedado sin nada Gracias DIOS y gracias a
mis tíos que no la han abandonado.
A mi mamá Robertha Monje Cruz, el gran ejemplo de subsistencia
llevado desde niña con tantas ganas de vivir… Gracias! por traerme
a esta dimensión una vez más tan llena de amor que estas letras no
son suficientes para decirle que la quiero muchísimo y sin su apoyo,
no sé que sería de este andar… mi papá Rafael Trevilla García, que
siempre nos enseñó en silencio a su manera atendiendo el sustento
del hogar trabajar, trabajar, trabajar… mi hermano Carlos porque a
pesar de todo no se ha rendido y sigue de pie manteniendo su
ideología hacia delante y siempre en perfección levantándose de una
y otra, pero al fin con la frente en alto (gracias a Miriam y su mamá
por estar cerca de nosotros y de él)… mi hermana Estrella porque en
su nombre lleva el origen de donde viene y hacia donde va tan llena
de sueños que deseo que se cumplan en compañía de todos los seres
que la rodean y la queremos mucho, tanto como su bebé y Roberto,
muestra de que para el amor no hay imposibles.
A mamá Maru por confiar en su servidor junto con pa´ Ángel,
Mundo, Carmen, Yessy, Rik´s, Ana, Rita y toda la familia que me
falta por mencionar…
Neevia docConverter 5.1
A los espíritus que me han acompañado encarnados y
desencarnados, ancestros y antepasados, huested celestial y
federación galáctica a nuestros guías y protectores y mi hermano
mayor que se adelantó en el camino: Gerardo León Torres… a
Doña Viky, a Flor de Luna de la Tribu Mexika y todos los hermanos
que me hacen falta plasmar aquí, pero yo les digo que no hace falta,
pues están grabados en mi mente y mi corazón y para que sean
borrados tendría que suceder algo inexplicable y esa fórmula sólo la
sabe THUNKAN SHILA WAKAN TANKA Gracias!
A mis profesores de formación y sinodales tanto como a mi asesor
David Franco Martínez, y mi compañero Israel Martínez Valencia y
demás… a mi brazo fuerte en la normatividad oficial del proyecto
Gabriel Guerrero Machuca, a la UNAM integral y que hable el
Espíritu de la Raza…
TLAZOHKAMATI
Neevia docConverter 5.1
Neevia docConverter 5.1
ÍNDICE
ÍNDICE DE FIGURAS iii
ÍNDICE DE TABLAS iv
INTRODUCCIÓN AL LIBRO v
OBJETIVO vi
JUSTIFICACIÓN vii
I. CONCEPTOS DE ILUMINACIÓN 01
1.1 Introducción. 02
1.2 Terminologías comunes y unidades de medición. 05
1.3 Fotómetros. 05
1.4 Flujo luminoso (Potencia luminosa). 06
1.5 Eficacia o Rendimiento luminoso. 08
1.6 Energía luminosa o Cantidad de luz. 09
1.7 Intensidad luminosa. 10
1.8 Distribución luminosa, curva fotométrica. 11
1.9 Medida de la intensidad luminosa. 13
1.10 Iluminancia. 14
1.11 Luminancia. 16
1.12 Sistemas de unidades. 19
1.13 Resumen de las magnitudes y unidades luminosas fundamentales. 21
1.14 Control de la luz. 22
1.15 Reflexión. 22
Neevia docConverter 5.1
1.16 Refracción. 25
1.17 Absorción. 28
1.18 Transmisión. 28
1.19 Difusión. 30
1.20 Relaciones entre reflexión, absorción y transmisión luminosas. 30
1.21 Espectro electromagnético. 31
II. SISTEMAS DE ILUMINACIÓN 34
2.1 Aparatos de alumbrado (en general). 35
2.2 Iluminación directa. 37
2.3 Iluminación semidirecta. 39
2.4 Iluminación difusa. 40
2.5 Iluminación semiindirecta. 42
2.6 Iluminación indirecta. 43
2.7 Comparación de los distintos sistemas de iluminación. 45
2.8 Métodos de alumbrado. 45
2.9 Alumbrado general. 46
2.10 Alumbrado general localizado. 47
2.11 Alumbrado individual. 48
2.12 Alumbrado combinado. 48
2.13 Alumbrado suplementario. 49
2.14 Propiedades de los aparatos de alumbrado. 50
2.15 Clasificación de los aparatos de alumbrado. 51
2.16 Difusores. 52
Neevia docConverter 5.1
2.17 Reflectores. 53
2.18 Refractores. 63
2.19 Aparatos mixtos. 65
III. TIPOS DE ESCENARIOS 70
3.1 La relación que guarda el equipo de iluminación con los principios de la
realización del decorado en la puesta en escena. 71
3.2 Clasificación de los sistemas luminosos del escenario. 72
3.3 Espectáculos de luz y sonido. 74
3.4 Escenarios Internacionales. 76
3.5 Escenarios Nacionales. 84
IV. ANALISIS DEL TEATRO AL AIRE LIBRE 90
4.1 Ubicación del recinto y situación actual. 94
4.2 Vistas del plano general. 96
4.3 Esquema de la piedra del Sol aplicado al diseño presente. 97
4.4 De cómo se originó la idea de llevar a cabo dicho proyecto. 99
Neevia docConverter 5.1
V. DISEÑO DEL TEATRO AL AIRE LIBRE DEL PUEBLO DE
TECOMITL DE LA DELEGACIÓN MILPA ALTA 100
5.1 Explicación de la posición de las luminarias. 101
5.2 Explicación técnica de su control-disposición. 102
5.3 Plano estructural (cableado) y consideraciones técnicas. 107
5.4 Diagrama unifilar. 113
5.5 Balanceo de cargas. 115
5.6 Cotización actual. 118
CONCLUSIONES 120
BIBLIOGRAFÍA 122
ANEXOS 127
ANEXO A Memoria de cálculo aplicando la Norma 001. 128
ANEXO B Datos técnicos de los reflectores utilizados. 137
ANEXO C Datos técnicos de los dimmers empleados en el tablero-control. 140
ANEXO D Datos del socket. 142
ANEXO E Hoja de especificaciones del tablero de alumbrado y distribución143
ANEXO F Hoja de especificaciones del ducto cuadrado. 149
ANEXO G Datos del tubo conduit. 161
ANEXO H Datos de la abrazadera. 163
ANEXO I Datos del ovalet. 164
Neevia docConverter 5.1
ANEXO J Datos de los accesorios de sujeción. 165
ANEXO K Hojas de especificación de Condulet´s. 166
ANEXO L Detalle del registro eléctrico. 170
ANEXO M Detalle de conexión de puesta a tierra. 171
ANEXO N Datos de la carcaza de sujeción. 172
Neevia docConverter 5.1
FIGURAS Páginas
FIGURA 1. TRANSFORMACION DE ENERGÍA ELÉCTRICAPARA LA PRODUCCIÓN DE
LUZ EN UNA LAMPARA INCANDESCENTE. 6
FIGURA 2. ANGULO PLANO, ANGULO SÓLIDO Y RELACIÓN ENTRE EL FLUJO
LUMINOSO, INTENSIDAD E ILUMINANCIA. 10
FIGURA 3. SÓLIDO FOTOMÉTRICO DE UNA LÁMPARA INCANDESCENTE. 12
FIGURA 4. CURVAS FOTOMÉTRICAS TÍPICAS (DE IZQUIERDA A DERECHA)
LÁMPARA INCANDESCENTE; LÁMPARA FLUORESCENTE y; LÁMPARA DE VAPOR
DE MERCURIO CON LUMINARIO. 13
FIGURA 5.-EL LUX. UNIDAD DE ILUMINANCIA. 15
FIGURA 6. TIPOS DE LUMINACIAS; IZQ.-DIRECTA y; DER. INDIRECTA. 16
FIGURA 7. DIFERENTES LUMINANCIAS DE DOS CUERPOS CON IGUAL ILUMINANCIA. 17
FIGURA 8. ESFERA UNITARIA 20
FIGURA 9. ILUSTRACIÓN DE LA LEY FUNDAMENTAL DE LA REFLEXIÓN DE LA LUZ. 23
FIGURA 10. REFLEXIÓN SEMIDIRIGIDA. 24
FIGURA 11. REFLEXIÓN DIFUSA. 25
FIGURA 12. ILUSTRACIÓN DE LA LEY FUNDAMENTAL DE LA REFRACCIÓN DE LA
LUZ. 26
FIGURA 13. TRANSMISIÓN DIRIGIDA. 29
FIGURA 14. TRANSMISIÓN DIFUSA. 29
FIGURA 15. INTERVALO DE LUZ PERCIBIDO POR EL OJO HUMANO (LUZ VISIBLE) DENTRO DEL
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO. 33
FIGURA 16. a) REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE APARATOS DE ALUMBRADO PARA
ILUMINACIÓN DIRECTA Y ASPECTO DE LA CURVA FOTOMÉTRICA RESULTANTE. 36
FIGURA 16. b) REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE APARATOS DE ALUMBRADO
PARA ILUMINACIÓN SEMIDIRECTA Y ASPECTO DE LA CURVA FOTOMÉTRICA RESULTANTE.
36
FIGURA 16. c) REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE APARATOS DE ALUMBRADO PARA
ILUMINACIÓN DIFUSA Y ASPECTO DE LA CURVA FOTOMÉTRICA RESULTANTE. 36
FIGURA 16. d) REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE APARATOS DE ALUMBRADO
PARA ILUMINACIÓN SEMIINDIRECTA Y ASPECTO DE LA CURVA FOTOMÉTRICA
RESULTANTE. 37
FIGURA 16. e) REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE APARATOS DE ALUMBRADO
PARA ILUMINACIÓN INDIRECTA Y ASPECTO DE LA CURVA FOTOMÉTRICA
RESULTANTE. 37
FIGURA 17. INSTALACIÓN PARA ILUMINACIÓN DIRECTA, CON APARATOS DE
ALUMBRADO PARA LÁMPARAS INCANDESCENTES.
38
FIGURA 18. INSTALACIÓN PARA ILUMINACIÓN DIRECTA, CON APARATOS DE ALUMBRADO
PARA LÁMPARAS FLUORESCENTES. 38
FIGURA 19. INSTALACIÓN PARA ILUMINACIÓN SEMIDIRECTA CON APARATOS DE ALUMBRADO
PARA LÁMPARAS INCANDESCENTES. 39
FIGURA 20. INSTALACIÓN PARA ILUMINACIÓN SEMIDIRECTA CON APARATOS DE ALUMBRADO
PARA LÁMPARAS FLUORESCENTES. 40
FIGURA 21. INSTALACIÓN PARA ILUMINACIÓN DIFUSA CON APARATOS DE ALUMBRADO PARA
LÁMPARAS INCANDESCENTES. 41
FIGURA 22. INSTALACIÓN PARA ILUMINACIÓN DIFUSA CON APARATOS DE ALUMBRADO PARA
LÁMPARAS FLUORESCENTES. 41
FIGURA 23. INSTALACIÓN PARA ILUMINACIÓN SEMIINDIRECTA CON APARATOS
DE ALUMBRADO PARA LÁMPARAS INCANDESCENTES. 42
FIGURA 24. INSTALACIÓN PARA ILUMINACIÓN SEMIINDIRECTA CON APARATOS
DE ALUMBRADO PARA LÁMPARAS FLUORESCENTES. 43
FIGURA 25. INSTALACIÓN PARA ILUMINACIÓN INDIRECTA CON APARATOS DE ALUMBRADO
PARA LÁMPARAS INCANDESCENTES. 44
Neevia docConverter 5.1
FIGURA 26. INSTALACIÓN PARA ILUMINACIÓN INDIRECTA CON APARATOS DE ALUMBRADO
PARA LÁMPARAS FLUORESCENTES. 44
FIGURA 27. INSTALACIÓN DE ALUMBRADO GENERAL. 46
FIGURA 28. INSTALACIÓN DE ALUMBRADO GENERAL LOCALIZADO. 47
FIGURA 29. INSTALACIÓN DE ALUMBRADO INDIVIDUAL. 48
FIGURA 30. INSTALACIÓN DE ALUMBRADO COMBINADO. 49
FIGURA 31. INSTALACIÓN DE ALUMBRADO SUPLEMENTARIO. 50
FIGURA 32. COMPARACIÓN ENTRE LAS CURVAS FOTOMÉTRICAS DE UNA
LÁMPARA DESNUDA Y LA MISMA LÁMPARA PROVISTA DE REFLECTOR.
A-CURVA FOTOMÉTRICA DE LA LÁMPARA DESNUDA.
B- CURVA FOTOMÉTRICA DE LA LÁMPARA CON REFLECTOR. 53
FIGURA 33. REFLECTOR INTENSIVO DE ALUMINIO ANODIZADO, CON LA CURVA FOTOMÉTRICA
PARA 1000 LÚMENES. 55
FIGURA 34. REFLECTOR EXTENSIVO DE ALUMINIO ANODIZADO, CON LA CURVA FOTOMÉTRICA
PARA 1000 LÚMENES. 55
FIGURA 35. REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE UN REFLECTOR DE SUPERFICIES
DIFUSORAS, CON INDICACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUE SE HAN DE TENER EN
CUENTA PARA SU PROYECTO. 57
FIGURA 36. CURVA FOTOMÉTRICA PARA 1000 LÚMENES, DE UN REFLECTOR DE SUPERFICIES
DIFUSORAS. LÍNEA LLENA = LÁMPARA DE INCANDESCENCIA. LÍNEA
DE TRAZOS = LÁMPARA DE VAPOR DE MERCURIO DE COLOR CORREGIDO. 59
FIGURA 37. CONDICIONES PARA DETERMINAR LA FORMA DE LA SUPERFICIE
INTERIOR DE UN REFLECTOR DE REVOLUCIÓN. 61
FIGURA 38. DETERMINACIÓN DE LA FORMA DE LA SUPERFICIE INTERIOR DE UN REFLECTOR DE
REVOLUCIÓN. 62
FIGURA 39. CURVA FOTOMÉTRICA PARA 1000 LÚMENES DE UN REFLECTOR
INTENSIVO DE REVOLUCIÓN. 63
FIGURA 40. CONSTITUCIÓN DE UN REFRACTOR DE REVOLUCIÓN. 64
FIGURA 41. EFECTO DE UNREFLECTOR DE REVOLUCIÓN SOBRE EL DESLUMBRAMIENTO Y LA
DIFUSIÓN DEL FLUJO LUMINOSO. 65
FIGURA 42. REFLECTOR EXTENSIVO CON BANDA DIFUSORA. 66
FIGURA 43. APARATO DE ALUMBRADO PARA OBTENER LUZ DIFUSORA EN
TODAS DIRECCIONES Y LUZ INTENSIVA HACIA ABAJO. 67
FIGURA 44. APARATO DE ALUMBRADO PARA LUZ SEMIINDIRECTA. 68
FIGURA 45. APARATO DE ALUMBRADO PARA LUZ INDIRECTA. 69
FIGURA 46. ILUMINACIÓN DE LA SALA (GENERAL Y LOCAL POR PALCO).
CON VISTA ARQUITECTÓNICA DEL TEATRO GUISEPPE VERDI (FERMO-ITALIA).
72
FIGURA 47. PLANOS REPRESENTATIVOS (FERMO-ITALIA).
73
FIGURA 48. VISTAS: DE DENTRO HACIA AFUERA DEL PALCO Y VICEVERSA.
(TEATRO DIFFERENTI). 73
FIGURA 49. VISTAS: DE DENTRO HACIA AFUERA DEL PALCO Y VICEVERSA DEL TEATRO ROSSINI
(TRIESTE-ITALIA). 74
FIGURA 50. IL TEATRO DELL´AQUILA (ROMA-ITALIA). 75
FIGURA 51. MEZCLA DE ESTILO CLÁSICO CON MODERNISMO (TEATRO DELLE MUSE).76
FIGURA 52. TEATRO-“ARENA SFERISTERIO” PREPARADO PARA EL EVENTO: MACERATA OPERA
FESTIVAL INTERNATIONAL 2004. 77
FIGURA 53. ILUMINACIÓN SUAVE CONTRASTANTE. 78
FIGURA 54. ASCLEPIOS CONSAGRADO A ESCULAPIO DIOS DEL TEATRO Y DE LA MEDICINA
(EPIDAUROS-GRECIA). 78
FIGURA 55. TEATRO DE EPIDAUROS EDIFICADO 360 AÑOS ANTES DE CRISTO. 79
FIGURA 56. DISPOSICIÓN DE ELEMENTOS Y VISTA LATERAL SUPERIOR
(TÍPICA DE CUALQUIER TEATRO DE LA ÉPOCA CITADA EN ESTA REGIÓN). 80
FIGURA 57. IMÁGENES DEL ÁREA PROTEGIDA POR EL INAH. 81
Neevia docConverter 5.1
FIGURA 58. VISTAS LATERAL Y FRONTAL DE LAS GRADAS. 82
FIGURA 59. PLACAS OFICIALES. 82
FIGURA 60. VISTA TOMADA DESDE LAS GRADAS. 83
FIGURA 61. VISTA LATERAL Y FRONTAL. 84
FIGURA 62. VISTA DE DENTRO HACIA FUERA Y HACIA ADENTRO. 84
FIGURA 63. VISTA CENTRAL. 85
FIGURA 64. VISTA PRINCIPAL DESDE LA CALLE. 87
FIGURA 65. TALLERES DEL RECINTO. 88
FIGURA 66. VISIÓN ÓPTIMA DE LA VIDA. 89
FIGURA 67. ESTRUCTURA METÁLICA VISIBLE Y ESCENARIO. 90
FIGURA 68. UBICACIÓN DE UNIDADES DE ILUMINACIÓN ACTUAL DEL INMUEBLE. 91
FIGURA 69.a) IMAGEN GENERAL DE LA TRIDILOSA (VISTA FRONTAL). 92
FIGURA 69.b) IMAGEN GENERAL DE LA TRIDILOSA (VISTA ISOMÉTRICA CON EJES). 92
FIGURA 69.c) IMAGEN GENERAL DE LA TRIDILOSA (VISTA ISOMÉTRICA). 93
FIGURA 70. IN TLAXILAKALLI CALENDARIO AZTECA 94
FIGURA 71. VISTA LATERAL DE LAS COTAS EXACTAS DEL DUCTO Y CABLEADO 99
FIGURA 72. DETALLE DE COTAS (VISTA SUPERIOR) 100
FIGURA 73. ARREGLO DE CONTROLES DE LUCES 101
FIGURA 74. TABLERO DE ALUMBRADO 102
FIGURA 75. VISTA ISOMÉTRICA DEL RECINTO 106
FIGURA 76. CABLEADO ESTRUCTURAL Y EL REGISTRO 107
FIGURA 77. DUCTO CUADRADO 107
FIGURA 78. DIAGRAMA UNIFILAR CORRESPONDIENTE 109
FIGURA 79. BALANCEO DE CARGAS 111
FIGURA 80. DIMMER´S Y SOCKET´S 112
TABLAS
Páginas
Tabla 1. FLUJO LUMINOSO DE LÁMPARAS COMÚNES. 7
Tabla 2. EFICACIAS PROMEDIO DE DISTINTAS LÁMPARAS. 8
Tabla 3. VALORES PROMEDIO DE ILUMINANCIAS. 15
Tabla 4. VALORES DE ALGUNAS LUMINANCIAS. 18
Tabla 5. UNIDADES LUMINOSAS FUNDAMENTALES. 21
Tabla 6. INDICES DE REFRACCIÓN DE ALGUNOS MATERIALES. 27
Tabla 7. ESPECTRO ELCTROMAGNÉTICO 31
Tabla 8. SISTEMAS DE ILUMINACIÓN. 35
Tabla 9. NOMBRE A LOS REFLECTORES. 54
Neevia docConverter 5.1
INTRODUCCIÓN AL LIBRO
La presente obra destinada al cultivo del acervo ingenieril, elaborada con mucho
entusiasmo para el desarrollo humano (en este aspecto), ha sido el cúmulo de un gran
esfuerzo que llevo implícito el tiempo e inversión de toda índole para su realización.
En el capítulo I veremos los conceptos de iluminación básicos y útiles para nuestro
proyecto, ya que son los cimientos para comprender el lenguaje de la luminotecnia
teatral que emplearemos en el transcurso de nuestro trabajo.
En este capítulo II, hacemos presente algunos tipos de escenarios nacionales e
internacionales con características ideales de un teatro al aire libre. Imágenes antiguas
de nuestro hermoso país y de Gracia para retomar comoreferencia al desarrollo actual
de nuestro estudio pertinente, escenario abierto a la naturaleza en todo su esplendor… Y
fotos de palcos escénicos actuales del mismo entorno de estudio.
Posteriormente hacemos un análisis del teatro al aire libre donde observamos la
situación actual del recinto, así como de su ubicación y diversas imágenes del mismo;
también agregamos algunas tomas de la infraestructura realizadas en AUTOCAD-3D
para hacer una simulación posterior de la iluminación sobre el escenario. Hacemos cita
del plano cósmico plasmado en la gran piedra solar azteca-mexika y una explicación de
cómo es originada esta idea del proyecto, por lo cual es necesaria una imagen del
monolito sagrado (esto es sobre el capítulo IV).
Donde ahora ya para el V capítulo, ubicamos el diseño total de nuestro trabajo que es
donde plasmamos los cálculos técnicos de la luminaria, del cableado estructural, de su
control-disposición, del diagrama unificar, del balanceo de cargas y la parte más
meticulosa de la ingeniería: la cotización. Y en la sección de anexos podremos
apoyarnos de todas las especificaciones que necesitemos consultar de nuestro trabajo,
desde un sujetador hasta las hojas de cálculos que solicita la delegación para poder
entrar a concurso de promoción de proyectos y poder ser apoyados para una futura
realización.
Neevia docConverter 5.1
Aquí en esta sección del proyecto, es donde principalmente aplicamos los diversos
conocimientos obtenidos durante nuestra formación de la carrera como Ingenieros
universitarios, utilizando los datos reales del mercado que establece el puente entre la
teoría y la práctica, es decir, entre “los libros” y los valores comerciales del “material”
del proyecto. Es bonito hacer el recuento de lo que la vida nos ha ofrecido y hacer el
cálculo y balance pertinente para elegir lo óptimo a nuestras necesidades que demande
dicho proyecto o cualquier otro de donde se requiera nuestros servicios.
Agradeciendo una y mil veces cuantas veces lata el corazón del espíritu colectivo de
una raza, de un pueblo sediento de conocimiento y de amor, para esa gran Energía
Universal del macro y el micro cosmos en todo su esplendor.
Gran Raza del Maíz, corazón de jade y coral… nuestros maravillosos Antepasados…
y nuestros Guías y Protectores que nunca nos han abandonado… TLAZOHKAMATI
(Gracias!).
Neevia docConverter 5.1
OBJETIVOS
El objetivo primordial de la presente obra es hacer ingeniería desarrollando un
proyecto de iluminación en el que integremos algún vínculo del pensamiento Mexika de
la cosmovisión del espacio-entorno a nuestro planeta dentro de las normas oficiales que
rigen en la actualidad a las innovaciones tecnológicas para el desarrollo social o privado
de la sociedad en la que vivimos.
Llevando en ello un beneficio para la comunidad del Pueblo de Tecomitl y
específicamente a “las industrias de buena voluntad a.c.” * , ya que veo el poder
promover eventos artísticos nocturnos (aprovechando la luminaria) para recavar fondos
y atraer al publico en general a los espectáculos organizados encaminados hacia fines
culturales y sus raíces o independientemente a lo que se presente siendo así una fuente
alternativa de bienes monetarios y aún así de bienes materiales para ayuda de algún
propósito bienhechor a lo que se pacte con la delegación.
* (Sociedad que ayuda a personas con discapacidad o algún problema físico para obtener
ingresos y subsistir en la sociedad, su explicación aparece en el capítulo IV)
Neevia docConverter 5.1
JUSTIFICACIÓN
La justificación del presente trabajo es para reactivar parte del conocimiento de
nuestros antepasados Mexicas en el ámbito teatral con respecto al fenómeno de
iluminación.
Realizando un vínculo entre su mística matemática celeste, geometría cósmica y
arqueo astronomía (en representaciones de ceremonias rituales de aquella época entre
los siglos XV-XVI) con nuestra ciencia actual, en este caso llamada Luminotecnia
Teatral (por el aspecto de iluminación escénica). Reuniendo algún cúmulo de ideas
llevadas a la tecnología con la que contamos plasmándola en la infraestructura del teatro
al aire libre del Pueblo de Tecomitl de la Delegación Milpa Alta.
El aspecto de preservar algunas ideologías de antaño, en este proyecto o en cualquier
otro, anima a muchos de nuestros compañeros a retomar la idea de que si es factible
hacer este tipo de vínculos para desarrollar proyectos a futuro en el que todavía
podemos ver una parte virgen, por así decirlo, en este sendero para aplicar una infinidad
de buenos aciertos de nuestros antecesores para cualquier desarrollo dentro de la
Ingeniería en general.
Neevia docConverter 5.1
1
CAPITULO I
CONCEPTOS DE ILUMINACIÓN
Neevia docConverter 5.1
2
1.1 Introducción
Desde tiempos ancestrales en las épocas primitivas de evolución del ser humano, el
descubrimiento y uso del fuego como uno de los energéticos básicos para la subsistencia
en muchos grupos étnicos (hace 1.500.000 años aproximadamente) ha sido y será de
vital importancia para toda la humanidad en el planeta para su desarrollo social; aunque
también se utilizaba para iluminar ciertos espacios donde comúnmente habitaban o
realizaban ciertas actividades que requerían esta función, comúnmente como papel
principal del elemento fuego era y es hasta hoy normalmente para elaboración de
alimentos y ya como alternativa subsecuente le daban una función iluminadora a sus
espacios donde convergían sus clanes o tribus por medio de este sagrado elemento, ya
que en un principio siempre eran asistidos por la iluminación natural del cosmos
entonces no era muy necesario como en la actualidad, este tipo de servicio para el
entorno social.
Con nuestros propios antepasados aquí en la Gran TENOCHTITLAN con la tribu
AZTEKA por poner como ejemplo: los guerreros KUAUHTLI IUAN OZELOTL
(águila y jaguar) no necesitaban de ningún tipo de iluminación, porque según sus
enseñanzas: la oscuridad no existe y, entonces ellos pueden ver en la penumbra, aunque
conlleva a una serie de conocimientos muy hermosos, donde la cuna de su Filosofía esta
intrincada en el desarrollo total del cerebro del ser humano, por consiguiente hablando
de la situación de las fechas actuales, en lugar de que la hermana humanidad haya ido
en desarrollo de todas sus facultades de las que estamos dotados, se ha ido degradando
toda función corporal de la que nos encargamos de amedrentar y detener en su
desarrollo con la tal llamada evolución tecnológica que te lleva en su mayoría a la
destrucción del hombre por el hombre en la cuenca del avance material y la intrincación
de intereses personales y no de grupos como tribus, como familias, como naciones,
como un mundo; (en la actualidad cada persona maneja menos de una cuarta parte de su
cerebro y esto nos limita a realizar y entender muchas cosas). Para el resto del pueblo
AZTEKA en preparación (para asistir a las grandes escuelas del KUIKAKALLI
TEPOCHKALLI y por fin al colegio esperado: KALMEKAK), las calles (OHTLI) se
iluminaban con ciertos elementos de la madre naturaleza como el CHAPOPOTL
(conocido en la actualidad como chapopote, que es en su origen, por la raíz etimológica
Neevia docConverter 5.1
3
del significado de su palabra en lengua NAUATL: una descomposición de salvia
volcánica depositada en las sub-capas terrenas donde se encuentran señales de actividad
volcánica no hace mas de unos cientos de años atrás), debido a la configuración química
de su estructura molecular hace que este tipo de material sea flamable, por lo
consecuente, resulta ideal para trabajar un cierto tipo de iluminación que puede ser
controlada y calculada para ciertas horas del día o momentos importantes de su
manifestación en este estado de oxidación.
El chapopote donde se manifiesta el sagrado abuelo fuego UEUETEOTL (que nunca
debía de ser apagado en la gran ciudad flotante), ha sido de gran ayuda para alumbrar
ciertas celebraciones cósmicas ó ceremonias sagradas ó eventos de manifestaciónde las
escuelas de arte MEXIKA cumpliendo con la presencia de un energético básico que
simboliza un conocimiento total que se puede comparar a una pequeña porción de
nuestro gran padre Sol TONATIUH que nos enseña que gracias a su energía hay vida en
este planeta (y en parte del cosmos) y entonces, he ahí la veneración al fuego que mas
que nada es también el fuego Interno que poseemos todos los humanos, ese calor que
nos da vida y esta dentro de nosotros.
También se dice que con cierto tipo de hiervas y algunos tipos de cortezas de árbol, se
puede producir iluminación pero claro, ya en actividad, y estando la manifestación del
fuego como tal.
Entonces, el hombre ha ido desarrollando continuamente mejores fuentes luminosas,
así como métodos para controlar la luz en su medio ambiente. Y hablando ya en este
aspecto de la iluminación, desde aquellos tiempos en que ocupaban al fuego para
iluminar sus cavernas, en el que posteriormente cambió la fogata a cirio, después a la
lámpara de aceite, después a una lámpara de gas y finalmente, la ciencia de la
iluminación como la conocemos hoy en día se inició con el invento de la lámpara
eléctrica de Edison. La iluminación avanzó rápidamente, desarrollando lámparas de
filamento más eficientes y nuevas fuentes de luz tales como: Lámparas de vapor de
mercurio, aditivos metálicos, vapor de sodio y lámparas fluorescentes. Sin embargo
estas mejoras en la energía luminosa carecían de sentido, a menos que ellas pudieran ser
medibles y controlables, así como la ciencia creció, un número de términos fueron
Neevia docConverter 5.1
4
apareciendo para describir ciertas cantidades y condiciones que fueran características
para la iluminación.
Así que la luz es como la electricidad, el calor, etc., una de las manifestaciones de la
energía. Se puede producir de varias maneras; calentando hasta la incandescencia
cuerpos sólidos o gases (fundamento de las lámparas de incandescencia), en cuyo caso
se obtiene además energía calorífica, generalmente en forma de pérdida, o bien también
se puede obtener energía luminosa por medio de una descarga eléctrica entre dos placas
de un material conductor sumergido en un gas ionizado o en un vapor metálico (de
mercurio, de sodio, etc.), éste es el fundamento de las lámparas de descarga. En todos
los casos, a los manantiales luminosos ha de proporcionárseles energía (calorífica,
eléctrica, etc.) que se transforma en energía luminosa. Así, en una lámpara eléctrica se
consume energía eléctrica, en una lámpara de gas se consume energía química que
suministre el gas, etc.
Neevia docConverter 5.1
5
1.2 Terminologías comunes y unidades de medición
Para hablar de Iluminación, tenemos dos elementos básicos a considerar: la fuente
productora de luz y el objeto o zona a iluminar. Así como de la fotometría que es una
rama de la ingeniería de iluminación que se dedica a las mediciones de luz y emplea
como instrumento básico al fotómetro.
Los primeros fotómetros dependen de una apreciación o estimación visual como
medio de medición. Estos han sido sustituidos por fotómetros físicos, los cuales dan
mayor precisión en sus lecturas, además de un fácil manejo. Por lo tanto, las
características sensitivas de un receptor físico, deberán ser equivalentes a este
observador.
1.3 Fotómetros
Un fotómetro es un dispositivo para hacer mediciones de energía radiante dentro del
espectro visible. En general, los fotómetros pueden ser clasificados en dos tipos:
1) Fotómetros de laboratorio:
Son en general instrumentos físicos que consisten de un elemento sensitivo a estas
radiaciones dentro del espectro visible además de ser de alta precisión y exactitud.
2) Fotómetros fotoeléctricos portátiles:
a) Medidor de iluminancia con color y coseno corregido de bolsillo.
b) Medidor pequeño de luminancia / iluminancia.
c) Medidor de iluminancia / radiación.
d) Medidor de luminancia tipo gota.
e) Fotómetro de luminancia Pritchard.
f) Fotómetro para iluminancia, luminancia y radiación.
Neevia docConverter 5.1
6
Son utilizados para mediciones de campo y de menor exactitud. Estos son agrupados
según su función, de ellos los principales son para medición de intensidad luminosa,
iluminancia y flujo luminoso.
Las unidades y magnitudes fundamentales empleadas para valorar y comparar las
cualidades y los efectos de luz son principalmente las siguientes:
 Flujo luminoso (Potencia luminosa)
 Rendimiento luminoso (Eficacia)
 Cantidad de luz (Energía luminosa)
 Intensidad luminosa
 Iluminancia
 Luminancia
1.4 Flujo luminoso
La energía transformada por los manantiales luminosos no se puede aprovechar
totalmente para la producción de luz. Por ejemplo, una lámpara incandescente consume
una determinada energía eléctrica que se transforma en energía radiante, de la cual sólo
una pequeña parte es percibida por el ojo en forma de luz, mientras que el resto se
pierde en calor.
Figura 1. Transformación de energía eléctrica para la producción de luz en una
lámpara incandescente.
Neevia docConverter 5.1
7
A la energía radiante de una fuente de luz que produce una sensación luminosa se le
llama flujo luminoso o potencia luminosa. El flujo luminoso se representa por la letra
griega y su unidad es el lumen (lm). Un lumen es el flujo luminoso de la radiación
monocromática que se caracteriza por una frecuencia f de valor 540 x 10E12 Hertz y
por un flujo de energía radiante equivalente a 1/683 watts. Un watt de energía radiante
de longitud de onda de 555 nm en el aire equivale a 683 lm aproximadamente.
La medida del flujo luminoso se realiza en el laboratorio por medio de un
fotoelemento ajustado según la curva de sensibilidad fotópica del ojo a las radiaciones
monocromáticas, incorporado a una esfera hueca a la cual se le da el nombre de esfera
integradora de Ulbricht, y en cuyo interior se coloca la fuente a medir.
En la tabla siguiente se muestran algunas de las lámparas más usadas y su flujo
luminoso característico:
Tabla 1. Flujo luminoso de lámparas comunes
Tipo de Lámpara
más común
Flujo Luminoso
( lm )
Efluvios 0.6
Vela de cera 10
Bicicleta 18
Incandescente Estándar de 100 W 1380
Fluorescente L 40W/20 (Blanco Frío) 3200
Mercurio a alta presión HQL 400 W 23000
Halogenuros metálicos HQI 400 W 28000
Sodio a alta presión NAV-T 400 W 48000
Sodio a baja presión NA 180 W 33000
Magnesio AG 3B 450000
Fuente: Manual de Iluminación Osram pp.66 2002
Neevia docConverter 5.1
8
1.5 Eficacia o rendimiento luminoso
El rendimiento luminoso o eficacia luminosa de una fuente de luz, indica el flujo que
emite la misma por cada unidad de potencia eléctrica consumida para su obtención.
El rendimiento o eficacia se representa por la letra griega ETA () y sus unidades son
lúmenes por watt (lm/w):
 
 wattW
lm ………………………………….……(1)
Si se lograse fabricar una lámpara que transformara sin pérdidas toda la potencia
eléctrica consumida en luz de una longitud de onda de 555nm, esta lámpara tendría el
mayor rendimiento posible, cuyo valor sería de 683 lm/w, pero como sólo una pequeña
parte es transformada en luz, los rendimientos luminosos obtenidos hasta ahora por las
distintas lámparas quedan muy debajo de este valor, presentando diferencias notables
entre las mismas, como puede apreciarse en la tabla 2.
Tabla 2. Rendimientos luminosos de algunas lámparas
Tipo de Lámpara Potencia nominal
W
Rendimiento
luminoso lm/w
Efluvios 0.3 2
Incandescente Estándar 40
w/220 v
40 11
Fluorescente L40 w/20 (Blanco
Frío)
40 80
Mercurio a alta presión HQL
400 w
400 50
Halogenuros metálicos HQI 400
w
360 78
Sodio a alta presión NAV-T 400
w
400 120
Sodio a baja presión NA 180 w 180 183
Fuente: Manual de Iluminación Osram pp.67 2002
Neevia docConverter 5.1
9
Por ejemplo, una lámpara incandescente estándar de 40 watts produce 440 lúmenes,
por lo que tiene una eficacia de 11 lm/w. Una lámpara de sodio de baja presión de 180
watts produce en cambio 3294 lúmenes por lo que tiene una eficaciade 183b lm/w.
Cabe aclarar que las eficacias de la tabla 2 se refieren exclusivamente a las lámparas,
para las lámparas de descargas como sistema completo incluyendo instalación y
accesorios de conexión dichas eficacias pueden variar sustancialmente.
1.6 Energía luminosa o cantidad de luz
De forma análoga a la energía eléctrica que se determina por la potencia eléctrica por
unidad de tiempo, la cantidad de luz o energía luminosa se determina por la potencia
luminosa o flujo luminoso por unidad de tiempo.
La cantidad de luz se representa por la letra Q y su unidad es el lumen-hora (lm-h). Su
fórmula es:
tQ  ……………….………………………..(2)
Esta magnitud es importante en las lámparas de relámpago empleadas en fotografía,
pues su valor es decisivo para la iluminación de la película. Debido al corto tiempo de
descarga, la cantidad de luz suele darse en lúmenes por segundo (lms). En la lámpara
que emite una cantidad de luz de 2.1lmh, esta magnitud por segundo será 2.1 lmh x
3600 seg. ó 7560 lms.
También tiene interés conocer a efectos de cálculos económicos la cantidad de luz que
emite una lámpara durante su vida. Una lámpara incandescente de 40 watts que emite
un flujo luminoso de 440 lúmenes, durante su vida promedio de 1000 horas emitirá una
cantidad de luz de 440 000 lmh. De este valor habrá que descontar la pérdida de flujo
que se produce en el transcurso de su vida, ya que este valor no es constante.
Neevia docConverter 5.1
10
1.7 Intensidad luminosa de luz
Este parámetro se entiende únicamente referido a una determinada dirección y el
contenido en un ángulo sólido (omega minúscula). Al igual que una magnitud de
superficie corresponde un ángulo plano que se mide en radianes, a una magnitud de
volumen le corresponde un ángulo sólido o estéreo que se mide en estereorradianes.
El radian se define como el ángulo plano que corresponde a un arco de circunferencia
de longitud igual al radio. El estereorradián se define entonces como el ángulo sólido
que corresponde a un casquete esférico cuya superficie es igual al cuadrado del radio de
la esfera.
Figura 2. Ángulo plano, ángulo sólido y relación entre el flujo luminoso,
intensidad e iluminancia.
La intensidad luminosa de una fuente de luz en una determinada dirección es igual a la
relación entre el flujo luminoso contenido en un ángulo sólido cualquiera cuyo eje
coincida con la dirección considerada y el valor de dicho ángulo sólido expresado en
estereorradianes.
Neevia docConverter 5.1
11
La intensidad Luminosa se representa por la letra I y su unidad es la candela (cd). Su
fórmula es:
W
I  ……………………………….…………….(3)
La candela se define como la intensidad luminosa de una fuente puntual que emite un
flujo luminoso de 1 lumen en un ángulo sólido de estereorradián:
sr
lmcd  ……………………………………………..(4)
1.8 Distribución luminosa, curva fotométrica
El conjunto de la intensidad luminosa de un manantial en todas direcciones constituye
lo que se llama distribución luminosa. Las fuentes de luz utilizadas en la práctica tienen
una superficie luminosa más o menos grande, cuya intensidad de radiación se ve
afectada por la propia construcción de la fuente presentando valores diferentes en las
distintas direcciones.
Con aparatos especiales se puede determinar la intensidad de un manantial en todas
direcciones del espacio con relación a un eje vertical. Si representásemos por medio de
vectores la intensidad luminosa de un manantial en infinitas direcciones del espacio,
obtendríamos un cuerpo llamado sólido fotométrico.
Haciendo pasar un plano por el eje de simetría del cuerpo luminoso se obtendría una
sección limitada por una curva que se denomina curva de distribución luminosa o curva
fotométrica. Mediante la curva fotométrica de un manantial se puede determinar con
Neevia docConverter 5.1
12
exactitud la intensidad luminosa en cualquier dirección, dato necesario para los cálculos
de iluminación.
Las curvas fotométricas se dan referidas a un flujo de luminoso de 1000 lúmenes y,
como el caso general es que la fuente de luz emita un flujo mayor, los valores de
intensidad luminosa correspondientes se encuentran mediante una simple relación.
Figura 3. Sólido fotométrico de una lámpara incandescente.
Por ejemplo, si una lámpara de mercurio de alta presión tiene un flujo luminoso de
23000 lúmenes, los valores de la intensidad luminosa deducidos de su curva fotométrica
dada para 1000 lúmenes, habrá que multiplicarlos por el factor 23 hallado en la relación
de 23000/1000, para obtener el verdadero valor.
Neevia docConverter 5.1
13
1.9 Medida de la intensidad luminosa
La medida de la intensidad luminosa se realiza en el laboratorio por medio de aparatos
especiales, de los cuales existen diversos modelos fundados en la ley inversa del
cuadrado de la distancia usando una luz patrón y otra desconocida, situadas una frente a
otra en un mismo eje e interceptadas en una pantalla en la que se igualan las
iluminaciones captadas en ambas caras de la misma mediante una cara del objetivo
apropiado.
En la figura 4 se muestran las curvas fotométricas típicas de algunas de las lámparas
más utilizadas.
Figura 4. Curvas fotométricas típicas (de izquierda a derecha) lámpara
incandescente, lámpara fluorescente y lámpara de vapor de mercurio con
luminaria.
Neevia docConverter 5.1
14
1.10 Iluminancia
La iluminancia o iluminación de una superficie es la relación entre el flujo luminoso
que recibe la superficie y su extensión. Se representa por la letra E y su unidad es el
LUX en el Sistema Internacional de Unidades. Su ecuación es:

E ……………………………………………..(5)
De esta ecuación se deduce que en cuanto mayor sea el flujo luminoso incidente sobre
una superficie, mayor será la iluminación, y que, para un mismo flujo luminoso
incidente, la iluminación será un tanto mayor en la medida en que disminuya la
superficie.
El lux, unidad de iluminancia se define como la iluminación de una superficie de un
metro cuadrado que recibe uniformemente repartido un flujo luminoso de un lumen;
Fig. 5.
21
1
m
lmLUX  ……………………………………………..(6)
La iluminancia constituye un dato importante para valorar el nivel de iluminación que
existe en una oficina, en la superficie de un recinto, en la calle, etc.
La medida de iluminancia se realiza por medio de un aparato denominado luxómetro,
que consiste en una celda fotoeléctrica que, al incidir la luz sobre una superficie, genera
una débil corriente eléctrica que varía en función de la luz incidente.
Neevia docConverter 5.1
15
Figura 5. El lux, unidad de iluminancia.
Dicha corriente se mide con un miliamperímetro cuya escala está calibrada directamente
en lux. La tabla 3 muestra distintos valores aproximados de iluminancias.
Tabla 3. Valores promedio de iluminancias
Mediodía de verano al aire libre,
cielo despejado
100 000 Lux
Mediodía de verano al aire libre,
cielo cubierto
20 000 Lux
Lugar de trabajo bien iluminado,
recinto interior
1 000 Lux
Buen Alumbrado Público 20-40 Lux
Noche de Luna Llena 0.25 Lux
Noche de Luna Nueva 0.01 Lux
Fuente: Manual de Iluminación Osram pp.73 2002
Neevia docConverter 5.1
16
1.11 Luminancia
La luminancia de una superficie en una dirección determinada es la relación entre la
intensidad luminosa y la superficie aparente (superficie vista por el observador situado
en la misma dirección).
La luminancia se representa por la letra L y su unidad es el NIT (nt) o candela por
metro cuadrado (cd/m2); tiene un submúltiplo que es el STILB (sb) que es candela por
centímetro cuadrado (cd/cm2), empleado para fuentes con elevadas luminancias.
La ecuación que expresa la luminancia es:
cosS
I
L  ………………………………………..(7)
Donde: S cos es la superficie aparente.
Figura 6. Tipos de luminancias (a la izquierda directa y a la derecha indirecta).
Neevia docConverter 5.1
17
La luminancia es máxima cuando el ojo se encuentra en la perpendicular a la
superficie luminosa, ya que entonces el ángulo es igual a cero y el coseno de igual a
uno,correspondiendo la superficie aparente real.
La luminancia puede ser directa o indirecta, correspondiendo la primera a los
manantiales luminosos y la segunda a los objetos iluminados (Figura 6).
La luminancia es lo que produce en órgano visual la sensación de claridad, pues la luz
no se hace visible hasta que es reflejada por los cuerpos. La mayor o menor claridad con
que vemos los objetos iluminados, dependen de su luminancia.
Figura 7. Diferentes luminancias de dos cuerpos con igual iluminancia
El libro y la mesa de la figura 7 tienen la misma Iluminancia, pero se ve con más
claridad el libro porque su luminancia es mayor que la de la mesa.
La percepción de la luz es realmente la percepción de diferentes luminancias. Se
puede decir, por lo tanto, que el ojo ve diferencias de luminancias y no de iluminación.
En la tabla 4 se dan algunos valores de luminancias.
La medida de la luminancia se realiza por medio de un aparato especial llamado
luminancímetro o nitómetro, de construcción similar al luxómetro, del que igualmente
existen diversos modelos.
Neevia docConverter 5.1
18
Tabla 4. Valores de algunas luminancias
Sol 150 000 cd/xm
Cielo despejado 0.3-0.5 “
Cielo cubierto 0.03-0.1 “
Luna 0.25 “
Llama de una vela de cera 0.70 “
Lámpara incandescente clara 100-200 “
Lámpara incandescente mate 5-50 “
Lámpara incandescente opal 1-5 “
Lámpara fluorescente L 40 W/20 0.75 “
Lámpara de Mercurio a alta presión
400W
11 “
Lámpara de aditivos metálicos
400 W
700 “
Lámpara de sodio a alta presión
400 W
500 “
Lámpara de sodio a baja presión
180 W
10 “
Papel blanco con iluminación de
1000 lux
250 cd/m
Calzada de una calle bien iluminada 2 “
Fuente: Manual de Iluminación Osram pp.75 2002
Neevia docConverter 5.1
19
1.12 Sistema de unidades
El sistema inglés de unidades tiende a desaparecer, por lo que en un futuro próximo
todos los países utilizarán el Sistema Métrico, más propiamente llamado Sistema
Internacional de Unidades, abreviado SI. Las principales razones para adoptar el SI son
las siguientes: 1) Su extenso uso en la mayor parte los países del mundo, 2) Son las
unidades primarias en el campo científico, y 3) La necesidad de uniformizar los campos
de la ciencia y la ingeniería.
En la ingeniería de iluminación sólo aquellos términos que involucran unidades de
longitud o área se ven afectados por la conversión. Las unidades de lúmenes, candelas,
estereorradianes y eficacia permanecen igual. Por lo tanto sólo las unidades de
luminancia e iluminancia se ven afectadas por la conversión.
En el sistema inglés la unidad de iluminancia es el footcandle (fc) y equivale a un
lumen por pie cuadrado, o sea:
2pie
lm
fc  ……………………………………………..(8)
La conversión entre Footcandle y Lux se reduce a una simple conversión de pies
cuadrados a metros cuadrados porque los lúmenes son comunes.
La fuente puntual de una candela producirá un lumen en la unidad de ángulo sólido:
lmsrcdIw  ..... ………………………………………..(9)
La iluminación producida en la superficie interior de la esfera será de 1 lm en pie o un
footcandle:
fc
ft
lm
A
E 1
1
1
2 

 ………………….…………………..(10)
Neevia docConverter 5.1
20
El área total de la superficie de una esfera es 4 R. Por lo tanto, el área total de la
superficie de la esfera unitaria es 4 o 12.57 ft. Si el flujo luminoso de 1 lm llega a cada
pie cuadrado, la fuente puntual uniforme produce un total de 4 lm o 12.57 lm.
Cuando la intensidad luminosa está en candelas y el área esta en pulgadas cuadradas,
la unidad de luminancia es candelas por pulgada cuadrada, por tanto:
222 144
1111
pul
cd
ft
cd
cd
lmft
lmfl 

…………………………..(11)
El número de footlamberts es igual a 1/144 veces el número de candelas por pulgada
cuadrada, es decir:
   11
144
144
1
1 2
2



 cd
flpul
pulcd
fl
…………………………..(12)
Haciendo un análisis comparativo entre dos esferas unitarias para cada sistema de
unidades, es decir, una con radio de 1 pie y otra con un radio de 1 metro se pueden
comprobar varias de las relaciones encontradas (figura 8).
Figura 8. Esfera unitaria.
Neevia docConverter 5.1
21
1.13 Resumen de las magnitudes y unidades luminosas
fundamentales
A continuación se mostrará en una tabla las unidades principales con respecto a la
iluminación que se usa en el medio de la luminotecnia (tabla 5).
Tabla 5. Unidades luminosas fundamentales
MAGNITUD SÍMBOLO UNIDAD DEFINICIÓN DE LA UNIDAD RELACIONES
FLUJO
LUMINOSO
 Lumen (lm) Flujo luminoso de la
radiación Monocromática
de frecuencia 540 X 10E12
Hz y un flujo de energía
radiante de 1\683 watts.
= l * w
RENDIMIENTO
LUMINOSO
ń Lumen /watt
(lm/w)
Flujo luminoso emitido por
unidad de potencia.
ń=/ W
CANTIDAD DE
LUZ
Q Lumen por
segundo (lms)
Lumen por hora
(lmh)
Flujo luminoso emitido por
unidad de tiempo.
Q = * t
INTENSIDAD
LUMINOSA
 Candela (cd) Intensidad luminosa de una
fuente puntual que emite
flujo luminoso de un lumen
en un ángulo sólido de un
Estereorradián.
I = / w
ILUMINANCIA E Lux (lx)
Footcandle (fc)
Flujo de 1 lumen que
recibe una superficie de
1 m.
E = / A
LUMINANCIA L Nits (cd/m)
Stilh (cd/m)
Intensidad luminosa de una
candela por unidad de
superficie.
L = I / A
Fuente: Manual de Iluminación Osram pp.76 2002
Neevia docConverter 5.1
22
1.14 Control de la luz
Una vez obtenida la luz, mediante el manantial luminoso correspondiente, se presenta
el problema de su control ya que, debido a su gran luminancia, la mayoría de
manantiales luminosos existentes en la actualidad no realizan por si mismos una
distribución del flujo luminoso que permita su aplicación directa, sino que se hace
necesaria la utilización de dispositivos que modifiquen o controlen la luz emitida por
dichos manantiales luminosos.
La modificación de las características luminosas de un manantial luminoso, con vistas
a una aplicación eficiente de luz emitida puede realizarse aprovechando uno o varios de
los fenómenos físicos que se citan:
a) Reflexión.
b) Refracción.
c) Absorción.
d) Transmisión.
e) Difusión.
1.15 Reflexión
Cuando una superficie devuelve la luz que incide sobre ella, se dice que refleja la luz.
La reflexión de luz depende, esencialmente, de las siguientes circunstancias:
a) Condiciones moleculares de la superficie reflectante. Por ejemplo, una superficie
lisa refleja mejor la luz que una superficie rugosa.
b) Ángulo de incidencia de los rayos luminosos.
c) Color de los rayos incidentes. La luz blanca se refleja mejor que la coloreada.
La ley fundamental de la reflexión de la luz dice: El ángulo de incidencia es igual al
ángulo de reflexión. Obsérvese la figura 9.
Neevia docConverter 5.1
23
Figura 9. Ilustración de la ley fundamental de la reflexión de la luz.
Llamemos ángulo de incidencia al ángulo  que forma el rayo luminoso incidente
con la vertical en el punto de incidencia cuando este rayo choca con la superficie, y el
ángulo de reflexión al ángulo  que forma el ángulo luminoso, ya reflejado con la
vertical en el punto de incidencia, cuando ese rayo luminoso, se aleja de la superficie.
Esta ley fundamental es solamente teórica. En la práctica se cumple solamente cuando
la superficie sobre la que incide el rayo luminoso es absolutamente lisa y brillante
como, por ejemplo, la del espejo. En este caso, se habla de reflexión dirigida o, también
de reflexión especular. Si se coloca una lámpara encendida sobre un espejo puede
observarse en el espejo la imagen de la lámpara.
Cuando la superficie en la que incide el rayo luminoso es rugosa y brillante, por
ejemplo, el papel couché, a cada rayo incidente (figura 10), corresponderán varios rayos
reflejados, que cumplan sólo aproximadamente la ley fundamental de la reflexión. En
este caso se trata de reflexión semidirigida; si situamos la lámpara como en el caso
anterior, desaparece la imagen de la lámpara, que queda sustituida por una mancha de
luz más brillante que el resto de la superficie.
Neevia docConverter 5.1
24
Figura 10.Reflexión semidirigida.
Finalmente, cuando la superficie es rugosa y mate, por ejemplo, un trozo de tela
blanca, el rayo incidente (figura 11) se refleja por igual en todas las direcciones del
espacio, y por lo tanto, no se cumple la ley fundamental de la reflexión. En este caso, se
habla de la reflexión difusa; en las mismas condiciones de luz anteriores, desaparece la
imagen de la lámpara, porque, la luz incidente se dispersa en todos los sentidos.
La reflexión especular proporciona una luminancia máxima en la dirección del rayo
reflejado y nulo en las demás direcciones del espacio. La reflexión difusa proporciona
una luminancia constante en cualquiera de las direcciones del espacio, aunque de menor
valor en el caso de reflexión dirigida.
Con la reflexión difusa se evita el efecto de deslumbramiento, factor que se aprecia
cuando en el campo de la visión existen elementos luminosos cuya luminancia es
mucho mayor que la de los elementos circundantes.
Neevia docConverter 5.1
25
Figura 11. Reflexión difusa.
Otro efecto interesante de la reflexión difusa es que cualquier superficie reflectora
aparece como un disco luminoso de igual luminancia en todas las direcciones; es decir,
que si iluminamos un disco y una esfera, ambos difusores y ambos de igual diámetro, el
efecto visual será el mismo y los dos objetos –disco y esfera- aparecerán a nuestros ojos
como discos. O, dicho de otra forma con la reflexión difusa desaparece el efecto
plástico.
1.16 Refracción
La dirección de los rayos luminosos queda modificada al pasar de un medio a otro de
diferente densidad; este fenómeno físico se llama refracción.
La ley fundamental de la refracción dice: La razón de los índices de refracción de
ambos medios es igual a la razón de los ángulos de incidencia y de refracción. (Ver
figura 12).
Neevia docConverter 5.1
26
Figura 12. Ilustración de la ley fundamental de la refracción de la luz.
Y expresando esta ley en una fórmula matemática:
senr
seni
n
n

1
2 ……………………………………..(13)
Naturalmente, llamaremos ángulo de incidencia al ángulo que forma el rayo luminoso
con la vertical en el punto de incidencia, cuando dicho rayo choca con la superficie, y
ángulo de refracción, al rayo que forma el ángulo luminoso con la vertical en el mismo
punto de incidencia, cuando dicho rayo luminoso se aleja de la superficie. Índice de
refracción es la relación entre la velocidad de la luz a través del aire y su velocidad, a
través del medio o sustancia correspondiente; por lo tanto, el índice de refracción del
aire es la unidad y cuando las sustancias son más densas que el aire, lo que es el caso
más general, su índice de refracción es mayor que la unidad: lo que quiere decir –como
es de suponer- que la velocidad de la luz es tanto menor cuanto mayor sea la densidad
del medio que atraviesa.
Por lo tanto, si el primer medio es el aire, tendremos:
11 n ………………………………………..(14)
Neevia docConverter 5.1
27
Y entonces:
seni
senr
n 2 ……………………………………..(15)
Volviendo a la figura 12, supongamos, para fijar las ideas que los dos medios son,
respectivamente, aire y vidrio. Podemos observar que si hacemos pasar el rayo
luminoso del aire y vidrio y de éste nuevamente al aire, este rayo luminoso, al pasar por
segunda vez al aire seguirá también la ley fundamental de la refracción y su dirección
será paralela a la del rayo incidente antes de pasar a través del vidrio; o sea que
Ángulo i = Ángulo r´
Ángulo r = Ángulo i´
Para terminar este parágrafo en la siguiente tabla 4 se expresan los índices de
refracción de algunos materiales empleados en la luminotecnia.
Tabla 6. Índices de refracción de algunos materiales
Material Índice de refracción
Aire 1
Agua 1,33
Vidrio común 1,5 a 1,54
Cristal 1,56 a 1,78
Fuente: Manual de Iluminación Osram pp. 88 2002
Neevia docConverter 5.1
28
1.17 Absorción
En el fenómeno de reflexión de la luz, no todo el flujo luminoso que incide sobre los
cuerpos, se refleja; una parte de este flujo luminoso, queda absorbido en mayor o menor
proporción según los materiales componentes de cada cuerpo. Por lo tanto, los
fenómenos de reflexión y de absorción están íntimamente ligados.
La consecuencia más interesante del fenómeno de absorción es el color de los
cuerpos. Si el cuerpo es de color blanco, quiere decir que al incidir sobre él la luz
blanca, la refleja enteramente, sin haber reflexión; por el contrario los cuerpos negros
absorben por completo la luz blanca, sin haber reflexión y si es de color gris, la parte de
la luz blanca es reflejada y parte absorbida. Un cuerpo es, por ejemplo, de color rojo a
causa de que absorbe todos los colores que componen la luz blanca, excepto el rojo, que
refleja sobre esta cuestión hacia el medio.
1.18 Transmisión
Al pasar los rayos luminosos a través de los cuerpos transparentes o traslúcidos, se
dice que estos rayos han sido transmitidos.
La transmisión de la luz puede ser dirigida (figura 13) si el rayo luminoso sufre
solamente la variación debida a la refracción normal; se consigue esta clase de
transmisión utilizando cristales claros (es decir transparentes) y se produce intenso
deslumbramiento debido a la gran luminancia de los rayos luminosos incidentes.
Neevia docConverter 5.1
29
Figura 13. Transmisión dirigida.
La transmisión de la luz se llama difusa (figura 14) cuando el rayo luminoso incidente
queda dispersado al chocar con el material de manera que quede iluminada
uniformemente toda la superficie del cuerpo del que se trate; en la citada figura 14 se
puede apreciar como una parte del flujo luminoso incidente se refleja con reflexión
también difusa. Se puede conseguir una transmisión difusa utilizando cristales opalinos,
mateados, etc. es decir, cuerpos traslúcidos. En este caso, la luminancia es constante en
todas las direcciones del espacio y el deslumbramiento es mucho menor que en el caso
anterior.
Figura 14. Transmisión difusa.
Neevia docConverter 5.1
30
1.19 Difusión
De este fenómeno ya se ha hablado en las descripciones anteriores de la reflexión y en
la difusión de la luz. Debido a la rugosidad de la superficie que refleja –o en su caso que
transmite- el flujo luminoso, éste se esparce en todas las direcciones del espacio; y a
este fenómeno se le da el nombre de difusión. Se puede decir que una superficie
perfectamente difusora tiene la misma luminancia en cualquiera de las direcciones del
espacio.
1.20 Relaciones entre reflexión, absorción y transmisión
luminosas.
Cuando se ilumina una superficie, una parte del flujo luminoso se refleja, otra parte
atraviesa dicha superficie y queda absorbida por el cuerpo y, por fin, una tercera parte
de la luz incidente se transmite a través del cuerpo. Esto quiere decir que los tres
fenómenos –reflexión, absorción, transmisión- están íntimamente ligados y en todos los
casos tendremos:
Flujo luminoso total = Flujo luminoso reflejado + Flujo luminoso absorbido +
Flujo luminoso transmitido.
Hemos de tener en cuenta las siguientes consideraciones que son de sentido común
para nuestro análisis:
1. En los cuerpos opacos, el flujo luminoso transmitido es nulo. Pues la principal
cualidad de los cuerpos opacos es, precisamente, que no dejan pasar la luz o,
dicho de otra forma, que no transmiten luz. Si lo hicieran, dejarían de ser opacos.
Neevia docConverter 5.1
31
2. No existe, en ningún caso, cuerpos reflectantes puros. El cuerpo más reflectante
que se conoce es la plata pulida, y aún en este caso, una parte del flujo luminoso
queda absorbido por el cuerpo.
3. Según estas explicaciones, los cuerpos iluminados se convierten en fuentes
luminosas secundarias o virtuales, y una parte del flujo luminoso que procede de
estas fuentes virtuales puede percibirse visualmente: de esta manera es como las
superficies iluminadas se hacen visibles directamente o por transparencia.
1.21 Espectro electromagnético.
Se cree pertinente mencionar el espectro electromagnético para darnos cuenta en que plano
podemos ubicar laluz visible para el ojo humano y aparte que se aplica esta información.
Se denomina espectro electromagnético al conjunto de ondas electromagnéticas o más
concretamente, a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión), o absorbe
(espectro de absorción) una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia, es
como una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que,
además de permitirnos observar el espectro, permite realizar medidas sobre éste, como la
longitud de onda o la frecuencia de la radiación.
Van desde las de menor longitud de onda, como son los rayos cósmicos, los rayos gamma y
los rayos x, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas
electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. En cualquier caso,
cada una de las categorías es de ondas de variación de campo electromagnético.
Tabla 7. La tabla siguiente muestra el espectro electromagnético, con sus longitudes de
onda, frecuencias y energías de fotón
Longitud de onda
(m)
Frecuencia
(Hz)
Energía
(J)
Rayos gamma < 10 pm >30.0 EHz
>19.9E-15
J
Rayos X < 10 nm >30.0 PHz >19.9E-18
Neevia docConverter 5.1
32
J
Ultravioleta Extremo < 200 nm >1.5 PHz >993E-21 J
Ultravioleta Cercano < 380 nm >789 THz >523E-21 J
Luz Visible < 780 nm >384 THz >255E-21 J
Infrarrojo Cercano < 2.5 µm >120 THz
>79.5E-21
J
Infrarrojo Medio < 50 µm >6.00 THz >3.98E-21
J
Infrarrojo
Lejano/submilimétrico
< 1 mm >300 GHz >199E-24 J
Microondas < 30 cm >1.0 GHz
>1.99e-24
J
Ultra Alta Frecuencia Radio <1 m >300 MHz
>1.99e-25
J
Muy Alta Frecuencia Radio <10 m >30 MHz
>2.05e-26
J
Onda Corta Radio <180 m >1.7 MHz >1.13e-27
J
Onda Media (AM) Radio <650 m >650 kHz >4.31e-28
J
Onda Larga Radio <10 km >30 kHz
>1.98e-29
J
Muy Baja Frecuencia Radio >10 km <30 kHz
<1.99e-29
J
Fuente: Iluminación Espectacular: Juego de luces pp.64 2002.
Neevia docConverter 5.1
33
Y aquí está el intervalo de luz percibida por el ojo humano en la que nos presenta toda
la gama de frecuencias de luz representada en colores que van desde el ultravioleta hasta
el infrarrojo y claro, de las que podemos hacer uso en nuestro proyecto.
Figura 15. INTERVALO DE LUZ PERCIBIDO POR EL OJO HUMANO (LUZ
VISIBLE) DENTRO DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO.
Neevia docConverter 5.1
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Spectre.svg
34
CAPITULO II
SISTEMAS DE ILUMINACIÓN
Neevia docConverter 5.1
35
2.1 Aparatos de alumbrado
Los sistemas de iluminación se clasifican según la distribución del flujo luminoso,
teniendo en cuenta la cantidad del flujo luminoso proyectada directamente a la
superficie iluminada y la que llega a la superficie después de reflejarse por el techo y
paredes. Si la mayor parte del flujo luminoso se envía hacia abajo, se produce una
iluminación directa; por el contrario, si la mayor parte del flujo luminoso se envía hacia
el techo para que llegue a la superficie iluminada después de proyectarse en el mismo y
en las partes, tenemos la iluminación indirecta. Los demás sistemas de iluminación
pueden considerarse formas intermedias en las cuales, la luz emitida, se radia tanto
hacia arriba como hacia abajo.
En la tabla 8, se ofrece un resumen de los sistemas de iluminación, indicando en todos
ellos la distribución del flujo luminoso.
Tabla 8. Sistemas de iluminación
DISTRIBUCIÓN DEL FLUJO LUMINOSO
EN TANTO POR CIENTO
SISTEMAS DE
ILUMINCIÓN
HACIA ARRIBA HACIA ABAJO
Iluminación directa 0 a 10 100 a 90
Iluminación semidirecta 10 a 40 90 a 60
Iluminación difusa 40 a 60 60 a 40
Iluminación semiindirecta 60 a 90 40 a 10
Iluminación indirecta
90 a 100 10 a 0
Fuente: Apuntes de la Facultad de Ingeniería UNAM división de educación continua 2004.
Neevia docConverter 5.1
36
Para conseguir que parte del flujo no se dirija directamente hacia el suelo,
obteniéndose así el sistema de iluminación deseado, se utilizan dispositivos
denominados, en general, aparatos de alumbrado, basados en las propiedades de la
reflexión, refracción y difusión de la luz. Estos aparatos de alumbrado modifican las
características de distribución luminosa de las lámparas fluorescentes, de tal forma que
las nuevas características se ajustan al sistema de iluminación deseado. Este es el
aspecto común general de los aparatos de alumbrado para lámpara incandescente y
fluorescente y la curva fotométrica o de distribución luminosa resultante, en el caso de
iluminación directa (figura 16a), semidirecta (figura 16b), difusa (figura 16c),
semiindirecta (figura 16d) e indirecta (figura 16e).
a) b) c)
Figura 16. Representación esquemática de aparatos de alumbrado para: 16a)
Iluminación directa; 16b) Iluminación semidirecta; 16c) Iluminación difusa. Con
su aspecto de la curva fotométrica resultante
Neevia docConverter 5.1
37
d) e)
Figura 16. Representación esquemática de aparatos de alumbrado para: 16d)
Iluminación semiindirecta y; 16e) Iluminación indirecta. Con su aspecto de la
curva fotométrica resultante
2.2 Iluminación directa
Casi todo el flujo luminoso se dirige directamente a la superficie que ha de iluminar.
En la práctica, y sobretodo en iluminación de interiores, resulta imposible conseguir una
iluminación directa, pues siempre existe una luz reflejada en las paredes, que se suma a
la luz directa, procedente del material luminoso.
La iluminación directa produce sombras duras y profundas y existe el peligro de
deslumbramiento al situarse dentro del campo visual, manantiales luminosos de gran
intensidad luminosa y poca superficie emisora, es decir, de gran luminancia; para evitar
este peligro se precisa disponer en los aparatos de alumbrado, viseras o placas verticales
de vidrio difusor que corten o difundan la porción del haz luminoso que pudiera llegar
directamente a la vista del observador.
Neevia docConverter 5.1
38
En la figura 17 se ha representado esquemáticamente una instalación para iluminación
directa, cuyos aparatos de alumbrado van provistos de lámparas incandescentes y en la
figura 18, otra instalación también para iluminación directa, cuyos aparatos de
alumbrado van provistos, esta vez, de lámparas fluorescentes.
Figura 17. Instalación para iluminación directa, con aparatos de alumbrado para
lámparas incandescentes
Figura 18. Instalación para iluminación directa, con aparatos de alumbrado para
lámparas fluorescentes
Neevia docConverter 5.1
39
2.3 Iluminación semidirecta
En este tipo de iluminación, la mayor parte del flujo luminoso se dirige directamente
hacia la superficie que se trata de iluminar; una pequeña parte (de 10 a 40%) se hace
llegar a dicha superficie previa reflexión en el techo y paredes.
Las sombras no son tan duras como en el caso de la iluminación directa y, además, se
reduce considerablemente el peligro de deslumbramiento.
Para conseguir una iluminación semidirecta, a partir de aparatos de alumbrado para
iluminación directa, basta añadirles un vidrio difusor adecuado. Con ello se reduce en
algo el rendimiento luminoso de la instalación, pero el efecto conseguido resulta mucho
más agradable a la vista.
En las figuras 19 y 20 se han representado esquemáticamente, dos ejemplos de
iluminación semidirecta, utilizando aparatos de alumbrado con lámparas incandescentes
fluorescentes, respectivamente.
Figura 19. Instalación para iluminación semidirecta con aparatos de alumbrado
para lámparas incandescentes
Neevia docConverter 5.1
40
Figura 20. Instalación para iluminación semidirecta con aparatos de alumbrado
para lámparas fluorescentes
2.4 Iluminación difusa
Se llama también iluminación mixta. Aproximadamente la mitad del flujo luminoso se
dirige directamente hacia abajo; la otra mitad del flujo luminoso se dirige hacia el techo
y llega, por tanto, a la otra superficie que ha de iluminar, después de reflejarse varias
veces por techo y paredes.
Con este sistema de iluminación se consigue por completo la eliminación de sombras
y, al hacer más extensa la superficieluminosa, se reduce aún más el peligro
deslumbramiento.
El efecto que se consigue es agradable, aunque un tanto monótono a la vista del
observador, por estar todo el espacio iluminado y no existir zonas oscuras como en los
dos anteriores casos. Sin embargo, este sistema de iluminación no resulta apropiado en
algunos casos, ya que existe un inconveniente que puede ser decisivo: al no existir
sombras en los objetos, éstos aparecen planos y no dan sensación plástica de relieve.
Neevia docConverter 5.1
41
En la figura 21 se muestra esquemáticamente un ejemplo de iluminación difusa con
aparatos de alumbrado previstos de lámparas incandescentes, y en la figura 22, otro
ejemplo, esta vez con aparatos de alumbrado para lámparas fluorescentes.
Figura 21. Instalación para la iluminación difusa con aparatos de alumbrado para
lámparas incandescentes
Figura 22. Instalación para iluminación difusa con aparatos de alumbrado para
lámparas fluorescentes
Neevia docConverter 5.1
42
2.5 Iluminación semiindirecta
Se denomina algunas veces iluminación semidifusa. Una pequeña parte del flujo
luminoso (del 10 al 40%) se recibe directamente por la superficie iluminada; la mayor
parte de dicho flujo luminoso, se envía hacia el techo, donde se refleja, para llegar
finalmente a la superficie que se ha de iluminar.
El rendimiento luminoso es bajo porque en las sucesivas reflexiones que sufre la luz
antes de llegar a la superficie que se trata de iluminar, parte del flujo luminoso es
absorbido por el techo y paredes. Para conseguir resultados efectivos, las paredes y el
techo han de estar pintadas con sustancia de elevado poder de reflexión, es decir, con
pinturas de colores claros.
Se consigue una iluminación de buena calidad, casi totalmente exenta de
deslumbramiento y con sombras suaves, muy agradable a la vista del observador.
En la figura 23 se ha representado esquemáticamente un ejemplo de iluminación
semiindirecta, con aparatos de alumbrado provistos de lámparas incandescentes y, en la
figura 24 otro ejemplo, con aparatos de alumbrado para lámparas fluorescentes.
Figura 23. Instalación para iluminación semiindirecta para aparatos de
alumbrado para lámparas incandescentes
Neevia docConverter 5.1
43
Figura 24. Instalación para iluminación semiindirecta con aparatos de alumbrado
para lámparas fluorescentes
2.6 Iluminación indirecta
Todo o casi todo el flujo luminoso se dirige hacia el techo; el manantial luminoso
queda completamente oculto a los ojos del observador y éste no percibe ninguna zona
luminosa; solamente aprecia zonas iluminadas.
Con más razón todavía que en el caso anterior, ya que ahora no hay flujo luminoso
directo, las paredes y el techo del local que se ha de iluminar, han de estar pintados de
color blanco, o, al menos, de color muy claro pues de lo contrario debido al poco
rendimiento luminoso de estos sistemas de iluminación, habría de instalarse
desmesurada potencia luminosa para conseguir niveles de iluminación medianamente
aceptables.
La iluminación indirecta, es, económicamente hablando, la más cara de todas. Pero
también el efecto luminoso conseguido es el mejor de todos, pues la iluminación de los
objetos es muy suave y sin contrastes de brillo, carece absolutamente de
deslumbramiento y esta exenta de sombras laterales. Constituye la forma más noble y
más artística de iluminación artificial y es, al mismo tiempo, la más semejante a la luz
natural.
Neevia docConverter 5.1
44
Se ha representado esquemáticamente en la figura 25 un ejemplo de iluminación
indirecta con aparatos de alumbrado para lámparas incandescentes, y en la figura 26
otro ejemplo de iluminación indirecta, pero esta vez con aparatos de alumbrado
provistos de lámparas fluorescentes.
Figura 25. Instalación para la iluminación indirecta con aparatos de alumbrado
para lámparas incandescentes
Figura 26. Instalación para iluminación indirecta con aparatos de alumbrado
para lámparas fluorescentes
Neevia docConverter 5.1
45
2.7 Comparación de los distintos sistemas de iluminación
Desde el punto de vista puramente económico, la más conveniente es, sin duda, la
iluminación directa, ya que en este caso las pérdidas por absorción en paredes, techos y
aparatos de alumbrado se reducen a un mínimo. Por esta causa, la iluminación directa es
la más apropiada en fábricas, talleres, etc., es decir, en aquellos lugares donde el efecto
estético o la calidad del alumbrado sean secundarios y se busque una iluminación barata
y de gran rendimiento.
Como se ha dicho, la iluminación indirecta es la más cara de todas ya que, para
conseguir un nivel de iluminación semejante al de la luz directa, precisamos de un 30 a
un 50 por ciento más de energía luminosa, suponiendo iguales las demás condiciones.
Pero es la más apropiada para fines decorativos por la ausencia total de zonas oscuras, la
suavidad de la luz resultante, la desaparición de sombras y la proporción de los
contrastes. Sin embargo, hay que subrayar que una uniformidad perfecta como la
conseguida por la luz indirecta, perjudica muchas veces la visión de los objetos pues
tiende a unificar su luminancia y a aplanarlos, haciéndoles perder su plasticidad
aparente.
En muchos casos, la solución mejor estará en iluminaciones intermediarias, sobre
todo, en la semidirecta y en la semiindirecta, no tan caras como la indirecta y que,
además producen sombras suaves, agradables a la vista y que resaltan relieve de los
objetos iluminados.
2.8 Métodos de alumbrado
Aquí se hace referencia a la concentración de luz necesaria para efectuar una tarea
determinada. No hay que confundir los métodos de alumbrado con los sistemas de
iluminación. En efecto, en cada uno de los métodos que se reseñan a continuación, se
puede utilizar cualquiera de los sistemas de iluminación que se han visto.
Neevia docConverter 5.1
46
Los métodos de alumbrado pueden ser:
- Alumbrado general
- Alumbrado general localizado
- Alumbrado individual
- Alumbrado combinado
- Alumbrado suplementario
2.9 Alumbrado general
En un método de distribución uniforme de la luz, que produce en todos los lugares de
un interior, idénticas condiciones de visión. Es el método más corrientemente empleado
en oficinas generales, aulas de escuelas, fábricas, etc., y en general, donde se pretenda
asegurar buenas condiciones de alumbrado (véase figura 27).
Figura 27. Instalación de alumbrado general
Neevia docConverter 5.1
47
2.10 Alumbrado general localizado
En muchas naves industriales, se agrupan las máquinas en sitios determinados (por
ejemplo arrimadas a la pared); por lo tanto, no es necesario mantener un nivel uniforme
de iluminación en toda la nave. Se suspenden más bajos los equipos de alumbrado que
en el caso anterior y, además, se agrupan estos equipos de alumbrado, de forma que
sobre las máquinas se alcancen elevados niveles de iluminación, y al mismo tiempo, se
asegura sobre los pasillos y zonas circundantes de las máquinas, una iluminación
general, suficiente para eliminar los fuertes contrastes de luminancias (que producirían
deslumbramiento) y mantener buenas condiciones de seguridad. Véase en la figura 28
un ejemplo de este método de alumbrado.
Figura 28. Instalación de alumbrado general localizado
Neevia docConverter 5.1
48
2.11 Alumbrado individual
Un ejemplo está presentado en la figura 29. Se utiliza cuando se precisa un alto nivel
de iluminación en la zona de trabajo individual, debido a la precisión de la tarea. El
ejemplo más característico de este método de alumbrado lo constituyen las lámparas de
sobremesa utilizadas en las mesas de despachos, de dibujo, etc.
Figura 29. Instalación de alumbrado individual
2.12 Alumbrado combinado
En muchas ocasiones se obtiene el mejor resultado combinando dos o más métodos de
alumbrado. Por ejemplo, véase en la figura 30 un alumbrado combinado, que consta de
alumbrado general para la iluminación conjunta de un taller, y el alumbrado individual
en cada máquina.
Neevia docConverter5.1
49
En los casos de alumbrado combinado, debe procurarse que la relación de luminancias
entre la zona de trabajo y el ambiente general, no exceda de diez a uno.
Figura 30. Instalación de alumbrado combinado
2.13 Alumbrado suplementario
Algunas veces, sobre todo en locales comerciales, escaparates, etc., se pretende
destacar un objeto o un artículo determinado con fines publicitarios o de venta. En este
caso, debe suplementarse el alumbrado general por medio de aparatos de alumbrado
especiales que concentran la luz, colocados en las cercanías del objeto que se pretende
destacar. Por ejemplo véase la figura 31 cómo se pueden destacar artículos veraniegos
por este procedimiento.
Neevia docConverter 5.1
50
Figura 31. Instalación de alumbrado suplementario
2.14 Propiedades de los aparatos de alumbrado
Se ha dicho que la misión de los aparatos de alumbrado es de modificar la distribución
luminosa de las lámparas desnudas, según las características deseadas de iluminación; y
además ocultar los manantiales luminosos de la visión directa del observador, con el
objeto de evitar el deslumbramiento.
Los aparatos de alumbrado deben poseer una serie de cualidades que los haga idóneos
para la misión que tienen que cumplir; podemos dividir estas cualidades en tres clases,
bien diferenciadas y que resumimos enseguida:
1. Propiedades ópticas
- Distribución luminosa
- Buen rendimiento luminoso
- Luminancia de un valor dado en ciertas direcciones de observación
Neevia docConverter 5.1
51
2. Propiedades mecánicas eléctricas
- Ejecución robusta
- Construidos de un material adaptado a su función (por ejemplo, se han de
rechazar los metales en el caso de atmósfera corrosiva)
- Equipo eléctrico perfecto, con facilidades para el montaje y la inspección
periódica del mismo
- Fáciles de limpiar
- Calentamiento admisible con su construcción y con su empleo
3. Propiedades estéticas
- Los aparatos de alumbrado pueden estar encendidos o apagados; bajo ambas
apariencias, deben ayudar a crear el ambiente y a integrarse en el conjunto
arquitectónico y decorativo del interior a iluminar.
2.15 Clasificación de los aparatos de alumbrado
A según sea el sistema de iluminación resultante se clasifican los mismos, los aparatos
de alumbrado se denominarán directos, indirectos, semidirectos, semiindirectos y
mixtos, según el sistema de iluminación conseguido con ellos, sea también directo,
indirecto, semidirecto y semiindirecto. Naturalmente, suponiendo el aparato de
alumbrado en su posición normal de funcionamiento.
Pero la clasificación anterior, tal como está anunciada, resulta un tanto confusa, ya
que para conseguir una determinada distribución luminosa, hemos de recurrir a diversas
propiedades de la luz: reflexión, refracción, difusión, etc. Y en general en un aparato de
alumbrado se aprovechan varias de estas propiedades con la siguiente clasificación
propuesta:
1. Difusores. Cuando utilizan preferentemente sus propiedades de transmisión y
difusión.
2. Reflectores. Cuando utilizan principalmente su poder de reflexión.
3. Refractores. Si en ellos se emplean sus propiedades refractoras.
4. Aparatos mixtos. Si se utilizan dos o más de las propiedades anteriores.
Neevia docConverter 5.1
52
De acuerdo con esta clasificación, vamos a analizar sus propiedades características de
cada uno de estos aparatos de alumbrado.
2.16 Difusores
Los difusores actúan relativamente poco sobre la distribución luminosa de la lámpara;
su misión es, sobre todo, difundir la luz para disminuir los efectos de deslumbramiento.
Recordando que el fenómeno de deslumbramiento aumenta con la luminancia del
manantial luminoso primario, constituido por la lámpara que tiene poca superficie
radiante, y por lo tanto, elevada luminancia, por un manantial luminoso secundario,
constituido por el mismo difusor, de gran superficie radiante, y, consiguientemente, de
mucha menor luminancia que la lámpara. Por lo tanto, con el difusor, se reducen
considerablemente los efectos nocivos del deslumbramiento; y esta reducción del
deslumbramiento será tanto mayor cuanto mayor sea la superficie aparente del difusor.
Para que un difusor sea eficaz, es necesario, que la luminancia de su superficie sea lo
más uniforme posible; por esta razón es preferible utilizar por ejemplo el vidrio opalino
que tiene la propiedad citada, antes que el cristal mateado que, además de no difundir
tan bien la luz como el anterior presenta irregularidades de luminancia en su superficie.
Los difusores generalmente empleados en alumbrados de interiores son esféricos y de
todos conocidos. Puede interesar conocer las dimensiones que ha de tener un difusor
esférico o globo difusor, de forma que su luminancia sea tolerable para la visión directa.
Y para esto se utilizan las fórmulas que se describieron al principio de esta investigación
y siendo más óptimos, conjuntándolo con las propiedades características del lugar
elemento por elemento (como por ejemplo, el color de la pared, el espacio u objeto a
iluminar, su propósito, etc.).
Neevia docConverter 5.1
53
2.17 Reflectores
La comparación entre las curvas de distribución luminosa correspondientes a una
lámpara desnuda y a la misma lámpara provista de reflector, permite darse cuenta del
funcionamiento de un reflector. La curva A de la figura 32 representa la correspondiente
a una lámpara de incandescencia desnuda. La curva B corresponde a la misma lámpara
provista de una pantalla reflectora sencilla, de forma plana y de metal esmaltado.
Figura 32. Comparación entre las curvas fotométricas de una lámpara desnuda y
la misma lámpara provista de reflector. A- Curva fotométrica de la lámpara
desnuda. B- Curva fotométrica de una lámpara con reflector
Neevia docConverter 5.1
54
Puede apreciarse que el efecto del reflector es desplazar, la curva de distribución
luminosa hacia abajo, de tal manera que se aprovechan mejor las características
luminosas de la lámpara.
Lo que caracteriza, sobre todo, a los reflectores es la situación del máximo de
radiación luminosa, es decir el ángulo  bajo el que se encuentra el valor máximo del
flujo luminoso en la curva fotométrica del reflector. En la tabla 9, se expresa el nombre
que se da a los reflectores, según la situación del flujo máximo emitido. Y es la
siguiente:
TABLA 9. NOMBRE A LOS REFLECTORES
ÁNGULO DEL MÁXIMO FLUJO
LUMINOSO
REFLECTOR
0 a 30° Intensivo
30° a 40° Semiintensivo
40° a 50° Dispersivo
50° a 60° Semi extensivo
60° a 70° Extensivo
70° a 90° Hiperextensivo
Fuente: Apuntes de la Facultad de Ingeniería UNAM división de educación continua 2004.
Para fijar mejor las ideas, pondremos dos ejemplos. En la figura 33 se ha representado
un reflector intensivo de aluminio anodizado (es decir natural), para lámparas
incandescentes de mercurio, de mercurio con color corregido y de luz mezclada. La
curva de distribución luminosa se ha trazado para 1.000 lúmenes. En la figura 34 se
muestra un reflector extensivo, de aluminio anodizado y en el que también se pueden
montar lámparas de los tipos descritos anteriormente; la curva de distribución luminosa
es, asimismo para 1.000 lúmenes.
Si se comparan ambas figuras, puede apreciarse que en el reflector intensivo hay una
intensidad luminosa máxima de 2.300 candelas, pero el ángulo luminoso es, solamente
unos 20º, a ambos lados del manantial luminoso. Por el contrario, en el reflector
extensivo, la intensidad luminosa máxima es mucho menor que en el caso anterior,
Neevia docConverter 5.1
55
solamente de 260 candelas, pero el ángulo luminoso se extiende a unos 70º a ambos
lados del foco luminoso.
Figura 33. Reflector intensivo de aluminio anodizado, con la curva fotométrica
para 1000 lúmenes.
Figura 34. Reflector extensivo de aluminio anodizado, con la curva fotométrica
para 1000 lúmenes.
Neevia docConverter 5.1
56
De lo que puede deducirse inmediatamente, que el reflector extensivo es más
apropiado para locales de poca altura, en los que debe