Criterios de clasificación de luminarias

Existen numerosos criterios para clasificación de luminarias: atendiendo a su aplicación, o a características mecánicas, eléctricas o lumínicas. Dentro de éstas, podemos evaluar criterios sobre el deslumbramiento que potencialmente puedan producir, parámetros relacionados con el color de la luz emitida o su composición espectral, o de distribución de su flujo luminoso. 

En este post, dadas las consultas recibidas, nos vamos a centrar en los criterios de clasificación de luminarias en función de su distribución de flujo luminoso: diferentes formas de codificar o categorizar luminarias analizando la distribución angular de intensidad luminosa que proporciona la luminaria, y con ello, los flujos emitidos en diferentes zonas angulares. En todos los casos haremos referencia a los documentos técnicos o normas donde hayan sido definidos.

A lo largo de los años, han ido definiendo diferentes formas de clasificar que, salvo que hayan sido adoptadas en directivas o normas de obligado cumplimiento, tardan un cierto tiempo en ser aplicados realmente en la industria, y tardan aún más años en ser sustituidos por los nuevos criterios.

Actualmente coexisten diferentes formas de clasificar luminarias en función de la distribución de flujo luminoso, la mayoría han sido definidas por CIE (Comisión Internacional de Iluminación) o IES (Illuminating Engineering Society). Vamos a centrarnos en algunas de las clasificaciones dadas por CIE e IES, algunas de ellas continúan siendo empleadas por un gran número de usuarios, a pesar de que formalmente han sido sustituidas por nuevas propuestas.

Cabe destacar, la clasificación más actualizada: el sistema BUG (Backlight – Uplight – Glare). El sistema BUG fue desarrollado por Illuminating Engineering Society (IES) junto con la International Dark-Sky Association (IDA) para comparar y evaluar luminarias de exterior de forma rápida, sencilla y más completo que los sistemas más antiguos.

CIE 52: 1982 Cálculos para iluminación interior.

Código CIE de distribución del flujo luminoso: son cinco números que se corresponden con el porcentaje de flujo luminoso emitido en diferentes zonas angulares, respecto al flujo total emitido por la luminaria: N1 N2 N3 N4 N5.

CIE 1965 Luminaire classification for road lighting

Clasificación de luminarias realizada por la CIE en 1965, que aún se emplea por su sencillez. Las luminarias se clasifican en cut-off, semi cut-off y non cut-off en función del ángulo a partir del cual la emisión luminosa es residual. El valor indicado en la tabla, en cada caso, corresponde al valor de intensidad límite por cada 1000 lm emitidos por la fuente.

CIE 34 1977 Road Lighting Lantern and Installation Data – Photometrics, Classification and Performance

DISPERSIÓN Y ALCANCE DE LA LUMINARIA

Se definen dos parámetros principales para clasificar la luminaria: alcance y dispersión.

El alcance está definido por el ángulo gamma máximo en que la luminaria es capaz de iluminar la calzada en dirección longitudinal. Esta dirección (ángulo gamma máximo) es el valor medio de los dos ángulos correspondientes al 90% de la intensidad máxima que corresponden al plano donde la luminaria presenta el máximo de intensidad luminosa.

Clasificación según alcance:

La dispersión es la dirección, determinada por un ángulo, a la que es capaz de iluminar la luminaria en dirección transversal a la calzada. Gráficamente se obtiene a partir del diagrama isocandela como la recta tangente a la curva del 90% de I_MAX proyectada sobre la calzada, que es paralela al eje de esta y se encuentra más alejada de la luminaria.

Clasificación según dispersión:

IESNA RP-8-14

Según este documento, la clasificación en función de la distribución vertical depende la dirección de intensidad máxima, medida en proyección en el suelo con respecto a la altura de montaje, en la dirección longitudinal de la vía.

Alcance (CIE 34 1977) vs. Distribución vertical (IESNA RP-8-14)

Entre estas dos clasificaciones hay dos diferencias claras: CIE propone obtener el valor medio de los dos ángulos que proporcionan el 90% del máximo proyectado sobre el suelo, mientras que IES localiza el valor máximo (100%) y utiliza ese valor del ángulo para la clasificación. En segundo lugar, los rangos angulares son diferentes:

SISTEMA BUG (BACKLIGHT – UPLIGHT – GLARE)

El grupo de trabajo conjunto IES/IDA se encargó de redactar el documento denominado Model Lighting Ordenance (MLO), que aborda la luz emitida por la luminaria en todas las direcciones. Este sistema, lanzado al público como IES Technical Memorandum TM-15, reemplazó técnicamente el sistema antiguo.

El sistema original, que incluía las calificaciones cut-off, semi cut-off y non cut-off, había sido diseñado como un sistema de clasificación para alumbrado público. Sin embargo, la creciente demanda de control del deslumbramiento e intrusión de la luz extendió estos términos a todo tipo de iluminación exterior. Este sistema de clasificación BUG ofrece la evaluación más completa de la luz total emitida por las luminarias hasta la fecha.

Clasificación LCS y código BUG (TM-15-20)

Partiendo de la matriz de intensidades con sus correspondientes incertidumbres, se calcula la clasificación LCS y el código BUG definidos en el documento IESNA TM15-20.

LCS es “luminaire classification system” que proporciona información del porcentaje de flujo emitido en diferentes áreas que define el mencionado documento. Básicamente son tres áreas: hemisferio superior (U), la mitad del hemisferio inferior (desde C0 a C180) que incluye a C90 (F) y la mitad del hemisferio inferior (desde C180 a C0) que incluye a C270 (B). Cada una de estas zonas se subdivide a su vez en otras zonas, que se denominan como se muestra a continuación.

Backlight: Es la dirección opuesta al área a iluminar, es decir, la luz dirigida hacia el báculo de la luminaria. La calificación B tiene en cuenta la cantidad de luz en las zonas BL, BM, BH y BVH:

BVH: Backlight Very High (80°-90°)

BH: Back light High (60°-80°)

BM: Back light Mid (30°-60°)

BL: Back light Low (0°-30°)

Uplight: Se trata de luz hacia el hemisferio superior, luz dirigida a direcciones por encima del plano horizontal de la luminaria. La clasificación U tiene en cuenta la cantidad de luz en las zonas UL y UH:

UH: Uplight High (100°-180°)

UL: Uplight Low (90°-100°)

Glare: Se trata de la cantidad de luz emitida por la luminaria en ángulos que provocan deslumbramiento. La calificación G tiene en cuenta la cantidad de luz en las zonas FH y FVH así como BH y zonas BVH.

FVH: Forward light Very High (80°-90°)

FH: Forward light High (60°-80°)

FM: Forward light Mid (30°-60°)

FL: Forward light Low (0°-30°)

Para el cálculo del código BUG, se parte de los flujos zonales obtenidos para la determinación de LCS y se comparan los valores obtenidos con unos valores dados por el documento de referencia. Cada código (B, U y G) corresponderá al máximo valor no superado por los flujos zonales calculados en cada área de interés.

A continuación, se muestran los lúmenes zonales máximos para cada clasificación (tablas de referencia TM15-20):

Uplight: La clasificación en este caso, es el valor U más alto de las subzonas UH y UL.

Backlight: La clasificación de luz de fondo es el valor B más alto de las subzonas BH, BM y BL.

Glare: La clasificación de deslumbramiento es el valor G más alto obtenido de las subzonas FVH, BVH, FH y BH.

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