Iluminación industrial: niveles normativos y cálculo

El nivel depende de la categoría del trabajo visual (el tamaño del detalle que hay que distinguir, el contraste y el fondo), por lo que en una misma nave puede variar el doble según las operaciones. La tabla da rangos típicos para un cálculo previo; el valor definitivo debe contrastarse con la edición vigente de la DBN V.2.5-28 «Iluminación natural y artificial» (norma estatal de construcción de Ucrania) y con los requisitos del ingeniero de procesos.

Además de la iluminancia media se normalizan la uniformidad (relación entre la mínima y la media no inferior a 0,4–0,6 en zonas de trabajo), el índice de deslumbramiento (UGR de hasta 22–25 en naves y de hasta 19 en oficinas) y el coeficiente de pulsación: hasta el 5–10 % donde hay mecanismos giratorios, porque la luz pulsante crea un efecto estroboscópico y hace que un husillo o un eje parezcan «inmóviles».

Para un alumbrado general uniforme, el número de luminarias se calcula por el método del factor de utilización del flujo luminoso.

N = E × S × k_r ÷ (Φ × η), donde E es el nivel de iluminación, lx; S, la superficie, m²; k_r, el coeficiente de reserva por suciedad y envejecimiento, inverso del factor de mantenimiento (1,2 en locales limpios, 1,4–1,5 en naves y almacenes con polvo); Φ, el flujo luminoso de una luminaria, lm; η, el factor de utilización, es decir, la parte del flujo que llega a la superficie de trabajo.

η depende del índice del local y de la reflexión del techo, las paredes y el suelo. i = a × b ÷ (h × (a + b)), donde a y b son el largo y el ancho, y h, la altura desde la luminaria hasta la superficie de trabajo. Valores orientativos para luminarias LED de distribución amplia:

Con óptica estrecha de campana industrial (high-bay) a gran altura, η es mayor, pero la uniformidad empeora: entre luminarias hace falta solape. El resultado exacto lo da un cálculo en DIALux con los archivos IES del fabricante; la fórmula sirve para comprobar una oferta comercial y no comprar el doble o la mitad de lo necesario.

Eficacia luminosa: 130–160 lm/W en las series industriales actuales y 90–110 lm/W en las económicas. En las líneas antiguas con tubos fluorescentes T8, el paso a tubos LED T8 da el mismo nivel con la mitad de potencia y sin cambiar las carcasas, tras comprobar el esquema de conexión.

• IP65: polvo y chorros de agua; naves con limpieza húmeda, zonas de lavado, almacenes con polvo, marquesinas. IP54 basta en locales secos y calefactados. IP66–IP67: lavado a presión, industria alimentaria.
• IK08–IK10: resistencia a impactos para pasillos de carretillas, polideportivos y montajes bajos; con un techo de 8 m basta IK06–IK08.
• Temperatura: el driver está diseñado para −20…+40 °C; en naves calurosas y bajo cubierta en verano hacen falta series de hasta +50…+60 °C; de lo contrario, la vida útil se reduce a la mitad por cada 10 °C.
• Temperatura de color: 4000–5000 K para producción y montaje, 5000–6500 K para almacenes y control, donde importa el contraste; 4000 K donde las personas trabajan la jornada completa.
• CRI: desde 80 para alumbrado general y desde 90 para pintura, textil, control de calidad e industria alimentaria.
• Pulsación: hasta el 5 % en naves con máquinas herramienta; busque la indicación «flicker free» o el coeficiente de pulsación en la ficha técnica.

La iluminación de evacuación y las señales de «Salida» son una parte obligatoria del proyecto. Valores orientativos según la DSTU EN 1838 (versión ucraniana de la norma europea EN 1838): a lo largo del eje del recorrido de evacuación, al menos 1 lx; en zonas abiertas, 0,5 lx; junto a los equipos de extinción de incendios y los botiquines, 5 lx; autonomía, normalmente 1 hora, y 3 en instalaciones grandes. Las señales se colocan sobre cada salida y en los cambios de dirección del recorrido, visibles desde cualquier punto. Los requisitos de cada instalación concreta figuran en las DBN vigentes y en el proyecto de protección contra incendios.

Datos: almacén con estanterías y pasillos, nivel E = 150 lx en el suelo, superficie S = 30 × 18 = 540 m², paredes y techo claros, polvo moderado: k_r = 1,4. Las luminarias se suspenden a 7,5 m; el plano de trabajo es el suelo, h = 7,5 m.

Índice del local: i = 540 ÷ (7,5 × 48) = 1,5 → para superficies claras, η ≈ 0,55.

Flujo necesario: Φ_tot = 150 × 540 × 1,4 ÷ 0,55 = 206 000 lm.

Opción 1, high-bay de 150 W, 15 000 lm, 5000 K, IP65: N = 206 000 ÷ 15 000 = 13,7 → 14 luminarias, en dos filas de 7 sobre los pasillos, con unos 4,3 m entre luminarias y 9 m entre filas (sobre las estanterías no hace falta luz). Potencia instalada: 2,1 kW; potencia específica: 3,9 W/m².

Opción 2, lineales de 72 W, 9 000 lm: N = 206 000 ÷ 9 000 = 23 luminarias a 8 m de altura: más uniforme, pero con más puntos de montaje y más cable; se justifica con alturas de hasta 5–6 m.

Comprobación de la uniformidad: con óptica de 90°, una separación de 4,3 m con h = 7,5 m equivale a 0,57 h, un buen solape. Los 9 m entre filas son 1,2 h: sobre las estanterías la iluminancia bajará, lo que es admisible para almacenamiento; si entre las filas hay zonas de trabajo, añada una tercera fila o elija 200 W.

• Calcular en vatios por metro: los LED de distinta calidad dan de 90 a 160 lm/W; calcule en lúmenes y lux.
• Prescindir del coeficiente de reserva: tras dos años de polvo y degradación, la iluminancia cae un 20–30 % y el nivel normativo deja de cumplirse.
• Óptica estrecha con techo bajo: manchas de luz y franjas oscuras entre ellas; hasta 6 m, elija 90–120°.
• IP20 en una nave con polvo: polvo en la placa y en las lentes, sobrecalentamiento, avería en un año.
• Luz pulsante sobre las máquinas: efecto estroboscópico y lesiones; compruebe el coeficiente de pulsación.