Indice
1.
Introducción
2. Factores de Vinculación
Tecnológica
3. Factores de Vinculación
Humana
4. Conclusión
La ergonomía
es el estudio de los sistemas que
conforma el ser humano con su entorno artificial, que en el
contexto del presente trabajo denominaremos sistemas producto/usuario. El producto al
que aquí nos referimos es el dispositivo que tiene por
función
distribuir o modificar la luz emitida por
las lámparas, incluyendo implementos de fijación,
protección y elementos necesarios para el funcionamiento
de las mismas, habitualmente denominado luminaria.
Las luminarias se clasifican de la siguiente manera:
Por su función:
– Alumbrado
– Señalización
Por el ámbito de desempeño:
– Exteriores
– Interiores
Por la forma en que distribuyen el flujo y la intensidad
lumínica:
– Directa
– Indirecta
Por el tipo de fuente:
– De incandescencia
– De descarga:——- De vapor de mercurio
De sodio
Fluorescentes
La importancia de diseñar ergonómicamente
los sistemas de iluminación, reside en que estos pueden
alterar de manera substancial la percepción
del espacio habitable. La luz puede crear
una determinada atmósfera, comunicar
sensaciones y suscitar la atención. El campo de alternativas es tan
amplio como las posibilidades tecnológicas y las
necesidades humanas lo impongan.
El diseñador que aborda la resolución de un
problema de iluminación, sea este el diseño
de luminarias o su correcta aplicación, debe acotar el
campo de consideraciones para no divagar en un universo de
infinitas soluciones o
propuestas, la mayoría de las cuales probablemente no se
adecuen a los resultados deseados. Por tal motivo, es importante
sistematizar los elementos de juicio y los criterios de selección
que fundamentan las decisiones de diseño.
Se trata de uno de los rasgos distintivos del Diseño
profesional.
Objetivo:
Desarrollar criterios cualitativos para la evaluación
de artefactos de iluminación, desde el punto de vista del
diseño y las modalidades de aplicación con
fundamentos ergonómicos.
2. Factores de
Vinculación Tecnológica:
Comprende el conjunto de posibilidades y restricciones
que la tecnología ofrece
para la concreción de soluciones a
las diversas necesidades de iluminación.
Propiedades de Emisión
Espectro de emisión de las fuentes:
Cada fuente emite radiaciones en diversas frecuencias o
longitudes de onda, que son representadas por histogramas. A cada
longitud de onda corresponde un color. Las
longitudes de onda comprendidas en el espectro visible van desde
los 380 nm, hasta los 780 nm. La altura de las barras del
histograma cuantifica la intensidad emitida en cada frecuencia.
Algunas fuentes emiten
un espectro continuo donde todas las frecuencias son relevantes.
Otras sólo emiten de manera notoria en determinados
colores o su
espectro carece de alguno de ellos (espectro
discontinuo).
Intensidad:
Las propiedades de emisión se cuantifican de diversas
maneras, a los efectos de establecer relaciones matemáticas que describan con
precisión el comportamiento
de las fuentes lumínicas y las superficies iluminadas.
Para cuantificar la intensidad de la luz emitida por una fuente,
se emplea la unidad denominada candela (cd), cuya
principal ventaja es que, por definición, puede
establecerse con gran precisión de manera experimental: un
centímetro cúbico de platino incandescente (~2043
°K) emite luz a una intensidad de 60 cd. Pero la
candela representa sólo la intensidad de la luz emitida
por unidad de ángulo espacial (estereoradian), es decir,
en una dirección del espacio determinada. En la
práctica, una mejor expresión de las propiedades de
emisión de una fuente la brinda el lumen (lm), que expresa
el flujo lumínico o cantidad de luz que emite la fuente
hacia el espacio circundante, y es análogo al caudal en el
estudio de los líquidos. Aunque estas descripciones
cuantitativas de las fuentes son importantes como
parámetros para su selección,
es la capacidad para iluminar las superficies del entorno
circundante lo que presenta particular interés a
los efectos de su utilización práctica. El lux (lx)
expresa el flujo luminoso que alcanza una superficie por unidad
de medida o intensidad de iluminación; por ejemplo,
lx,[lm/m2]. En condiciones ideales (fuente puntual),
la intensidad de iluminación disminuye con el cuadrado de
la distancia a la fuente. Este parámetro puede medirse
directamente con instrumentos electrónicos denominados
luxómetros, en el sitio iluminado y bajo condiciones tan
diversas como lo requiera el estudio luminotécnico. Como
referencia, la intensidad de iluminación de la luz solar
en un día claro es del orden de los 100.000 lx; en la
sombra, de 10.000 lx; y en una noche clara de luna llena, de unos
3 lx. Un desempeño confortable en tareas visuales
requiere un mínimo de 300 lx.
Distribución:
Las mediciones practicadas sobre las luminarias se traducen en la
obtención de curvas de distribución luminosa en distintos planos,
con las que, a través de cálculos, se puede
determinar el comportamiento
luminotécnico de las luminarias.
Propiedades Ópticas
Coloración:
Más allá de los colores emitidos
por la fuente propiamente dicha, es posible determinar el
color de la
luz que abandona la luminaria. Los filtros bloquean ciertas
frecuencias y permiten el paso de otras. Así por ejemplo,
un filtro rojo bloquea todas las frecuencias excepto la que
corresponde al color rojo. La frecuencia filtrada debe estar
presente de manera relevante en el espectro emitido por la fuente
o el resultado deficiente. Existen filtros de material plástico
flexible que ofrecen gran variedad de colores, pero se deterioran
con el calor por lo
que requieren un uso breve y esporádico. Los filtros de
vidrio resisten
el calor pero
ofrecen una variedad de colores limitada. Algunas fuentes poseen
la cubierta de vidrio coloreada.
También pueden lograrse efectos de colores con reflectores
dicroicos que tienen la propiedad de
discriminar las frecuencias, reflejando el espectro deseado y
refractando el resto.
Difusión:
Para difundir la luz que emana de la fuente, las luminarias
apelan a las propiedades de refracción y reflexión
de los materiales y
las formas que las constituyen. Un artefacto efectúa una
reflexión difusa, cuando devuelve gran parte de la luz que
recibe de la fuente, pero en forma uniforme hacia todas las
direcciones del espacio frente a la superficie iluminada. (Este
es el caso, por ejemplo, de un zócalo de chapa
metálica pintada de blanco que soporta un tubo
fluorescente). Se produce reflexión especular, cuando la
luminaria cubre a la fuente con una superficie pulida que
reproduce más o menos fielmente su imagen
(reflectores de espejo, chapa de aluminio
pulido, etc.). Cuando los materiales de
la luminaria no son opacos, la luz que los atraviesa sufre un
efecto de refracción, que puede aprovecharse para dirigir
el haz luminoso variando el espesor (por ejemplo, lentes de
Fresnel en proyectores de alta potencia), o la
transparencia del material (vidrio o material plástico
opalino, etc.).
Propiedades Estructurales
Protección contra partículas sólidas:
Las fuentes y sus reflectores, deben estar protegidos para que no
ingresen partículas sólidas en forma de polvo que
disminuyan su eficiencia
luminosa o afecten sus propiedades eléctricas.
Estanqueidad:
La capacidad de impedir el ingreso de líquidos, es
indispensable en aquellas luminarias que deban ser expuestas a la
intemperie u operar sumergidas.
Resistencia mecánica:
Refiere a la resistencia que
los materiales y/o resoluciones constructivas otorgan a los
artefactos de iluminación. Esta propiedad es
necesaria para que la luminaria conserve su integridad y la de la
fuente ante impactos casuales o deliberados
(vandalismo).
Normalización:
Las tres propiedades enunciadas anteriormente están
normalizadas y se representan por la sigla "IP"
seguida de dos o tres cifras, la primera de las cuales expresa
los distintos grados de protección contra el contacto de
cuerpos sólidos externos, la segunda los grados de
penetración de líquidos y la tercera la
protección contra impactos.
Equilibrio térmico:
De acuerdo al tipo de fuente empleada y el ambiente de
operación, la temperatura
puede ser un factor extremadamente relevante, ya que condiciona
la vida útil de la fuente y la de los componentes de la
luminaria. La mayoría de las fuentes incandescentes operan
a elevadas temperaturas y, salvo raras excepciones, no irradian
calor de manera selectiva; de modo que los conductores
eléctricos pueden deteriorarse si el diseño y la
instalación no son adecuados. Por otra parte, si el
ambiente
somete al artefacto a cambios bruscos de temperatura,
puede resultar la destrucción de algunos de sus
componentes. Algunas fuentes incandescentes están
integradas a reflectores que dirigen la luz y el calor en el
mismo sentido, o permiten que el calor irradie en sentido opuesto
al de emisión de la luz (dicroicas). Las fuentes
fluorescentes se ven afectadas en su rendimiento por la
temperatura ambiente. En contrapartida, irradian menor
temperatura que las incandescentes.
Relación tecnología/costo:
La eficiencia
lumínica óptima requiere materiales y procesos de
fabricación costosos. En la práctica se recurre al
uso de materiales alternativos que, aunque más
económicos, ofrecen un desempeño aceptable.
Así, por ejemplo, un reflector de aluminio
pulido puede, en ciertos casos, sustituirse por otro de chapa de
hierro
esmaltada de blanco con pintura
horneable. Su eficiencia de reflexión no es la del
aluminio pero el costo es menor.
Los estándares de calidad elevados,
y el consiguiente aumento en los costos, son
ineludibles cuando los artefactos deben desempeñarse en
condiciones extremas.
3. Factores de
Vinculación Humana:
Abarca el conjunto de consideraciones necesarias para
adecuar los medios
tecnológicos de iluminación a las personas que
interactúan con el ambiente iluminado o con las luminarias
propiamente dichas.
Propiedades de Percepción
Color:
Percibido: El espectro útil en luminotecnia es aquel
comprendido en las longitudes de onda visibles y está
compuesto por siete colores (rojo, anaranjado, amarillo, verde,
azul, índigo y violeta). Estudios fisiológicos han
determinado que el ojo humano es más sensible a la luz
verde-amarilla. Ello responde a que este órgano perceptivo
se ha adaptado a lo largo de la evolución
humana a la luz solar que, si bien emite todos los colores
del espectro, concentra su mayor intensidad en estos colores.
Reproducción: Cuando las ondas luminosas
caen sobre una superficie cualquiera, penetran en la sustancia en
una pequeñísima capa. En parte son absorbidas y en
parte rechazadas en todas direcciones, es decir, son difundidas.
La sensación de color es, precisamente por la
porción del espectro que es devuelta o difundida. Tanto la
reproducción del color de los objetos que
nos rodean como el emitido por la fuente, inducen a determinadas
respuestas psicológicas que dependen del usuario, del
momento y lugar de la escena.
Luminancia:
El término luminancia fue adoptado para designar con
precisión adecuada, ciertas propiedades que en lenguaje
coloquial se engloban bajo el término brillo, incorporando
consideraciones relativas a la posición del observador.
Para un observador situado a una cierta distancia y ángulo
de una superficie que emite o refleja luz, es la relación
entre la luz que abandona la superficie y el área que
ésta aparenta para el mismo.
Monotonía vs. Contraste
La existencia de contrastes adecuados de colores y luminancias
será necesaria para asegurar la apreciación de los
relieves sin recurrir a efectos de sombras demasiado marcados
(poco favorables para el confort visual) y evitar la
sensación de monotonía que influye, por ejemplo,
negativamente en la eficiencia de trabajo. La iluminación
localizada, que deja las áreas circundantes en penumbra,
obliga al órgano de la visión a una
acomodación constante cada vez que la vista sale de la
zona iluminada, provocando fatiga. La solución es
considerar el nivel de iluminación del ambiente en
general. Recíprocamente, un ambiente carente de
iluminación localizada puede resultar excesivamente
homogéneo para quienes se desenvuelven en
él.
Deslumbramiento:
Es el límite por encima del cual la luminancia de un
objeto o de una fuente de luz se vuelve molesta y reduce de
manera más o menos persistente la capacidad de percepción
visual. Depende de la posición del objeto o de la fuente
dentro del campo visual y de la diferencia de luminancia entre la
fuente perturbante y su fondo. Las luminancias relativas
demasiado elevadas traen como resultado molestias de tipo tanto
fisiológicas (reducción de la capacidad de
percepción) como psicológicas (fatiga, estado
nervioso, etc.).
Deslumbramiento directo: proviene de las luminarias con sus
fuentes de luz expuestas a la vista y con ángulos de
elevación pequeños sobre la línea de
visión del observador. Para evitarlo deberá
limitarse la luminancia de las fuentes a ciertos valores y
direcciones críticas, hacia y debajo de la línea
horizontal de la visión.
Deslumbramiento por reflexión: cuando el valor de
luminancia de los objetos que rodean al observador causan
molestias en sus órganos visuales, se produce el efecto
velo, que reduce la eficiencia visual por elevación del
límite mínimo de contraste. Estas molestias
visuales no se deben confundir con las reflexiones necesarias
para destacar el relieve de los
objetos.
Propiedades de Valoración
Morfología:
Hay luminarias concebidas para mostrarse y otras para
ocultarse.
Existen en este aspecto tres tipos de acentuación estética: están las luminarias
utilitarias cuya morfología
no excede en demasía al tamaño de la fuente y que
tienden a priorizar el aprovechamiento de la energía,
resignando valores
estéticos. Por otra parte existen luminarias decorativas
que forman parte del ambiente en que se encuentran y se integran
estilísticamente a los demás elementos del entorno,
relegando a un segundo plano el óptimo desempeño de
la fuente. Esto es importante teniendo en cuenta que los
artefactos no siempre están encendidos y que de
día, la decoratividad pasa a ser su función
principal. Por último se encuentran las luminarias cuyo
diseño integra de manera equilibrada los valores
estéticos y la efectividad funcional.
Semiótica:
De la luminaria: Habla del producto como lenguaje. El
producto es utilizado por el emisor como un conjunto de
códigos para transmitir determinados mensajes al
destinatario. Es en si, una señal que no sólo
comunica las características del diseñador y las
de la empresa (entre
otros mensajes), sino que quien lo adquiere se siente
identificado por el mismo y lo ostenta como símbolo de su
personalidad.
De la iluminación: Cada cultura
atribuye diversas significaciones a las características de la luz en un ambiente
determinado. Así por ejemplo, la luz blanca típica
de las fuentes fluorescentes se asocia, en occidente, a la
asepcia propia de los hospitales; o la luz multicolor del
Neón a los lugares de esparcimiento y comercio.
Impacto emocional del color:
El color es un estímulo que incide consciente o
inconscientemente en los estados emocionales de las personas.
Aunque las preferencias personales respondan a los
condicionamientos culturales, existe una tendencia casi
antropológica en las respuestas observables, en
correspondencia con el temperamento de los individuos. Los
colores denominados "tranquilos" del grupo
verde-azul son calmantes, ejercen un efecto sosegador sobre las
personas nerviosas. En oposición, los colores "llamativos"
del grupo
rojo-amarillo constituyen un estímulo a aquellas personas
predispuestas a la melancolía o a la apatía. Es
imprescindible considerar el espectro de emisión de las
fuentes, para obtener una eficaz reproducción de los
colores que resulte en un ambiente en correspondencia con
el estado
anímico deseado.
Calidad visual:
Por Calidad Visual se
hace referencia a la intensidad de iluminación recomendada
para desempeñarse cómodamente en distintas
situaciones o tareas. La intensidad debe ser tanto mayor cuanto
más finos sean los detalles a tratar, cuanto más
contrastes se presenten en ellos, cuanto más
rápidamente haya que trabajar y cuanto más tiempo dure
el trabajo.
Los valores
recomendados se encuentran tabulados. Por ejemplo:
Puesto de trabajo con pantalla de video 300 a 500
lx
Locales comerciales medianos
General 500 lx
Vidrieras 1000 lx
Vivienda
Dormitorio 200 lx
Cocina 200 lx
Baño 100 lx
Consultorio odontológico
General 400 lx
Iluminación localizada
de la cavidad bucal 1500 lx
Con el incremento de la edad, los ojos pierden paulatinamente la
capacidad visual. En términos generales, se admite que una
persona de 60
años necesita el doble de la intensidad de
iluminación que una de 20.
Enfoque de la atención:
El balance entre la iluminación general y la localizada,
no está determinado únicamente por el contraste
óptimo para la percepción o el logro de la
intensidad standard para la calidad visual requerida. La luz es
probablemente el medio más efectivo para dirigir la
atención del observador, no sólo en la forma de
señales luminosas (semáforos, luces testigo,
carteles luminosos, etc.), sino también mediante los
efectos de iluminación aplicables sobre los objetos o
circunstancias que se pretende resaltar; aspecto que -en este
contexto- nos interesa en particular. La luz es un
estímulo que condiciona la conducta del
sujeto que la percibe, siendo su incidencia tanto más
importante cuanto mayor es su intensidad; pero la permanencia de
la atención así lograda dependerá del grado
en que el efecto llamativo supere los límites
del confort visual. Así, por ejemplo, es posible atraer la
atención de observadores distantes sobre una vidriera
comercial incrementando la intensidad de la iluminación
localizada sobre la mercadería exhibida; pero a corta
distancia puede causar fatiga visual y desvirtuar la
percepción de los detalles y colores, con la consiguiente
reacción adversa del potencial cliente.
Además de la intensidad, el color de la luz aplicada es un
medio efectivo para llamar la atención. Un ejemplo
típico es el empleo de luz
predominantemente roja en las heladeras para exhibición de
carne.
Mercado:
Como en cualquier producto los mercados son los
que definen, en gran parte, su diversidad. Éstos
están regidos por las necesidades de los usuarios, pero es
posible, a través de la difusión de nuevas
tendencias de consumo, crear
nuevas necesidades que amplíen la variedad de productos.
Esto significa que deben asimilarse continuamente las tendencias
globales, para adaptarse o incluso anticiparse a los incesantes
cambios de mercado.
Propiedades de Manipulación
Direccionalidad:
Una solución a los problemas de
deslumbramiento que da al usuario la posibilidad de apuntar la
luz hacia el objeto o lugar deseado, en general a través
de movimientos de rotación en las luminarias. Podemos
definir a ésta característica de ciertas luminarias
como sensitiva, ya que el usuario orienta el artefacto de acuerdo
a su sensibilidad. Además de evitar el deslumbramiento, la
direccionalidad de la luminaria influye sobre los caracteres
arquitectónicos del espacio en que habita el usuario. De
esta manera, la lámpara de pié puede apuntarse
hacia un cielorraso blanco, generando una agradable atmósfera de luz
difusa; o bien concentrarla en la zona de trabajo. También
se pueden ubicar las luminarias de modo que no iluminen algunas
de las paredes circundantes, de forma tal que se pierde la
noción de las dimensiones del espacio habitado y se crea
una sensación puramente psicológica de espacio
abierto.
Seguridad eléctrica:
Por regla general, como cualquier artefacto eléctrico, las
luminarias presentan alguna parte de su estructura
aislada de los conductores que alimentan a la fuente de luz. Debe
ser así, ya que la mayoría de los artefactos
están en alguna medida al alcance del contacto
físico con las personas, en su lugar de operación.
Esto es evidente en el caso de las lámparas de escritorio
orientables, ya que su propósito impone una
manipulación frecuente; pero es importante aún en
los casos que operan desde una posición fija en los techos
o las paredes, para minimizar riesgos de
electrocución a manipuladores incautos en tareas de
instalación o mantenimiento.
El riesgo se ha
visto reducido en gran medida con el empleo de
fuentes que requieren bajo voltaje, pero también en estos
casos una parte de la instalación contiene componentes
tales como transformadores
que operan a voltajes peligrosos. El empleo en la
fabricación de luminarias de materiales no conductores de
la electricidad,
también contribuye a la seguridad contra
la electrocución. Sin embargo, algunos sistemas de
iluminación combinan el empleo de luminarias modulares con
una estructura de
sujeción, cuya versatilidad radica en que las luminarias
pueden instalarse en cualquier punto de la misma y desarrollar
múltiples variantes con gran facilidad. Para ello, es la
estructura misma la que está electrificada –por lo
general con 12 volts- y los elementos conductores se hallan
expuestos.
Seguridad térmica:
No existen fuentes de luz eléctrica que no transformen
parte de la energía que se les suministra en calor. Las
emisiones en la parte infrarroja del espectro se propagan en el
espacio que circunda la fuente y elevan la temperatura del
artefacto que la sostiene y la de los cuerpos que se encuentren a
una cierta distancia. Por tal motivo, más allá de
las consideraciones que hacen a la operatividad y supervivencia
de la luminaria y la fuente, es importante tener en cuenta, al
momento de diseñar o elegir un artefacto, la manera en que
este distribuye y disipa la temperatura si se requiere que sea
manipulado mientras está en funcionamiento o si se lo va a
emplazar a corta distancia de materiales que se vean alterados
por la elevación de la temperatura. Las fuentes con
reflector dicroico son ideales para este tipo de situaciones. Las
fuentes fluorescentes operan a temperaturas que no representan un
riesgo para la
manipulación, pero el factor se torna relevante en el caso
de las lámparas incandescentes.
Practicidad:
En el diseño de las luminarias debe preverse la facilidad
de instalación, la simplicidad de mantenimiento
y la posibilidad de acceder a la fuente de manera sencilla;
funciones que
si bien son secundarias y se realizan esporádicamente,
forman parte de la relación producto/usuario. Las buenas
terminaciones y sistemas de acoplamiento simples de las partes
componentes, son soluciones que hacen a la practicidad del
producto.
En un lapso de cien años, la energía
eléctrica se ha convertido sin lugar a dudas en la
base de los sistemas de iluminación artificial. Desde la
lámpara incandescente hasta la luz Láser, la
Electrotecnia y sus métodos de
cuantificación y cálculo
han sido, y continuarán siendo, la base del progreso en
este campo. Esto ha contribuido al empleo de procedimientos
afines en los estudios luminotécnicos. Pero, como se ha
podido apreciar en este estudio, cuando se trata de objetos de
uso práctico como lo son los artefactos de
iluminación, los medios
tecnológicos constituyen sólo la mitad de los
factores a considerar; la otra mitad se vincula a las necesidades
y aspiraciones de las personas que harán uso de dichas
ventajas tecnológicas. Es en este último campo
donde la evaluación
cualitativa resulta efectiva, ya que considerar a la persona humana
implica factores emocionales y condicionamientos culturales cuya
cuantificación resulta –al menos en el estado
actual del conocimiento–
poco apropiada cuando no totalmente imposible.
El estudio ergonómico de la iluminación se nutre de
las mediciones precisas que aporta la antropometría, la
fotometría y la fisiología de la visión; pero la
planificación y el diseño de
sistemas de iluminación ergonómicamente
óptimos, debe abordar, tanto como sea posible, al ser
humano en su totalidad. La ergonomía
de producto, entendida como el estudio de la relación que
los objetos de uso práctico establecen con sus
destinatarios humanos, es un campo en el cual la base
teórico/práctica del Diseño Industrial
resulta particularmente efectiva y útil. Análisis similares al demostrado
aquí para los sistemas de iluminación, pueden
realizarse para cualquier artefacto producido por medios
industriales.
Trabajo enviado por
Diego