NTC 900 (Tercera actualización)

NORMA TCNICA COLOMBIANA NTC 900 (Tercera actualizacin)


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REGLAS GENERALES Y ESPECIFICACIONES PARA EL ALUMBRADO PBLICO

1. OBJETO

Esta norma establece los principios que deben ser tenidos en cuenta para la iluminacin de carreteras interurbanas, vas de penetracin o de circunvalacin de las poblaciones, calles principales o secundarias, cruces, parques, glorietas, pasos superiores o inferiores, puentes y barrios residenciales. Con respecto a los tneles y pasos subterrneos, se debe hacer referencia a la norma aplicable.

Esta norma no comprende la iluminacin de edificios o monumentos pblicos y otros escenarios etc., que necesitan, en general, de una tcnica especial.

Esta norma pretende servir de base y ayuda a los tcnicos y autoridades responsables para poder disear, seleccionar, proyectar, instalar, utilizar y mantener los sistemas de alumbrado pblico, ya que les permite escoger la ms adecuada entre las diversas soluciones posibles.

Esta norma incluye los aspectos mnimos necesarios que se deben considerar para lograr los criterios de calidad, seguridad, eficiencia y ahorro de energa en un sistema de alumbrado pblico confiable.

2. ABREVIATURAS

UVo = factor de uniformidad L = Luminancia Lmin = luminancia mnima Lav = luminancia promedio Lf = luminancia del fondo Lo = luminancia del objeto Q = Energa radiante M = exitancia radiante E = Iluminancia


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Lx = Lux

= reflectancia de una superficie

R = flujo luminoso reflejado i = flujo luminoso incidente C = Contraste Q = coeficiente de luminancia Eh = iluminancia horizontal en el punto p. R = coeficiente reducido de luminancia Qo = coeficiente promedio de luminancia M1.....M5 = tipo de vas V = velocidad de circulacin T = Trnsito de vehculos K = Fuente de iluminacin nica S1 = factor especular 1 S2 = factor especular 2 kp = factor especular qp = factor de luminancia para incidencia vertical R1..... R4 = Clases de superficies T.I. = incremento umbral Lv = luminancia de velo equivalente UL = factor de uniformidad longitudinal de luminancia Lm = Lumen

3. DEFINICIONES

3.1 Absorcin. Trmino general para referirse al proceso mediante el cual un flujo incidente se convierte en otra forma de energa, general y fundamentalmente en calor.

3.2 Acomodacin. Proceso mediante el cual el ojo cambia su distancia focal al mirar objetos colocados a diferentes distancias.

3.3 Adaptacin. Proceso mediante el cual el sistema visual se adapta a mayor o menor cantidad de luz o a la luz de un color, diferente al que estaba expuesto durante el periodo inmediatamente anterior. La adaptacin resulta en un cambio en la sensibilidad del ojo a la luz.

3.4 Altura de montaje (en una va). Distancia vertical entre la superficie de la va por iluminar y el centro ptico de la fuente de luz de la luminaria.


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3.5 ngulo de apantallamiento de una luminaria. ngulo vertical medido desde el nadir, entre el eje vertical y la primera lnea de visin, para el cual la fuente de la luz desnuda no es visible.

3.6 Arrancador. Dispositivo que por s solo, o en asocio con otros componentes, genera pulsos de tensin para encender bombillas de descarga sin precalentamiento.

3.7 Balasto. Unidad insertada entre la red y una o ms bombillas de descarga, la cual, por medio de inductancia o capacitancia o la combinacin de inductancias y capacitancias, sirve para limitar la corriente de las(s) bombillas(s) hasta el valor requerido. El balasto puede constar de uno o ms componentes.

Puede incluir, tambin, medios para transformar la tensin de alimentacin y arreglos que ayuden a proveer las tensin de arranque, prevenir el arranque en fro, reducir el efecto estroboscpico, corregir el factor de potencia y/o suprimir la radiointerferencia.

3.8 Bombilla. Trmino genrico para denominar una fuente de luz fabricada por el hombre. Por extensin, el trmino tambin se usa para denotar fuentes que emiten radiacin en regiones del espectro adyacentes a la zona visible.

3.9 Campo visual. Lugar geomtrico de todos los objetos o puntos en el espacio que pueden ser percibidos cuando la cabeza y los ojos de un observador se mantienen fijos. El campo puede ser monocular o binocular.

3.10 Candela (cd). Unidad del Sistema Internacional (SI) de intensidad luminosa. Una candela es igual a un lumen por estereorradin. Una candela se define como la intensidad luminosa, en una direccin dada, de una fuente que emite una radiacin monocromtica de una frecuencia de 540 x 1012 Hz y en la cual la intensidad radiante en esa direccin es 1/683 W por estereorradin.

3.11 Candela por metro cuadrado (cd/m2). Unidad de luminancia.

3.12 Centro ptico de la bombilla. Centro de una pequea esfera que podra contener completamente el elemento emisor de la bombilla.

3.13 Coeficiente de Utilizacin (CU). Relacin entre el flujo luminoso que llega a la superficie a iluminar (flujo til) y el flujo total emitido por la luminaria. Usualmente, se aplica este trmino cuando se refiere a luminarias de alumbrado pblico. Tambin se conoce como factor de utilizacin de la luminaria.

3.14 Conjunto elctrico para una bombilla de descarga. Todos los componentes necesarios para el funcionamiento adecuado de una bombilla de descarga (balasto, condensador y/o arrancador, portabombilla, borneras de conexin, cables, fusibles y portafusibles).

3.15 Conjunto ptico. Elementos necesarios para controlar y dirigir la luz producida por una o varias bombillas (refractor y/o reflector).

3.16 Contraste de luminancia. Relacin entre la luminancia de un objeto y su fondo inmediato, igual a (Lf - Lo)/Lf, (Lo - Lf)/Lf L/Lf, donde Lf y Lo son las luminancias del fondo y el objeto, respectivamente. Se debe especificar la forma de la ecuacin. La relacin L/Lf se conoce como la fraccin de Weber.

3.17 Cromaticidad de un color. Longitud de onda dominante o complementaria y de los aspectos de pureza de un color tomados como un conjunto.


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3.18 Cuerpo negro. Radiador de temperatura uniforme, cuya excitancia radiante en todas las partes del espectro es el mximo obtenible de cualquier radiador de temperatura a la misma temperatura. A este radiador se le llama cuerpo negro por que absorber toda la energa radiante que caiga sobre l.

3.19 Curva Isolux. Lnea que une todos los puntos que tengan la misma iluminancia en el plano horizontal, para una altura de montaje de 1 m 10 m, y un flujo luminoso de 1 000 lm.

3.20 Densidad de flujo luminoso. Cociente del flujo luminoso por el rea de la superficie, cuando sta ltima est iluminada de manera uniforme.

3.21 Densidad de flujo radiante en una superficie. Relacin entre el flujo radiante de un elemento de superficie y el rea del elemento (W/m2).

3.22 Depreciacin lumnica. Disminucin gradual de emisin luminosa durante el transcurso de la vida til del elemento considerado.

3.23 Deslumbramiento. Sensacin producida por la luminancia dentro del campo visual que es suficientemente mayor que la luminancia a la cual los ojos estn adaptados y que es causa de molestias e incomodidad o prdida de la capacidad visual y de la visibilidad. Existe deslumbramiento cegador, directo, indirecto, incmodo e incapacitivo.

NOTA La magnitud de la sensacin del deslumbramiento depende de factores como el tamao, la posicin y la luminancia de la fuente, el nmero de fuentes y la luminancia a la que los ojos estn adaptados.

3.24 Diagrama polar. Grfica que representa en coordenadas polares la distribucin de las intensidades en planos definidos. Generalmente se representan los planos C = 0 - 180, C = 90 - 270 y plano de intensidad mxima.

3.25 Difusor. Elemento que sirve para redirigir o esparcir la luz de una fuente, principalmente por el proceso de transmisin difusa.

3.26 Dispersin. Separacin ordenada de la luz incidente en su espectro de las longitudes de onda que la componen, cuando pasa a travs de un medio.

3.27 Efecto estroboscpico. Ilusin ptica que ocasiona que un objeto iluminado por una bombilla de descarga sea visible a intervalos, dando una impresin de aparente inmovilidad. Este efecto ocurre cuando la velocidad a la que se mueve el objeto es mltiplo de los destellos peridicos de las bombillas.

3.28 Eficacia luminosa de una fuente. Relacin entre el flujo luminoso total emitido por una fuente luminosa (bombilla) y la potencia de la misma. La eficacia de una fuente se expresa en lumen/vatio (lm/W).

NOTA El trmino eficiencia luminosa se us ampliamente en el pasado para denominar este concepto.

3.29 Eficiencia de una luminaria. Relacin entre el flujo luminoso, en lmens, emitido por una luminaria y el emitido por la bombilla o bombillas usadas en su interior.

3.30 Energa radiante (Q). Energa que se propaga en forma de ondas electromagnticas. Se mide en unidades de energa tales como joules, ergios kw-h.


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3.31 Espectro electromagntico visible. Franja del espectro electromagntico comprendida entre longitudes de onda de aproximadamente 380 nm a 770 nm. Las longitudes de onda inferiores a 380 nm corresponden a los ultravioleta, y las superiores a los 770 nm, a los infrarrojos.

3.32 Exitancia radiante (M). Densidad del flujo radiante emitido por una superficie. Se expresa en vatios por unidad de rea de la superficie.

3.33 Factor de absorcin. Relacin entre el flujo luminoso absorbido por un medio y el flujo incidente.

3.34 Factor de mantenimiento. Factor usado en el clculo de la luminancia e iluminancia despus de un perodo dado y en circunstancias establecidas. Tiene en cuenta la hermeticidad de la luminaria, la depreciacin del flujo luminoso de la bombilla, la clasificacin de los niveles de contaminacin del sitio y el perodo de operacin (limpieza) de la luminaria.

3.35 Factor de uniformidad de iluminancia. Medida de la variacin de la iluminancia sobre un plano dado, expresada mediante alguno de los siguientes valores

a) Relacin entre la iluminancia mnima y la mxima.

b) Relacin entre la iluminancia mnima y la promedio.

3.36 Factor de uniformidad general de la luminancia (Uo). Relacin entre la luminancia mnima y la luminancia promedio sobre la superficie de una calzada.

% en Lave

L =U o

min

Es una medida del comportamiento visual, que no puede ser inferior a 40 % para L comprendido entre el rango de 1 cd/m2 a 3 cd/m2, con el fin de que un objeto sea perceptible en el 75 % de los casos en un tiempo no mayor a 0,1 s.

3.37 Factor de uniformidad longitudinal de luminancia (UL). La menor medida de la relacin Lmn/Lmx sobre un eje longitudinal paralelo al eje de la va que pasa por la posicin del observador y situado en el centro de cada uno de los carriles de circulacin.

3.38 Fotocontrol. Dispositivo utilizado, normalmente, para conectar y desconectar en forma automtica luminarias de alumbrado pblico en funcin de la variacin del nivel luminoso. Los fotocontroles usados comnmente son del tipo electromagnticos y/o electrnico.

3.39 Fusible. Dispositivo utilizado para la proteccin de conductores y componentes de redes contra sobrecorrientes producidas tanto por sobrecarga como por cortocircuito.

3.40 Flujo luminoso (). Cantidad de luz emitida por una fuente luminosa en todas las direcciones por unidad de tiempo. Su unidad es el lumen (lm).

3.41 Flujo luminoso nominal. Flujo luminoso medido a las 100 h de funcionamiento de la bombilla, en condiciones de utilizacin normales. Se aplica solo a bombillas de alta intensidad de descarga.

3.42 Flujo til. Flujo luminoso recibido sobre la superficie bajo consideracin.


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3.43 Fotmetro. Instrumento para medir las cantidades fotomtricas: tales como luminancia, intensidad luminosa, flujo luminoso e iluminancia.

3.44 Fotometra. Medicin de cantidades asociadas con la luz.

NOTA La fotometra puede ser visual cuando se usa el ojo para hacer una comparacin, o fsica, cuando las mediciones se hacen mediante receptores fsicos.

3.45 Fuente luminosa. Dispositivo que emite energa radiante capaz de excitar la retina y producir una sensacin visual.

3.46 Iluminancia (E). Densidad del flujo luminoso que incide sobre una superficie, su unidad es el lux

3.47 Iluminacin. Accin o efecto de iluminar

NOTA Este trmino no debe ser utilizado para referirse a la densidad de flujo luminoso en una superficie.

3.48 Intensidad luminosa de una fuente puntual de luz en una direccin dada (I). Cantidad de flujo luminoso en cada unidad de ngulo slido en la direccin en cuestin. Por lo tanto, es el flujo luminoso sobre una pequea superficie centrada y normal e esa direccin, dividido por el ngulo slido (en esteroradianes) el cual es subtendido por la superficie en la fuente l. La intensidad luminosa pude ser expresada en candelas (cd) o en lumen por esteroradian (lm/sr)

3.49 Longitud de onda (). Distancia entre dos puntos sucesivos de una onda peridica en la direccin de propagacin, en la cual la oscilacin tiene la misma fase. La unidad usada comnmente en el nanmetro (nm). (1 nm = 1 x 10 9 m).

3.50 Lumen (lm). Unidad de medida del flujo luminoso en el Sistema Internacional (SI). Radiomtricamente, se determina de la potencia radiante; fotomtricamente, es el flujo luminoso emitido dentro de una unidad de ngulo slido (un estereorradin) por una fuente puntual que tiene una intensidad luminosa uniforme de una candela.

3.51 Luminancia (L). En un punto de una superficie, en una direccin, se interpreta como la relacin entre la intensidad luminosa en la direccin dada producida por un elemento de la superficie que rodea el punto, con el rea de la proyeccin ortogonal del elemento de superficie sobre un plano perpendicular en la direccin dada. La unidad de luminancia es candela por metro cuadrado (cd/m2). Vase la Figura 3.

Bajo el concepto de intensidad luminosa, la luminancia puede expresarse como:

3.52 Luminaria. Aparato de iluminacin que distribuye, filtra o transforma la luz emitida por una o ms bombillas y que incluye todas las partes necesarias para soporte, fijacin y proteccin de las bombillas, pero no las bombillas mismas y, donde sea necesario, los circuitos auxiliares con los medios para conectarlos a la fuente de alimentacin.

3.53 Lux (lx). Unidad de medida de iluminancia en el Sistema Internacional (SI). Un lux es igual a un lumen por metro cuadrado (1 lx = 1 lm/m2).


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3.54 Mantenimiento. Efecto de mantener o mantenerse, cuidar su permanencia. Conjunto de operaciones y cuidados necesarios para que las instalaciones puedan seguir funcionando adecuadamente. 3.55 Matriz de intensidades. Tabla que, en funcin del plano C y el ngulo , define los valores de intensidad luminosa que suministra la luminaria en cualquier punto a su alrededor. Los datos de intensidad luminosa se pueden dar en candelas por 1 000 lm.

3.56 Nadir. Punto de la esfera celeste diametralmente opuesto a la interseccin de la vertical de un lugar con la esfera celeste, por encima de la cabeza del observador. Es el punto exactamente opuesto al cenit.

NOTA Al imaginar que se suspende un hilo de plomo en el lugar de observacin, el cenit se localiza en la prolongacin hacia arriba del hilo hasta interceptar la imaginaria esfera celeste; el nadir es la prolongacin hacia abajo del mismo hilo.

3.57 Potencia nominal de una fuente luminosa. Potencia requerida por la fuente luminosa, segn indicacin del fabricante, para producir el flujo luminoso nominal. Se expresa en vatios (W).

3.58 Protector. Parte traslcida de una luminaria cerrada, destinada a proteger las bombillas y los reflectores de los agentes externos. Los protectores pueden ser, a su vez, difusores o refractores.

3.59 Proyector. Aparato de iluminacin que concentra la luz en un ngulo slido limitado, con el fin de obtener un valor de intensidad luminosa alto.

3.60 Radiacin. emisin o transferencia de energa en forma de ondas electromagnticas o partculas.

3.61 Radiacin electromagntica. Radiacin de energa asociada a un campo elctrico y a un campo magntico variables peridicamente y que se desplazan a la velocidad de la luz.

3.62 Radiacin monocromtica. Radiacin caracterizada por una sola frecuencia o longitud de onda.

3.63 Radiacin visible. Cualquier radiacin electromagntica de longitud de onda adecuada capaz de causar sensaciones visuales.

3.64 Reflectancia de una superficie. Relacin del flujo reflejado sobre el flujo incidente.

3.65 Reflector. Dispositivo usado para redirigir el flujo luminoso de una fuente mediante el proceso de reflexin.

3.66 Reflexin. Trmino general para el proceso mediante el cual el flujo incidente deja una superficie o medio desde el lado incidente sin cambios en la frecuencia.

3.67 Reflexin difusa. Proceso por el cual el flujo incidente es redirigido sobre un rango de ngulos.

3.68 Reflexin especular (regular). Proceso mediante el cual el rayo incidente es redirigido con el ngulo especular. El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal estn en el mismo plano.


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NOTA El ngulo especular es el ngulo entre la perpendicular a la superficie y el rayo reflejado. Es numricamente igual al ngulo de incidencia que se localiza en el mismo plano del rayo incidente y de la perpendicular, pero que se ubica en el lado opuesto de la perpendicular a la superficie. 3.69 Refraccin. Proceso mediante el cual la direccin de un rayo de luz cambia conforme pasa oblicuamente de un medio a otro en el que su velocidad es diferente.

3.70 Refractor. Dispositivo utilizado para redirigir el flujo luminoso de una fuente, primordialmente por el proceso de refraccin.

3.71 Sensibilidad al contraste. La ms pequea diferencia de luminancia que se puede percibir. Tambin llamado umbral diferencial de luminancia.

3.72 Tensin nominal. Valor de la tensin de alimentacin especificado por el fabricante y segn el cual se determinan las condiciones de aislamiento y de funcionamiento de un equipo. Se expresa en voltios (V).

3.73 Transmisin (de la luz). Trmino genrico usado para referirse al proceso mediante el cual el flujo incidente abandona una superficie o un medio por un lado diferente al del lado incidente, sin experimentar cambio de frecuencia.

3.74 Transmisin regular. Proceso por el cual el flujo incidente pasa a travs de una superficie o medio, sin dispersarse.

3.75 Transmisin difusa. Proceso por el cual el flujo incidente que pasa a travs de una superficie o medio se dispersa.

3.76 Temperatura de color (de una fuente luminosa). Temperatura absoluta de un cuerpo negro radiador que tiene una cromaticidad igual a la de la fuente de luz. Se mide en Kelvin (K).

3.77 Umbral de contraste. Mnimo contraste perceptible para un estado dado de adaptacin del ojo. Tambin se define como el contraste de luminancia detectable, durante alguna fraccin especfica de tiempo, que se presenta a un observador.

3.78 Vida promedio (de un lote de fuentes luminosas). Promedio de tiempo transcurrido, expresado en horas, de funcionamiento de un lote de fuentes luminosas, antes de que haya dejado de funcionar la mitad de dicho lote.

3.79 Vida fsica (de una fuente luminosa). Promedio de tiempo transcurrido, expresado en horas, antes de que la fuente luminosa deje de funcionar completa y definitivamente, por haberse daado cualquiera de sus componentes, sin que hayan interferido influencias externas.

3.80 Vida econmica (de una fuente luminosa). Perodo de tiempo transcurrido, expresado en horas, hasta cuando la relacin entre el costo de reposicin de la fuente luminosa y el costo de los lumen-hora que sigue produciendo ya no es econmicamente favorable. La vida econmica depende, por consiguiente, del costo de las fuentes luminosas de reemplazo, del costo de su instalacin en el portabombilla (mano de obra) y del costo de la energa elctrica.

3.81 Vida til (de una fuente luminosa). Perodo de servicio efectivo de una fuente que trabaja bajo condiciones y ciclos de trabajo nominales hasta que su flujo luminoso sea el 70 % del flujo luminoso nominal.

3.82 Vida normal (de una bombilla de descarga). Perodo de funcionamiento a tensin nominal, expresado en horas, en ciclos de diez horas, en la posicin recomendada por el fabricante.


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3.83 Visibilidad: cualidad o estado de ser perceptible por el ojo. En muchas aplicaciones en exteriores, la visibilidad se define en trminos de la distancia a la cual un objeto puede ser percibido escasamente por el ojo. En aplicaciones en interiores, usualmente, se define en trminos de contraste o del tamao de un objeto estndar de prueba, observado en condiciones normalizadas de visin, con el mismo umbral que el objeto dado.

4. OBJETO DEL ALUMBRADO PBLICO

4.1 GENERALIDADES

El objeto del alumbrado pblico es proporcionar la visibilidad adecuada para el desarrollo normal de las actividades tanto vehiculares como peatonales en vas pblicas, parques pblicos, y dems espacios de libre circulacin que no se encuentren a cargo de ninguna persona natural o jurdica de derecho privado o pblico, diferente del municipio. De igual manera, debe permitir a los conductores circular durante las horas de oscuridad (noche y madrugada) en condiciones adecuadas de seguridad, comodidad y velocidad similares a las que se presentan en las horas del da (maana y tarde). La iluminacin no se suministrar a las zonas verdes que no tengan mobiliario urbano o que sean de recreacin pasiva.

Los conductores deben percibir eficazmente no solo los bordes de la va y la superficie de ella, sino tambin su geometra, curvas, baches, etc. y los obstculos o peatones estticos o mviles situados sobre la calzada.

El mejoramiento de las condiciones de visibilidad constituye un medio eficaz para reducir la frecuencia de los accidentes y para aumentar la capacidad de trnsito. La iluminacin pblica, realizada correctamente, permite descongestionar parcialmente el trnsito de da, desplazndolo hacia el trnsito de noche.

Por otra parte, el alumbrado debe permitir a otros transentes de la va (peatones, ciclistas, etc.) ver sin riesgo de error o de deslumbramiento todo vehculo que se acerque. Esto es aplicable tanto al peatn que cruza la va, como al que se dispone a hacerlo.

4.2 SEGURIDAD

La seguridad se logra si el alumbrado permite a los usuarios que circulan a velocidad normal evitar un obstculo cualquiera. La iluminacin debe permitir, en particular, ver a tiempo los bordes, las aceras, separadores, encrucijadas, sealizacin vial, es decir, toda la geometra de la va.

Para este efecto, se considera que el criterio de seguridad consiste en la visibilidad de un obstculo fijo o mvil constituido por una superficie de 0,20 m x 0,20 m, con un factor de reflexin de 0,15. Se considera que:

- La seguridad de un peatn se logra si puede distinguir este obstculo a una distancia hasta de 10 m.

- La seguridad de un automovilista depende esencialmente de su velocidad. A velocidad media (60 km/h), l debe percibir este obstculo a una distancia hasta de 100 m. Para velocidades ms altas, esta distancia oscila entre 100 m y 200 m.

La nocin de seguridad resultante del alumbrado pblico no es la misma en carreteras que en la ciudad. En el primer caso, el alumbrado interesa sobre todo al automovilista que circula a una velocidad relativamente alta sobre una carretera, donde, los obstculos fijos o mviles son raros. Por el contrario, en ciudades, la circulacin es ms densa y los obstculos son generalmente


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ms frecuentes, pero la velocidad de circulacin es generalmente menor. Se concibe, pues, que segn el objeto que se persigua la eleccin del sistema de alumbrado se ver influenciada por la densidad, naturaleza y velocidad de circulacin.

4.3 COMODIDAD

La comodidad de un sistema de alumbrado depende del patrn de luminancia, de su uniformidad, del nivel de iluminacin, del grado de deslumbramiento y de la disposicin y naturaleza de las fuentes luminosas. Estos criterios deben ser escogidos de tal manera que se propenda por el confort y la seguridad.

La nocin de comodidad resultante del alumbrado pblico, no es la misma en las ciudades que en las carreteras. Por otra parte, el hecho de encontrarse en las aglomeraciones urbanas puede aumentar los imperativos de la comodidad.

En efecto, es conveniente iluminar tambin las aceras y fachadas, tener en cuenta el color de la luz con el fin de crear un ambiente luminoso agradable; todo esto evitando el deslumbramiento directo, debido a las fuentes, o indirecto, debido a los objetos brillantes que se encuentran sobre la calzada. A todo esto se agrega las nocin de esttica que complementa la nocin de comodidad.

En las carreteras y en las vas de penetracin, la iluminacin debe, adems, asegurar una continuidad ptica para permitir a los conductores circular a buena velocidad observando fcilmente toda la geometra de la va.

5. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DETERMINACIN DEL ALUMBRADO PBLICO

Conforme al objeto del alumbrado pblico definido anteriormente, la solucin de una necesidad de alumbrado pblico exige el anlisis previo de los siguientes puntos:

- La complejidad y la velocidad de la va. Se refiere a su infraestructura, movimiento de trfico y alrededores visuales. Se deben considerar los siguientes factores: nmero de carriles, inclinacin, letreros y seales, entrada y salida de rampas, intersecciones y otros sitios que se consideran como reas conflictivas.

- Control de trfico: Control de trfico, se refiere a la presencia de letreros y seales, as como a la existencia de regulaciones. Los mtodos de control son: semaforizacin, reglas de prioridad, regulaciones de prioridad y seales, avisos y demarcacin de la va. Cuando estos elementos no existen o son espordicos, el control se considera escaso.

- Separacin. La separacin, puede ser por medio de carriles especficos por normas que regulan la restriccin para uno o varios de los tipos de trfico. El menor grado se recomienda cuando existe esta separacin. Vase la Tabla 1.

- - Tipos de usuarios de la va. Los diferentes tipos de usuarios de la va son: automviles, camiones, vehculos lentos, buses, ciclistas, motociclistas y peatones.

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Adems, debe tenerse en cuenta la La geometra de la va (rectilnea, curva, nmero de carriles de circulacin, reglas de trnsito, superficie de la va, ayudas pticas que se usan), as como los puntos particulares que se pueden encontrar sobre ella (cruces, puentes, tneles, alrededores, etc.) y el gran total del que forma parte el sitio que se piensa iluminar.


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En principio, todas las vas que responden de la misma manera a los cinco primeros criterios definidos anteriormente pueden ser iluminadas de manera idntica. Por consiguiente, las vas se pueden agrupar en varios conjuntos que respondan a un tipo de iluminacin en funcin de los fines perseguidos, diferentes para cada uno de ellos pero bien caracterizados para un mismo conjunto.

Esta clasificacin permite dar indicaciones sobre las necesidades concretas y proveer al autor del proyecto, de guas suficientes para la adopcin de una de las soluciones tipo o de una combinacin de ellas.

6. CLASES DE ILUMINACIN

6.1 VAS PARA TRFICO MOTORIZADO

Las recomendaciones para escoger un tipo de iluminacin se clasifican en cinco clases M1 a M5 que dependen y se seleccionan de acuerdo con la funcin de la va, densidad, complejidad, separacin y existencia de medios para el control del trfico, tales como las seales y semaforizacin. Los ejemplos tpicos se muestran en la Tabla 1.

Cuando se hace una seleccin se deben considerar todos los usuarios de la va, incluidos los vehculos motorizados, ciclistas y peatones.

6.2 VARIACIONES TEMPORALES DE LA CLASE DE ILUMINACIN DE ACUERDO CON LA DENSIDAD DE TRFICO

En donde la clase de iluminacin se vare de acuerdo con los cambios en la densidad de trfico durante las horas de la madrugada, para propender por el ahorro de energa, los cambios en los requisitos de iluminacin deben ser apropiados para la clase de Iluminacin a la cual se cambie, y se debe cumplir en su totalidad con todos los requisitos de uniformidades y el criterio de deslumbramiento.

Tabla 1. Clases de iluminacin para diferentes tipos de vas

Descripcin de la va Clase de iluminacin

Vas de alta velocidad con calzadas separadas exenta de cruces a nivel y con accesos completamente controlados: autopistas expresas Densidad del trfico y complejidad de la va Alto Medio Bajo

M1 M2 M3

Vas de alta velocidad, vas con doble sentido de circulacin. Control de trfico y separacin de diferentes usuarios de la va (Nota 4) Escaso Suficiente

M1 M2

Vas ms importantes de trfico urbano, vas circunvalares y distribuidoras. Control de trfico y separacin de diferentes usuarios de la va Escaso Bueno

M2 M3

Conectores de vas de poca importancia, vas distribuidoras locales, vas de acceso a zonas residenciales. Vas que conducen a las propiedades y a la otras vas conectoras.

Control de trfico y separacin de diferentes usuarios de la va. Escaso

M4 M5


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Bueno


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Tabla 2. Criterios admitidos segn el tipo de va

Tipo de va Velocidad de circulacin (V) en km/h Trnsito de vehculos

(T) vehculos/h. Va M1 Muy importante V > 80 Muy importante T > 1000 Va M2 Importante 60 < V < 80 Importante 500 < T < 1 000 Va M3 Media 30 < V < 60 Media 250 < T < 500 Va M4 Reducida V< 30 Reducida 100 < T < 250 Va M5 Muy reducida Al paso Muy reducida T < 100

6.3 REAS CRTICAS PARA TRFICO MOTORIZADO

Para reas crticas, el criterio de diseo recomendado es el de luminancia, la clase de Iluminacin debe subirse al valor siguiente respecto a la clasificacin que tenga la va o vas que entran al rea (por ejemplo, si la va entrante ms importante es Clase M3, el rea crtica ser Clase M2 (C2)).

En donde las distancias de visin sean cortas (inferior a 60 m), la ubicacin de las luminarias no sea regular, se presenten cambios en la posicin de visin del conductor y las luminarias no se puedan situar adecuadamente, no se podr utilizar el criterio de luminancia sino el de iluminancia.

En donde se use la iluminancia como criterio, la iluminancia sobre la superficie de la va del rea crtica no debe ser menor a la de las vas entrantes. En la Tabla 14 se resumen las recomendaciones para este tipo de rea (vase el numeral 7.4.9)

En la columna para la clase de iluminacin, la letra C denota rea Crtica, y el nmero corresponde a la clase de iluminacin de la va ms importante que entra al rea crtica, de acuerdo con la Tabla 13 (vase el numeral 7.4.9).

En las reas cuyos andenes no estn dotados de una iluminacin especfica peatonal, se prever un nivel en iluminacin como mnimo del 50 % del previsto en la calzada, tal como se especifica en la Tabla 12.

6.4 REAS PARA TRFICO PEATONAL Y CICLISTAS

La iluminacin en estas reas debe garantizar que los peatones y ciclistas puedan distinguir la textura y diseo del pavimento, la configuracin de bordillos, escalones marcas y seales; y, adems, debe ayudar a evitar agresiones al transitar por estas vas.

En la Tabla 3 se presentan las siete clases de iluminacin para diferentes tipos de vas.

Tabla 3. Clases de Iluminacin para diferentes tipos de vas en reas peatonales

Descripcin de la calzada Clase de iluminacin Vas de muy elevado prestigio urbano P1 Utilizacin nocturna intensa por peatones y ciclistas P2 Utilizacin nocturna moderada por peatones y ciclistas P3 Utilizacin nocturna baja por peatones y ciclistas, nicamente asociada a las propiedades adyacentes. P4 Utilizacin nocturna baja por peatones y ciclistas, nicamente asociada a las propiedades adyacentes. Importante preservar el carcter arquitectnico del ambiente.

P5

Utilizacin nocturna muy baja por peatones y ciclistas, nicamente asociada a las propiedades adyacentes. Importante preservar el carcter arquitectnico del ambiente.

P6

Vas en donde nicamente se requiere una gua visual suministrada por la luz directa de las luminarias. P7


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Las clases de alumbrado establecidas en la Tabla 3 consideran las necesidades asociadas a toda la superficie utilizada, es decir, la superficie de la acera y de la calzada, en caso que exista.

Cuando se haya establecido que en determinadas zonas se ha incrementado o se pueda incrementar la criminalidad o resulte necesaria la identificacin de las personas, objetos u obstculos, la clase de iluminacin ser un grado o dos superior a la escogida.

En la Tabla 4 se asocian a las clases de iluminacin los valores de iluminancia que se deben satisfacer.

Tabla 4. Requisitos de iluminacin para trfico peatonal

Clase de iluminacin Iluminancia horizontal (luxes)

Mantenidos sobre toda la superficie usada Valor promedio Valor mnimo

P1 20 7.5 P2 10 3 P3 7.5 1.5 P4 5 1 P5 3 0.6 P6 1.5 0.2 P7 No aplicable No aplicable

7. CARACTERSTICAS FOTOMTRICAS

Las luminarias y proyectores deben ser sometidos a pruebas fotomtricas de laboratorio, con el fin de obtener los siguientes documentos fotomtricos: matrices de intensidades, diagramas polares, curvas Isolux y curvas de coeficiente de utilizacin para las diferentes posiciones de bombilla.

Para tales efectos, se requiere que las pruebas sean realizadas en un laboratorio certificado y acreditado nacional o internacionalmente.

7.1 PRINCIPIOS DE LA VISIN EN ALUMBRADO PBLICO

El campo visual normal de un conductor comprende, en orden de importancia:

- La calzada propiamente dicha

- Los andenes, incluida la sealizacin vial

- El cielo, incluidos los puntos luminosos ocasionados por la superficie visible de las luminarias.

Los obstculos eventuales o cualquier elemento susceptible de ocasionar un obstculo deben aparecer claramente visibles en el campo visual. Puesto que la percepcin y la velocidad de percepcin estn en relacin directa con la luminancia del campo visual y los factores de contraste, es necesario conocer el mecanismo de formacin de las luminancias que intervienen en el proceso.

Toda fuente luminosa produce, por reflexin directa y difusa sobre la calzada, una mancha brillante cuyo aspecto depende de los factores que se anotan a continuacin:

- Naturaleza del revestimiento de la va: claro u oscuro.

- Estado del revestimiento: rugoso, pulido, seco, mojado.

- Reparto del flujo luminoso de la luminaria, altura de montaje de la luminaria y su distancia con relacin al observador.


15

- Naturaleza e intensidad de la fuente luminosa.

- Condiciones eventuales: hojas, granizo, arena, tierra, etc.

7.1.1 Toda mancha brillante producida por una fuente se desplaza con el observador, bajo un ngulo muy pequeo. Esta mancha comprende una cabeza cuyo ancho depende principalmente de la rugosidad de la superficie de la va, y una cola que se prolonga ms o menos en direccin al observador. La cabeza comienza debajo de la luminaria y casi no se extiende ms all del poste que la soporta. Es tanto ms grande cuanto ms clara y difusa sea la va, menos abombada sea la calzada, y cuanto ms grande sea la dimensin transversal de la luminaria. La cola es tanto ms grande cuanto ms deslumbrante sea la luminaria y se prolonga tambin cuando la va est hmeda o lisa (Vase la Figura 1).

Luminaria tipo A conrevestimiento mate y seco

Luminaria tipo A conrevestimiento liso y seco

Luminaria tipo D conrevestimiento mate y seco

Luminaria tipo D conrevestimiento liso y seco

Luminaria tipo D conrevestimiento liso y corrugado

Eje de observacin

Figura 1. Forma de reas brillantes


16

7.1.2 El arte del especialista en iluminacin consiste en coordinar los diferentes factores que estn bajo su dependencia, para garantizar que la reparticin y forma de las manchas brillantes producidas por las diferentes luminarias, dispuestas a lo largo de la calzada, tengan por efecto lograr una luminancia uniforme.

7.1.3 El traslape adecuado de las manchas luminosas producidas por las diferentes luminarias dispuestas a lo largo de la calzada asegura la uniformidad de la luminancia en el revestimiento de la calzada.

La relacin de la interdistancia entre los puntos luminosos y la altura de estos, as como la relacin del ancho de la calzada a la altura de montaje de la luminaria son los factores predominantes para garantizar una buena uniformidad general y longitudinal.

7.1.4 La iluminacin de la va y de los alrededores depende de la naturaleza de estos espacios y de la distribucin de la intensidad luminosa de las luminarias.

7.1.5 La luminancia propia de las luminarias depende de su superficie de reparticin de la intensidad luminosa y de su rea aparente.

Si su orden de magnitud es ms elevado que la luminancia de la va y de los alrededores, puede ocasionar un efecto de deslumbramiento que reduce las facultades visuales o provoca una sensacin de incomodidad que, a medida que transcurre el tiempo, ocasiona fatiga y cansancio a los usuarios de la va.

7.1.6 Para los niveles normales de iluminancia y luminancia en alumbrado pblico, la percepcin de los obstculos se hace, generalmente, por efecto de silueta. El obstculo contrasta en silueta negra sobre el fondo del pavimento iluminado. Es muy importante distribuir las luminarias de tal manera que cualquiera que sea la posicin del obstculo y del observador, el fondo sobre el cual el obstculo se proyecta est ms iluminado que dicho elemento.

En consecuencia, el fenmeno de visibilidad est ntimamente ligado al contraste de luminancia entre el obstculo y el fondo sobre el cual ste se destaca.

7.1.7 Teniendo en cuenta la incertidumbre respecto a la naturaleza y a las propiedades fotomtricas de los obstculos eventuales, todos los factores que aumenten la sensibilidad de contraste deben tenerse en cuenta y aprovecharse al mximo. Los principales factores son:

- En primer lugar, la luminancia del fondo debe ser lo suficientemente elevada y uniforme. En las reas rurales, o si los alrededores de las calzadas tienen una luminancia insuficiente, la luminancia de la calzada es el factor preponderante para garantizar la visibilidad. En las ciudades tambin deben tenerse en cuenta la luminancia de las fachadas y de los alrededores; entre mayor sea sta, mayor debe ser la luminancia de la calzada.

- Es conveniente sealar que se han realizado numerosos experimentos para determinar la incidencia de la luminancia media del revestimiento de la va sobre la percepcin visual. Estos experimentos han sido efectuados por De Boer, con observadores fijos, y Dunbar, a partir de un vehculo en movimiento.

- Los resultados se presentan en la Figura 2, mediante las curvas 1 y 2 que establecen la variacin del contraste mnimo (C) entre la luminancia del objeto (Lo) y la luminancia de fondo (Lf) en funcin de esta ltima, en ausencia de todo deslumbramiento.


17

- En la grfica se aprecia que la luminancia media de la va debe tener un valor de 2 cd/m2, para asegurar un contraste de 1/3. Este valor corresponde a una norma de seguridad aceptable para garantizar la percepcin de un objeto de 0,20 m x 0,20 m, a una distancia de 100 m.

- Debe tenerse en cuenta que el factor de reflexin de los obstculos que se presenta en alumbrado pblico es dbil, y su valor no pasa de 0,15 en el 80 % de los casos.

- En segundo lugar, la incomodidad ocasionada por el deslumbramiento debe reducirse a un valor mnimo, compatible con las exigencias de la iluminacin realizada.

0,010,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

2 3 4 5 6 7 8 9 0,1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2Lf cd/m2

C

L - L

LC = o f

f

1 de Boer

2 Dunbar

Figura 2. Luminancia de la va

7.2 CARACTERSTICAS DE LOS REVESTIMIENTOS

Los revestimientos de las calzadas presentan una gran diversidad en sus caractersticas de reflexin y difusin. Estas caractersticas varan con:

- la naturaleza del pavimento

- su granulacin y el mtodo de construccin

- el estado de uso y el estado higromtrico (seco o hmedo).

7.2.1 Las caractersticas de reflexin influyen directamente sobre el nivel y la reparticin de la luminancia. Entre los diferentes revestimientos se distinguen, en forma general: los pavimentos claros (factor total de reflexin del orden de 0,20) y los pavimentos oscuros (factor total de reflexin de 0,10);


18

los pavimentos brillantes que presentan un ndice de reflexin mixto con tendencia especular y los pavimentos mate en los cuales el ndice de reflexin es aproximadamente difuso.

7.2.2 El pavimento ideal es de color claro y superficie rugosa, debe presentar una gran resistencia al uso y patinaje de los vehculos, y su perfil debe permitir que las aguas lluvias se evacuen rpidamente.

7.2.3 La iluminacin horizontal Eh en un punto de la calzada no proporciona ms que una indicacin de la cantidad de luz que incide o que recibe la calzada en ese punto. Aunque este valor es un elemento numricamente til, no proporciona ninguna informacin sobre la calidad de la instalacin de alumbrado pblico. Basta con comparar una misma va en estado seco y en estado hmedo: la iluminacin y su reparticin permanecen idnticas en los dos casos, pero el aspecto de la calzada cambia completamente.

En alumbrado pblico lo verdaderamente importante es la visibilidad del usuario de la va. El conductor que circula sobre una va iluminada est interesado principalmente en una zona situada entre 60 m y 160 m delante de su vehculo. De manera general, se considera que el observador se encuentra ubicado a una altura de 1,5 m respecto a la va. En consecuencia, se deduce que las direcciones de observacin, en el caso de luminancia, estn comprendidas entre 0,5 y 1,5 respecto a la calzada. El aspecto de la va, visto bajo estos ngulos, se caracteriza por la luminancia del pavimento que constituye por consiguiente el criterio principal de visibilidad.

7.2.4 En el caso de una fuente de iluminacin nica K, la luminancia en un punto es proporcional a la densidad del flujo luminoso recibido o a la iluminancia horizontal, de acuerdo con la siguiente relacin:

L= q * Eh

en donde

q es el coeficiente de luminancia en el punto P.

Eh es la iluminancia horizontal en el punto P.

Este coeficiente de luminancia para una calzada dada es funcin de la direccin de incidencia de la intensidad luminosa, de la direccin de observacin y, de manera general, de los cuatro ngulos (, , , ) representados en la Figura 3.

q = f (, , , )

7.2.5 Debe notarse que el ngulo de observacin , en el caso particular del alumbrado pblico, no tiene influencia sobre el valor de q. Se considera que los ojos de un conductor sentado en su vehculo estn situados a una altura promedio de 1,50 m respecto a la calzada, y l observa la zona de la calzada situada a una distancia entre 60 m y 160 m respecto a su posicin. En estas condiciones, el ngulo est comprendido entre 0,5 y 1,5.

Diferentes investigaciones han mostrado que dentro de este intervalo la dependencia del coeficiente de luminancia q respecto al ngulo es despreciable para los revestimientos conocidos, de manera que las mediciones o clculos se efectan, generalmente, para un valor medio de igual a un grado. El ngulo de observacin en azimut no interviene sino en los casos de revestimientos no isotrpicos; con calzadas isotrpicas, la experiencia ha mostrado que las variaciones de q son muy pequeas y los errores son mnimos, cuando es menor a 20 que es el valor que generalmente se presenta en las vas.


19

7.2.6 En consecuencia, las propiedades de reflexin de una calzada se dan en una tabla bidimensional, en la cual cada valor corresponde a una combinacin de y , es decir:

q =f (, )

en donde

es el ngulo en azimut entre el plano de incidencia y el plano de observacin, y

es el ngulo de incidencia en el punto P del rayo de intensidad luminosa.

A pesar de la importancia del problema de la iluminacin en las vas hmedas, las especificaciones de las normas y las recomendaciones se aplican nicamente en revestimientos en estado seco, debido a las dificultades encontradas para definir el grado de humedad de un revestimiento y para establecer una correlacin entre este grado de humedad y la luminancia resultante.

7.2.7 Por razones de comodidad en el clculo, el coeficiente de luminancia q se reemplaza, generalmente, por el denominado coeficiente reducido de luminancia.

r = q *(cos)3

y los clculos de luminancia se efectan a partir de las siguientes relaciones:

2

3

32

),()(cos)(

)(cos *

*

HqcIL

HIqL

EqL h

=

=

=

Como la distancia radial entre el punto P y la proyeccin de la luminaria K sobre el piso K1T en la Figura 3, es igual a H tg , la variable independiente se reemplaza por la tangente, y las caractersticas fotomtricas se dan bajo la forma de una tabla bidimensional (matriz del revestimiento).

r = f (, tg )

Para cada par de valores discretos de y tg corresponde un valor de r.

Este es el mtodo bsico para el clculo de la luminancia en vas pblicas.

7.2.8 El coeficiente de luminancia q puede ser objeto de una representacin espacial, como se muestra en la Figura 4. La interseccin de un rayo definido por el par de valores (, ) con la superficie de la indicatriz definen un segmento cuya longitud representa el valor qo o de r para la direccin de incidencia correspondiente a ese rayo.

El conocimiento de la variacin del coeficiente de luminancia es indispensable para el clculo de las luminancias.

7.2.9 Medicin de las propiedades de reflexin de un revestimiento


20

La determinacin de las caractersticas fotomtricas de los revestimientos requiere la medicin en el sitio o la toma de muestras para anlisis posteriores en laboratorios especializados. - Toma de muestra. Se estima que el revestimiento cuya tabla de reflexin va a

establecerse debe tener un ao de servicio como mnimo, puesto que las caractersticas cambian durante los primeros meses de uso.

Los sitios para la toma de muestras se seleccionan visualmente teniendo en cuenta el sentido de circulacin y adoptando como criterio la representabilidad y homogeneidad de las mismas.

Se deben tomar precauciones especiales para evitar cualquier deformacin de la muestra en el transporte al laboratorio.

Los ensayos y mediciones fotomtricas se deben realizar mximo una semana despus de tomada la muestra.

K K' P : Plano de incidencia del flujo luminosoO O' P : Plano del observador : ngulo de azimut en el plano del obsevador y la lnea paralela al eje de la va. : ngulo de observacin : ngulo entre el plano de incidencia y el plano de observacin. : ngulo de incidencia en el punto P.

360- hE

P

H

K'

K

O'

O

ngulo

Figura 3. Parmetros que intervienen en el coeficiente de luminancia


21

0

0

P

q (,)

20

30

40

50

60

70

80

90

110100

9080

7060

120130140150160170

180

Figura 4. Distribucin espacial del coeficiente de luminancia q.

7.2.10 Independiente de estos mtodos de medicin relativamente complejos, numerosos estudios se han efectuado en el plano internacional para permitir la caracterizacin de un tipo de revestimiento determinado mediante un nmero reducido de parmetros. Esto conduce a una clasificacin general de todo un conjunto de tipos de revestimiento.

7.3 CLASIFICACIN DE LAS VAS CON RESPECTO A SUS PROPIEDADES REFLECTIVAS (SUPERFICIES SECAS)

7.3.1 Observaciones generales

Un sistema de clasificacin para las vas con respecto a sus propiedades reflectivas es muy til para poder hacer clculos aproximados de luminancia y conocer el desempeo de las luminarias en las diferentes vas. Por ejemplo, en casos donde no se conozcan las propiedades exactas de reflexin de la superficie de una va especfica.

- En la elaboracin de un sistema de clasificacin debe considerarse que mientras el sistema tenga un nmero limitado de clases (categoras-grupos) se tiene la gran ventaja de mantener la cantidad necesaria de informacin en un mnimo; pero, por otra parte, tiene la desventaja de incrementar los errores en los clculos de luminancia.

Sin embargo, debe notarse que prcticamente todas las superficies de las vas muestran diferencias locales en sus propiedades reflectivas y, adems, se producen cambios en dichas propiedades con el tiempo debido al uso, desgaste y al clima. Para efectos prcticos, es til tener un sistema de clasificacin donde un grupo o una variedad de superficies est representada por una sola va clasificada.


22

7.3.2 Seleccin de las clases

Las clases se deben escoger de tal manera que:

7.3.2.1 Los parmetros elegidos sean representativos de las vas que prevalecen en la prctica, y

7.3.2.2 Los valores de luminancia, que se encuentren con las diferentes vas de una misma clase, estn dentro de los lmites aceptables cuando se comparen con los datos y que se encuentren en concordancia con los parmetros representativos de esa superficie de va.

7.3.3 Descripcin de las propiedades de reflexin mediante tres parmetros caractersticos

7.3.3.1 Como se estableci en el numeral 7.2.7, las propiedades de reflexin de una va se dan mediante el coeficiente reducido de luminancia r que da origen a las denominadas Tablas R que se representan en forma de tablas bidimensionales.

r = q * (cos)3

7.3.3.2 Las Tablas R se utilizan para el clculo de la luminancia, pero no permiten una comparacin fcil entre las diferentes superficies ni dan una impresin general de las caractersticas de reflexin de esa calzada.

Hasta el presente se han propuesto numerosos mtodos para establecer una descripcin de las propiedades totales de reflexin de una superficie mediante un nmero limitado de parmetros.

7.3.3.3 Investigaciones efectuadas en los ltimos aos han permitido concluir que un mtodo de clasificacin basado en dos parmetros especulares y otro parmetro que tiene en cuenta el grado de claridad de la calzada, denominado coeficiente promedio de luminancia, dan una descripcin de las calzadas con la suficiente aproximacin para permitir el clculo de la luminancia de una instalacin.

Las investigaciones tambin han demostrado que el mtodo nicamente se aplica para calzadas secas. Las caractersticas de reflexin cambian cuando las calzadas estn hmedas y seguramente se van a necesitar ms caractersticas para poder describirlas. Actualmente se estn estudiando las caractersticas descriptivas de estos tipos de calzadas.

7.3.4 Definicin de las tres caractersticas

Las tres caractersticas recomendadas para la descripcin de las propiedades reflectivas de una superficie de una calzada seca son:

- El coeficiente promedio de luminancia, Qo

- Factor especular 1, S1

- Factor especular 2, S2

Estas caractersticas se definen de la siguiente manera:

7.3.4.1 Coeficiente promedio de luminancia

=

e

e

dd*qQo

El ngulo slido, e se define con los lmites de integracin dados en la Figura 5


23

7.3.4.2 Factor especular S1

)0,0()2,0(

1 r

rS =

),(rQoS

002=

en donde

r(0,2) el valor q(cos)3 para = 0 y tg = 2 y,

r(0,0) el valor q(cos)3 para = 0 y tg = 0

La siguiente ecuacin es la relacin entre S2 y el factor especular Kp

KpS 102 =

log S2 = kp reemplazando S2

log Qo /r(0,0) = KP

en consecuencia kp = log Qo /qp

en donde

Kp es el factor especular; qp es el factor de luminancia para incidencia vertical de la luz

r(0,0); y Qo es el coeficiente promedio de luminancia.

7.3.4.3 Procedimiento estndar para el clculo de Qo

La frmula bsica para el clculo de Qo se da en el numeral 7.3.4.1. En la prctica, la integracin numrica debe ser utilizada con base en la Tabla R medida, introduciendo as una aproximacin.

Para poder mantener la aproximacin a un nivel aceptable, se recomienda seguir el siguiente mtodo:

La Tabla R medida se multiplica, valor a valor, por los factores de peso en la Tabla 5 y con el valor tan (). Los valores resultantes se totalizan y su suma se divide entre 9,936 * 107.

La tabla de factores de peso se calcula con base en el mtodo de Simpsons de integracin y se asume una interpolacin cuadrtica. Los lmites para la integracin se indica en la Figura 5.

7.3.4.4 La exactitud del sistema de descripcin

Si los clculos de luminancia para la instalacin de alumbrado normal de calzada se basan en las tres caractersticas Qo, S1 y S2. Se puede presumir que la exactitud de los clculos puede estar entre los siguientes rangos:


24

para la luminancia promedio: 3 % (en valor rms)

para uniformidad general: 4 % (en valor rms)

para uniformidad longitudinal: 6 % (en valor rms)

NOTA Los errores indicados aqu se han determinado con base en estadsticas, por medio de un gran nmero de clculos de luminancia. Los clculos se basaron en Tablas R medidas. Puesto que los errores de medicin son inherentes a estas tablas, los errores mencionados anteriormente se deben tanto a la inexactitud del sistema descriptivo como a los errores en las mediciones de las Tablas R. No ha sido posible aislar el efecto de los dos tipos de error.

7.3.4.5 El uso del sistema descriptivo

El sistema descriptivo est encaminado principalmente a la investigacin y desarrollo y como base de clculos exactos de luminancia, para ser usados en casos donde las aproximaciones inherentes al sistema de clasificacin, descrito en el numeral 7.3.5, podran conducir a inexactitudes no aceptables.

Si las tres caractersticas van a ser utilizadas como base para los clculos de luminancia, ellas deben ser determinadas mediante mediciones con un instrumento adecuado sobre la carretera real y una Tabla R seleccionada adecuadamente.

NOTA Se han propuesto mtodos matemticos para la construccin de una Tabla R a partir de las tres caractersticas, pero mientras no exista mayor evidencia de la viabilidad en la aplicacin de estos mtodos, se propone la seleccin de una tabla de entre un gran nmero de Tablas R con factor especular tan cerca como sea posible que correspondan a los factores especulares en cuestin. Cualquier diferencia en Qo puede ser corregida al reajustar la tabla.


25

165 157,5 150142,5

135

127,5

120

105

90

7570

50

45

40

35

30

25

20

15

0

- 1

- 2

- 3

- 4

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1tan

Figura 5. Lmites de integracin del ngulo slido e


26

Tabla 5. Factor para el clculo de Qo

tg 0 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180

.00

.25

.50

.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

8 32 16 32 16 32 16 32 24 64 32 64 32 64 32 64 32 64 32 64 32 64 32 64 32 64 32 64 16

8 32 16 32 16 32 16 32 24 64 32 64 32 64 32 64 32 64 32 64 32 64 32 64 32 64 32 64 16

32 128 64 128 64 128 64 128 96 256 128 256 128 256 128 256 128 256 128 256 128 256 128 256 128 256 128 256 64

22 88 44 88 44 88 44 88 66 176 88 176 88 176 88 176 88 176 88 176 88 176 88 176 88 176 113 186 69

40 160 80 160 80 160 80 160 120 320 160 320 160 320 160 320 160 320 160 320 160 320 160 320 115 230 80 90 45

20 80 40 80 40 80 40 80 60 160 80 160 80 160 80 160 80 160 105 170 85 80 40 80 -5 -10 -25 0 0

40 160 80 160 80 160 80 160 120 320 160 320 160 320 160 320 160 275 80 90 45 0 0 0 0 0 0 0 0

20 80 40 80 40 80 40 80 60 160 80 160 80 160 105 170 40 35 -25 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

40 160 80 160 80 160 80 160 120 320 160 320 160 320 125 90 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

25 100 50 100 50 100 50 100 75 200 100 200 100 155 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

45 180 90 180 90 180 90 180 135 360 120 120 60 75 -15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

120 480 240 480 240 480 240 480 360 960 510 270 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

60 240 120 240 120 240 120 240 180 480 222 33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

120 480 240 480 240 480 240 480 360 960 240 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

60 240 120 240 120 240 120 240 180 480 180 -30 -75 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

120 480 240 480 240 480 240 480 360 960 480 690 -30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

60 240 120 240 120 240 120 240 180 480 240 480 255 135 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

120 480 240 480 240 480 240 480 360 960 480 260 510 372 33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

60 240 120 240 120 240 120 240 180 480 240 480 222 33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

60 240 180 240 120 240 120 240 180 480 240 480 120 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0


27

7.3.5 Con el fin de mantener una normalizacin en la informacin para el clculo de una instalacin, las calzadas se han clasificado de acuerdo con el valor del factor especular S1 en cuatro tipos denominados R1, R2, R3 y R4. En la Tabla 6 se dan los lmites del valor S1 para cada tipo as como los valores tpicos para cada una de ellas.

Las calzadas normalizadas tipo R correspondientes se muestran en las Tablas 7, 8, 9 y 10. Estas superficies de va estndar se han aplicado con xito en varios pases durante los ltimos aos. Para mayores detalles del origen y la aplicacin de esas superficies se hace referencia a las publicaciones De Boer/Vermeulen (1967), Erbay (1974) y Massart (1972). Para mayor detalle, se puede consultar la lista de referencia de la CIE-30-2 y CIE 140-2000.

Para el clculo de la luminancia se debe escoger una de las superficies de vas tpicas R1 a R4. En el caso particular donde se conozcan, mediante mediciones, los valores de S1 y Qo de una va, se debe utilizar la tabla cuyo valor de S1 se aproxime ms al valor S1 medido en la va.

A menos que se especifique lo contrario, los clculos de luminancia deben realizarse sobre una superficie de la calzada tipo R3, con un coeficiente de luminancia promedio Qo igual a 0,07 y un grado de especularidad S1 entre 0,85 y 1,35, parmetros correspondientes a una calzada con superficie de rodamiento en asfalto normal de textura gruesa y pulida. Las tablas R1,R2,R3,y R4 suministran valores de q(cos)3 * 104

En la Tabla 11 se dan las caractersticas de los materiales y terminados para cada tipo de calzada estndar R1 a R4.

Tabla 6. Lmites del valor S1

S1 lmite kp lmite Valor normalizado de

kp S1 S2 Qo R1 S1 < 0,42 kp < 0,22 0,18 0,25 153 0,10

R2 0,42 S1 < 0,85 0,22 kp < 0,33 0,25 0,58 1,80 0,07

R3 0,85 S1 < 1,35 0,33 kp < 0,44 0,38 1,11 2,38 0,07

R4 1,35 S1 0,44 kp 0,48 1,55 3,03 0,08


28

Tabla 7. Tabla para la superficie normalizada R1

Qo = 0,10, S1 = 0,25, S2 = 1,53

tg 0 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180

0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12

655 619 539 431 341 269 224 189 162 121 94 81 71 63 57 51 47 43 40 37 35 33 31 30 29 28 27 26 25

655 619 539 431 341 269 224 189 162 121 94 80 69 59 52 47 42 38 34 31 28 25 23 22 20 18 16 15 14

655 619 539 431 341 269 224 189 157 117 86 66 55 43 36 31 25 22 18 15 14 12 10 9,0 8,2 7,3 6,6 6,1 5,6

655 619 539 431 341 260 215 171 135 95 66 46 32 24 19 15 12 10 8,1 6,9 5,7 4,8 4,1 3,7 3,2 3,0 2,7 2,4 2,2

655 610 539 431 323 251 198 153 117 79 49 33 23 17 14 11 8,5 6,7 5,6 4,7 4,0 3,6 3,2 2,8 2,4 2,2 1,9 1,7 1,6

655 610 539 431 323 242 180 139 108 66 41 28 20 14 12 9,0 7,2 5,8 4,8 4,0 3,6 3,1 2,8 2,5 2,2 1,9 1,7

655 610 521 431 305 224 171 130 99 60 38 25 18 13 10 8,1 6,5 5,2 4,4 3,8 3,2 2,9

655 610 521 431 296 207 162 121 94 57 36 23 16 12 9,0 7,8 6,3 5,0 4,2

655 610 521 431 287 198 153 117 90 54 34 22 15 12 9,0 7,7 6,2

655 610 521 431 287 189 148 112 85 52 33 22 14 11 8,8 7,7

655 610 521 395 278 189 144 108 85 51 32 21 14 11 8,7

655 610 503 386 269 180 144 103 83 50 31 21 14 11 8,7

655 610 503 371 269 180 139 99 84 51 31 22 15 12 9,0

655 601 503 371 269 180 139 99 84 52 33 22 17 13 10

655 601 503 371 269 180 139 103 86 54 35 24 19 14 11

655 601 503 371 269 180 144 108 90 58 38 27 20 14 13

655 601 503 371 269 189 148 112 94 61 40 29 22 16 14

655 601 503 386 278 198 153 121 99 65 43 31 23 17 15

655 601 503 395 278 207 162 130 103 69 47 34 25 19 16

655 601 503 395 278 224 180 139 111 75 51 38 27 21 16


29


Qo = 0,07, S1 = 0,58, S2 = 1,80

tg 0 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180

0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12

390 411 411 379 335 303 271 249 227 195 160 146 132 118 106 96 87 78 71 67 63 58 55 52 49 47 44 42 41

390 411 411 379 335 303 271 238 216 190 155 131 113 95 81 69 58 50 43 38 33 28 25 23 21 18 16 14 13

390 411 411 379 335 292 260 227 195 146 115 87 67 50 38 29 22 17 14 12 10 8,7 7,4 6,5 5,6 5,0 4,4 4,0 3,6

390 411 411 369 325 271 227 195 152 110 67 41 27 20 14 11 8,0 6,1 4,9 4,1 3,4 2,9 2,5 2,2 1,9 1,7 1,6 1,5 1,4

390 411 403 357 292 238 179 152 117 74 43 25 15 12 8,2 6,3 5,0 3,8 3,1 2,6 2,2 1,9 1,7 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,1

390 411 403 346 291 206 152 124 95 58 33 18 12 8,9 6,3 5,1 3,9 3,1 2,5 2,1 1,8 1,6 1,4 1,3 1,2 1,2 1,1

390 411 384 325 260 184 141 106 80 48 26 15 10 7,4 5,4 4,4 3,5 2,8 2,3 1,9 1,7 1,5

390 411 379 303 238 152 119 91 67 40 21 13 9,4 6,6 5,0 4,1 3,4 2,7 2,2

390 411 370 281 216 130 108 78 61 35 18 12 8,7 6,3 4,8 3,9 3,2

390 411 346 260 195 119 93 67 52 30 17 11 8,2 6,1 4,7 3,8

390 379 325 238 173 108 80 61 45 27 16 11 7,9 5,7 4,5

390 368 303 216 152 100 76 52 40 24 16 11 7,6 5,6 4,4

390 357 281 206 152 103 76 54 41 26 17 11 7,9 5,8 4,8

390 357 281 206 152 106 80 58 45 28 17 11 8,7 6,3 5,2

390 346 271 206 152 108 84 63 49 30 18 12 9,6 7,1 6,2

390 346 271 206 152 108 87 67 52 33 21 14 11 8,4 7,4

390 346 271 206 141 114 89 69 54 35 22 15 12 10 8,5

390 335 260 206 141 114 91 71 56 38 24 17 13 12 9,5

390 335 260 206 141 119 93 73 57 40 26 18 15 13 10

390 335 260 206 141 119 95 74 58 41 27 21 17 14 11


30


Qo = 0,07, S1 = 1,11, S2 = 2,38

tg 0 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180

0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12

294 326 344 357 362 357 353 339 326 289 253 217 190 163 145 127 113 104 95 87 83 78 73 69 65 62 59 56 53

294 326 344 353 362 357 348 335 321 280 235 194 163 136 109 94 77 68 60 53 47 42 38 34 32 29 26 24 22

294 321 339 353 352 348 326 303 280 222 163 122 90 73 60 47 36 30 24 21 17 15 12 9,9 9,0 8,0 7,1 6,3 5,6

294 321 339 339 326 298 267 231 190 127 85 60 43 31 24 18 15 11 8,5 7,1 6,1 5,2 4,3 3,8 3,3 3,0 2,6 2,4 2,1

294 317 326 321 276 244 217 172 136 86 53 35 26 20 16 14 11 8,3 6,5 5,3 4,4 3,7 3,2 3,5 2,4 2,1 1,9 1,8 1,8

294 312 317 303 249 208 176 127 100 65 38 25 20 15 12 9,9 9,0 6,4 5,2 4,4 3,6 3,1 2,4 2,2 2,0 1,9 1,8

294 308 308 285 226 176 145 104 82 54 31 22 16 12 9,0 7,7 8,0 5,1 4,3 3,6 3,1 2,6

294 308 298 267 204 154 117 89 71 44 25 19 14 9,9 8,2 6,9 6,5 4,3 3,4

294 303 289 244 181 136 100 79 62 38 23 16 12 9,0 7,7 6,1 5,1

294 298 276 222 158 118 86 70 54 34 20 15 9,9 8,3 6,8 5,7

294 294 262 204 140 104 78 62 48 25 18 13 9,0 7,7 6,1

294 280 235 176 118 83 72 51 39 23 15 9,9 7,4 5,4 4,3

294 271 217 158 104 73 60 45 34 22 15 9,0 7,0 4,8 3,2

294 262 204 149 100 70 57 44 34 23 14 9,0 7,1 4,9 3,3

294 258 199 149 100 71 58 45 34 24 15 9,9 7,5 5,4 3,7

294 253 199 149 100 74 60 46 35 24 15 11 8,3 6,1 4,3

294 249 199 145 100 77 60 45 36 24 16 11 8,7 7,0 5,2

294 244 199 136 100 77 60 45 36 24 16 12 9,0 7,7 6,5

294 240 194 136 100 77 61 46 37 24 17 12 9,0 8,3 6,9

294 240 194 140 100 78 62 47 38 25 17 13 9,9 8,5 7,1


31

Tabla 10. Tabla para la superficie normalizada R4 Qo = 0,08, S1 = 1,55, S2 = 3,04

tg 0 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180

0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12

264 297 330 376 396 403 409 409 409 396 370 343 317 297 277 257 244 231 218 205 193 184 174 169 164 158 153 149 145

264 317 343 383 396 409 396 396 383 356 304 271 238 211 185 161 140 122 106 94 82 74 66 59 53 49 45 41 37

264 317 343 370 396 370 356 343 317 264 211 165 132 106 79 59 46 37 32 26 22 19 16 13 12 11 9,5 8,4 7,7

264 317 343 350 330 310 284 251 224 152 95 63 45 33 24 19 13 11 9,0 7,5 6,3 5,3 4,6 4,1 3,7 3,3 3,0 2,6 2,5

264 317 330 330 290 251 218 178 145 100 63 40 24 17 13 9,9 7,7 5,9 5,0 4,4 3,7 3,2 2,8 2,5 2,2 2,1 2,0 1,7 1,7

264 310 310 304 251 211 172 139 106 73 44 26 16 11 8,3 7,1 5,7 4,6 3,8 3,3 2,9 2,5 2,1 2,0 1,7 1,7 1,7

264 304 297 277 218 178 139 108 86 55 30 19 13 9,2 7,0 5,7 4,8 3,7 3,2 2,8 2,4 2,1

264 290 284 251 198 152 115 88 71 45 25 15 11 7,9 6,3 5,0 4,1 3,2 2,6

264 284 277 231 185 132 100 75 59 37 21 13 9,6 7,3 5,7 4,6 3,8

264 277 264 211 165 115 88 66 53 32 17 12 9,0 6,6 5,1 4,2

264 271 251 198 145 103 79 59 45 28 16 11 8,4 6,3 5,0

264 244 218 165 112 77 61 44 33 21 13 9,8 7,5 6,1 5,0

264 231 198 139 86 66 50 37 29 20 12 9,1 7,4 6,1 5,1

264 224 185 132 86 65 50 37 29 20 12 8,8 7,4 6,2 5,4

264 224 178 132 86 65 50 37 29 20 13 8,8 7,5 6,5 5,5

264 218 172 125 86 63 50 38 30 21 13 9,4 7,9 6,7 5,8

264 218 172 125 86 65 52 40 32 22 15 11 8,6 7,1 6,1

264 211 165 125 87 66 55 41 33 24 16 12 9,4 7,7 6,3

264 211 165 119 87 67 55 42 34 25 17 13 11 8,7 6,9

264 211 165 119 87 68 55 45 37 26 19 15 12 9,6 7,7


32

Tabla 11. Designacin aproximada de las superficies en las clases tpicas

Clase Descripcin

R1 - Superficies de asfalto con un mnimo del 15 % de materiales abrillantadores o materiales artificiales claros o al menos un 30 % de anortositas muy brillantes

- Superficies que contienen gravas que cubren ms del 80 % de la superficie de la calzada, y las gravas constan de gran cantidad de material claro, o de abrillantadores o estn compuestas al 100 % de anortositas muy brillantes.

- Superficies de calzada de hormign de cemento.

R2 - Superficies con textura rugosa que contiene agregados normales.

- superficies asflticas (pavimentos bituminosos que contienen del 10 % al 15 % de abrillantadores artificiales.

Hormign bituminoso grueso y rugoso rico en gravas (ms del 60 %) de tamaos iguales o mayores de 10 mm.

Asfalto mstico despus de ser tratado. Se conoce tambin como asfalto mstico en estado nuevo. R3 - Hormign bituminoso (asfalto fro, asfalto cemento) con tamao de grava superior a 10 mm con

textura rugosa.

- Superficies tratadas con textura rugosa pero pulimentada.

R4 - Asfalto mstico despus de varios meses de uso.

- Superficies con textura bastante suave o pulimentada.

7.4 REQUISITOS PARA EL TRFICO MOTORIZADO - CONCEPTO DE LUMINANCIA

Los criterios de control son:

- Nivel de luminancia y uniformidad de la calzada

- Iluminacin de los alrededores de la va.

- Limitacin del deslumbramiento, tanto el deslumbramiento enceguecedor como el de incomodidad.

- Gua visual.

La descripcin numrica de los tres primeros criterios y los valores para ellos, bajo diferentes situaciones de trfico, se dan en la Tabla 12.


33

Tabla 12. Criterios de control

Zona de aplicacin

Clase de iluminacin

Todas las vas Todas las vas Todas las vas

Vas sin con pocas

intersecciones

Vas con calzadas peatonales no

iluminadas

Luminancia promedio Lav(cd/m2)

Mnimo mantenido

Factor de uniformidad

Uo Mnimo

Incremento de umbral T.I.(%)

Mximo inicial

Factor de uniformidad

longitudinal de luminancia

UI Mnimo

Relacin de alrededores

SR Mnimo

M1 2,0 0,4 10 0,5 a 0,71) 0,5

M2 1,5 0,4 10 0,5 a 0,71) 0,5

M3 1,0 0,4 10 0,5 0,5

M4 0,75 0,4 15 N.R. N.R.

M5 0,5 0,4 15 N.R. N.R. NOTA 1 0,7 es para vas de alta velocidad con calzadas separadas, exentas de cruces a nivel y con accesos completamente controlados. Autopistas expresas.

NOTA 2 N.R.: No requiere

7.4.1 Luminancia promedio de la calzada (Lav)

La luminancia promedio se calcula como el promedio aritmtico de las luminancias obtenidas en cada uno de los puntos de clculo

Este es el valor mnimo que debe ser mantenido a lo largo de la vida de la instalacin, y depende de la distribucin de la luz de la luminaria, el flujo luminoso de las bombillas y de las propiedades de reflexin de la calzada. Valores superiores pueden aceptarse si pueden justificarse econmicamente.

El clculo y la medicin de la luminancia promedio de la calzada deben efectuarse de acuerdo con la norma CIE 140-2000.

Los valores calculados deben tener en cuenta la luminaria y los factores de mantenimiento de la bombilla. Los factores de mantenimiento de la luminaria varan de acuerdo con el intervalo de limpieza escogido, la polucin atmosfrica y la calidad del sellado del compartimiento ptico de la luminaria. Sus valores pueden establecerse mediante mediciones de campo. Los factores de mantenimiento del flujo luminoso de la bombilla varan de acuerdo con el tipo de bombilla y su potencia. Estos valores los suministra, generalmente, el fabricante de bombillas.

7.4.2 Uniformidad general de luminancia de la calzada (Uo)

Es la relacin entre la luminancia mnima y la luminancia promedio de la va; se mide de acuerdo con la norma CIE 140-2000. Su valor depende de los mismos factores de luminancia promedio. Este criterio es importante puesto que controla la visibilidad mnima en la va, pero tambin afecta el confort.


34

7.4.3 Uniformidad longitudinal sobre la calzada (UL)

Es la relacin entre la luminancia mnima y la luminancia mxima, medidas o calculadas en direccin longitudinal a lo largo del eje central de cada carril de circulacin. El nmero de puntos y la distancia entre ellos debern ser iguales a los utilizados para el clculo de la luminancia promedio de la calzada. Se mide o se calcula de acuerdo con CIE 140-2000 y su valor depende de los mismos factores que Lav.

Este es un criterio que se relaciona principalmente con el confort y tiene como fin impedir la repeticin de zonas de alta y baja luminancia sobre la calzada de la va. Este concepto se aplica para secciones extensas y continuas de una va.

7.4.4 Relacin de alrededores (SR)

Una de las metas principales en iluminacin de vas es crear una superficie clara sobre la va contra la cual pueden verse los objetos, sin embargo, las partes superiores de los objetos altos que estn sobre la va y los que estn en el borde de la misma, particularmente en las secciones curvas, se ven contra los alrededores en la va.

En consecuencia, una iluminacin adecuada en los alrededores ayuda al conductor a percibir ms fcilmente el entorno y efectuar las maniobras de seguridad que sean requeridas.

La funcin de la relacin de alrededores es la de asegurar que la luz dirigida al entorno, sea lo suficiente para que los objetos que estn en esos lugares sean visibles. Esta iluminacin beneficia tambin a los peatones, cuando existe una va peatonal.

En los casos donde exista una iluminacin propia de los alrededores, la utilizacin de la relacin SR no es necesaria.

7.4.5 Condiciones de las calzadas mojadas

Cuando la superficie de la calzada est mojada, ella tiende a comportarse ms como un reflector especular que como difuso.

Las partes brillantes de la va disminuyen en rea y aumentan en luminancia y recprocamente para reas oscuras. El resultado es una disminucin severa en la uniformidad de luminancia lo que ocasiona que la visibilidad de la va tambin se ve afectada en forma negativa.

En los pases donde la va permanece mojada la mayora del tiempo, se debe seleccionar una distribucin luminosa que minimice este efecto. La norma CIE 47, da detalles para calcular Uo para condiciones de calzadas mojadas. Adems, cuando sea posible, debe considerarse la utilizacin de materiales permeables para la construccin de la calzada.

Para calzadas mojadas, Uo debe ser superior a 0,15 para la geometra de la va, matriz de reflexin seleccionada y luminaria utilizada. Adems, debe cumplir con los criterios de la Tabla 12 para calzadas secas.

7.4.6 Recomendaciones para gua visual

La gua visual es la luz directa proveniente de las luminarias que puede ayudar al conductor delineando la configuracin de la va, esto es muy til en vas perifricas, reas de confluencia y muy contaminadas o con neblina. No existe ningn mtodo para cuantificar la gua visual directa pero existen ciertas consideraciones prcticas que sirven de ayuda. Algunas veces los patrones de distribucin de la luz de las luminarias pueden ser engaosos. Esta puede obviarse en el


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estado de diseo considerando el patrn de distribucin en perspectiva, es decir, cmo aparecen al usuario tanto el alineamiento como la disposicin o colocacin de las luminarias. La gua visual directa puede enfatizarse cambiando color de la fuente luminosa en los cruces viales etc.

7.4.7 Incremento de umbral (TI)

Es una medida de la prdida de visibilidad causada por el deslumbramiento enceguecedor (Disability Glare) debido a las luminarias. La frmula a partir de la cual se calcula, se basa en el incremento del porcentaje en la diferencia de luminancia necesaria para volver a ver el objeto en presencia del deslumbramiento, respecto a la diferencia de luminancia necesaria para ver el objeto en ausencia de deslumbramiento, es decir cuando las luminarias son apantalladas con respecto al observador.

fLLo - Lf

=Lo , en valor absoluto

en donde

Lf = luminancia del fondo (va)

Lo = luminancia del objeto

Lo

= diferencia de luminancia justa para ver el objeto (umbral)

Lv = luminancia de velo equivalente, causado por la presencia del deslumbramiento

LG = diferencia de luminancia necesaria para ver el objeto en presencia del deslumbramiento

El procedimiento matemtico se da en el numeral 8.4 de la norma CIE 140-2000, y el clculo se efecta para una luminaria limpia equipada con una bombilla que emite el flujo luminoso inicial.

Este tipo de deslumbramiento se calcula a partir del incremento de umbral que se explica en el numeral 7.4.8

El TI se calcula en la condicin ms desfavorable, es decir, con las luminarias limpias y con el flujo inicial de la bombilla

7.4.8 Deslumbramiento de incomodidad, incapacitivo

7.4.8.1 Deslumbramiento de incomodidad

Hasta el presente no se ha desarrollado ningn mtodo satisfactorio para cuantificar este tipo de deslumbramiento en vas. anteriormente se utiliz el ndice G marca de control del deslumbramiento, de acuerdo con la publicacin CIE 31 (TC-4.6) 1976, pero se presentaron anomalas o incertidumbres en su aplicacin. Las evidencias en el campo sugieren que las instalaciones diseadas de acuerdo con las especificaciones del TI de la Tabla 12 son adecuadas respecto al deslumbramiento de incomodidad.


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Entornos brillantes, tales como edificios iluminados tienden a mitigar el deslumbramiento de incomodidad pero como la iluminacin de edificios es variable y puede ser apagada durante la noche, no es recomendable incluirla en el diseo de la iluminacin de vas.

7.4.8.2 Deslumbramiento incapacitivo

El mtodo para evaluar el deslumbramiento incapacitivo se basa en la frmula Holladay, que fue reconfirmada y se encontr que era aplicable tambin para niveles bajos de iluminacin (Adrin 1961 y 1975, Fisher y Christie 1965, Fry 1955, Hartmann 1963 y 1968).

De acuerdo con la frmula, el efecto del deslumbramiento es descrito por una luminancia uniforme equivalente resultante de la luz dispersa en el ojo que se sobrepone a la ubicacin de la imagen en la retina disminuyendo el contraste. La luminancia de velo equivalente, Lv, en cd/m2 puede ser expresada por:

21 E

K = L Gv

en donde

K1 = para efectos prcticos, se toma como 10 cuando se expresa en grados K1= 3* 103 cuando se da en radianes

EG

= la iluminacin en el ojo del observador, producida por la fuente de deslumbramiento en el plano perpendicular a la lnea visual expresada en lux.

= ngulo entre el centro de la fuente deslumbrante y la lnea de visin (grados)

El exponente de es vlido desde aproximadamente 1,5 hasta 60 (0,025 radianes a 1,00 radianes). Para garantizar que el ngulo nunca sea inferior al lmite ms bajo, la direccin de la vista del observador se debe elegir paralela al eje de la va y dirigirse un grado(1) hacia abajo de la horizontal. Esto coincide con la geometra de las observaciones normalizadas para mediciones de luminancia promedio. Para ngulos ms pequeos, el exponente de difiere considerablemente (Fry 1955, Hartmann 1968).

Para propsitos de evaluacin del deslumbramiento en iluminacin de vas, se puede despreciar la poca influencia que tiene la longitud de la fuente de deslumbramiento sobre el exponente de y el nivel de luminancia en K.

Para una instalacin total las luminancias de velo equivalentes de cada luminaria, se deben sumar como se indica a continuacin:

=

=

n

1iLviLvtotal

7.4.8.3 Incremento de umbral (de deslumbramiento)

El incremento de umbral TI se calcula para el estado inicial de la instalacin, mediante la siguiente frmula:

TI = k * Eg / ( Lav)0,8 * 2 %


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en donde

k es una constante que vara con la edad del observador.

Generalmente se considera un observador de 23 aos de edad, en cuyo caso es igual a 650 porque:

Lv = 10 * Eg / 2 y

TI = 65 * Lv / (Lav)0.8

Para edades del observador diferentes a 23 aos, el valor de la constante k se calcula a partir de la siguiente frmula

k = 641 [ 1 + ( A / 66,4 )4 ]

en donde

A edad del observador en aos

Eg es la iluminancia total inicial producidas por las luminarias, en su estado nuevo, sobre un plano normal a la lnea de visin y a la altura del ojo del observador.

El observador est ubicado a una altura de 1,50 m. sobre el nivel de la calzada y con relacin a sta est colocado de la siguiente manera: transversalmente a del ancho total de la calzada y longitudinalmente a una distancia, frente al inicio del campo de clculo, de :

2,75 ( H 1,5 )

donde H es la altura libre de montaje de la luminaria, en metros. (Se asume que el ngulo de apantallamiento del techo del vehculo es de 20 )

Lav es la luminancia media inicial de la superficie de la calzada

es el ngulo en grados entre la lnea de visin y el centro de cada luminaria.

El clculo del TI se inicia con el observador situado en la posicin inicial, definida anteriormente, y luego se repite moviendo el observador hacia delante con incrementos que son los mismos en nmero y distancia que los utilizados para el espaciado longitudinal de los puntos utilizados para el clculo de la luminancia promedio de la calzada.

El TI de la calzada es el correspondiente al valor mximo encontrado en los clculos.

Esta ecuacain es vlida para 0,05 < Lav < 5 cd m 2 y 1,5<


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Tabla 13. Clases de Iluminacin en reas crticas donde la luminancia no es aplicable

rea crtica Clase de iluminacin Pasos subterrneos C(N) = M (N)

Intersecciones, cruces, reas, rampas, puentes, entradas a divergencias o convergencias, reas con

anchos de carriles restringidos.

C(N) = M ( N-1 )

Cruces ferroviarios: Simples

Complejos

C(N) = M(N) C(N ) = M (N-1 )

Glorietas sin sealizacin: grandes

medianas Pequeas

C1 C2 C3

Area vehicular en fila de espera (p. ej. Aeropuesrtos, terminal de transporte, entre

otros) Grandes Medianas Pequeas

C1 C3 C5

NOTA En esta tabla la letra entre parntesis es el nmero de clase, as, C(N) = M ( N-1 ) significara que la clase de rea crtica es C2 si la va mas importante que llega al rea crtica es M3.


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Tabla 14. Otras reas crticas

Clasificacin Clase de iluminacin Iluminancia Promedio (Luxes)

Uniformidad general Uo>= (%)

Pasos peatonales subterrneos C1 30 33 Calzadas bajo y sobre puentes vehiculares C1 30 40 Puentes peatonales C2 20 33 Zonas peatonales bajas y aledaas a puentes peatonales y vehiculares C2 20 33 Canchas mltiples recreativas C0 50 40 Plazas y plazoletas C1 30 33 Andenes, senderos, paseos y alamedas peatonales en vas tipo M1, M2 y en parques.

C3 15 33

Andenes, senderos, paseos y alamedas peatonales en vas tipo M3. C4 10 33 Andenes en vas tipo M4. P4(***) 5 33 Andenes en vas tipo M5. P5(***) 3 33 Senderos, paseos y alamedas peatonales en vas tipo M4 y M5. C4 10 33 Ciclo rutas en vas tipo M1, M2 y en parques. C2 20 40 Ciclo rutas en vas tipo M3. C3 15 40 Ciclo rutas en vas tipo M4. C4 10 40 Ciclo rutas en vas tipo M5. C5 7.5 40 Intersecciones viales a nivel entre vas M2 C0 50 40 Glorietas grandes : en las cuales confluyen vas tipo M2 C0 50 40 Glorietas medianas : en las cuales confluyen vas tipo M3 C1 30 40 Glorietas pequeas : en las cuales confluyen vas tipo M4 C2 20 40 Glorietas pequeas : en las cuales confluyen vas tipo M5 C3 15 40 Ciclo rutas, senderos, paseos, alamedas y dems reas peatonales adyacentes a rondas de ros, quebradas, humedales, canales y dems reas distantes de vas vehiculares iluminadas u otro tipo de reas iluminadas.

C4 10 40

Conexin de vas con trayectos diferentes a orejas (Ej. Alrededor de una o varias cuadras : entradas a barrios).

(**)(*) 40

Convergencias/divergencias en cruces vehiculares a nivel y a desnivel (Orejas y Conectantes).

C1(*) 30 40

Pasos vehiculares deprimidos o subterrneos C0 50 40 Contina . . .


40

Tabla 14. Otras reas crticas (Final)

Clasificacin Clase de iluminacin Iluminancia Promedio (Luxes)

Uniformidad general Uo>= (%)

Tneles vehiculares CIE 88 (*) Cuando se trate de vas diferentes a las tipo M1 y M2, se calcula el nivel de iluminancia de la va de mayor categora con el 40 % de uniformidad general. (**) Para este tipo de vas se calcular el 50 % del nivel de iluminancia de la va de mayor categora. De forma equivalente, se aplica este criterio para los tramos de carreteras que se iluminen en entradas/salidas a municipios, con respecto al nivel de la va urbana que los suceda o anteceda. (***) Vanse las tablas 3 y 4.


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7.5 CLASIFICACIN DE LUMINARIAS

7.5.1 Clasificacin de acuerdo con el tipo de la construccin

7.5.1.1 Luminarias de carcasa partida o de dos cuerpos independientes

Las luminarias de carcasa partida o de dos cuerpos independientes estn compuestas por los siguientes elementos:

- Una CARCASA destinada a alojar los accesorios elctricos (compartimento de accesorios elctricos)

NOTA La fabricacin se realiza generalmente, pero no se limita, en aluminio mediante los procesos de: coquilla, fundicin, extrusin, inyeccin o embutido. Tambin se puede fabricar en otros materiales, siempre y cuando se garantice en el tiempo su resistencia al impacto, a las condiciones atmosfricas, a la vibracin, a los cuerpos extraos etc.

- Un REFLECTOR que tiene como funcin principal hacer el reparto del flujo luminoso de la bombilla y adicionalmente sirve como protector mecnico del sistema ptico (compartimento ptico).

NOTA Construido generalmente en aluminio embutido, brillado qumicamente y sometido a un proceso de oxidacin andica

- En las luminarias cerradas, una CUBIERTA o sistema de cierre del conjunto ptico,

NOTA Puede ser fabricado en acrlico, policarbonato protegido contra las radiaciones ultravioleta o vidrio templado, de seguridad y resistente a los choques trmicos y al impacto.

Este tipo de luminarias se caracteriza porque tanto la CARCASA como el REFLECTOR son dos cuerpos totalmente independientes y el REFLECTOR no est protegido contra impacto

7.5.1.2 Luminarias de carcasa enteriza o de un solo cuerpo

Estas luminarias estn compuestas por los siguientes elementos:

- Una CARCASA que constituye la estructura sobre la cual se alojan y se ensamblan el conjunto ptico o compartimento ptico , el conjunto de accesorios elctricos o compartimento de accesorios elctricos y las cubiertas de dichos conjuntos.

En algunos tipos de luminarias la carcasa sirve como cubierta o cap de los accesorios elctricos

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