Riesgos físicos II (2da edición) [2a ed.] 9789587711028, 9789587711035

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Fernando Henao Robledo

Ingeniero mecánico de la  Universidad Tecnológica de  Pereira, 1971; ingeniero de  salud ocupacional del ISS,  Caldas 1972-2002; especialista  en salud ocupacional de la  Universidad de Antioquia,  1999; profesional en Salud  Ocupacional de la  Universidad  del Quindío, 1999.

Elaboración de las siguientes  normas técnicas: Calderas,  Seguridad Hospitalaria, Sierras  Circulares para madera y  Planeadoras.

Autor de: Límites máximos 

salud ocupacional;  Estadística  aplicada a la salud ocupacional;  Riesgos Físicos I, ruido,  vibraciones y presiones  anormales; Riesgos Físicos II,  iluminación; Riesgos Físicos III,  temperaturas extremas y  ventilación; Riesgos eléctricos y  mecánicos; Riesgos químicos;  Riesgos en la construcción

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Riesgos  Físicos II Iluminación

Segunda Edición

Fernando Henao Robledo

Catalogación en la publicación - Biblioteca Nacional de Colombia Henao Robledo, Fernando  Riesgos físicos II : iluminación  / Fernando Henao Robledo. -- 2a. ed. – Bogotá :  Ecoe Ediciones, 2014 224 p. – (Ingeniería y salud en el trabajo. Seguridad y salud en el trabajo)  Complemento virtual SIL (Sistema de Información en Línea) www.ecoeediciones.com. --  Incluye bibliografía ISBN 978-958-771-102-8 1. Luz - Efectos fisiológicos 2. Radiactividad - Efectos fisiológicos 3. Salud ocupacional I. Título II. Serie CDD: 363.1172 ed. 20 

CO-BoBN– a917092

Colección: Ingeniería y salud en el trabajo Área: Seguridad y salud en el trabajo

Ciencia y cultura para

© Fernando Henao Robledo © Ecoe Ediciones Ltda. e-mail: [email protected] www.ecoeediciones.com Carrera 19 No. 63 C 32, Tel.: 2481449 Bogotá, Colombia

Primera Edición: Bogotá, 2007 Segunda Edición: Bogotá, abril de 2014 Reimpresión: Bogotá, enero de 2015 ISBN: 978-958-771-102-8 e-ISBN: 978-958-771-103-5 Coordinación editorial: Andrea del Pilar Sierra Diseño y diagramación:Wilson Marulanda Carátula: Wilson Marulanda Impresión: La imprenta Calle 77 No. 27 A - 39

Prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio sin la autorización escrita del titular de  los derechos patrimoniales. Impreso y hecho en Colombia - Todos los derechos reservados

Dedicatoria Con todo mi cariño y admiración a mi hija, Paula Andrea, y a su preciosa Susana.

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Tabla de contenido

Dedicatoria .................................................................................. V Introducción ................................................................................. XIII CAPÍTULO 1 Radiaciones no ionizantes ............................................................................1 Introducción ................................................................................. 1 1.1 Espectro electromagnético ..................................................... 4 CAPÍTULO 2 Iluminación .....................................................................................................13 Introducción  ................................................................................ 13 2.1 El ojo y la visión ..................................................................... 15 2.1.1 El mecanismo visual ................................................... 16 2.1.2 Anatomía y fisiología de la visión ............................... 16 2.1.3 El ojo.......................................................................... 17 2.1.4 Anexos del globo ocular ............................................ 21 2.1.6 El campo visual .......................................................... 27 2.1.7 Defectos estructurales del ojo .................................... 27 2.1.8 Tipos de visión  .......................................................... 28 2.2 Factores objetivos del proceso visual ...................................... 29 2.2.1 Tamaño ...................................................................... 29 2.2.2 Brillo fotométrico (luminancia) ................................... 29 2.2.3 Contraste .................................................................... 30 2.2.4 Tiempo....................................................................... 30 2.2.5 El espectro radiante .................................................... 30 2.2.6 Longitud de onda  ...................................................... 31 2.3 Magnitudes y unidades luminosas........................................... 32 2.3.1 Intensidad luminosa (I) ............................................... 32 2.3.2 Flujo luminoso (f) ...................................................... 34 2.3.3 Nivel de iluminación (E) ............................................ 34 2.3.4 Brillo (Luminancia) (B)................................................ 35 2.3.5 Ecuaciones fundamentales.......................................... 37 2.4 Características de la radiación luminosa  ................................ 38 2.4.1 Reflexión.................................................................... 39 2.4.3 Transmisión ............................................................... 42 FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

2.4.4 Refracción .................................................................. 43 2.4.5 Polarización ............................................................... 43 2.5 Calidad de iluminación .......................................................... 44 2.5.1 Deslumbramiento ....................................................... 44 2.5.2 Relación de brillo ....................................................... 46 2.6 El color como fenómeno físico ............................................... 48 2.6.1 El color de los cuerpos opacos ................................... 48 2.6.2 Sensibilidad a los colores  .......................................... 48 2.6.3 El color como sensación ............................................. 49 2.6.4 Cualidades del color .................................................. 50 2.6.5 El color como elemento expresivo .............................. 50 2.6.6 La complementariedad de los colores......................... 56 2.6.7 Factores de modificación del color aparente............... 57 2.6.8 Preferencias cromáticas y tipos de personalidad ......... 58 2.6.9 Tipos de iluminación ................................................. 59 2.6.10 Métodos de alumbrado............................................. 61 2.6.11 Reglamentación ....................................................... 65 2.7 Iluminación general ................................................................ 66 2.7.1 Iluminación en puestos de trabajo .............................. 67 2.7.2 Luminancia o brillo en los puestos de trabajo ............. 67 2.7.3 Equipos ...................................................................... 68 2.7.4 Medida de campo ...................................................... 68 2.7.5 Cálculos ..................................................................... 71 2.8 Análisis y determinación de las condiciones de riesgo  ........... 75 2.8.1 Sistema de iluminación general .................................. 75 2.8.2 Iluminación de puestos de trabajo .............................. 76 2.8.3 Condiciones de brillo de los puestos de trabajo .......... 76 2.9 Medidas de control ................................................................. 77 2.9.1 Aspectos generales en los métodos  de control de la iluminación ................................................ 77 2.10 Otras radiaciones no ionizantes ........................................... 78 2.11 Radiación ultravioleta ........................................................... 79 2.11.1 Efectos de la radiación ultravioleta ........................... 81 2.11.2 Fuentes de emisión de radiación ultravioleta ............ 83 2.11.3 Detección y medición de la radiación ultravioleta .... 83 2.11.4 Detectores físicos ..................................................... 84 2.11.5 Detectores químicos y biológicos ............................. 84 2.11.6 Exposición a fuentes naturales .................................. 85 VIII

Preliminares

2.11.7 Luz natural: .............................................................. 85 2.11.8 Luz ultravioleta germicida: ....................................... 86 2.11.9 Láser ultravioleta: ..................................................... 86 2.13 Radiación infrarroja .............................................................. 88 2.14 Microondas .......................................................................... 90 2.14.1 Medidas de control .................................................. 91 2.15 Radiofrecuencias (RF)  .......................................................... 92 2.15.1 Aplicaciones de las radiofrecuencias  ....................... 92 2.15.2 Detectores y medidores ............................................ 95 2.15.3 Efectos biológicos de las radiofrecuencias  ............... 95 2.15.4 Cáncer y exposición a campos de  radiofrecuencias ................................................................. 98 2.15.5 Valores a los que las personas están sometidas ......... 99 2.16 Aplicaciones médico-terapéuticas de las ondas de radio ....... 100 2.16.1 Valores límite permisibles......................................... 102 2.16.2 Peligros del radar ..................................................... 103 2.16.3 Medidas de protección ............................................. 104 2.17 Legislación colombiana para radiaciones no ionizantes ....... 105 2.18 Radiación láser ..................................................................... 105 2.18.1 Clasificación  ........................................................... 108 2.18. 2 Características de algunos láseres originados  en gases .............................................................................. 109 2.18.3 Límites máximos permisibles  ................................... 111 2.18.4 Protección ................................................................ 113 Bibliografía ................................................................................... 117 Consultas electrónicas .................................................................. 118 CAPÍTULO 3 Radiaciones ionizantes..................................................................................119 Introducción  ................................................................................ 120 3.1 Aparición de las técnicas ........................................................ 122 3.2 Radiaciones ionizantes  .......................................................... 125 3.3 Absorción y dispersión de los rayos X ..................................... 130 3.3.1 Tipos de equipos de rayos X  ...................................... 131 3.3.2 Características de las salas de Rx ................................ 132 3.4 Radiación gamma ................................................................... 132 3.4.1 Usos de la radiación gamma ...................................... 133 3.5 Radiaciones corpusculares ..................................................... 133 FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

3.6 Interacción de rayos X y gamma con la materia  ..................... 138 3.7 Características de las sustancias ionizantes ............................. 141 3.7.1 Unidades ................................................................... 146 3.8 Unidades de radiactividad ...................................................... 147 3.9 Efectos biológicos de las radiaciones ionizantes...................... 147 3.9.1 La célula .................................................................... 147 3.9.2 Radio sensibilidad de las células  ............................... 155 3.9.3 Síndrome de irradiación  ............................................ 156 3.9.4 Síndrome hematopoyético .......................................... 158 3.9.5 Síndrome gastrointestinal............................................ 158 3.9.6 Síndrome del sistema nervioso central ........................ 158 3.9.7 Efectos somáticos crónicos ......................................... 158 3.9.8 Irradiación y contaminación radiactiva ...................... 159 3.9.9 Irradiación externa ..................................................... 160 3.9.10 Contaminación radiactiva......................................... 160 3.9.11 Límites máximos permisibles  ................................... 160 3.10 Reconocimiento ................................................................... 164 3.10.1 Equipos para la medición de radiaciones ionizantes . 165 3.10.2 Detectores de ionización de gas ............................... 165 3.10.3 Cámaras de Ionización ............................................. 166 3.10.4 Contadores proporcionales ....................................... 166 3.10.5 Contadores Geiger-Muller ........................................ 166 3.10.6 Cámara de ionización de Bolsillo - de lapicera ......... 167 3.10.7 Dosímetros de lectura retardada ............................... 167 3.10.8 Dosímetros de película  (fotográfico) - dosímetro personal ............................. 167 3.10.9 Técnicas de medición............................................... 168 3.10.10 Evaluación de la irradiación externa individual ...... 169 3.10.11 Evaluación radiológica de áreas de trabajo ............. 169 3.10.12 Cálculo de la tasa de irradiación en un punto ......... 172 3.10.13 Cálculo de la radiación total y del grado de riesgo . 172 3.11 Evaluación de contaminación en superficies y equipos......... 173 3.11.1 Calibración .............................................................. 174 3.11.2 Consideraciones generales ....................................... 175 3.11.3 Fórmulas .................................................................. 175 3.12 Controles..................................................................... 179 3.12.1 Distancia .................................................................. 184 3.12.2 Tiempo..................................................................... 185 X

Preliminares

3.12.3 Blindaje.................................................................... 185 3.13 Reducción de dosis al paciente ............................................. 187 3.13.1 Reducción de la dosis al personal............................. 188 3.13.2 Control médico ........................................................ 189 3.13.3 Primeros auxilios ...................................................... 190 3.14 Procedimientos y normas de trabajo ..................................... 191 3.14.1 Protección del técnico .............................................. 191 3.14.2 Protección del médico.............................................. 191 3.14.4 Protección en medicina nuclear ............................... 192 3.15 Eliminación de desechos radiactivos ..................................... 193 3.16 Manejo de los pacientes  ...................................................... 194 3.17 Manejo de los cadáveres ...................................................... 194 3.18 Guía sobre criterios de valoración de condiciones  medioambientales de una instalación radiactiva ................... 194 3.19 Legislación colombiana  ....................................................... 197 Bibliografía  .................................................................................. 199

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Introducción La  AIHA  (American  Industrial  Hygienist  Association)  define  la  higiene  industrial  como:  “La  ciencia  y  el  arte  dedicada  al  reconocimiento,  evaluación  y  control;  de aquellos  factores  ambientales originados  en  o  por el lugar de trabajo, que pueden ocasionar enfermedades, menoscabo  de  la  salud  y  bienestar  o  importante  malestar  e  ineficiencia  entre  los  trabajadores o entre los ciudadanos de una comunidad”. Además  en  el  Artículo  9  del  Decreto  614  de  1984  se  define  como:  “Comprende  el  conjunto  de  actividades  destinadas  a  la  identificación,  evaluación y al control de los agentes y factores del ambiente de trabajo  que pueden afectar la salud de los trabajadores”. Uno de los capítulos de esta  ciencia es la de los factores de riesgo que  en  la  Guía  técnica  para  el  análisis  de  exposición  a  factores  de  riesgo  ocupacionales para el proceso de evaluación en la calificación de origen  de  enfermedad, elaborado por el  Ministerio de la  Protección  Social, se  planeta  que  los  factores  de  riesgo  se  clasifican  desde  el  punto  de  vista  del origen y no desde el efecto; definiendo el factor de riesgo físico como  “los factores ambientales de naturaleza física (considerando esta como la  energía que se desplaza en el medio) que cuando entren en contacto con  las personas pueden tener efectos nocivos sobre la salud, dependiendo de  su intensidad, exposición y concentración de los mismos”. FERNANDO HENAO ROBLEDO

XIII

Riesgos físicos II: iluminación

También se puede definir como cualquier forma de energía presente en el  medio ambiente de trabajo y que puede lesionar al trabajador expuesto. Con este documento se pretende presentar las bases teóricas para que las  personas se motiven en el estudio de estos temas y posteriormente realizar  estudios más profundos con el fin de diseñar sistemas de control tanto en  la  fuente  como  en el  medio  y  como última  instancia  en el  receptor.  El  objetivo no es escribir un manual que recopile todo lo escrito y estudiado  sobre tan complejos temas. En  cada  uno  de  los  asuntos  tratados,  se  plantean  las  definiciones  básicas, su clasificación, las fuentes generadoras, los problemas de salud  generados  por  exposición  al  riesgo,  los  instrumentos  de  medición,  los  límites  máximos  permisibles  establecidos  en  Colombia  y  los  métodos  de  control comúnmente utilizados para  atenuarlos en los ambientes de  trabajo. Toda  la  legislación  colombiana  nombrada  en  el  presente  documento  puede  ser  consultada  en  el  Sistema  de  Información  en  Línea  (SIL)  de  ECOE Ediciones.

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CAPÍTULO 1

RADIACIONES NO IONIZANTES

Introducción Al  consultar  el  Diccionario  Larousse  de  ciencias  y  técnicas sobre  la  definición de radiación se encuentra: emisión de ondas electromagnéticas,  de  partículas  atómicas o  de rayos  de cualquier  índole.  Las radiaciones  pueden ser de naturaleza  electromagnética (radiaciones ondulatorias)  o  consisten en la emisión y propagación rectilínea de partículas (radiaciones  corpusculares).  Todas las radiaciones ondulatorias se deben a la propagación simultánea de  un campo magnético y de un campo eléctrico a la velocidad de trecientos  mil  kilómetros  por  segundo.  Solamente  difieren  por  la  frecuencia  y  la  longitud de sus ondas u oscilaciones, cuyo valor determina los efectos que  ejercen en la materia dichas radiaciones: elevado poder de penetración y  de ionización de las radiaciones de mayor frecuencia y menor longitud de  onda (rayos gamma, X, ultravioleta); excitación de la retina, generadora  de  fenómenos de visión (luz); efectos caloríficos (radiaciones  infrarrojas)  y reflexión de las ondas cortas de telecomunicaciones por la ionósfera.  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

Las radiaciones corpusculares se deben a los movimientos de partículas  muy rápidas, cuya velocidad es a veces próxima de la de la luz, aunque  nunca  superior  a  ella.  Son  electrones,  protones,  neutrones,  de  origen  estelar  o  cósmico  (radiaciones  cósmicas)  o  emitidas  por  la  materia  radiactiva o en el curso de otros fenómenos nucleares.  Desde el punto de vista biológico y ocupacional, las radiaciones pueden  dividirse en ionizantes y no ionizantes. Entre las ionizantes se consideran  las  radiaciones  alfa,  beta  gamma,  y  X;  mientras  que  entre  las  no  ionizantes se consideran la radiación ultravioleta, la visible, la infrarroja,  la radiofrecuencia y la de frecuencia extremadamente baja y láser. Por  su  origen, se  puede  afirmar  que  las  radiaciones  ionizantes  se  producen básicamente en el interior de los átomos como  consecuencia  de varios fenómenos, entre ellos la desintegración natural y/o artificial de  los mismos, como ocurre con las partículas alfa y con las radiaciones beta  y  gamma que emergen del núcleo de los átomos; mientras que las X se  produce por las transiciones de los electrones de las capas internas de los  átomos y en ciertos casos por el frenado abrupto de partículas eléctricas  de alta velocidad. Las radiaciones no ionizantes tienen diferentes formas de generarse. De  manera general, por los movimientos acelerados de partículas eléctricas.  Sin  embargo,  pueden  ocurrir  otros  fenómenos  que  las  generan  en  las  transiciones de los electrones en las capas medias y externas de muchos  átomos;  que  es  lo  que  produce  la  radiación  ultravioleta  y  la  visible;  mientras  que  otras  como  la  infrarroja  se  generan  en  las  vibraciones  atómicas y moleculares. En su forma más simple la radiación electromagnética consiste en ondas  eléctricas  vibratorias  que  se  trasladan  en  el  espacio  acompañadas  por  un  campo  magnético  vibratorio  que  tiene  las  características  de  un  movimiento ondulatorio.

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Capítulo  1 • Radiaciones no ionizantes

RADIACIÓN

Electromagnética

Energía eléctrica

Infrarrojo

Radio frecuencias

Particulada

Ultravioleta Luz visible

Rayos gamma

Rayos X

Partículas Neutrones Alfa Rayos Partículas cosmicos Beta

Figura 1. Clasificación de radiaciones

Las  radiaciones  ionizantes  poseen  alta  energía  y  su  efecto  sobre  los  tejidos  vivos  en  general  es  destructivo,  con  consecuencias  letales  a  corto,  mediano  o  largo  plazo; dependiendo  del  tipo  de  tejido  y  de  la  dosis recibida. Las  radiaciones  no  ionizantes poseen  menor  energía y  su  efecto  sobre  los seres vivos es diferente en cuanto a penetración; en estos cuerpos es  menor y la lesión no es tan severa como en las ionizantes. Sin embargo,  los  efectos  pueden  tener  un  espectro  amplio  que  depende  del  tipo  de  radiación y del tiempo de exposición.  Tabla 1. Radiaciones electromagnéticas. Tipo de  radiación

Frecuencia

Longitud de onda 

Energía/ Fotón

Ionizante

> 3000 THz

 12.4 eV

No ionizantes

≤3000 THz 

≥ 100 nm

≤12.4 eV 

Ultravioleta

3000- 750 THz

100-400 nm

12.4-3.1 eV

Visible

750-385 THZ

400-780 nm

3.1-1.59 eV

Infrarroja

85-0.3 THz

0.78-1000 μm

1.590-1.24 meV

Microondas

300-0.3 GhHz

1-1000 mm

1.240-1.24 μeV

Radiofrecuencias

300- 0.1 MHz

1-3000 m

1.240-0.41 neV

Tomado de Wikipedia.

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

Las radiaciones no ionizantes tienen  algún poder  de penetración en los  tejidos vivos y es absorbida durante su viaje a través de ellos , originando  diferentes fenómenos a  escala molecular,  los cuales pueden ser de tipo  térmico,  fotobiológico,  fotoquímico,  etc.  Esto  explica  el  hecho  de  que  tejidos  muy  sensibles  a  tales  fenómenos  sean  los más  afectados,  como  es el caso de los tejidos de la retina en el ojo de muchas especies vivas,  en  particular  en  el  hombre.  Lo  anterior  ocurre  especialmente  con  las  radiaciones comprendidas entre las ultravioleta y las microondas.  Las  radiaciones  de  mayor  longitud  de  onda,  tales  como  las  de  radiofrecuencia  y  las  de  frecuencia  extremadamente  baja  producen  efectos  a  nivel  de  órganos;  siendo  más  notable  su  efecto  a  nivel  del  sistema nervioso central. Las  definiciones  básicas  y  sus  fundamentos  técnicos  fueron  tomados  de  la Enciclopedia  de Física de la editorial Salvat  y del  Reglamento técnico  colombiano para evaluación y control de iluminación y brillo en los centros  y puestos de trabajo, elaborado por el Ministerio de la Protección Social.

1.1 Espectro electromagnético  Para  el  análisis  del  espectro  electromagnético  se  tomó  la  definición de  términos presentado por el Manual de fundamentos de higiene industrial del  Consejo  Interamericano  de  Seguridad  (CIAS)  y  los  conceptos  presentados por Joseph LaDou en su libro Medicina Laboral. El  ente  físico  más  común  y  extendido  en  el  universo  es  la  radiación  electromagnética. El hombre aprendió a generar y a usar las radiaciones para  diversos fines, desde conocer mejor el universo hasta fabricar instrumentos  de muerte, pasando por toda la utilización en comunicaciones, fabricación  de  infinidad de  artículos, tratamientos médicos, entretenimiento,  etc., al  punto de que prácticamente no existe actividad humana que no requiera  el uso de las radiaciones electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas pueden diferir en tres propiedades básicas:  a)  fuerza, es  decir,  la  intensidad  de  las  fuerzas  electromagnéticas,  b)  frecuencia, que es el número de veces que vibran o el número de ciclos  completos que cumplen en cada segundo y c) longitud de onda, que es la  menor distancia entre puntos similares consecutivos de la serie de ondas. 

4

Capítulo  1 • Radiaciones no ionizantes

Como  se  ha  explicado,  las  radiaciones  electromagnéticas  son  ondas  formadas  por  la  existencia  de  campos  eléctricos  y  magnéticos  cuyas  direcciones son perpendiculares entre si y a su vez perpendiculares a la  dirección de propagación. Una de sus características es que se propagan  en el vacío pues no necesitan medio material como soporte. La velocidad  con que viaja la energía, transmitida de esta forma, es de 300.000 km/seg  en el vacío y esto es una constante. Las  ondas  electromagnéticas  se  diferencian  entre  si  por  su  longitud  de  onda  y  su  frecuencia.  La  relación  entre  estas  dos  características  es  la  siguiente:

λ = c/f Donde,  λ = longitud de onda c  = velocidad (constante)  f  = frecuencia

Figura 2: El campo eléctrico (E) y el campo magnético (H), componentes de la radiación electromagnética. Tomado de Medicina Laboral, Joseph LaDou, Manual Moderno, 1993).

La  energía  de  una  onda  electromagnética,  que  en  definitiva  determina  en  gran  parte  su  peligrosidad  para  el  ser  humano,  es  directamente 

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

proporcional a  su frecuencia e inversamente proporcional a  su longitud  de onda; por lo que las radiaciones electromagnéticas más peligrosas son  aquellas de mayor frecuencia y menor longitud de onda. La  determinación de  esa energía  se  lleva a  cabo mediante  la  siguiente  ecuación: E = h x f Donde,  E  = energía en Julios f  = frecuencia en Hertzios  h  = una constante (constante de Planck) que vale 6.63 10-34 Julios.seg Para alterar estructuras moleculares, es decir para que una radiación sea  ionizante, esta debe poseer una energía superior a 12.4 eV, es decir 2.10  X 10-18 Julios. Esto  significa  que  las  radiaciones  electromagnéticas  ionizantes  son  aquellas  cuya frecuencia  es  superior a  3  X  1015 Hz,  que,  como  puede  comprobarse  en  el  espectro  electromagnético,  abarca  las  radiaciones  correspondientes a una franja de la banda de los ultravioletas, rayos X y  rayos gamma.  La  radiación  electromagnética  también  puede  actuar  como  partículas  discretas  (o  quanta)  de  radiación  teniendo  cada  quantum  (paquete  de  energía)  un  valor  definido  de  energía  y de  momento.  A mayor  longitud  de onda, menor energía del quantum. La región no ionizante del espectro  electromagnético es aquella donde la energía de los quanta incidentes es  insuficiente, en circunstancias normales, para desalojar electrones en los  tejidos del cuerpo humano y provocar pares iónicos.  Todas  las  radiaciones  electromagnéticas,  aunque  puedan  diferir  ampliamente en longitud de onda y frecuencia, tienen un origen común  en cargas eléctricas en movimiento, que pueden surgir en muchas formas  diferentes que incluyen distintas acciones atómicas o moleculares. Las  ondas  eléctricas  y  de  radio  más  largas  pueden  ser  producidas  por  circuitos eléctricos oscilantes. (Ver página siguiente)  6

Radio  AM 

103  (1 KHz) 

Poder de  frecuencia 

300 km 

4.1 x10-12 V 

106  (1 MHz) 

Radio  CB 

300 m 

300 um 

300  1000 GHz  GHz

1012  (1 THz)

Horno de microondas

109  (1 GHz) 

Radio  TV  FM  UHF 

30 cm 

4.1 x10-6V 

300  MHz 

Radio frecuencias 

Microondas

Radiación no ionizante 

IR 

UV 

1015 

300 nm 

4.1 x10V 

VR 

1018

300 pm

4.1 x103 V

Rayos X y gamma

Radiación ionizante

Figura 3. Espectro de radiación electromagnética: RI= radiación infrarroja, RV= Radiación visible (luz); UV = radiación ultravioleta. Tomado de Manual de  fundamentos de higiene industrial, CIAS, 1981.

Frecuencia (Hertz)

Longitudes de onda

Energía fotónica (voltios por electrones)

Tipos de radiación

Categoría de la radiación

Capítulo  1 • Radiaciones no ionizantes

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

Las  ondas  infrarrojas  son  emitidas  por  las  rotaciones  y  vibraciones  de  los átomos que componen el cuerpo caliente. La luz visible es emitida a  medida que asciende la temperatura del cuerpo caliente: cierta luz visible  también puede ser producida por transiciones electrónicas. La luz visible  y  ultravioleta,  de  igual  manera,  se  observa  cuando  pasa  una  corriente  eléctrica  a través  de un gas.  Las frecuencias  del ultravioleta se deben  a  excitaciones electrónicas de los átomos y moléculas.  A medida que aumenta la energía de excitación existe una superposición  en el límite de menor frecuencia de la región de rayos X. Los electrones  de alta velocidad que chocan contra blancos de metales pesados pueden  producir  rayos  X.  A  medida  que  se  incrementa  la  energía  de  estos  electrones de alta velocidad, las frecuencias de radiación aumentan y se  superponen con la zona de rayos gamma. De  mayor  a  menor  energía  transportada  por  el  fotón,  las  radiaciones  electromagnéticas  se  clasifican  en  siete  ámbitos  o  regiones  (ver  figura  página siguiente): •

Gamma: Los  que  transportan  más  energía,  emitidos  por  núcleos  atómicos

•

Rayos X: Emitidos por electrones de los átomos, se usan para hacer  radiografías

•

Ultravioleta: Aún muy energéticos, capaces de producir cáncer en piel

•

Visible: de  energía  intermedia,  capaz  de  estimular  el  ojo  humano,  con longitud de onda entre 380 y 760 nm (nanómetros)

•

Infrarrojos: Responsables del bronceado de la piel y de la sensación  de color

•

Microondas: Usados  en  radar,  telecomunicaciones  y  para  calentar  alimentos

•

Radio: Los de menor energía, se usan en las transmisiones de radio  y televisión

De  los siete  componentes  del espectro  electromagnético solamente los 

8

1022

2000 

U

n

d

10-12

a id

1020

10-10

1 

Rayos X

An

tr gs

1018

3000 

1 

om N 10-8

a

m no

1016

e

Violeta Azul 

6000 

a

n

10-4

1012

1010

10-2

C 1 

m

Rojo 

Ondas Hertzianas

108

7000 

1 

M 1 

e

106

8000 

tro

102

1 

Ki

Televisión Onda corta Radio difusión

Radio direccional (radar) FM

Wavelength in Meters

M 1 

o cr

Infrarrojo

1014

10-6

Ultravioleta

tro

5000 

Verde 

Longitud de ondas en Angstrom Frecuencia en ciclos por segundo

4000 

Vacio

Cercano Naranja

l

et

104

om

ro

104

102

1

10000

106

108

Trasmisión de energía

9000 

Infrarrojo

Infrarrojo Microondas y radio

Figura 4. El espectro electromagnético, incluyendo las radiaciones ionizantes y no ionizantes. Tomado de Manual de fundamentos de higiene industrial. Ibíd.

10-14

1 

Lejano

Ultravioleta 

Rayos cosmicos Rayos gamma

1024

1000 

Estremo

Visible

Amarillo

Ultravioletra

Capítulo  1 • Radiaciones no ionizantes

FERNANDO HENAO ROBLEDO

9

Riesgos físicos II: iluminación

fotones  del  visible  tienen  la  capacidad  de  estimular  las  células  de  la  visión (conos y bastones) que se tienen en el fondo de la retina. Los otros  seis  componentes también  afectan, no solo los  ojos, sino otros órganos  del cuerpo y podrían ser muy perjudiciales, si hay exposición en exceso.  Pero no pueden ser detectados y discriminados por la retina, con lo cual,  no son visibles. En  resumen,  se  puede  plantear  que  las  radiaciones  no  ionizantes  son  aquellas  que  por  interacción  con  la  materia  no  generan  iones  debido  a  que  su  contenido  energético  es  relativamente  bajo.  Las  radiaciones  electromagnéticas vienen determinadas por la frecuencia, la longitud de  onda y la energía. La energía es proporcional a la frecuencia.  En orden creciente de frecuencia y, por tanto, de energía, se encuentran  a lo largo del espectro: •  Campos  electromagnéticos  de  extremadamente  baja  frecuencia  (ELF) de 0 a 300 Hz •  Campos electromagnéticos de muy baja frecuencia (VLF) de 300  a  30.000 Hz Fuentes  de  exposición:  transporte  de  energía  eléctrica  (50/60  Hz)  y  aparatos  que  consumen  energía  eléctrica.  Algunos  sistemas  de  trenes  eléctricos funcionan a 16.67 Hz. •

Radiofrecuencias (RF) de 104 a 108 Hz

• Microondas (MO) de 109 a 1011 Hz Fuentes  de  exposición: emisiones  de  radio y  televisión  entre  3  y  3.10 8  KHz y la telefonía móvil entre 800 y 1800 MHz.  Radiaciones Infrarrojas (IR). Según su longitud de onda se subdivide en:  IR-A: 750- 1400 nm. IR-B: 1400- 3000 nm. IR-C: 3000- 1 mm.  Fuentes de exposición: emitido por objetos calientes, es un factor que  contribuye al estrés por calor.

10

Capítulo  1 • Radiaciones no ionizantes

Radiación visible (Luz). Longitud de onda entre 400 y 760 nm.  Radiación Ultravioleta (RU). Según la longitud de onda se subdivide en: UV-A:  315-400  nm.  luz  negra;  produce  fluorescencia  en  distintas  sustancias. UV-B:  280-315  nm:  la  mayor  parte  de  las  UV;  produce  eritema  cutáneo. UV-C: 100-280 nm: produce efectos germicidas.  Radiaciones inmediatamente inferiores a las radiaciones ionizantes. Fuentes de exposición: la  principal fuente natural es el  sol. Fuentes  artificiales: soldaduras, lámparas solares. Láser: Dispositivo  capaz  de  producir  radiación  visible,  IR  o  UV,  caracterizado por ser monocromático. Campos electromagnéticos  estáticos: Imanes, conductores eléctricos de  corriente continua, etc.

FERNANDO HENAO ROBLEDO

11

X

FSA 

3X102

TV

FMA 

103 

104  FM 

FA = Frecuencias altas  FM = Frecuencias medias 

3 

Diatermia

FA 

FRECUENCIA EN MEGAHERTZ

L

FUA 

102 

FUA = Frecuencias ultra altas  FMA = Frecuencias muy altas 

S

10 

Figura 5. Longitud de onda en centímetros. Tomado de Manual de fundamentos de higiene industrial, op. cit.

FEA = Frecuencias extremadamente altas  FSA = Frecuencias super altas 

3X105

Infrarrojo

Radar comercial y militar

FEA 

1 

io

12

Rad

0.1 

LONGITUD DE ONDA EN CENTÍMETROS

FB 

3X10-2

106 FMB

FB = Frecuencias bajas FMB = Frecuencias muy bajas

105 

Riesgos físicos II: iluminación

CAPÍTULO 2

ILUMINACIÓN

Introducción  La iluminación industrial es uno de los factores ambientales de carácter  microclimático que tiene como principal finalidad facilitar la visualización  de los objetos dentro de su contexto espacial, de modo que, el trabajo se  pueda  realizar en unas  condiciones aceptables de eficacia, comodidad  y seguridad. En  la  Guía  técnica  para  el  análisis  de  exposición  a  factores  de  riesgo  ocupacional  para  el  proceso  de  evaluación  en  la  calificación  de  origen  de  enfermedad, elaborado por el  Ministerio de la  Protección  Social,  la  iluminación es considerada un riesgo que condiciona la calidad de vida y  determina las condiciones de trabajo en que se desarrollan las actividades  laborales; y tomando en cuenta que la visión es el proceso por medio del  cual  se  transforma  la  energía  luminosa  en  impulsos  nerviosos  capaces  de  generar  sensaciones,  la  calidad  o  grado  de  visión  depende  de:  la  sensibilidad del ojo, la agudeza visual y el campo visual.

FERNANDO HENAO ROBLEDO

13

Riesgos físicos II: iluminación

Si  se  consiguen  estos  objetivos,  las  consecuencias  no  solo  repercuten  favorablemente sobre las personas, reduciendo la fatiga, la tasa de errores  y  de  accidentes  de  trabajo,  sino  además  contribuyen  a  aumentar  la  cantidad  y  calidad del  trabajo  y  por lo  tanto  consecuentemente,  sobre  las  condiciones  ambientales  y  sociales  que  repetidamente  los  estudios  ergonómicos han demostrado. De  acuerdo  con  la  Resolución  02400  de  mayo  22 de  1979,  expedida  por el Ministerio de Trabajo y Seguridad Social, en su Título III artículo  79  “Todos  los  lugares  de  trabajo  tendrán  la  iluminación  adecuada  e  indispensable  de  acuerdo  a  la  clase  de  labor  que  se  realice,  según  la  modalidad de la industria; a la vez que deberán satisfacer las condiciones  de  Seguridad  para  todo  el  personal.  La  iluminación  podrá  ser  natural,  artificial o de ambos tipos...”. Desgraciadamente,  en  el  medio  se  piensa  que  iluminar  es  colocar  lámparas,  llegando  incluso  a  crear  nuevos  riesgos  por  sobrecarga  de  circuitos  y principalmente incrementando  los costos  por desperdicio de  electricidad, sin mejorar para nada los ambientes laborales. Los  requisitos  primordiales  de  la  iluminación  industrial  atañen  a  la  cantidad  y  calidad  de  la  iluminación  en  los  lugares  de  trabajo,  de  forma que el personal sea  capaz de observar y controlar con eficacia  el  funcionamiento y conservación de las máquinas y procesos de elaboración.  Dichos  requisitos  son  presentados  en  el  documento  Conservación  visual, elaborado por Fundecomercio, en el cual se plantean además los  siguientes aspectos. El  ojo humano ha evolucionado a  través  de los tiempos,  desde cuando  usaba  casi  por completo  la  iluminación del  aire  libre y  la  luz  brillante  del  día  para  una  visión  simple,  de  largo  alcance.  En  la  actualidad,  el  hombre vive y trabaja corrientemente en  el interior de edificios y utiliza  sus ojos con demasiada frecuencia y durante largas horas en condiciones  de iluminación artificial inadecuadas y en  trabajos delicados que exigen  una  constante acomodación.  Un  buen alumbrado  puede  hacer mucho  para mejorar las condiciones de trabajo del ojo y aliviar el esfuerzo visual  necesario para el ejercicio de labores visuales difíciles. 

14

Capítulo 2  • Iluminación

Estudios  estadísticos  revelan  que  las  ventajas  de  los  niveles  de  alta  iluminación  son incluso  más patentes  en  los ojos  de personas  mayores  que en los ojos de jóvenes normales. La mayoría de las tareas visuales son muy complejas y en ellas entran  en  consideración  no  solo  estos factores  fundamentales  sino  muchos  otros;  todos  ellos  relacionados  entre  sí.  La  situación  se  complica  aún  más  por  factores  sicológicos  y  fisiológicos  que  condicionan  la  respuesta del observador a  cualquier estímulo luminoso y  que varían  no solo de un individuo a otro, sino también en el mismo individuo en  diferentes momentos. Dentro de las actividades que realiza el hombre a lo largo de su vida, una  de las que ocupa la mayor parte de ella, no solo en el tiempo sino también  en el espacio, es el trabajo. En este sentido, la actividad laboral, para que  pueda desarrollarse de una forma eficaz, precisa que la luz (característica  ambiental)  y  la  visión  (característica  personal)  se  complementen,  lo  anterior,  porque  se  considera  que  el  50%  de  la  información  sensorial  que  recibe  el  hombre  es  de  tipo  visual,  es  decir,  tiene  como  origen  primario  la  luz.  Un  tratamiento  adecuado  del  ambiente  visual  permite  incidir  en  los  aspectos  de:  seguridad, confort  y  productividad; y  como  respuesta disminuyendo la fatiga, tasa de errores y accidentes de trabajo  y elevando la cantidad y calidad del trabajo. De la misma manera, provee  una  dimensión  estética  e  informativa  complementaria  y  señalización.  La integración  de todos los aspectos  indicados culminará en un trabajo  seguro, cómodo y eficaz.

2.1 El ojo y la visión Puesto que el propósito del alumbrado es hacer posible la visión, cualquier  estudio del mismo debe empezar con unas consideraciones sobre el ojo  y  el proceso visual. Solo cuando se entiende el mecanismo del ojo y  la  forma  en  que  este  opera,  se  puede  llevar  a  cabo satisfactoriamente  su  función principal, cual es  la de proporcionar luz para la  realización de  las  tareas  visuales  con  un  máximo  de  velocidad,  exactitud,  facilidad  y  comodidad y con un mínimo de esfuerzo y fatiga.

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

2.1.1  El mecanismo visual El  ojo  humano  suele  compararse  con una  cámara  fotográfica, a  la  que  se parece en muchos aspectos. Ambos tienen una lente, que enfoca una  imagen  invertida  sobre  una  superficie  sensible  a  la  luz  (la  película  en  una máquina fotográfica, la retina en el ojo). El párpado corresponde al  obturador de la cámara. En frente de la lente fotográfica hay un diafragma,  que puede abrirse o  cerrarse para  regular la cantidad  de luz que entra  en la cámara. Delante de la lente, en el ojo, está el iris, que cumple la  misma función. Sin embargo, hay  cierto riesgo en  llevar esta analogía  demasiado lejos,  dadas  las importantes diferencias  entre el ojo y  la cámara.  El ojo es un  órgano viviente, extraordinariamente adaptable, y opera en un campo de  niveles de iluminación variables entre límites, que guardan  entre sí  una  relación  de  más  de  un  millón  a  uno.  Además,  los  continuos  cambios,  necesarios  para  una  buena  visión,  en  condiciones  consecutivamente  variables, se efectúan automáticamente, sin esfuerzo consciente. Debido  a este hecho es muy fácil abusar del ojo.

2.1.2 Anatomía y fisiología de la visión Para  la  presentación  de  este  tema  se  toma  del  libro  de  Joseph  LaDou  lo  concerniente a  la anatomía  y fisiología  de  la visión, complementado  con  información  del  documento  Salud  Visual,  elaborado  por  la  ARP  Protección Laboral Seguro. La visión  es una función muy elaborada,  en la cual toman parte activa,  además  del  ojo  como  órgano  efector  de  la  visión,  el  sistema  nervioso  central (vías ópticas y corteza cerebral). El ojo es un órgano par encargado  de recibir las imágenes que llegan del exterior y de enviarlas al cerebro en  forma de energía eléctrica. Está  alojado  en  dos  cavidades  llamadas  órbitas,  situadas  en  la  parte  anterior  y  superior  de  la  cara;  esta  localización  le  proporciona  una  protección natural, dada por las estructuras óseas y por los denominados  anexos (párpados, pestañas, cejas y aparato lagrimal).

16

Capítulo 2  • Iluminación

El cerebro analiza los mensajes recibidos por el ojo y conducidos a través de  las vías ópticas (nervio óptico, quiasma, cintillas, radiaciones ópticas), los  computa con otros niveles como la memoria, haciendo así conscientes las  imágenes, y luego ordena una respuesta a nivel sensorial. Una interrupción  en cualquier fase de este mecanismo impedirá la función visual.

2.1.3 El ojo

Pupila

Córnea Iris Ángulo de la cámara anterior Vena episclerótica Cámara posterior

Conducto de Schlemm Conjuntiva Zónula

Cuerpo ciliar Cápsula del cristalino

Músculo recto lateral

Músculo recto interno Ora serrata Retina

Coroides

Coroides Esclerótica Esclerótica

Humor vitreo

Vena del Vórtex

Epitelio retinado pigmental Arteriolas y venas de la retina Lámina cribosa Mácula Arteria ciliar posterior mayor  y nervio ciliar mayor

Aracnoides

Disco óptico

Nervio óptico Duramadre Pirámide Arteria y vena centrales de la retina

Figura 1. Vista del ojo. Tomado de Medicina laboral, Joseph LaDou, 1993.

Constituye  una  milésima  parte  del  cuerpo  humano.  Es  un  órgano  casi  esférico de aproximadamente 25 milímetros de diámetro. FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

La  pared  del  globo  ocular  está  compuesta  por  tres  capas:  esclerótica,  coroides y retina, siendo esta la más interna. La esclerótica: Es una membrana blanquecina muy resistente que protege  el  contenido  del  globo y  mantiene  su  forma. Está  constituida  por fibras  de  colágeno.  Hacia  la  pared  anterior  se  transforma  en  una  estructura  transparente y de forma semejante a la luna de un reloj de pulsera, que se  denomina córnea y cumple principalmente la función óptica. La córnea  tiene cinco capas: la más externa es el epitelio corneal, muy susceptible  a las abrasiones y lesiones físicas y químicas. En la esclerótica se insertan  los músculos extraoculares encargados de la movilidad del ojo. La coroides: Es la capa media del globo ocular. Se trata de una membrana  delgada,  esponjosa,  de  color  café  oscuro,  formada  principalmente  por  vasos sanguíneos que nutren el ojo y eliminan sus productos de desecho;  y por células pigmentarias que garantizan el oscurecimiento del interior  del ojo, en el que se proyectan las imágenes. En la parte anterior del ojo  las coroides se une al cuerpo ciliar, estructura muscular que produce el  humor acuoso y a su vez se continúa con el iris (diafragma) que da a los  ojos  su color individual,  este  depende  de la cantidad  de pigmento  que  contenga. El espacio negro que se ve en el centro del iris es la pupila. El  iris  contiene  dos  músculos: El  esfínter,  que  al  contraerse  hace  más  pequeña la pupila, y el dilatador, que al contraerse la agranda. La pupila  controla la cantidad de luz que entra al ojo, tal como lo hace el diafragma  de  una  cámara  fotográfica.  Ante  una  luz  natural  o  artificial  intensa  la  pupila  se  contrae  y  puede  llegar  a  hacerse  puntiforme,  cuando  hay  penumbra u oscuridad se dilata, favoreciendo la entrada de la luz.

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Capítulo 2  • Iluminación

A 

B ESTRUCTURA MUSCULAR DEL IRIS

A) Pupila

B) Pupila dilatada

Figura 2. Estructura muscular del iris. (Tomado de Salud Visual, ISS, 1993).

La retina: Es la capa más interna del ojo. Membrana delicada y transparente  que contiene células fotorreceptoras. Es la zona donde se visualizan las  imágenes. La retina tiene una parte muy especial, situada en el eje óptico,  denominada Mácula Lútea. Es allí donde se proyectan las imágenes con  mayor nitidez y es la zona que permite mantener una visión fina de  alta  resolución, mientras que en el resto de la retina hay visión de referencia  (campo visual). Las células fotorreceptoras pueden ser de dos clases, los  conos y los bastones. •

Los conos, alrededor  de  seis  millones  quinientos  mil  unidades,  de  forma corta y gruesa, permiten ver de día, advertir los detalles finos y  rigen la visión de los colores, es decir, la calidad de la luz (apreciación  cualitativa). Están ubicados principalmente en la mácula. Los animales  “diurnos”, como  la  gallina,  solo  poseen  conos  en  la  retina,  lo  que  hace que su visión nocturna sea deficiente. FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

Figura 3. La retina. Tomado de Salud Visual, Ibíd.

•

Los bastones, células  largas, delgadas y  cilíndricas. Más  numerosas  (alrededor de ciento veinticinco millones), rigen la visión del blanconegro  y  la  distinta  gama  de  grises,  permiten  la  visión  nocturna  y  aprecian  la  intensidad  de  la  luz  (cuantitativa).  Los  animales  “nocturnos”, como los topos, los murciélagos y las lechuzas poseen  exclusivamente bastones en su retina.

Medios transparentes Además  de  la  córnea,  ya  descrita,  los  medios  transparentes  son:  el  cristalino, el cuerpo vítreo y el humor acuoso.

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Capítulo 2  • Iluminación

Cristalino Es  un  órgano  en  forma  de  lente  “lente  vivo”,  divide  el  ojo  en  dos  compartimentos:  uno  anterior,  formado  por  las  cámaras  del  ojo,  y  otro posterior,  ocupado por el  cuerpo  vítreo. Se  halla unido  al  cuerpo  ciliar por fibras finas que lo sostienen (zónula). Es un órgano óptico por  excelencia, permite enfocar las imágenes, tanto de lejos como de cerca.  Su  tamaño  y  su  forma  biconvexa  son  variables  según  las  necesidades  de  acomodación  (para  visión  cercana  se  aumenta,  para  visión  lejana  disminuye). El  cristalino  es  una  estructura  completamente  transparente  encerrada  en  una cápsula delgada que  impide la  entrada de humor acuoso  en su  interior. Cualquier opacidad del cristalino se denomina catarata. Cuerpo vítreo Situado detrás del cristalino, es una sustancia gelatinosa y transparente,  que  llena  toda  la  porción  posterior  del  globo (4/5  partes).  En  personas  jóvenes es bastante denso, el paso de los años y ciertas enfermedades lo  vuelven más líquido. El cuerpo vítreo no se regenera si se pierde de forma  traumática o quirúrgica. Humor acuoso De  consistencia  líquida,  es  producido  constantemente  por  el  cuerpo  ciliar. Ocupa la cámara anterior y posterior del ojo y se drena en forma  permanente. Además de su función refractiva, permite el intercambio de nutrientes  y materiales de desecho. Debe existir un equilibrio entre la producción  y  la  excreción  del  humor  acuoso,  para  que  los  niveles  de  presión  intraocular  sean  normales.  Si  aumenta  ocasiona  una  enfermedad  denominada Glaucoma. 

2.1.4 Anexos del globo ocular  Músculos extra oculares Cada globo ocular es mantenido en su posición, dentro de la órbita, por un  grupo de seis músculos que se insertan en su superficie externa; y se fijan, por 

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el otro extremo, a las paredes de la órbita. Ellos hacen posible que los ojos se  muevan libre y coordinadamente en todas las direcciones. Los  seis  músculos son:  recto interno  o  medio, recto  externo o  lateral, recto  superior, recto inferior, oblicuo mayor o superior y oblicuo menor o inferior. Las acciones de los músculos están completamente coordinadas de tal forma  que mientras unos se contraen los que ejercen acción contraria se relajan y así  garantizan el correcto alineamiento de los globos oculares.

Figura 4. Diagrama de los músculos motores del ojo. Tomado de Salud Visual, op. cit. 

Los músculos están inervados por el III par craneal (motor ocular común,  excepto dos: el oblicuo mayor, inervado por el IV par  y el  recto externo, por el VI par ). Párpados  Su función es fundamental, la de proteger el globo ocular. Están formados  por cuatro capas: la piel, la capa muscular (músculo orbicular), el tarso  (estructura rígida cartilaginosa que mantiene la forma y se continúa con el  músculo elevador del párpado) y la conjuntiva (que cubre la parte interna 

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Capítulo 2  • Iluminación

del párpado y se continúa cubriendo el globo ocular   hasta el borde de la córnea ). La unión de la conjuntiva palpebral  y  la  conjuntiva  bulbar  forma  un surco  denominado  fórmix  o  fondo  de  saco conjuntival. El punto de unión externo de los párpados superior e inferior es el canto externo  o ángulo temporal, y el punto de unión interno es el canto interno o ángulo  nasal. Junto a este último hay una pequeña elevación del tejido, denominado  la carúncula, y en los niños generalmente un repliegue de piel denominado  epicanto, que puede dar la apariencia de estrabismo (pseudoestrabismo). El  epicanto es una característica normal en las etnias orientales. Además  de  la  función  de  protección  física  que  ejercen  los  párpados,  con el parpadeo (por acción refleja o voluntaria) se distribuye el líquido  lagrimal,  garantizando  la existencia permanente  de la  película lagrimal  lubricante. El borde superior de los párpados superiores está limitado por las cejas, las  cuales  cumplen  una  función  protectora,  impidiendo  la  caída  de  partículas  extrañas  y secreciones  al  ojo. Igual  oficio tienen  las pestañas que se encuentran en los bordes libres de los párpados. Aparato lagrimal  Es un eficiente sistema  de riego. El flujo continuo de lágrimas asegura la  lubricación del ojo y lo protege del aire cuando está abierto. Las  lágrimas,  además  de  lubricar,  contienen  sustancias  bactericidas  y  pueden neutralizar ácidos y álcalis leves; son producidas por las glándulas  lagrimales, drenan a través de los puntos lagrimales superior e inferior, que  son pequeños orificios situados en el extremo nasal de los bordes libres de  los párpados; de allí, por dos canalículos, van a acumularse al saco lagrimal  que, a su vez, está comunicado con la nariz por el conducto lacrimonasal. Las lágrimas se evaporan en la superficie de la mucosa nasal. Las vías lagrimales pueden obstruirse por inflamación, infección, defecto  congénito o tumores. FERNANDO HENAO ROBLEDO

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2.1.5 Características visuales del ojo  Estas características fueron extractadas del documento El ojo y la visión,  consultado en internet. Acomodación o capacidad visual Cuando  el  cristalino  presenta  su  forma  más  aplanada  el  ojo  normal  está  enfocado  sobre  objetos  en  el  infinito.  Para  enfocar  un  objeto  más  cercano, particularmente dentro de los seis metros, es preciso aumentar  la  convexidad  del  cristalino  mediante  la  contracción  de  los  músculos  ciliares. Cuanto más cercano esté el objeto, más convexo debe hacerse el  cristalino; esto es parte del proceso conocido como acomodación.  La  acomodación incluye también  cambios en el  diámetro de la  pupila.  Cuando el ojo se enfoca sobre objetos distantes la pupila es relativamente  grande. Mientras la atención se fija en un objeto visual cercano la pupila  se  contrae  algo,  logrando  así  una  apreciación  más  penetrante,  pero  admitiendo menos luz en el ojo. Esta es la propiedad fisiológica del ojo  humano  para  enfocar a  los  objetos  a  diferentes  distancias,  variando  el  espesor y por tanto la longitud focal del cristalino, por medio del músculo  ciliar. La acomodación está entonces implicada en la visión cercana y de  lejos; y la misma varía con la edad. Adaptación El ojo es capaz de trabajar en un amplísimo campo de niveles de iluminación,  mediante un proceso conocido como adaptación, que incluye un cambio en  el tamaño de la abertura de la pupila, al mismo tiempo que unas variaciones  fotoquímicas en la retina. El tamaño de la abertura de la pupila obedece principalmente a la cantidad  de luz recibida en el ojo. En una luz muy tenue la pupila se dilata, pero a  medida que la luz aumenta la abertura se contrae. Esto es particularmente  perceptible cuando se pasa de una zona bien iluminada a otra más oscura  o cuando una fuente de luz brillante entra dentro del ámbito de la visión.  El cambio en la retina implica un equilibrio del grado de regeneración de  las sustancias fotoquímicas presentes en aquella, frente a las necesidades  del ojo en una situación dada.

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Capítulo 2  • Iluminación

El tiempo requerido para el proceso de adaptación depende del estado previo  de  acomodación y  de la magnitud del cambio. En  general, la adaptación  a  un nivel más alto  de iluminación se lleva a cabo más rápidamente que  en sentido contrario. La  mayor intensidad de adaptación suele tener lugar  durante  el  primer  minuto,  mientras  que  el  proceso  de  adaptación  a  la  oscuridad se verifica muy rápidamente en los treinta primeros minutos. La  adaptación  es  entonces  el  proceso  por  el  cual  el  ojo  se  adapta  a  distintos niveles de luminosidad. El iris es el encargado de realizar dicha  adaptación pasando de niveles bajos a altos en poco tiempo. Agudeza visual o poder separador del ojo  Capacidad de percibir y discriminar visualmente los detalles más pequeños.  Varía con el tiempo y a partir de los 20 años de edad disminuye. Con la  agudeza se aprecian dos objetos más o menos separados. Se define como  el “mínimo ángulo bajo el cual se pueden distinguir dos puntos distintos  al  quedar separadas  sus  imágenes  en  la  retina”.  Para  el  ojo  normal  se  sitúa en un minuto la abertura  de este ángulo; depende asimismo de la  iluminación y es mayor cuanto más intensa es esta. Curva de sensibilidad del ojo  El ojo no es igualmente sensible a  la energía de todas las longitudes de  onda  o  colores.  Algunos  experimentos  han  establecido  una  curva  de  sensibilidad del ojo y su respuesta normal a iguales cantidades de energía  con distintas longitudes de onda. Sensibilidad del ojo Es quizás el aspecto más importante relativo a la visión y varía de un individuo  a  otro. Si  el ojo  humano percibe  una serie de  radiaciones  comprendidas  entre los 380 y los 780 nm, la sensibilidad será  baja en los extremos y el  máximo se encontrará en los 555 nm. En el caso de niveles de iluminación  débiles esta sensibilidad máxima se desplaza hacia los 500 nm.  La máxima sensibilidad está en el amarillo verdoso, con una longitud de  onda aproximada de  550 angstrom, mientras  que la  sensibilidad en los  extremos azul y rojo  del espectro es muy baja. Esto quiere decir que se  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

necesitan unas nueve unidades de energía roja de una longitud de onda  de 6500 angstrom para producir el mismo efecto visual que una unidad  de amarillo verdoso. Es obvio que la curva de sensibilidad se debe tener  siempre en cuenta al evaluar la energía visual en función de la sensación. En  la  aplicación  práctica  de  la  iluminación,  los  espectros  de  colores  fuertes  no  se  emplean  nunca.  Sin embargo,  los  efectos  sicológicos  del  color pueden ser más pronunciados en unas personas que en otras y se  deben  considerar las preferencias personales cuando se seleccionen las  fuentes de luz, aun cuando no pueda esperarse grandes resultados en la  capacidad visual. Efecto Purkinje  Es la explicación de cómo se ve en la oscuridad y fue tomada de internet.  La curva normal (fotópica) de sensibilidad del ojo está basada en la “visión  de conos”, esto es en los niveles ordinarios durante el día, en los que la  sensación  de la  visión  incumbe principalmente  a  los  conos. En  niveles  de  iluminación  muy bajos,  donde  el  brillo es  del  orden  de  0.0000107  lamberts o menor, los conos no pueden operar y los bastones se encargan  de todo el proceso visual. La visión mediante los bastones, denominada  visión escotóptica, se verifica de acuerdo con la nueva curva de la misma  forma que la fotóptica pero desplazada 480 angstroms hacia el extremo  azul del espectro. Esta  traslación, conocida como  efecto Purkinje,  desplaza la sensibilidad  máxima del ojo de los 5550 a los 5070 angstroms. El resultado es que en  la  oscuridad, a  pesar de  que la  visión carece por  completo de color,  el  ojo se vuelve relativamente muy sensible a la energía azul del espectro y  casi ciego a la del rojo. Si un rayo de luz roja y un rango de luz azul, de  intensidades iguales a niveles en que el trabajo visual está a cargo de los  conos, se reduce en la misma proporción hasta niveles en que el trabajo  visual  corresponde  a  los  bastones,  la  luz  azul  aparecerá  mucho  más  brillante que la roja. Las implicaciones del efecto Purkinje son importantes  en  las instalaciones  de alumbrado,  que presentan  niveles  muy bajos  de  iluminación y el hecho de no tenerlo en cuenta puede conducir a serios  errores en la medida de los valores del brillo e iluminación. 26

Capítulo 2  • Iluminación

2.1.6 El campo visual El  campo  visual normal  se extiende aproximadamente 180º en el  plano  horizontal y 130º en el plano vertical, 60º por encima de la horizontal y  70º por debajo. La fóvea, donde tiene lugar la mayor parte de la visión y  todas las discriminaciones de detalles finos, subtiende un ángulo de menos  de un grado a partir del centro.  Los límites de lo que puede ser llamado  campo central (el campo visual y su fondo) varían con el tipo de trabajo. Los alrededores se suelen considerar como la extensión que va desde el  límite externo del campo central hasta un  círculo de aproximadamente  30º desde el eje óptico. A 30º la agudeza visual es solo alrededor de un  uno por ciento de su valor en la fóvea. La visión es muy poco precisa en  las zonas  externas del campo, más allá de este  ángulo, aunque pueden  detectarse de manera rápida cambios en el brillo o movimientos.

2.1.7 Defectos estructurales del ojo  Las cuatro causas más comunes de visión defectuosa fueron extractadas  de P. Sanz-Gallén et al. de su libro Salud Laboral y son las siguientes: 1.  Astigmatismo: Incapacidad  de  enfocar  líneas  horizontales  y  verticales al mismo tiempo. La distancia focal del ojo astigmático es  diferente para dos planos perpendiculares. Esta condición resulta de  irregularidades en la curvatura de la córnea y del cristalino. 2.  Miopía: La distancia focal del ojo miope es demasiado corta, por lo  que los rayos paralelos convergen delante de la retina y no en ella.  Las personas  miopes ven  los objetos cercanos  claramente, pero los  distantes aparecen borrosos. 3.  Hipermetropía: En este caso, la distancia focal del ojo es demasiado  grande y el foco está detrás de la retina. Las personas que sufren de  hipermetropía no ven con claridad los objetos cercanos. 4.  Presbicia:  Pérdida  del  poder  de  acomodación  del  cristalino.  En  personas  de  edad  media  o  avanzada  el  cristalino  se  vuelve  progresivamente menos  elástico y  el proceso de acomodación para 

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Riesgos físicos II: iluminación

una  visión  cercana  se  va haciendo  más  difícil.  El  resultado  es  una  condición similar a la hipermetropía. Estos cuatro defectos visuales pueden corregirse con anteojos apropiados.

2.1.8 Tipos de visión  La  luz es  una  forma  particular  y  concreta  de  energía  que  se  desplaza  o  propaga,  no  a  través  de  un  conductor  (como  la  energía  eléctrica  o  mecánica)  sino  por  medio  de  radiaciones,  es  decir,  de  perturbaciones  periódicas del estado electromagnético del espacio; es lo que se conoce  como  “energía  radiante”.  Se  puede  definir  la  luz  como  “una  radiación  electromagnética capaz de ser detectada por el ojo humano normal”. Cantidad  de  energía  luminosa  que  al  incidir  sobre  un  cuerpo  lo  hace  visible.  Forma de  energía  radiante  electromagnética  emitida  o  reflejada  por cualquier cuerpo, que se propaga en el espacio con un movimiento  ondulatorio  trasversal  a  la  velocidad  de  trecientos  mil  km/seg.  Y  que  puede ser captada por el ojo humano. Cuando la adaptación del ojo debe realizarse, a causa del trabajo o por  otras razones, de forma rápida y repetida, puede producirse fatiga ocular. La visión es entonces el proceso por medio del cual se transforma la luz en  impulsos nerviosos capaces de generar sensaciones. El órgano encargado  de realizar esta función es el ojo. Los  tipos  de  visión  que  se  citan  a  continuación  se  extractaron  de  los  títulos: Medicina laboral, op. cit. y Salud Visual, op. cit.  1.  Fotóptica  o  diurna: Actúan  los  conos  y  bastones,  se  presenta  la  máxima sensibilidad λ = 555 nm (amarillo limón). 2.  Escotóptica o nocturna: Actúan los bastones λ = 500 nm (azul). 3.  Mesotópica: O intermedia. A efectos de mejor percepción de los objetos, el campo visual se puede  dividir en tres partes: 28

Capítulo 2  • Iluminación

•

Campo de visión neta: Visión precisa 

•

Campo medio: Se aprecian fuertes contrastes y movimientos

•

Campo periférico: Se distinguen los objetos, si se mueven

2.2 Factores objetivos del proceso visual Las  investigaciones  han  demostrado  que  la  visión  depende  de  cuatro  variables  primarias  asociadas al  objeto  visual:  tamaño,  brillo, contraste  entre el objeto y sus alrededores y tiempo disponible par verlo. Estos  factores  fueron  extractados  de  los  títulos  Manual  práctico  de  alumbrado y Manual de iluminación Philips, de Enríquez Harper, Gilberto. 

2.2.1 Tamaño El tamaño del objeto es el factor que generalmente tiene más importancia  en  el  proceso visual.  Cuanto más  grande  es un  objeto  en relación  con  el  ángulo  visual  (o  ángulo  subtendido  por el  objeto  desde  el  ojo)  más  rápidamente puede ser visto. La persona que acerca un objeto al ojo para  verlo con  más claridad está  inconscientemente haciendo uso  del factor  tamaño, al aumentar el ángulo visual. La agudeza visual, expresada como la inversa del ángulo visual en minutos,  es una medida de los más pequeños detalles que pueden percibirse. Dado  que la agudeza visual aumenta marcadamente al hacerlo la iluminación,  la  luz  se  considera  algunas  veces  como  un  “amplificador”  que  hace  visibles pequeños detalles que no podrían verse con menos luz.

2.2.2 Brillo fotométrico (luminancia) Uno de los factores primordiales para la visibilidad es la luminancia. La  de un objeto depende de la intensidad de la luz que incide sobre este y  la  proporción de  esta  que se refleja  en  dirección  al ojo.  Una superficie  blanca  tendrá  un  brillo  mucho  mayor  que  la  misma  iluminación.  Sin  embargo,  añadiendo  suficiente  luz  a  una  superficie  oscura  es  posible  hacerla tan brillante como una blanca. Cuanto más oscuro es un objeto o 

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Riesgos físicos II: iluminación

labor visual más grande es la iluminación necesaria para conseguir igual  brillo en circunstancias parecidas y obtener la misma visibilidad.

2.2.3 Contraste Tan importante para la visión es el nivel general de luminancia como el  contraste de luminancia o color entre el objeto visual y su fondo. Los altos  niveles  de  iluminación compensan  parcialmente los  contrastes de  bajo  brillo y resultan de gran ayuda cuando no pueden evitarse las condiciones  de deficiencia de contrastes.

2.2.4 Tiempo La  visión no es  un proceso instantáneo, requiere  tiempo. De nuevo puede  recurrirse a la cámara fotográfica para ilustrarlo. Es posible tomar una fotografía  con una luz muy tenue si  la exposición es suficientemente larga, pero para  una exposición rápida es necesario emplear una gran cantidad de luz. El ojo puede ver detalles muy pequeños con niveles bajos de iluminación,  si  se  da  tiempo  suficiente  y  se  prescinde  de  la  fatiga  visual;  pero  para  una  visión  rápida  se  requiere  más  luz.  El  factor  tiempo  es  importante,  en particular, cuando el objeto está en movimiento. Los niveles altos de  iluminación hacen, de hecho, que  los objetos en movimiento parezcan  moverse más lentamente, lo que aumenta en gran medida su visibilidad. Tamaño, luminancia, contraste y tiempo están mutuamente relacionados  y  son  independientes.  Dentro de  ciertos  límites, se  puede  resolver  una  deficiencia en uno de estos factores ajustando uno o más de los restantes.

2.2.5 El espectro radiante La  luz es  una  forma  de  energía radiante  que  se  evalúa en  cuanto  a  su  capacidad para producir la sensación de la visión. La  energía  visible  es  una  porción  sumamente  pequeña  del  espectro  electromagnético,  enorme  gama  de  energía  radiante  que  se  desplaza  a  través  del espacio en  forma  de ondas  electromagnéticas.  Todas  estas  radiaciones  son  parecidas  en su  naturaleza  y  en la  velocidad  a  que  se  transmiten  (trecientos  mil kilómetros  por segundo),  diferenciándose tan  30

Capítulo 2  • Iluminación

solo en su frecuencia y longitud de onda, así como en las formas en que  se manifiestan. Las  siguientes  definiciones  fueron  condensadas  del  Reglamento técnico  colombiano  para  evaluación  y  control  de  iluminación  y  brillo  en  los  centros y puestos de trabajo, elaborado por el Ministerio de la Protección  Social, el cual puede ser consultado en el Sistema de Información el Línea  “SIL” de Ecoe Ediciones.

2.2.6 Longitud de onda  La distancia entre las crestas de dos ondas sucesivas se denomina longitud  de onda y se representa con la letra griega lambda (λ).

1 ciclo + A C Tiempo

–

f

Figura 5. Longitud de onda. 

Periodo: Es  el  tiempo  que  tarda  una  onda  en  ocupar  dos  posiciones  idénticas. Se representa con la letra T. Frecuencia: Es  el número de periodos por segundo.  Se representa con  la letra f.

Velocidad de propagación: Velocidad a que se propaga una onda a través  del espacio. Cada una de las radiaciones conocidas se diferencia de las  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

demás  porque tiene  una  longitud  de onda  y  velocidad de  propagación  propia y distinta a las demás. V = λ * f. El  espectro  actualmente conocido abarca  desde  los rayos cósmicos, de  una longitud de onda de 1 λ 10¯15 m y una frecuencia de 3 λ 1025 ciclos  por segundo,  hasta las  ondas  de corriente  alterna  de 60 ciclos,  de  una  longitud  de onda de 4989 km. El  ojo humano responde solamente a  la  energía que  está  dentro del espectro  visible, el  cual corresponde a  una  estrecha banda de longitudes de onda entre los 3800 y 7600 Å. El  color de la  luz se determina por su longitud  de onda. La energía del  extremo  de  las  ondas  cortas  del  espectro  visible  produce  la  sensación  de violeta  desde 3800 a 4500 Å, aproximadamente. Las ondas visibles,  más  bajas,  desde  unos  6300 a  7600 Å,  aparecen como  rojas.  Entre las  dos anteriores se encuentran las longitudes de onda que el ojo ve como  azules  (4500-4900  Å),  verdes  (4900-5600  Å),  amarillas  (5600-5900  Å)  y  naranjas  (5900-6300 Å); en  suma, los  colores del arco iris. La  región  del espectro inmediata al extremo de las largas longitudes de onda de la  banda  visible  se conoce como  infrarroja  (por  debajo del rojo);  junto al  final de la longitud de onda corta de la banda visible está la ultravioleta  (por  encima  del violeta). Ni  los rayos  ultravioleta  ni  los infrarrojos  son  visibles para el ojo humano. El espectro de una fuente de luz puede ser continuo, incluyendo todas las  longitudes de onda visibles, o un espectro lineal o de banda conteniendo  solamente uno o varios grupos separados de longitudes de onda. Un  espectro  de energía uniforme (con todas las longitudes de onda visibles  en igual cantidad) produce la sensación de luz blanca.

2.3 Magnitudes y unidades luminosas A  continuación  se  presentan  las  principales  magnitudes  utilizadas  en  iluminación, con sus respectivas unidades:

2.3.1 Intensidad luminosa (I) Se  define como  el  flujo emitido  en  un  ángulo sólido,  en  una  dirección  dada. Su unidad de medida es la candela.  32

Capítulo 2  • Iluminación

ω  S 

φ I 

X

Figura 6. Intensidad luminosa. Densidad de luz dentro de un ángulo sólido extremadamente pequeño  en una dirección determinada. 

Si  se  tiene  una  fuente  luminosa  puntiforme  S  y  una  dirección  S-X,  comprendida  en  un cono  cuyo  vértice  es S,  y  un ángulo  sólido  en  dw  y  si  se  llama df al  valor  del  flujo  luminoso  radiado  por  la  fuente  S;  se  llama intensidad luminosa de la fuente S en la dirección S-X, al valor del  cociente diferencial:

Se dice que la fuente es uniforme cuando su intensidad es constante en  cualquiera de las direcciones del espacio.

Su valor está determinado por la luz emitida por un patrón de laboratorio  llamado  cuerpo  negro,  trabajando  a  una  temperatura  específica.  El  patrón  primario  internacional  es un  crisol conteniendo platino  puro en  estado  de  fusión;  en  el  punto  de  solidificación  del  platino  fundido  su  temperatura  permanece  constante  (2046  °K).  Un  centímetro  cuadrado  de  este  patrón primario  tiene  una  intensidad luminosa de  60 candelas:  una  vela corriente de cera tiene en dirección horizontal una intensidad  luminosa de aproximadamente una candela. La intensidad luminosa es una propiedad característica de una fuente de  luz y da la información relativa al flujo luminoso en su origen.

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Riesgos físicos II: iluminación

2.3.2 Flujo luminoso (f) Cantidad de luz emitida por una fuente luminosa en la unidad de tiempo  (segundo). Así se denomina a la cantidad de radiación visible producida  por una fuente. La  unidad  de medida  es el lumen (lm) y se define en  el sistema métrico  como la cantidad de flujo luminoso que incide sobre un metro cuadrado  de la superficie de una esfera de un metro de radio y provista de una fuente  colocada en su centro, que emite una candela en todas las direcciones.  Como la superficie de la esfera es 4pr y r = 1 metro, el flujo emitido por  una candela es 12.57 lúmenes.

f = 4p La diferencia entre lumen y candela reside en que aquel es una medida  de flujo luminoso, independientemente de la dirección.

2.3.3 Nivel de iluminación (E)  Flujo luminoso  por unidad de superficie. Cuando la luz emitida por una  fuente incide sobre una superficie se dice que esta se encuentra iluminada,  siendo entonces la iluminación la cantidad de flujo luminoso. 

La  unidad  de  medida  es  el  lux  (lx)  y  se  define  como  la  iluminación  en  un  punto  (A)  sobre  una  superficie  que  dista  un  metro, en  dirección  perpendicular,  de  una  fuente  puntual  uniforme  de  una  candela.  Es  la  iluminación  de  una  superficie  de  un  metro  cuadrado  que  recibe  uniformemente repartido el flujo de un lumen. De  la  definición  de  lumen  se  deduce  que  un  lumen  uniformemente  distribuido en un metro cuadrado de superficie produce una iluminación  de un lux.

34

Capítulo 2  • Iluminación

Lux: Unidad  de  medida  del  sistema  métrico  para  cuantificar  los  niveles  de  iluminación.  Equivale  al nivel de  iluminación  que produce  un  lumen  distribuido en un metro cuadrado de superficie. 1 Lux = 0.09729 Bujía–pie  (foot-candle) También, se utiliza como unidad el foot-candle, que es la iluminación de  una superficie  de un  pie cuadrado  que recibe uniformemente repartido,  el flujo de un lumen.

Número de lux incidentes sobre una superficie =

Lú menes Área ( m2 )

Una bujía pie = 10.76 lux

2.3.4 Brillo (Luminancia) (B) El término técnico es brillo fotométrico o luminancia, pero en el lenguaje  ordinario se usa frecuentemente la palabra brillo, el cual se define como la  intensidad luminosa de una superficie en una dirección dada por unidad  de área proyectada de la misma.

El  ojo ve  brillo no iluminación. Todos  los objetos visibles tienen brillo,  que  normalmente  es  independiente  de  la  distancia  de  observación.  La  iluminación  se  expresa  de  dos  formas:  en  candelas  por  unidad  de  superficie o en lúmenes por unidad de superficie. Una  superficie  que  emite  o  refleja  luz  en  una  dirección  determinada  a  razón de una candela por centímetro cuadrado de área proyectada tiene  un brillo en dicha dirección de un stilb. Una superficie  que tiene  un  brillo  en  una dirección  dada  igual  al brillo  uniforme  de  una  superficie  perfectamente  difusora  que  emite  o  refleja  un  lumen  por  pie  cuadrado  tiene  en  dicha  dirección  un  brillo  de  un  footlambert (lambert-pie), unidad utilizada en los países de habla inglesa.

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

Un lambert es la luminancia o brillo de una superficie que emite o refleja  un lumen por centímetro cuadrado. Es necesario tener en cuenta que la superficie A varía dependiendo de la  posición del observador. La superficie resultante es una sección aparente  A,  la  cual  es  una  proyección  de  A  sobre  un  plano  perpendicular  a  la  dirección de la intensidad luminosa.

A = a cos E Por tanto

Pueden existir dos tipos de brillo: a.  Directo o emitido: Corresponde a las fuentes luminosas. b.  Indirecto o reflejado: Concierne a los objetos iluminados. El brillo, en luminotecnia, es un concepto que corresponde a la sensación  de  la  claridad  con  que  se  puede  ver  una  fuente  luminosa o  un  objeto  iluminado.  Tanto  la  intensidad  luminosa,  como  el  flujo  luminoso  y  el  nivel  de  iluminación  no  producen  en  los  ojos  sensación  inmediata  de  claridad; la luz no se hace visible hasta que tropieza con un objeto que  la refleja o la absorbe. Esto es lo que hace que distintos cuerpos, con la  misma iluminación, no se vean con la misma claridad. Luminancia: Es  una  característica  propia  del  aspecto  luminoso  de  una  fuente  de  luz  o  de  una  superficie  iluminada  en  una dirección  dada.  Es  lo  que  produce  en  el  órgano visual  la  sensación  de claridad;  la  mayor  o  menor  claridad  con  que  se  ven  los  objetos  igualmente  iluminados  depende de su luminancia. En la figura 7, el espacio tiene el mismo nivel  de iluminación, sin embargo, se ve con más claridad una parte que otra. 

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Capítulo 2 • Iluminación

Figura 7. Luminancia. Tomado de ERCO: . 

Se puede decir que lo que el ojo percibe son diferencias de luminancia y  desiguales niveles de iluminación.

2.3.5 Ecuaciones fundamentales Ley  del  inverso  de  los  cuadrados: la  iluminación  es  inversamente  proporcional  al  cuadrado  de  la  distancia  entre  la  fuente  de  luz  y  la  superficie iluminada.

Ley  del  coseno: la  iluminación  es  proporcional  al  coseno  del  ángulo  de  incidencia  (ángulo formado  por la dirección  del rayo incidente  y  la  perpendicular a la superficie).

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Riesgos físicos II: iluminación

Fuente Fuente X D D

} Superficie

Superficie

E = 

I ( para ángulo de incidencia de 0º ) D

2

En donde: E = iluminación en lux I = intensidad luminosa en candelas D = distancia en metros X = ángulo de incidencia Dada la curva normal de distribución luminosa, el ángulo más conveniente  es el que forman la vertical y la dirección de la luz incidente que se puede  determinar a partir de las siguientes relaciones.

Fuente Superficie q

D

q

Superficie

2.4 Características de la radiación luminosa  El  movimiento  de  corpúsculos,  denominados  fotones,  que  una  fuente  luminosa  emite  en  todas  las  direcciones,  da  origen  a  una  radiación 

38

Capítulo 2  • Iluminación

electromagnética.  Fuera  de  transmitirse  en  el  vacío también  lo  hace  a  través de sólidos, líquidos y gases. 

2.4.1 Reflexión Cuando una superficie devuelve un rayo de luz que incide sobre ella, se  dice que el rayo es reflejado.  La  reflexión es  la luz reflejada  por la  superficie de un cuerpo  y  puede  ser  de varios  tipos: especular  (la  más corriente), difusa, difusa  dirigida  y mixta. Factor  de  reflexión  o  reflectancia  es  la  relación  entre  la  luz  reflejada  por una superficie  y la luz  incidente sobre ella. El factor de reflexión de  una  superficie  dada  puede variar  considerablemente  de  acuerdo con  la  dirección y naturaleza de la luz incidente. La reflexión especular aumenta  con  el  ángulo  de  incidencia  hasta  obtener  una  casi  total  reflexión  con  ángulos rasantes. En el caso de  superficies coloreadas puede ser distinto  el factor de reflexión para diferentes colores de luz.

2.4.2 Valores de reflexión o reflectancia El  color  y  la  reflexión  de  las  paredes,  techo  y  piso  de  un  salón  bien  parejo, determinan el brillo patrón (o modelo) y su influencia en la visión  por parte del ambiente. Las pinturas oscuras de paredes, pisos y  techos  pueden reducir la efectividad de la instalación  luminosa hasta un 30%.  Los valores de reflectancia son los siguientes: Tabla 1. Valores de reflectancia. 

Descripción

Reflectancia  (%)

Techo

80-90

Paredes

40-60

Escritorios, asientos y, máquinas

25-45

Pisos

20

Para tener una base de cálculo en los reflejos de paredes y techos (el factor  promedio en aquellas es del 50% y en el techo, 85%), en la tabla 2 se presenta  una relación aproximada de porcentajes de reflexión de diferentes colores. FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

Tabla 2. Porcentaje  de reflexión en diversos colores (aproximación).

Color

40

Porcentaje de  reflexión

Negro

4

Violeta oscuro

5

Carmesí

6

Gris oscuro

10

Azul pavo real

11

Azul turquesa

15

Rojo

17

Verde hierba

18

Verde salvia

19

Pardo dorado

25

Pardo claro

27

Gris plata

37

Azul cielo

40

Rosa salmón

44

Cemento

45

Verde claro

50

Azul pálido

58

Gamuza claro

60

Ladrillo claro

62

Verde pálido

62

Pino claro

63

Amarillo pálido

64

Gris crema

66

Limón

69

Crema intensa

70

Capítulo 2  • Iluminación

Yeso blanco

71

Mosaico claro

72 

Crema claro

76

Amarillo  canario

77

Marfil

79

Mármol

80

Cáscara de  huevo

81

Papel blanco

82

Además, como base de análisis, se presenta la tabla 3 que muestra el %  de luz reflejada de algunas superficies: Tabla 3. Porcentaje de luz reflejada en diversas superficies. 

Superficie  reflectora

% luz  reflejada

Carbonato de  magnesio

97-98 

Espejos

80-90

Plata vaporizada

90-95

Aluminio vaporizado

85-92

Aluminio alzak  (especular)

75-85

Aluminio pulido

60-70

Cromo pulido

60-65

Níquel pulido

60-65

Pasta blanca

85-92

Pintura blanca (mate)

75-90

Papel secante blanco

70-80

Porcelana esmaltada

60-90

Pintura de aluminio

60-70

Pintura negra

3-5

FERNANDO HENAO ROBLEDO

41

Riesgos físicos II: iluminación

En  la reflexión especular o normal  (espejos, metales bruñidos) el ángulo  de  incidencia  es igual  al de  reflexión.  En  la reflexión difusa  (superficies  mates, como papel secante blanco) la intensidad máxima es perpendicular  a  la  superficie,  independientemente  del  ángulo  del  rayo  incidente.  La  reflexión difusa dirigida, como en el vidrio de arena, es intermedia entre  la especular  y la difusa. Las  superficies difusas con una capa superficial  vitrificada,  como  la porcelana  esmaltada,  muestran una  reflexión  mixta  que es combinación de la especular y la difusa.

2.4.3 Transmisión  Cuando  los  rayos  de  luz  pasan  a  través  de  materiales  transparentes  o  traslúcidos, se dice que son transmitidos. El grado de difusión de los rayos  depende del tipo y densidad del material. Factor de transmisión o transmitancia: es la relación entre la luz transmitida  por un material y la luz que incide sobre este; depende en cierta medida  de la dirección y tipo de luz. A continuación se presenta la lista de algunos materiales y el porcentaje  de luz transmitida Tabla 4. Materiales y su porcentaje de luz. 

Tipo de vidrio o  plástico

% de luz transmitida

Transparente

80- 90

Con dibujo transparente o nervado

70- 85

Esmerilado

60- 85

De pequeña densidad  difusora

55- 70

De gran densidad difusora

10- 45

En  la  transmisión  normal  o  regular  (vidrio  transparente  y  plástico)  no  cambia  la  dirección  de  la  luz  incidente.  Medios  difusores  tales  como  el  vidrio  opalino  denso  esparcen  la  luz  transmitida  de  forma  que  su  intensidad máxima es normal a la superficie. Al igual que en la reflexión,  entre los dos extremos de transmisión regular y transmisión perfectamente  difusa están comprendidos los diferentes grados de difusión. 42

Capítulo 2  • Iluminación

2.4.4 Refracción Un  rayo de  luz que  cambia de  dirección al  pasar  oblicuamente  de un  medio transparente a otro en el que su velocidad es diferente (por ejemplo,  de aire a vidrio) se dice que se ha refractado. Índice de refracción Es la relación entre la velocidad de la luz en el espacio libre y su velocidad  en el medio en cuestión. Para su determinación es necesario contar con  aparatos especiales de laboratorio. Tabla 5. Índice de refracción para diferentes materiales.

Material

Índice

Agua

1.33

Alcohol

1.36

Vidrio

1.46-1.96

Cuarzo

1.54

Espato de Islandia

1.66

Diamante

2.42

El  principio  de  la  refracción sirve  para controlar  la  dirección  de la  luz  mediante lentes, vidrios prismáticos o nervados o plásticos. Su aplicación  se encuentra en ciertos tipos de equipos de alumbrado general, así como  en la iluminación de calles, faros y otros casos similares.

2.4.5 Polarización La  luz  cuyas  ondas  vibran  solamente  en  un plano  se  denomina  luz  polarizada. Las vibraciones que  originan el movimiento de las ondas  en un rayo de luz tienen  lugar perpendicularmente a  la dirección en  que se desplaza la luz. Y en un haz de luz ordinaria dichas vibraciones  se  efectúan  según  todas  las  direcciones  posibles  en  el  plano  perpendicular  al  mismo. Se puede  producir luz polarizada  haciendo  pasar  la  luz  a  través  de  un  material  de  estructura  cristalina  tal  que 

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Riesgos físicos II: iluminación

solo transmita ondas vibrando en una dirección, cuyas vibraciones son  todas paralelas. Son polarizadores naturales el espato de Islandia, la calcita y la turmalina.  Se pueden fabricar materiales polarizadores mediante métodos  que dan  por resultado  la  orientación de  las moléculas o  cristales microscópicos  con sus ejes en una dirección. El principio de la polarización se aplica en ciertas clases de laboratorio y  en los ensayos de esfuerzos y resistencias de materiales transparentes, para  la producción de efectos tridimensionales en películas cinematográficas,  así como para gafas de  sol, visores de automóviles (con el fin de reducir  los deslumbramientos en carretera) y en el agua para filtros fotográficos. Difracción: Fenómeno en virtud del cual las ondas luminosas contornean  los obstáculos como si no se propagaran en línea recta. Dispersión: Descomposición de la luz blanca en radiaciones de diversos  colores. Desintegración de un rayo luminoso en su espectro. 

2.5 Calidad de iluminación La calidad de la iluminación depende de la distribución del brillo en el  ambiente  visual.  El  deslumbramiento,  difusión,  dirección,  uniformidad,  color, brillo y contraste son factores que influyen en la visibilidad y en la  capacidad para ver fácil, segura y rápidamente.

2.5.1 Deslumbramiento Es  cualquier  brillo  o  diferencia  de  brillos  que  produce  molestia  e  interferencia con la visión o fatiga visual. La identificación de su origen y el conocimiento de los factores que determinan  su aparición permitirá actuar y reducir su efecto a niveles aceptables. Los  factores  específicos  determinantes  del  deslumbramiento  son  los  siguientes:

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Capítulo 2  • Iluminación

•

Brillo de la fuente: Cuanto mayor sea este, superior será la molestia y  la interferencia con la visión. El límite tolerable de brillo, para visión  directa, es el producido por una luminancia de 2175 footlambert.

•

Posición  de  la  fuente  de  iluminación: El deslumbramiento  decrece  rápidamente a medida que la fuente se aparta de la línea de visión.  Una luminaria suspendida en el campo de la visión produce mayor  deslumbramiento que una montada por encima del ángulo visual.

•

Contraste  de  brillo: Cuanto  mayor  es  el  contraste  de  brillo  entre  una fuente que deslumbre y sus alrededores, mayor será el efecto de  deslumbramiento, es decir, la  presencia excesiva de  luz y sombras  en el campo visual.

•

Tiempo: una exposición a  la luz, que puede no ser molesta durante  un corto espacio de tiempo, puede resultar muy incómoda y fatigosa  para  una  persona  que  tuviera  que  trabajar  en  tales  condiciones  durante toda la jornada laboral.

•

Tamaño  de  la  fuente: se  hace  referencia al  ángulo subtendido  por  el  ojo,  eliminándose  de  esta  manera  el  factor  distancia  (una  gran  superficie  vista  de  lejos  es  más  pequeña).  Un  área  grande  de  bajo  brillo puede ser tan molesta como otra pequeña de mayor brillo.

Efectos que produce el deslumbramiento •

Disminución  de  la  percepción  visual:  distrae  la  atención  del  observador  reduciendo,  por  tanto,  la  percepción  en  el  resto  del  campo visual.

•

Efectos desagradables a la vista.

•

Fatiga  visual  y  por  lo  tanto,  menos  rendimiento  en  el  trabajo  o  tarea encomendada.

•

Da  un  aspecto  falso  y  perjudicial  a  los  objetos  excesivamente  iluminados.

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Riesgos físicos II: iluminación

Normas para evitar el deslumbramiento Evadir,  al  máximo,  entrar  objetos  brillantes  en  el  campo  visual  del  observador, es decir, que las fuentes de iluminación queden ocultas por  encima del ángulo límite, lo cual se puede lograr de la siguiente manera: •

Corriendo la lámpara por encima del campo de la visión.

•

Protegiendo todas  las  lámparas  que  hayan  de  instalarse  dentro  del  campo de la visión.

•

Usar colores claros en techos y paredes para reducir el contraste.

2.5.2 Relación de brillo La habilidad para observar los detalles depende de la diferencia de brillos entre  el detalle y el fondo. La función de los ojos es más eficiente cuando el brillo de  las otras áreas de visión es relativamente uniforme. Las relaciones de brillo máximas recomendadas se presentan en la siguiente  tabla: Tabla 6. Clasificación del ambiente.

Clasificación del  ambiente

Ambientes A

B

C

3 a 1

3 a 1

5 a 1

2. Entre las tareas y los alrededores más claros

1 a 3

1 a 3

1 a 5

3. Entre las tareas y las superficies alejadas  más oscuras 

10 a 1

20 a 1

*

4. Entre las tareas y las superficies alejadas  más claras 

1 a 10

1 a 20

*

5. Entre aberturas luminosas  (ventanas, claraboyas, etc.) y las superficies adyacentes a ellas

10 a 1

*

*

1. Entre las tareas y los alrededores  oscuros

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más 

Capítulo 2  • Iluminación

6. Cualquier punto dentro del campo normal de visión

40 a 1

*

*

* Control no práctico de la relación de brillo. A. Áreas interiores donde las reflectancias de todo el espacio pueden ser controladas según las recomendaciones para las condiciones óptimas de visión. B. Áreas donde las reflectancias de las superficies inmediatas de trabajo pueden ser controladas, pero el control de las zonas más alejadas es limitado. C. Áreas (interiores o exteriores) donde es totalmente imposible controlar las  reflectancias y resulta difícil alterar las condiciones ambientales.

Color El análisis que se presenta a continuación fue extractado de los siguientes  documentos: La casa y la oficina ecológicas, de Gustavo Garzón; Higiene  industrial  básica  y  Condiciones  de  trabajo  y  salud, del  Ministerio  de  Trabajo y Seguridad Social de España. El concepto de color se presta a una doble interpretación, por una parte,  el color es un fenómeno físico, el cual puede ser medido con relación a  una unidad. Por otra parte, el color es una sensación, es decir, la respuesta  a un estímulo luminoso que se capta por medio del sentido de la vista,  para luego ser interpretado por el cerebro. En la actualidad, la selección  de  los  colores  en  los  locales  de  las  oficinas  se  realiza  atendiendo  a  criterios  puramente estéticos.  La elección  de los  colores tiene  también  otro tipo de implicaciones cuya noción y comprensión permitirá mejorar  el ambiente laboral. A  pesar  de  que  el  conocimiento  sobre  el  color  dista  mucho  de  ser  una  ciencia  exacta,  es  ampliamente  conocido y  aceptado  que  el  color  ejerce  una  influencia  significativa  sobre  las  personas  y  su  percepción  del ambiente  que les rodea. Se  puede afirmar  que el color  se constituye  simultáneamente  como  un  factor  funcional  y  estético  al  que  la  gente  responde consciente o inconscientemente. FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

2.6 El color como fenómeno físico Aspecto  luminoso:  cada  longitud  de  onda  está  asociada  a  un  color  determinado.  Los  límites  de  percepción  del  ojo  humano  están  comprendidos  entre  los  350  y  760  mm.  Por  encima  y  por  debajo  de  estos  límites  también  existen  radiaciones,  pero  el  ojo  humano  no  las  percibe.  Según  las longitudes de  onda  de menor  a  mayor,  el  orden  de  sensaciones visuales es: violeta, azul, verde, amarillo, anaranjado, rojo.  Además de estos colores existen otros correspondientes a la mezcla de los  anteriormente indicados.  Las  radiaciones  de  longitud  de  onda  inferior  a  350  mm se  denominan  radiaciones  ultravioleta,  ya  que  están  situadas  sobre  el  color  violeta  y  tienen  importancia  en  el  fenómeno  físico  de  la  fluorescencia,  que  es  el  fundamento  básico  de  las  lámparas  fluorescentes.  Las  radiaciones  de longitud  de onda mayor a  760 mm son conocidas con el  nombre de  radiaciones  infrarrojas,  ya  que  están  situadas  bajo  el  color  rojo,  estas  cuentan con buenas propiedades caloríficas.

2.6.1 El color de los cuerpos opacos Se  hace  referencia  a  cuerpos  no  luminosos  pero  sí  iluminados.  La  percepción se realiza mediante el fenómeno llamado reflexión selectiva.  Es decir, que los objetos iluminados con luz blanca reflejan solamente las  radiaciones luminosas cuya longitud de onda corresponde a un solo color  o  mezcla  de  colores  determinados,  absorbiendo  todos  los  demás.  Por  ejemplo, el tablero (color verde) al ser iluminado con luz blanca, parece  verde porque refleja la longitud de onda de este color y absorbe los demás.  Ahora, si se aplica esa luz a un objeto de color blanco reflejará todas las  longitudes de onda y ninguna se absorberá y en un objeto negro todas las  radiaciones serán absorbidas y no se reflejará ninguna; en un cuerpo gris  se  refleja  una parte  de  la radiación  total y  la  parte  restante  se  absorbe.  No  existen  cuerpos  absolutamente  negros,  ni  cuerpos  completamente  blancos.

2.6.2 Sensibilidad a los colores  En el ojo, los receptores sensibles al color son los conos, los cuales entran  en acción con la excitación luminosa intensa, mientras que los bastones 

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Capítulo 2  • Iluminación

entran en actividad a partir del crepúsculo y en la oscuridad de la noche. El ojo no responde de igual manera a todas las longitudes de onda y  la  máxima  sensibilidad  a  la  percepción visual  se  presenta  a  555  nm,  que  corresponde al color verde amarillo; y la mínima sensibilidad concierne  a los extremos del espectro visible (rojo y violeta). La  sensibilidad del  ojo  a esta  longitud de  onda  específica  no  es casual.  En  los tiempos  en que  el  sol era  la  única fuente  luminosa, el  ojo  tuvo  que  adaptarse en su funcionamiento, a  la luz difusa  del día,  que posee  un  máximo  de  radiaciones  amarillas  y  verdes.  Si  a  este  color  con  su  respectiva longitud de onda se le da un valor de 100%, se puede trazar la  curva de sensibilidad relativa. De la curva es posible deducir que una fuente luminosa tendrá un mejor  rendimiento  luminoso,  en  cuanto  más  se  aproxima  su  radiación  a  la  máxima  sensibilidad del ojo. Es importante anotar que  los valores de la  curva  se refieren  a  condiciones  de  intensa  iluminación.  Dicha curva  se  presenta al hablar de la sensibilidad del ojo.

2.6.3 El color como sensación Se refiere al valor relativo del color, el cual depende de muchos factores  subjetivos: •

Armonía con otros colores

•

Extensión que ocupa dentro de un conjunto de colores

• •

Iluminación que recibe Atención con que se contempla

El color sensación, no se piensa, se siente.

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Riesgos físicos II: iluminación

2.6.4 Cualidades del color Estas características cualitativas son fundamentalmente tres: 1.  Tono: se hace referencia a la longitud de onda que posee el color. 2.  Intensidad: representa la fuerza o el vigor con que los ojos perciben  el color. 3.  Saturación: depende de la cantidad de blanco que un color contiene.  Se  dice  que  un  color  es  saturado  cuando  no  contiene  blanco.  Se  consiguen diferentes matices  a  medida que  se  agrega  blanco, pero  sin perder el color.

2.6.5 El color como elemento expresivo El conocimiento de la interacción existente entre el color, la iluminación  y  el  comportamiento  humano,  permite,  siempre  que  se  sea  capaz  de  encausarse y dirigirse, crear un ambiente que incida de forma favorable  sobre  la  satisfacción  y  eficacia  en  el  trabajo  de  los  empleados,  y,  en  definitiva, en la productividad laboral. El conjunto de colores de un ambiente hace que se asimile a sentimientos  o estados anímicos subjetivos. En  luminotecnia  como  en  decoración  existen  “tonos  fríos”  y  “tonos  calientes”  de  color;  los  primeros  dan  la  sensación  de  frescura  y  los  segundos proporcionan un ambiente cálido y acogedor.  Tonos fríos: violeta, azul ultramar, azul turquesa y verde azul. Fríos, relajantes, tranquilizadores, impulsan la concentración. Se pueden  usar en zonas de producción, talleres de mantenimiento, salas de calderas,  etc. Parecen más lejanos, las salas se ven más amplias. El  verde  es  el  color  de  la  esperanza,  de  la  vitalidad  y  simboliza  la  vegetación. Los verdes con tendencia al amarillo son ricos y representativos  de  tranquilidad  y  felicidad.  Sus  matices  claros  sugieren  ingenuidad,  inocencia y alegría; y sus matices oscuros, plenitud y equilibrio.

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Capítulo 2  • Iluminación

El azul sugiere paz, tranquilidad y reposo. Es el color de la intelectualidad  y de la espiritualidad; y tiene un efecto reposado, tranquilo y sedante. Los  matices claros sugieren pureza, ingenuidad y buena fe; los oscuros, por el  contrario, tenebrosidad y misterio. El  violeta  es  un  color  muy femenino,  sutil,  enigmático, simbólico,  que  expresa el escepticismo y la nostalgia en sus matices claros, y el misterio  y tristeza en todos sus matices oscuros. Colores ligeros: claros, blanquecinos y pastel. Hacen  los  objetos  más  ligeros,  las  zonas  parecen  más  espaciosas.  Frecuentemente levantan la moral. Reflejan más luz que los tonos oscuros.  Sirven para la mayor parte de las zonas de producción, especialmente en  locales pequeños y almacenes. También en espacios mal iluminados. Colores oscuros: tonos grises y negros. Los  objetos  parecen  más  pesados,  absorben  luz.  El  espacio  aparenta  ser más  pequeño y el  entorno más estrecho. Una larga exposición  crea  monotonía y depresión. No recomendado para amplios espacios por sus  características de absorción de luz. Su uso se limitaría a zonas pequeñas  donde es necesario el contraste. Colores brillantes: amarillo y amarillo verdoso. Cuanto  más  puros  más  atraen  la  mirada.  Aumentan  el  tamaño  de  los  objetos y excitan. Completan los colores básicos de las paredes. Propio de  objetos pequeños como puertas, columnas, gráficos, relojes registradores,  ficheros, cajas de transporte, adornos, etc.

Blanco: color  puro,  denota  limpieza,  refleja  más  luz  que  cualquier  otro  color.  Aplicable  en  todos  los  techos  y  estructuras  elevadas  y  en  habitaciones donde se necesita una máxima reflexión de la luz. Pueden  utilizarse también en pequeños objetos para obtener un gran contraste.

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Riesgos físicos II: iluminación

Tonos calientes: amarillo, anaranjado, rojo. Atraen la atención, excitan, promueven la alegría y estimulan la atención.  Pueden utilizarse en áreas no productivas, incluyendo entradas, pasillos,  comedores, espacios de descanso, vestuarios, etc. Parecen más cercanos,  las salas se ven más pequeñas. El rojo  es un color excitante y  fuerte; símbolo de movimiento y acción;  sugiere  tragedia,  pasión,  violencia  y  arrebato.  En  sus  matices  oscuros  indica bajeza y pesadilla, y en los claros sugiere juventud y fuerza. El rojo  produce una sensación de energía, tiende a centrar la atención y aumenta  la acometividad. El  naranja  es  sensual  e  incitante,  sugiriendo  juventud,  dinamismo  y  confianza. Sus matices claros expresan vitalidad y lozanía; y los matices  oscuros, fealdad pobreza y tristeza. El amarillo es un color  opulento, símbolo de riqueza y de luz; indica  alegría,  plenitud,  fuerza  y  vigor.  Sus  matices  claros  representan  envidia, la enfermedad y  la muerte; y  sus matices oscuros, la miseria  y las bajas pasiones. Como se sabe, el calor dilata los cuerpos y el frío los contrae. Pues bien,  la sensación subjetiva de un espacio iluminado con luz de tono caliente  es  que  dicho  espacio  es  mayor  de  lo  que  es  realmente  y  lo  contrario  sucede si se ilumina con luz de tonos fríos. Lo  anterior  debe  tenerse  en  cuenta  para  la  elección  de  los  colores  apropiados de las paredes y fuentes de trabajo. El  color  ha  tenido  una  función cultural  y  sicológica muy  importante  a  través de los tiempos. Es parte fundamental de la expresión de las culturas  desde tiempos remotos, a través de la pintura, la escultura, la decoración  y  la  arquitectura;  sea  en  Oriente  o  en  Occidente.  Asimismo,  se  le  ha  considerado atributo de las deidades, utilizándose en las ceremonias de  culto y juega, además un papel muy importante en el misticismo. En el campo religioso, algunas investigaciones muestran la relación del color  con las deidades, de ello a continuación se presentan algunos ejemplos:

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Capítulo 2  • Iluminación

Negro: el la India hace referencia a “tamas”, el primero de los “gunas” o  estados de la existencia, que se encuentra relacionado con la sensualidad.  Entre los cristianos, el negro sugiere el mal y relación con el infierno; es el  color de duelos y ceremonias fúnebres. Para los budistas es la esclavitud.  Para los chinos representa el norte, el invierno y el agua. Para los egipcios  simboliza el renacimiento. Blanco:  en  Grecia  y  Roma  antiguas  era  el  color  del duelo  y  así  sigue  siendo en los países orientales. En la cultura occidental simboliza pureza,  inocencia, iluminación. Es el color de los sanos no martirizados y por ello  se utiliza  en la Pascua, la Navidad,  la Epifanía y la  Ascensión. Para los  hindúes es el color de la conciencia pura, del conocimiento y de la luz.  Está relacionado con “satva”, el tercer “guna”, que representa la paz y es  la manifestación de la verdad divina. Rojo: para los budistas es el color de la actividad, la creatividad y la vida, es  el segundo “guna”, llamado “rajas”. Los celtas lo asociaban con la muerte  y la destrucción. Para los chinos simboliza el sol y el ave fénix, emblema  universal de la resurrección. Para  los cristianos  es el color del martirio  y  simboliza el fuego de Pentecostés y la Pasión de Cristo. Para los egipcios era  el color de la vegetación que muere tras la cosecha y renace en primavera.  En la filosofía griega el rojo es el color de Febo, dios del sol y de Ares, dios  de la guerra hijos de Zeus y de Hera. Los romanos lo asociaban con Marte,  el dios de la guerra. Los semitas lo relacionaban con Baal, dios del sol. Naranja: en la China y Japón lo consideran color del amor y la felicidad.  En la India representa el color de la humildad y la solidaridad. Amarillo: simboliza en el budismo la falta de deseo y la humildad. Para  los chinos representa el renacimiento, el rejuvenecimiento, la intuición.  Para el cristianismo se relaciona con la sacralidad y la divinidad. Verde: para  los  budistas  es  el  color  de  la  vida,  mientras  que  el  verde  pálido representa el reino de la muerte. Los chinos lo asocian con el este,  la madera y el agua. Los cristianos lo consideran el color de la esperanza  y de la inmortalidad. Azul: en  todas las religiones se asocia  con  los dioses y  los poderes del  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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cielo. Los budistas lo relacionan con la frescura del cielo y de las aguas  profundas. La fe cristiana lo atribuye a la Virgen María, reina del cielo. Los  romanos lo adjudicaban a Venus, la diosa de la belleza y el crecimiento  de la naturaleza. Violeta: denota  lealtad  y  poder  sacerdotal.  En el  cristianismo se  asocia  al  Dios Padre  y es  el  color de  la verdad,  el ayuno  y  la  penitencia.  Los  romanos lo relacionaban con Júpiter, dios del trueno y de la lluvia.  En sicología también se han desarrollado investigaciones y  estudios que  muestran una relación del color con determinados estados de ánimo. Se  ha  dado  una clasificación  que  separa los  colores  cálidos  (rojo, naranja,  amarillo)  de  los  colores  fríos  (verde,  turquesa,  azul);  con  influencias  en  la  psique  muy  definidas.  Los  colores  cálidos  incitan  a  la  acción,  significan  vitalidad  y  dinamizan.  Los  colores  fríos,  en  cambio,  relajan,  distensionan y son depresivos. Se dice que los niños en ambientes cálidos  se  desarrollan más agresivos que  en  ambientes fríos  y que  prefieren los  colores saturados, mientras que los adultos se inclinan por los colores de  tonos más suaves o neutros. Un individuo extrovertido puede encontrarse más a gusto en un entorno  vivo  coloreado, mientras  que uno  introvertido puede estar mejor  en un  marco de sosiego y serenidad definido por colores fríos. Tabla 7. Significado psicológico del color. 

Color

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Significado psicológico

Rojo

Estimula, da calidez, excita, perturba.

Naranja

Socializa, simboliza optimismo y  entusiasmo.

Amarillo

Es la sabiduría, la concentración y la creatividad mental.

Verde

Armoniza, cura, significa paz,  esperanza y equilibrio.

Azul

Es apaciguante, relajante y calma la mente.

Morado

Significa dignidad y energía sublimada.

Violeta

Induce interiorización, meditación y  valores espirituales.

Capítulo 2  • Iluminación

El blanco se asocia a inocencia, pureza y totalidad; el negro, a negatividad  y protección; el gris, a depresión y monotonía y el rosa evoca sentimientos  amorosos. El  color  tiene  una  influencia  en  la  percepción  de  los  espacios  y  en  consecuencia, es una herramienta útil e importante de diseño interior. Variación  en  la sensación de  altura: para espacios muy altos, el uso de  colores de tonos oscuros en el cielorraso, permite visualmente disminuir  la altura. A la inversa, para espacios muy bajos, el uso de colores de tonos  claros permite visualmente aumentar la altura. Variación en la sensación del tamaño del espacio: los colores de pequeña  longitud de onda (verdes, azules, violetas) “agrandan” el espacio. Y los de  larga longitud  de onda (amarillos, naranjas,  rojos) lo  “disminuyen”. Los  colores de tonos más claros hacen ver las áreas más grandes y los colores  de tonos oscuros simulan espacios más pequeños. El mobiliario de colores de tonos claros contra muros de colores de tonos  oscuros da una apariencia de mayor tamaño que si la combinación fuera  a  la  inversa,  pues  “llena”  más  el  espacio.  El  efecto  contrario  se  debe  utilizar para hacer ver más pequeño el mobiliario en espacios pequeños. Un espacio muy  alargado  parecerá más  cuadrado si  se  aplican colores  cálidos a las paredes opuestas más cortas y colores neutrales a las paredes  opuestas más largas. El  color también  divide espacios. Para  subdividir un espacio se pueden  utilizar distintos colores. Los colores cálidos le  darán más  relieve a  los objetos. Los colores fríos  aplanan más las figuras. Los colores de tonos oscuros acentuarán  la sensación de  pesadez y  los  colores de tonos claros, la sensación de liviandad. Cuando  existen  irregularidades  en  el  diseño,  como  puertas  y  ventanas  de  distintos  tamaños,  el  uso  de  un  color  único  unifica  la  geometría  y  diluye las asimetrías presentadas, evitando que el ojo se moleste por estos  defectos de composición.  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

Para lograr la armonía de combinación de colores es fundamental tener  en cuenta los siguientes aspectos:

2.6.6 La complementariedad de los colores Esta es una herramienta útil en la consecución de un ambiente armónico. En  un espacio podrá haber un color dominante, pero se procurará unos colores  complementarios  para crear un ambiente  armónico en  todas las personas.  Lo  anterior  significa  que  al  utilizar  colores  complementarios  no  se  están  buscando  los efectos  positivos  o negativos  de  cada color  sino la  armonía  cromática, un punto intermedio. Los colores complementarios son los que se  oponen en el círculo cromático y los que al mezclarse darían un color gris: • Verde y rojo  • Azul y naranja  • Morado y amarillo • Turquesa y rojo • Violeta y amarillo • Magenta y verde  Esta complementariedad de colores debe ser latente en espacios en los  cuales  haya  interacción  entre  personas, ya  que  un  color  en  particular  puede  ser  beneficioso  para  algunas  personas  pero  nocivo  para  otras.  También, con el fin de evitar la fatiga visual que produce  la percepción  prolongada  de un  color. En  las  salas  de cirugía la  complementariedad  de colores se da utilizando color verde en las sábanas y en los vestidos  del  personal,  que  contrastan  con  el  rojo  de  la  sangre,  generando  un  ambiente equilibrado. En los espacios de oficina se debe buscar, mediante una proporción entre  los  colores de los  pisos, las paredes, los  cielorrasos y  los muebles;  un  ambiente armónico por complementariedad, al igual que en la vivienda.  En los espacios donde se utilicen computadores, la complementariedad  se  da  incorporando,  dentro  del  campo  visual del  operador,  un  fondo  que sea  complementario a  los colores  que utiliza en la pantalla. Si se  utiliza el tradicional color blanco de fondo en las pantallas con textos  negros, el campo visual del operador deberá tender a neutro, utilizando 

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Capítulo 2  • Iluminación

tonos  pardos  o  tonos  grisáceos.  Las  tonalidades  pardas  normalmente  corresponden  a  colores  cálidos  cercanos  al  blanco,  como  el  beige,  el  durazno,  el  blanco  ostra,  etc.  Los  tonos  grisáceos  normalmente  corresponden a colores fríos cercanos al blanco, como el verde pálido,  el azul cielo, el aguamarina, etc. La variación de los colores: utilizar un solo color en un espacio genera  un  ambiente  aburrido  para  el  cerebro,  porque  biológicamente  está  acostumbrado  a  la variedad  cromática del paisaje  natural.  Así  como  un  atardecer  rojizo  contrasta  con  un  mar  azul,  o  sea,  hay  armonía  por  complementariedad,  así  también  se  observa  que  los  colores  del  cielo son  varios cercanos al naranja  y  los colores del mar son  varios  cercanos  al azul; por lo que  en realidad  existe una  gama de colores  vecinos al naranja, que se complementa con su correspondiente gama  de  colores  vecinos  al  azul.  Lo  anterior  se  tendrá  en  cuenta  para  el  colorido de los espacios. En este sentido, se recomienda que haya un  mínimo de dos colores y un máximo de tres por habitación, con realce  de un único color. Al  utilizar  colores  con  fines  específicos,  como  el  amarillo  en  zonas  de  actividad analítica intensa, el cerebro requiere pausas de descanso, para  lo cual, al levantar la mirada, los colores sedantes como el azul cielo y las  vistas agradables y refrescantes como el verde de los jardines, ayudarían  a  descansar los ojos. Por ello,  se recomienda que la  vista a jardines no  sea  el  campo  visual  permanente  de  la  persona  que  realiza  un  trabajo  intelectual,  porque  tendrá  que  luchar  contra  un  fuerte  efecto  sedativo  todo el tiempo, mientras que si la vista de vez en cuando se levanta hacia  un jardín, se cumplirá con el efecto adecuado de pausa. La complementariedad de colores con la luz: según la calidad de luz que  reciba  un  espacio,  se  puede armonizar  el ambiente  utilizando diversas  gamas de colores complementarios.

2.6.7 Factores de modificación del color aparente Las sensaciones subjetivas percibidas en los colores interaccionan entre  sí, dependiendo de los  colores de las otras superficies circundantes. Así,  bajo  iguales  condiciones  de  iluminación  y  contemplación,  una  misma  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

prueba  de  color  puede  mostrar  diversos  resultados  en  función  de  los  colores limítrofes que la rodean. Algunos factores de modificación del color aparente son: • • • • • • •

Al yuxtaponer un color cálido sobre otro frío, ambos se avivarán Dos colores cálidos contrapuestos se enfrían mutuamente Dos colores fríos yuxtapuestos incrementan su frialdad Cualquier color adosado al blanco realza su tonalidad Cualquier color adosado al negro disminuye su tonalidad Yuxtaponer un color al gris lo vuelve más brillante Colocar un color oscuro sobre uno claro activa la tonalidad oscura y  mitiga la clara

2.6.8 Preferencias cromáticas y tipos de personalidad El  color está  cargado de alusiones  psicológicas y  morales, razón  por la  que las teorías de preferencias de colores son dudosas y cambian con los  tiempos y las culturas.

Relación  entre  los  diferentes  tipos  de  personalidad  y  las  preferencias  cromáticas: •  El color blanco es preferido por los extrovertidos, sinceros, confiados  e ingenuos • El color rojo es predilecto de los extrovertidos, impulsivos, enérgicos  y exaltados • El color naranja es favorito de los extrovertidos, alegres generosos  y optimistas • El color verde es preferido por los extrovertidos, sociales, tolerantes  y crédulos • El  color  amarillo  es  predilecto  de  los  introvertidos,  idealistas,  intolerantes y egoístas • El color azul es preferido por los introvertidos, tímidos, cultos  y exigentes • El color violeta es favorito de los introvertidos, reservados, lógicos  y aristocráticos 58

Capítulo 2  • Iluminación

•  El color negro es preferido por los introvertidos, sofisticados, audaces  y constantes En  realidad, todas  estas relaciones psicológicas  no siempre ni  en todas  partes  son  las  mismas.  El  significado  del  color  será  producto  de  una  cultura y de una época. Efecto estroboscópico: es el fenómeno que le ocurre a todas las fuentes de  iluminación artificial alimentadas con corriente alterna, las cuales cesan  su emisión de luz cada vez que la corriente se hace cero, esto sucede cien  veces en un segundo, cuando se alimenta con corriente de 50 Hertzios. 

2.6.9 Tipos de iluminación  La  información  que  se  condensa  a  continuación  fue  tomada  del  libro  Seguridad industrial, de José M. Cortés.

Figura 8. Tipos de iluminación. Tomado de CORTÉS, José M. Seguridad e higiene en el trabajo. 2002.

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Riesgos físicos II: iluminación

Natural: fuente  principal  el  sol.  No  utilizable  en  su  totalidad  por  deslumbramiento,  condiciones  meteorológicas,  horas  del  día  y  contaminación atmosférica. Artificial: muchas veces reemplaza totalmente a la natural, bien sea por  el horario o por las características del local. La electricidad se transforma  en flujo luminoso, hay dos tipos, a saber: 1.  Lámparas  incandescentes: provistas  de  filamento  de  tungsteno  que  en  el  vacío de  una  ampolla  se  enrojece  sin quemar,  debido  a  la  resistencia que  opone al  paso de  la corriente.  Tanto más blanca  cuanto mayor temperatura.  2.  Lámparas de descarga en atmósferas de gas: se aprovecha el paso de  la corriente eléctrica a través de una atmósfera de gas.  a)  Lámparas de vapor de sodio: tubo de vidrio con electrodo en cada  extremo y baja presión en su interior (0.004 mm de Hg). Cierta  cantidad  de  sodio  puro  es  llevado  a  una  temperatura  de  270  ºC  y  emite radiaciones luminosas. b)  Lámparas  de vapor  de mercurio:  descarga  en alta  presión,  en la  que el gas es mercurio vaporizado, con pequeña cantidad de argón  para iniciar la descarga.  c)  Lámparas fluorescentes: son de  descarga  en vapor  de mercurio  a  muy baja presión. La descarga de vapor de mercurio no se utiliza  como  productora  de  luz,  sino de  radiaciones  ultravioleta  que  al  actuar  sobre las sales  fluorescentes que recubren la parte  interior  de la lámpara se transforman en radiaciones visibles. Están llenas  de  argón  y  contienen  una  gota  de  mercurio.  Su  temperatura  de  funcionamiento es de 45 °C. d)  Tubos de neón: son de alta presión y no tienen una intensidad luminosa muy elevada, muy usadas en anuncios luminosos.

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Capítulo 2  • Iluminación

Luminaria: equipo  de iluminación que distribuye, filtra o controla la luz  emitida por una lámpara o lámparas y el cual incluye todo los accesorios  necesarios  para  fijar,  proteger  y  operar  esas  lámparas  y  los  necesarios  para conectarse al circuito de utilización eléctrica.

2.6.10 Métodos de alumbrado Estos métodos hacen referencia a la concentración de luz necesaria para  efectuar una tarea determinada y su descripción fue extractada del título  Salud Visual de AGUDELO, Javier et al.  Alumbrado general  Método de distribución uniforme de luz que produce idénticas condiciones  de visión en todos los lugares de un interior. Uso en oficinas, aulas y fábricas.

Figura 9. Alumbrado general. Tomado de Salud Visual, ISS, 1993.

Alumbrado general localizado Se usa donde no  se requiere un nivel uniforme  de iluminación en toda  la  nave,  sino  en  un  grupo  de  máquinas.  Es  necesario  asegurar  una  iluminación general suficiente en los pasillos y zonas de circulación, para  evitar fuertes contrastes.

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Riesgos físicos II: iluminación

Figura 10. Alumbrado general localizado. Tomado de Salud Visual, ibíd. 

Alumbrado individual  Se  usa  cuando  se  necesitan  altos  niveles  de  iluminación  en  puesto  de  trabajo, debido a los requerimientos de la tarea.

e

Figura 11. Alumbrado individual. Tomado de Salud Visual, op. cit.

Alumbrado combinado En muchas ocasiones se obtienen mejores resultados combinando dos o  más métodos de alumbrado.

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Capítulo 2  • Iluminación

Figura 12. Alumbrado combinado. Tomado de Salud Visual, op. cit. 

Alumbrado suplementario Se  utiliza  generalmente  en  locales  comerciales,  para  resaltar  objetos y  con fines publicitarios. Es un alumbrado diseñado para aumentar el nivel  de iluminación en un área determinada.

Figura 13. Alumbrado suplementario. Tomado de Salud Visual, op. cit.

Iluminación localizada: es un alumbrado diseñado para proporcionar un  aumento de iluminación en el plano de trabajo.

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Riesgos físicos II: iluminación

Iluminación  promedio: valor  dado  por  el  promedio  ponderado  de  las  iluminaciones  obtenidas  en  el  centro  de  superficies  elementales  que  componen la superficie considerada. Para establecer condiciones de trabajo seguras son necesarios niveles de  iluminación bien balanceados. La iluminación en la industria incluye una  gran variedad de tareas visuales, condiciones operativas y consideraciones  económicas.  Las  primeras  pueden  involucrar  objetos  muy  pequeños  o  muy  grandes;  oscuros  o  claros;  opacos,  transparentes  o  translúcidos  y  pueden ser manipulados sobre superficies brillantes o ásperas. Algunos  factores  menos  tangibles,  asociados  con  una  iluminación  deficiente,  son  causas  importantes  que  favorecen  los  accidentes  en  la  industria.  Aquellos  pueden  incluir  brillo  directo  o  reflejado  por  el  material  de  trabajo  y  sombras  oscuras  que  logran  provocar  una  fatiga  visual  excesiva,  que  por si  misma  es  capaz  de  causar  accidentes.  Una  adaptación demasiado lenta del ojo, al pasar de un ambiente luminoso a  uno más oscuro, también puede ser causa de accidentes. El propósito de la iluminación en la industria es ayudar a proporcionar un  ambiente de trabajo seguro, una visión eficiente y confortable. Por tanto,  es importante analizar los diversos factores que intervienen en la visión,  es decir, la tarea, el ambiente y la iluminación. En la  Guía  técnica para  el análisis de  la exposición  a factores  de riesgo  ocupacionales  para  el  proceso  de  evaluación  en  la  calificación  del  origen  de  enfermedad, elaborado  por  el  Ministerio  de  la  Protección  Social  se  establece que  “  el  objetivo de  la  medición de la  iluminación  es  identificar  y  evaluar  las  condiciones  de  iluminación  de  las  áreas  de  trabajo y determinar su grado de  riesgo. Siendo necesario  identificar las  condiciones  de  exposición  (espacio,  ubicación,  distancia  de  la  fuente,  fuentes  directas e  indirectas, tipo  de  paredes,  pisos, techos,  materiales,  colores, etc.)”. El  proyecto  de  cualquier  instalación  de  alumbrado  lleva  consigo  la  consideración  de  numerosas  variables:  ¿cuál  es  el  objeto  de  la  instalación?, ¿se trata de luz para visión, ventas o decoración?, ¿cuál es la  dureza del trabajo visual a realizar y cuánto tiempo va a durar?, ¿cuáles  64

Capítulo 2  • Iluminación

son las exigencias arquitectónicas y decorativas, junto a las limitaciones  constructivas  del  lugar  de  emplazamiento?,  ¿qué  consideraciones  económicas entran en juego? Las respuestas a estas preguntas determinan la cantidad de luz necesaria  y  los  mejores  medios  para  conseguirla.  Puesto  que  los  gustos  y  las  opiniones  personales  varían,  especialmente  en  materia  de  apariencia  externa,  ninguna  solución  a  los  problemas  de  alumbrado  podrá  servir  para  toda  clase  de  circunstancias.  Sin  embargo,  existen  ciertas  reglas  básicas  para  determinar  la  cantidad  adecuada  y  la  buena  calidad  que  deben observarse siempre.

2.6.11 Reglamentación Respecto al tema existe el Reglamento técnico colombiano para evaluación  y  control  de  iluminación  y  brillo  en  los  centros  y  puestos  de  trabajo,  emitido por el Ministerio de la Protección  Social, del cual se presentan  los principales aspectos. En dicho documento se encuentra información  más concreta en caso de que sea requerida.  El propósito de dicho reglamento técnico es explicar y estandarizar, en el  ámbito nacional,  los criterios,  métodos, técnicas y procedimientos  para  la identificación,  evaluación y las  soluciones con métodos generales  de  control de la exposición a niveles de iluminación y brillo en los sitios de  trabajo  donde  se  puedan  presentar  condiciones  de  trabajo  capaces  de  afectar la salud de los trabajadores Aplica en todos los centros de trabajo, excepto para áreas que requieren  valores  reducidos  de  luminancia  como  sitios  para  proyecciones,  presentación  de  transparencia,  manejo  de  materiales  fotosensibles  y  empleo de ayudas ópticas para incrementar la precisión. La  información  tiene  que  recolectarse  y  registrarse  en  un  formato  que  debe contener:  •

Plano de distribución de áreas, luminarias, maquinaria y equipo 

•

Descripción del proceso de trabajo FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos II: iluminación

•

Descripción de los puestos de trabajo 

•

Número de trabajadores por área de trabajo

•

Cantidad de puntos y número de muestras por punto

2.7 Iluminación general Para  mediciones  de  precisión,  el  área  debe  ser  dividida  en  cuadrados  cuyos  lados  tienen  que  medir  aproximadamente  un  metro,  de  igual  manera  es  necesario  que  se  mida  la  iluminancia  en  el  centro  de  cada  cuadrado y  la altura del plano de trabajo. La iluminancia promedio del  área total se puede obtener al promediar todas las mediciones. Para  el  cálculo  general  se  pueden  reducir  el  número  de  puntos  de  medición  siempre  y  cuando  se considere  suficiente  una  precisión de  ±  10%. La tabla 8, ilustra el número mínimo de puntos de medición que se  deben tomar  para determinar la constante del salón,  que se calcula por  medio de la siguiente fórmula:

Constante del salón = 

L x W H M ( L + W)

Donde: L = longitud del salón W = ancho del salón HM = altura de las luminarias, tomada desde el plano de trabajo Existe  una  limitación  del  uso  de  la  tabla  cuando  la  red  de  los  puntos  de  medición coincide  con  la red de  los puntos  del alumbrado. En  este  caso es  posible cometer errores y  se hace necesario utilizar un número  mayor de puntos de medición. Puede ser igualmente imperioso aumentar  el número de puntos de medición para obtener una red simétrica que se  ajuste a un salón con una forma particular.

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Capítulo 2  • Iluminación

Tabla 8. Relaciones entre la constante del salón y el número mínimo de puntos de medición.

Constante del salón

n.º mínimo de puntos de medición