Instalaciones de Alumbrado

 

ALUMBRADO DE EXTERIORES

    El alumbrado de exteriores trata de proporcionar el nivel de iluminación adecuado en todos aquellos lugares al aire libre que por un motivo u otro lo necesitan. Estos motivos pueden ser muy variados, como por ejemplo: turísticos, deportivos, estéticos, de seguridad ciudadana, de seguridad vial, etc..

    Seguidamente ofrecemos una tabla de valores de niveles de iluminación que se suelen utilizar en alumbrados exteriores.

ALUMBRADO DE EXTERIORES

Espacio a iluminar

Niveles de
iluminación en lux

 

Bueno

Muy bueno

1.- Alumbrado público

 

 

   Autopistas

20

40

   Carreteras con tráfico denso

15

30

   Carreteras con tráfico medio

10

20

   Calle de barrio industrial

10

20

   Calle comercial con tráfico rodado

10

20

   Calle comercial sin tráfico rodado importante

7,5

15

   Calle residencial con tráfico rodado

7,5

15

   Calle residencial sin tráfico rodado importante

5

10

   Grandes plazas

20

25

   Plazas en general

8

12

   Paseos

12

16

   Túneles:

 

 

      - Durante el día

100

200

      - Alumbrado de acceso

1.000

2.000

      - Durante la noche

30

60

2.- Alumbrado industrial exterior

 

 

   Zonas de transporte

20

40

   Lugares de almacenaje

20

40

   Alumbrado de vigilancia

5

10

   Entradas

50

100

3.- Alumbrado por proyectores

 

 

   Campos de fútbol

300

1.000

   Pistas de tenis

100

300

   Pistas de patinaje

10

30

 

 

    Para nuestro propósito, dividiremos el alumbrado exterior en tres apartados:

    * Alumbrado público viario.

    * Alumbrado industrial exterior.

    * Alumbrado por proyectores.

 

    9.4.1. ALUMBRADO PÚBLICO VIARIO

    El alumbrado público viario se localiza en aquellos lugares abiertos al tránsito, siendo su finalidad la de favorecer la circulación nocturna y evitar los peligros que origina la oscuridad.

    El alumbrado viario se consigue mediante luminarias ubicadas sobre postes o mástiles especiales, existiendo, principalmente, cuatro formas diferentes de colocación:

    a) Unilateral

    Esta disposición de las luminarias consiste en la colocación de todas ellas a un mismo lado de la calzada. Se utiliza solamente en aquellos casos en los que el ancho de la vía es igual o inferior a la altura de montaje de las luminarias.

    

    b) Tresbolillo

    Consiste en la colocación de las luminarias en ambos lados de la vía, al tresbolillo o en zigzag. Se emplea principalmente en aquellos casos en los que el ancho de la vía es de 1 a 1,5 veces la altura de montaje.

    

    c) En oposición

    Esta disposición sitúa las luminarias una enfrente de la otra, y suele utilizarse cuando el ancho de la vía es mayor de 1,5 veces la altura de montaje.

    

    d) Central con doble brazo

    

    Este caso se utiliza en autopistas y vías de dos calzadas. En realidad se trata de una colocación unilateral para cada una de las dos calzadas; en ocasiones también se coloca frente a ellas otras luminarias, dando lugar a disposiciones dobles en oposición, o al tresbolillo.

    Estas son las cuatro maneras de colocación más comúnmente utilizadas, aunque pueden existir otras muchas.

    La experiencia acumulada en el alumbrado público, recomienda una serie de requisitos que deberemos de tener presente a la hora de los cálculos, sin que ello suponga una imposición que pueda limitar la actuación del proyectista. Seguidamente exponemos algunas de ellas.

    La altura a la que deberemos situar las luminarias, en cierto modo depende de la potencia luminosa instalada, por lo que deberemos de tener presente la siguiente tabla:

     

ALTURA RECOMENDADA SEGÚN EL
FLUJO LUMINOSO DE LA LUMINARIA

Potencia luminosa
(lúmenes)

Altura de la luminaria
(metros)

3.000 a 9.000

6,5 a 7,5

9.000 a 19.000

7,5 a 9

> 19.000

³ 9

 

 

    Según sea la iluminación media que queremos obtener, así deberá ser la relación entre la distancia de separación de luminarias y su altura:

RELACIÓN ENTRE SEPARACIÓN Y ALTURA
SEGÚN EL NIVEL DE ILUMINACIÓN

Iluminación media
(lux)

Relación
Separación / Altura

2 £ Em < 7

4 a 5

7 £ Em < 15

3,5 a 4

15 £ Em £ 30

2 a 3,5

 

 

    Al igual que en alumbrados interiores, en el alumbrado público también deberemos tener en cuenta el coeficiente de mantenimiento por ensuciamiento y por depreciación del flujo luminoso. El coeficiente por ensuciamiento que deberemos aplicar en cada caso, lo mostramos en la tabla siguiente:

FACTOR DE MANTENIMIENTO POR ENSUCIAMIENTO

Tipo de luminaria

Factor recomendado

Hermética

0,80 a 0,87

Ventilada

0,70 a 0,80

Abierta

0,65 a 0,75

 

 

    Los fabricantes de luminarias, además de suministrar las curvas Isolux, deben de suministrar también unas curvas llamadas "curvas de utilización", que en función de la tangente del ángulo formado entre la luminaria y la zona a iluminar, nos da el tanto por ciento del flujo utilizado correspondiente a la calzada y a la acera. Vamos a dividir el estudio detallado de este coeficiente en cuatro casos, para una mayor comprensión, teniendo siempre presente que nos referimos a la iluminación de la calzada y no a la de las aceras:

    1º) Cuando la vertical que pasa por la luminaria coincide justamente con el final de la calzada y el principio de la acera.

    En este caso, el flujo correspondiente a la zona de acera (curvas Isolux), se utiliza para iluminar la acera, y el flujo correspondiente a la zona de calzada se utiliza para iluminar la misma.

    

    

 

    2º) Cuando la vertical que pasa por la luminaria cae dentro de la calzada.

    Ahora la zona correspondiente a calzada se utiliza para iluminar la calzada, y parte de la zona de acera se utiliza también para iluminar la calzada.

    

    

     

    3º) Cuando la vertical que pasa por la luminaria cae dentro de la acera.

    En este caso parte del flujo luminoso de la zona de calzada se utiliza para iluminar la acera.

    

    

     

    4º) Cuando se utiliza iluminación central con doble brazo.

    Este caso difiere notablemente de los anteriores, ya que ahora hay que contar con parte de la zona de acera, de una de las calzadas, que ilumina la otra calzada.

    

    

    

     

    Lo visto hasta ahora ya nos permite iniciar el proceso de cálculo de un alumbrado viario. Si tenemos presente lo expuesto para el alumbrado de interiores, fácilmente deduciremos que:

    

    En la que:

    E = Nivel de iluminación en lux.
    f t = Flujo luminoso máximo de cada luminaria en Lúmenes.
    A = Ancho de la calzada en metros.
    D = Separación entre luminarias en metros.
    Cu = Coeficiente de utilización.

    Por ejemplo, consideremos la realización de un alumbrado viario con la luminaria de BJC (F-2211-W-25.000 Lm.), siendo la anchura de la calle, A=10 m., y el nivel de iluminación deseado de 32 lux. Se trata, pues, de determinar la separación a que deberemos colocar las luminarias para obtener el nivel de iluminación mencionado.

    Según lo dicho anteriormente, para un flujo luminoso de 25.000 Lm., se recomienda colocar la luminaria a una altura igual o superior a los 9m. Tomamos H = 9m.

    Siendo A = 10 y H = 9, la distribución de las luminarias se recomienda sea al tresbolillo.

    Suponiendo que la vertical de la luminaria se va a situar 1,5 metros dentro de la calzada, tendremos:

    

    

por lo tanto, el coeficiente de utilización será:

    

    Con todos estos datos ya podemos calcular la separación entre luminarias.

    

    Deliberadamente no hemos tenido en cuenta el factor de mantenimiento, ya que se supone que lo hemos incluido al dar el valor del nivel de iluminación, es decir, hemos supuesto inicialmente un nivel de iluminación un tanto por ciento mayor que el que se necesita, previendo una cierta depreciación.

    Con esto ya tenemos resuelto el problema, pero al igual que en el caso de alumbrados interiores, para una mayor seguridad en los resultados, sería deseable conocer el nivel de iluminación en una serie de puntos de la calzada, con el fin de poder determinar lo que más adelante llamaremos factor de uniformidad y que en realidad no será otra cosa que la relación entre el valor mínimo y máximo de una serie de valores obtenidos sobre la calzada.

    Veamos la manera de obtener el nivel de iluminación de un punto, mediante las curvas Isolux. Sea el punto P situado a 4 metros de la acera y a 7 metros de la luminaria L0; dicho punto tendrá una iluminación igual a la suma de las iluminaciones aportadas por L0, L1, L2, L3, etc..

    

    Lo primero que deberemos hacer es determinar la escala con la que representaremos, sobre las curvas Isolux, las situaciones de los distintos puntos del problema. La escala, teniendo en cuenta que la distancia 0-H en el plano de las curvas es de 48 mm y que la altura real para las luminarias es de H = 9 metros, tendremos que:

    

es decir, que 1 metro en la realidad equivale a 5,3 mm en el plano del dibujo.

    Con esta escala, y partiendo del punto cero, como posición de la luminaria, situaremos el punto P, que se encuentra a 4 metros de la acera y a 7 de la luminaria L0. Seguidamente dibujamos la situación del punto P con respecto a la luminaria L1, que estará a 10 - 4 = 6 metros de la acera opuesta, y a 20 - 7 = 13 de la luminaria. El siguiente punto en influencia, el L2, se encuentra a 6 metros de la acera opuesta, y a 20 + 7 = 27 metros de la luminaria. Finalmente, la influencia de L3 puede despreciarse en este caso, ya que se encontrará en la misma línea que L0, pero a una distancia de 20 + 13 = 33 metros, con lo que le corresponde una iluminancia menor de un lux.

    Es conveniente recordar que las curvas Isolux, para este tipo de luminarias, resultan ser simétricas, por lo tanto, lo que dibujemos en este semiplano es válido también para el otro.

    Cada uno de estos puntos se halla situado sobre una curva de nivel

             E0 = 65 lux.

             E1 = 25 lux.

            E2 = 3 lux.
Total:        Et = 93 lux.

     

     

    Así, sobre las curvas Isolux tenemos una iluminación de 93 lux, referida a 1.000 Lm. y a 1 m., pero como las condiciones reales son distintas, f = 25.000 Lm, H = 9 m., después de la transformación resultará ser de:

    

    

    

     

    Habíamos calculado la iluminación para 32 lux de media y nos sale para el punto P una iluminancia de 28 lux, lo cual nos indica que los cálculos pueden estar bien desarrollados, aunque según podemos apreciar quedan un poco por debajo de lo previsto, al menos para el punto considerado.

    Con el fin de conseguir un procedimiento racional en la determinación del nivel de iluminación de una serie de puntos de la calzada y de la acera, se ha creado el llamado "Método de los 12 puntos".

    Este método consiste en dividir el ancho de la calzada en tres partes iguales y en dos la zona de aceras, de A a F, y la distancia entre luminarias en cuatro, cogiendo al menos tres de ellas, del 1 al 9, formando así una serie de cuadrículas a lo largo de la calzada, que determinan 12 puntos fundamentales, del P1 al P12, pertenecientes a la calzada, y 6 puntos, del R1 al R6, pertenecientes a la acera.

    Este dibujo, obtenido en papel transparente, se coloca encima de las curvas Isolux, de forma que la luminaria tomada como punto de referencia, la más próxima a P4, caiga justamente en el punto ( 0 ; 0 ) de las curvas Isolux, procediendo seguidamente a la lectura de los valores que sobre las curvas tienen cada una de las intersecciones, A-1, A-2, ..., B-1, B-2, ..., F-1, F-2, ..., anotándolos en la tabla confeccionada a tal fin.

     

    

     

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Calzada

E

 E . K

 

 

 

Acera

 E

 E . K

P1

B1 + E5 + E5

     

R1

A1 + F5 + F5

   

P2

C1 + D5 + D5

 

 

 

R2

A2 + F4 + F6 + B8

 

 

P3

D1 + C5 + C5

 

 

 

R3

F3 + F3 + F7 + A7

 

 

P4

E1 + B5 + B5

 

 

 

R4

F1 + A5

 

 

P5

B2 + E4 + E6 + B8

 

 

 

R5

F2 + A6 + A4 + F8

 

 

P6

C2 + D4 + D6 + C8

 

 

 

R6

F3 + A7 + A3 + F7

 

 

P7

D2 + C4 + C6 + D8

 

 

P8

E2 + B4 + B6 + E8

 

 

P9

B3 + E3 + B7 + E7

 

 

 

P10

C3 + D3 + C7 + D7

 

 

P11

D3 + C3 + D7 + C7

 

 

 

P12

E3 + B3 + E7 + B7

 

 

 

 

   Seguidamente, teniendo muy en cuenta la simetría del conjunto, confeccionaremos la tabla que va reflejando las iluminaciones en cada punto, y que como ya sabemos, será la suma de las iluminaciones procedentes de las luminarias más próximas, generalmente tres o cuatro. Los valores así obtenidos se multiplican por la constante K de adaptación a los nuevos valores de f y de H, y ya tenemos la tabla de los 12 valores reales correspondientes a la calzada. De igual manera procederemos con los 6 valores para las aceras.

    A la vista de los 12 valores de la iluminación real obtenida, tendremos un valor máximo, Emax, y un valor mínimo, Emin; así mismo, podremos obtener el valor medio de iluminación,

    

    De estos tres valores, podremos extraer otros dos que nos darán idea de la uniformidad de la iluminación conseguida:

     

    

    Finalmente, teniendo presente que los 12 puntos obtenidos son representativos de más de la mitad de los puntos comprendidos entre dos luminarias, y como a su vez podemos decir que son simétricas, esto nos permitirá dibujar sobre el plano de la calzada las curvas de nivel de iluminación, completando con ello el estudio.

    

    A continuación realicemos el estudio completo de la iluminación de la calzada y de las aceras que vimos con anterioridad, y del que únicamente pudimos obtener el valor medio aproximado de la iluminación en la calzada.

    En primer lugar, dibujemos en papel transparente y a la escala conveniente (1m.® 5,3 mm.), el plano de la calzada y de las aceras con sus correspondiente cuadrículas (A-F y de 1-9), y superpongámoslo sobre las curvas Isolux; luego tomemos los valores necesarios para rellenar la tabla.

     

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

A

34

26

16

9

5

3

0

 

 

B

44

33

20

11

6

3

1

 

 

C

90

58

34

17

8

4

2

 

 

D

13

80

45

22

11

5

3

 

 

E

75

50

30

16

9

4

2

 

 

F

50

37

22

14

7

4

2

 

 

 

 

    Con los valores de la tabla, podemos obtener los 12 puntos de la calzada, y los 6 de la acera, los cuales una vez multiplicados por la constante K = 0,308, quedarán transformados a las condiciones del problema real ( f = 25.000 Lm.; H = 9 m.).

     

Calzada

E

E .K

Acera

E

E ´ K

P1

44 + 9 + 9

62

19

 

R1

34 + 7 + 7

48

14

P2

90 + 11 + 11

112

34

 

R2

26 + 14 + 4

44

13

P3

125 + 8 + 8

141

43

 

R3

16 + 22 + 2

40

12

P4

75 + 6 + 6

87

26

 

R4

50 + 5

55

17

P5

33 + 16 + 4 + 0

53

16

 

R5

37 + 16 + 2

55

17

P6

58 + 22 + 5 + 0

85

26

 

R6

22 + 0 + 16 + 2

40

12

P7

80 + 17 + 4 + 0

101

31

 

 

S E ´ K = 85

 

P8

50 + 11 + 3 + 0

163

19

P9

20 + 30 + 1 + 2

53

16

P10

34 + 45 + 2 + 3

84

25

P11

45 + 34 + 3 + 2

84

25

P12

30 + 20 + 2 + 1

53

16

 

S E ´ K = 296

 

 

 

 

    La suma de los 12 valores de iluminación de la calzada valen 296, por lo tanto la iluminación media resultará ser de:

     

    

    También podemos determinar la uniformidad media y mínima, siendo:

    

    Para finalizar, si dibujamos sobre el plano de la calzada los puntos de iluminación obtenidos, podremos hacer una representación de las curvas de nivel de iluminación, las cuales nos proporcionarán una visión más clara de las variaciones del nivel de iluminación a lo largo de la calzada y aceras.

     

    

     

    La iluminación media obtenida, 24,6 lux, es inferior a la deseada, 32 lux, por lo tanto habrá que modificar el valor, o valores, que creamos más pertinentes, volviendo a repetir el proceso. Sugerimos volver a realizar los cálculos disminuyendo en dos metros la separación entre luminarias, observando luego las diferencias obtenidas.

    El ejemplo que acabamos de ver se refiere a las luminarias colocadas al tresbolillo, y naturalmente no sirve para el caso de que estén en disposición unilateral. En esta disposición los resultados son los indicados en la tabla y tienen un especial significado, ya que con ligeras variaciones, puede servir también para resolver el alumbrado deportivo por proyectores, de los que más adelante hablaremos.

     

Calzada

E

E .K

 

Acera

E

E .K

P1

B1 + E1 + 2E5 + 2B5

 

 

 

R1

A1 + F1 + 2F5+ 2A5

 

 

P2

C1 + D1 + 2D5 + 2C5

 

 

 

R2

A2 + F2 + F4 + A4+ F6

 

 

P3

D1 + C1 + 2D5 + 2C5

 

 

 

R3

2A3 + 2F3

 

 

P4

E1 + B1 + 2B5 + 2E5

 

 

 

R4

F1 + A1 + 2A5 + 2F5

 

 

P5

B2 + E2 + E4 + B4 + E5

 

 

 

R5

F2 + A2 + A4 + F4 + F6

 

 

P6

C2 + D2 + D4 + C4+ D6

 

 

 

R6

2F3 +2 A3

 

 

P7

D2 + C1 + C4 + D4+ D6

 

 

     

P8

E2 + B2 + E4 + B4+ E6

 

 

P9

2D3 + 2C3

 

 

P10

2C3 + 2D3

 

 

P11

2C3 + 2D3

 

 

P12

2E3 +2B3

 

 

 

 

    9.4.2. ALUMBRADO INDUSTRIAL EXTERIOR

    Se considerará como alumbrado industrial de exteriores a aquél que por su utilización esté relacionado con una actividad de trabajo y a su vez se encuentre en lugares abiertos. Así, por ejemplo, podemos citar como alumbrados industriales exteriores, muelles de carga y descarga de mercancías, grandes zonas de aparcamiento de vehículos, estaciones de servicio de carreteras, zonas de servicios de naves industriales, etc..

    Para este tipo de alumbrado podremos hacer uso de las mismas luminarias que para el alumbrado viario, y por lo tanto, también podremos utilizar los mismos procedimientos de cálculo.

    Una particularidad que caracteriza a esta clase de alumbrado exterior es que los niveles de iluminación que deben adoptarse en cada caso están condicionados a la actividad en dicho lugar. Así, el alumbrado en un muelle de carga de mercancías, está supeditado exclusivamente a las necesidades de dicho trabajo, mientras que en una estación de servicio en carretera, además de las necesidades propias del trabajo que en ellas se desarrolla, deberán considerarse ciertas motivaciones estéticas.

    Igualmente deberemos tratar el alumbrado del contorno exterior de una nave industrial. En él tendremos una zona de servicios cuyo nivel de iluminación será el que corresponda con el trabajo que en ella se desarrolle, pero también tendremos una zona de servicios que posiblemente sea zona de fachada y que, por lo tanto, deberá dársele un nivel de iluminación superior, por razones estéticas.

    De todas maneras, como la iluminación industrial de exteriores se extiende sobre un enorme campo de aplicaciones muy diversos, en cada caso es conveniente hacer un exhaustivo estudio, y de acuerdo con el cliente receptor del proyecto, colocar el nivel de iluminación más conveniente en cada caso, teniendo siempre presente que casi nunca podremos decir que la iluminación conseguida es excesiva.

    9.4.3. ALUMBRADO POR PROYECTORES

    El alumbrado por proyectores tiene un especial significado en la iluminación decorativa, publicitaria y deportiva, delimitando un importante apartado en el campo de la iluminación moderna.

    Las luminarias que normalmente empleamos en el alumbrado viario, por lo general, son inadecuadas en los casos anteriormente citados, ya que ahora lo que se necesita es una mayor concentración del flujo luminoso, así como también un más exacto control de la luz emitida. Estas dos características son típicas de la luminarias llamadas "proyectores".

    El Comité Internacional de Iluminación C.I.E., define al proyector como una luminaria en la cual la luz es concentrada en un determinado ángulo sólido, mediante un sistema óptico, bien de espejos o bien de lentes, con el fin de obtener una intensidad luminosa elevada.

    El cálculo de un alumbrado por proyectores suele presentar mayores dificultades que un alumbrado viario, debido principalmente a que los proyectores suelen utilizarse con ángulos de orientación variables, según los casos, dando lugar a factores de utilización muy dispares y de difícil determinación. Esto elimina la posibilidad de representar los coeficientes de utilización de un proyector, por medio de tablas o gráficos de aplicación sencilla y rápida, como hacíamos para el alumbrado de interiores y para el viario.

    En el alumbrado por proyectores deberemos apoyarnos más frecuentemente sobre las curvas características, por lo que deberemos conocer con precisión las curvas fotométricas de intensidad, así como las demás curvas que de ellas pueden obtenerse, tales como las "Isocandelas" y las de "Isolux" referidas a distintas inclinaciones del proyector.

    Así pues, veamos la manera de ir obteniendo las diferentes curvas características de los proyectores.

    Sea el proyector 400-IZA-D de INDALUX; de él hemos obtenido en el laboratorio una serie de valores de intensidad luminosa en función del ángulo de proyección, referidos a sus dos planos perpendiculares X(0-180º)- Y (90-270º), y a un flujo de 1.000 Lumen. Por tratarse de un proyector de distribución simétrica, solamente hemos obtenido los valores de los dos semiplanos X-Y; lo ideal hubiera sido determinar muchos más puntos pertenecientes a otros planos, para obtener con una mayor precisión el volumen fotométrico, pero para nuestro propósito esto puede ser suficiente.

    Con los valores así obtenidos, lo primero que deberemos hacer es representarlos sobre un sistema de coordenadas polares, o mejor aún, sobre un sistema de coordenadas cartesianas. Para proyectores, este último sistema de representación resulta mucho más recomendable, ya que como hemos dicho, éstos disponen de una distribución del flujo mucho más concentrada que las luminarias comunes.

    Una vez determinadas las dos curvas, correspondientes a los planos X-Y, ya podemos darnos una idea de la distribución luminosa que caracteriza a este proyector, aunque sin duda podremos hacernos una idea todavía más exacta, si de ellas sacamos las curvas "Isocandelas".

    

     

F = 1.000 Lm.

YI
90º - 270º

IY
Cd

 

XI
0º - 180º

IX
Cd

0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65

566
540
500
460
380
315
220
140
85
60
45
20
12
6

 

0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65

566
545
510
470
420
390
350
300
270
220
130
60
35
18

 

    

     

    Para distintas intensidades luminosas, 500, 400, 300, etc., vamos calculando los correspondientes ángulos, marcándolos sobre ejes de coordenadas X-Y. Uniendo ahora los puntos de igual intensidad, obtendremos una serie de curvas "Curvas Isocandelas" simétricas con respecto a sus dos ejes X-Y. Bien es verdad que estas curvas, son aproximadas, ya que deberíamos haber obtenido una serie de puntos intermedios que conformasen las curvas dentro de cada cuadrante.

    Las curvas realmente interesantes para la determinación de los niveles de iluminación obtenidos con proyectores, son las de Isolux. Al igual que para el alumbrado viario, si disponemos de las curvas características correspondientes, no resultará difícil la determinación del nivel luminoso de un punto cualquiera del plano iluminado. Dado que los proyectores suelen trabajar con inclinaciones variables, deberemos aprender a obtener las curvas Isolux para la inclinación que deseemos.

CURVAS ISOCANDELAS
Luminaria INDALUX 400-IZA-D ; F = 1.000 Lm.

    

    Veamos primeramente la manera de obtener las curvas Isolux correspondientes para una instalación del proyector de cero grados. Según podemos apreciar en la figura, el nivel de iluminación en un punto cualquiera del plano iluminado por el proyector, resultará ser:

    

    Las distancias del punto P a los ejes de coordenadas, (YE; XE), se determinan en función de H, altura a la que se encuentra el proyector, siendo:

    

    La única dificultad de las fórmulas expuestas la tenemos en la determinación del ángulo b, pero si nos fijamos en la figura, fácilmente deduciremos que:

    

de donde:

    

    

    Así, por ejemplo, el proyector 400-IZA-D, situado a una altura de 9 metros, ilumina un punto situado a 3 metros del eje X, YE = 3 m., y a 5 del eje Y, XE = 5 m. ¿Qué nivel de iluminación tendrá dicho punto?

    En primer lugar determinemos los ángulos correspondientes a dicho punto,

    

    

    De las curvas de Isocandelas deducimos que para estos ángulos, la intensidad luminosa es de 300 candelas y siendo el ángulo b igual a:

    

tendremos que:

    

    Este valor está referido a 1.000 Lúmenes, pero como el proyector va equipado con una lámpara de 400 W de Vapor de Sodio a Alta Presión, el flujo luminoso será de 47.000 Lúmenes, es decir, 47 veces mayor; por lo tanto, 2,18 ´ 47 = 102 Lux.

    Las curvas Isolux, para el proyector 400-IZA-D, se obtienen partiendo de la tabla de intensidades que dábamos al principio, determinando una serie de puntos referidos a los ejes Y y X.

    Respecto a los puntos en el eje Y, teniendo en cuenta que XI = 0, sustituyendo en las fórmulas anteriormente expuestas, tendremos que:

    

    

    Estas fórmulas, convenientemente ordenadas nos permiten ir obteniendo los sucesivos valores de las intensidades luminosas sobre el eje Y.

F = 1.000 Lm. ; H = 1 m.

YI
90º - 270º

IY
Cd

cos3b
b = YI

EY
Lux

YE
tag YI ´ H

0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65

566
540
500
460
380
300
220
140
85
60
45
20
12
6

1,000
0,988
0,955
0,901
0,829
0,744
0,649
0,549
0,449
0,353
0,265
0,188
0,125
0,075

566
533
477
414
315
223
142
76
38
21
11
3
1
0,4

0,00 H
0,08 H
0,17 H
0,26 H
0,36 H
0,46 H
0,57 H
0,70 H
0,83 H
1,00 H
1,19 H
1,42 H
1,73 H
2,14 H

 

 

    Siempre que no se indique lo contrario, las curvas Isolux vienen referidas para un flujo luminoso de 1.000 lúmenes, y para una altura de la luminaria de 1 metro, así, pues, en nuestro caso H = 1 m.

    Los puntos de las curvas Isolux que cortan al eje X, los obtendremos teniendo presente que al ser YE = 0,

    

    

    Al igual que en el caso anterior, obtendremos la correspondiente tabla que nos dará los puntos del eje X.

    F = 1.000 Lm. ; H = 1 m.

N
0º-180º

IX
Cd

cos3b
b = XI

EX
Lux

XE
tag XI ´ H

0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65

566
545
510
470
420
390
350
300
270
220
130
60
35
18

1
0,988
0,955
0,901
0,829
0,744
0,649
0,549
0,449
0,353
0,265
0,188
0,125
0,075

566
538
487
423
348
290
227
164
121
77
34
11
4
1

0,00
0,08
0,17
0,26
0,36
0,46
0,57
0,70
0,83
1,00
1,19
1,42
1,73
2,13

 

 

    Uniendo puntos de idéntico nivel de iluminación, obtendremos las curvas Isolux para los valores que deseemos.

    Tal y como dijimos para las curvas Isocandelas, para una mayor precisión en la confección de las curvas, nos faltaría determinar una serie de puntos intermedios en cada cuadrante, pero ello no es posible debido a que hemos partido de tan sólo dos curvas de intensidades. Como el proyector considerado es simétrico con respecto a los ejes X e Y, sería suficiente con obtener los correspondientes a un sólo cuadrante.

    Cuando al proyector se le da una cierta inclinación con respecto a la vertical, las curvas Isolux adquieren unas características específicas que deben ser estudiadas en cada caso.

    Así, supongamos un proyector inclinado un ángulo a con respecto a la vertical. Tal y como vemos en la figura, un punto P del plano iluminado, tendrá un nivel de iluminación:

    

     

CURVAS ISOLUX
Luminaria INDALUX-IZA-D
a = 0º ; F = 1.000 Lm. ; H = 1m.

    

     

    Las distancias del punto considerado a cada uno de los ejes X,Y, serán, según puede deducirse de la figura:

    

    

    Especial significado tiene el punto C, pues es aquí donde incide el centro de proyección del proyector, y se encuentra del punto O (vertical desde el proyector al plano iluminado) a una distancia igual a:

    

    Veamos ahora la manera de obtener las curvas Isolux para el proyector 400-IZA-D, con un ángulo de inclinación a = 40º.

    Los puntos del eje Y los obtendremos haciendo XI = 0, en las fórmulas anteriormente expuestas, y por lo tanto:

    

    

     

a = 40º ; F = 1.000 Lm. ; H = 1 m.

YI
º

IY
Cd

b
40 + YI

cos3b

EY
Lux

YE
tag(40 + YI) ´ H

40
35
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
-55
-60
-65

85
140
220
300
380
460
500
540
566
540
500
460
380
315
220
140
85
60
45
20
12
6

80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
-25

-
0,017
0,040
0,075
0,125
0,188
0,265
0,353
0,449
0,549
0,649
0,744
0,829
0,901
0,955
0,988
1
0,988
0,955
0,901
0,829
0,744

-
2
8
22
47
86
132
190
254
296
324
342
315
270
210
138
85
59
42
18
10
4

5,67
3,73
2,74
2,14
1,73
1,42
1,19
1
0,83
0,70
0,57
0,46
0,36
0,26
0,17
0,08
0,00
0,08
0,17
-0,26
-0,36
-0,46

 

 

    De los valores obtenidos es importante destacar en primer lugar la pérdida de simetría de las curvas Isolux a 40º, con respecto al eje X, y en segundo lugar el hecho de que el nivel de iluminación en el punto C, centro de proyección del proyector, no da el valor máximo como a primera vista podría suponerse; el valor máximo corresponde en este caso, para un ángulo de 25º.

    También es importante destacar que para valores negativos de (40 + YI), es decir, por detrás de la vertical que pasa por la luminaria, los niveles de iluminación ya son relativamente pequeños. Naturalmente, cuanto mayor sea el ángulo a, menores serán estos valores.

    El plano que determinaba los valores de intensidad luminosa XI, ahora ya no se proyecta sobre el eje X, lo hace sobre la recta que pasa por C y es paralela a X, por lo tanto será sobre este nuevo eje sobre el que determinaremos los valores de EX. Haciendo YI = 0 tendremos:

    

    

    Con ayuda de estas fórmulas ya estamos en posición de ir determinando los distintos niveles de iluminación correspondientes al eje que pasa por el punto O y que se encontrará a una distancia del eje Y igual a:

    

     

a = 40º ; F = 1.000 Lm. ; H = 1 m.

XI
º

IX
C

XE
tag XI ´ H

b
º

cos3b

EX
Lux

0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65

566
545
510
470
420
390
350
300
270
220
130
60
35
18

0
0,08
0,17
0,26
0,36
0,46
0,57
0,70
0,83
1,00
1,19
1,42
1,73
2,14

40
40,1
40,6
41,3
42,4
43,8
45,5
47,5
49,8
52,5
55,5
58,8
62,5
79,3

0,449
0,449
0,437
0,422
0,402
0,375
0,343
0,307
0,267
0,224
0,181
0,138
0,098
0,006

254
244
223
198
169
146
120
92
72
49
23
8
3
-

 

 

    Ahora ya podemos dibujar las curvas Isolux de la luminaria 400-IZA-D, para una inclinación de 40º. El resultado será una familia de curvas de igual nivel de iluminación, simétrica con respecto al eje Y.

     

CURVAS ISOLUX
Luminaria INDALUX 400-IZA-D
    a = 40º ; F = 1.000 Lm. ; H = 1 m.

    

     

CURVAS ISOLUX
Luminaria INDALUX 400-IZA-D
    a = 50º ; f = 1.000 Lm. ; H = 1 m.

    

     

    9.4.4. ALUMBRADO DEPORTIVO

    Dentro del alumbrado por proyectores, tenemos el alumbrado deportivo, que últimamente ha alcanzado un auge extraordinario. Según sea el deporte elegido y su aplicación específica, así será el nivel de iluminación a aplicar, por lo que seguidamente mostramos algunos valores de iluminación recomendados en cada caso.

Balonvolea

 

Competición

200

Entrenamiento

100

Boxeo

 

Campeonatos

5.000

Profesional

2.000

Aficionados

1.000

Frontón

 

Club

200

Entrenamiento

100

Fútbol

 

1ª División

1.000

2ª División

500

3ª División

300

Torneos juveniles

200

Entrenamiento

100

Pistas de patinaje sobre hielo

 

Pistas de competición

50

Estanques o lagos

10

Tenis. Una pista

 

Campeonato

300

Club

200

Entrenamiento

100

 

 

    La resolución de estos problemas puede hacerse analíticamente, punto por punto o gráficamente, de idéntica forma a como hacíamos para el alumbrado viario.

    Sea por ejemplo una pista de tenis, que queremos iluminar con el proyector 400-IZA-D. Una solución a primera vista viable, sería utilizar seis proyectores montados en otros tantos postes de 10 metros de altura y con una inclinación de 40º, tal y como mostramos en la figura.

    Sobre la pista, los 15 puntos que consideramos de mayor importancia los representamos sobre el dibujo, y observamos que es suficiente con determinar solamente 6, ya que el resto de los puntos son iguales por tratarse de un dibujo simétrico.

    

    Al igual que hicimos para el alumbrado viario, iniciemos el proceso determinando la influencia que tiene cada uno de los seis proyectores, sobre cada uno de los seis puntos en cuestión. Seguidamente, llevemos sobre las curvas Isolux el dibujo de la pista de tenis, naturalmente a la misma escala de las curvas, 31/10, y determinemos el valor del nivel de iluminación que le corresponde a cada punto.

    Puesto que se trata de curvas referidas a 1 metro de altura y a 1.000 Lm., y el caso que tratamos de resolver utiliza postes de 10 metros de altura y proyectores con lámparas de vapor de mercurio a alta presión de 400 W. (47.000 Lm.), los valores obtenidos los multiplicaremos por una constante de corrección cuyo valor será:

    

     

    

     

 

 

 

E

E ´ K

P1

C3 + A3 + C1 + A1

320 + 75 + 12 + 17

423

198

P2

2C2 + 2A2

2´85 + 2´60

280

131

P3

C3 + A3 + 2A1 + 2C1

320 + 75 + 2´17 + 2´14

451

211

P4

2B3 + 2B1

2´220 + 2´20

460

216

P5

4B2

4´105

400

188

P6

2B3 + 4A1

2´220 + 4´17

484

227

 

 

    

    El nivel de iluminación obtenido para estos seis puntos, nos da idea de la distribución de la iluminación sobre la pista, pudiendo obtener el valor medio de iluminación, así como el valor de uniformidad media y mínima, de manera análoga a como hacíamos para el alumbrado viario.

    

    A la vista del dibujo de la pista sobre las curvas Isolux, podemos apreciar como una gran parte del flujo producido por las lámparas se desperdicia, pudiendo afirmar que el coeficiente de utilización de los proyectores resulta ser muy bajo en estos casos, del orden de 0,4 a 0,7. Así por ejemplo, aplicando la fórmula general del flujo total emitido con respecto a la superficie iluminada, tendremos que el coeficiente de utilización será:

    

    Es decir, que en el caso que nos ocupa, el 100-44,8 = 55,2% del flujo total emitido se desperdicia.

    Nada hemos dicho sobre el deslumbramiento, pero se comprende que en un alumbrado deportivo este concepto es de suma importancia. Como es sabido, el índice de deslumbramiento es función de diversas causas entre las que se cuentan la luminancia de los puntos de luz y la posición de éstos dentro del campo visual de los jugadores.

    La disminución de la luminancia, o intensidad luminosa por unidad de superficie, tiene difícil solución, ya que ello obligaría a aumentar considerablemente la superficie reflector de los proyectores, con el consiguiente aumento de volumen y peso de los mismos.

    A base de elevar los puntos de luz sobre la superficie de juego, se consigue controlar el deslumbramiento, pudiendo admitir que la mínima altura aceptable corresponde a la determinada por la dirección que partiendo de los ojos de un jugador en el centro del campo, forme un ángulo de 20º con la horizontal.

    Lógicamente, cuanto más altos se encuentren los proyectores menor será el deslumbramiento, por lo que seguidamente damos un gráfico mediante el cual puede conocerse de una forma aproximada la altura mínima de instalación en función de la anchura del terreno de juego y de la distancia existente entre la base de la vertical que pasa por los proyectores y el borde del área de juego.

    Otro alumbrado deportivo muy interesante lo tenemos en los campos de fútbol. Para fines de entrenamiento, este caso puede resolverse con ocho proyectores equipados con lámparas de mercurio con halogenuros metálicos de 2.000 W. (170.000 Lm.) ya que

    

    Ahora hemos supuesto un coeficiente de utilización algo mayor, ya que por tratarse de un número mayor de protectores, las pérdidas de flujo serán menores.

    La altura de los proyectores, teniendo en cuenta que la anchura del terreno de juego es de 65 metros y que la distancia de los postes al borde de la cancha es de 5 metros, deberá ser como mínimo de 15 metros.

    Con estos datos ya se puede iniciar el proyecto de iluminación, debiendo elegir ahora el tipo de proyector a utilizar y la inclinación que vamos a darles.

    Como ejercicio adicional dejamos la resolución gráfica, punto por punto, de este caso.