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GUÍA TÉCNICA GTC COLOMBIANA 8 1994-08-17 ELECTROTECNIA. PRINCIPIOS DE ERGONOMÍA VISUAL. ILUMINACIÓN PARA AMBIENTES DE TRABAJO EN ESPACIOS CERRADOS E: ELECTROTECHNIC. PRINCIPLES OF VISUAL ERGONOMICS. LIGHTING OF INDOOR WORK SYSTEMS. CORRESPONDENCIA: es una armonización idéntica de la ISO 8995. DESCRI...

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GTC 8 1994-08-17

ELECTROTECNIA. PRINCIPIOS DE ERGONOMÍA VISUAL. ILUMINACIÓN PARA AMBIENTES DE TRABAJO EN ESPACIOS CERRADOS

E:

ELECTROTECHNIC. PRINCIPLES OF VISUAL ERGONOMICS. LIGHTING OF INDOOR WORK SYSTEMS.

CORRESPONDENCIA:

es una armonización idéntica de la ISO 8995.

DESCRIPTORES:

iluminación; iluminación interior; sala de trabajo; área de trabajo.

I.C.S.: 13.180.00; 91.160.10 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. Tel. 6078888 Fax 2221435

Prohibida su reproducción

PRÓLOGO El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La GTC 8 (Cuarta actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de1994-11-26. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 383902 Iluminación. CONSEJO COLOMBIANO DE SEGURIDAD DISPROEL ELECTROCONTROL ELECTRÓNICAS LÁSER EMPRESA DE ENERGÍA DE BOGOTÁ EMPRESAS MUNICIPALES DE CALI

EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN ERGON INDUSTRIAS ELÉCTRICAS SCHREDER PHILIPS ROY ALPHA S.A. UNILEMH LTDA

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

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ELECTROTECNIA. PRINCIPIOS DE ERGONOMÍA VISUAL. ILUMINACIÓN PARA AMBIENTES DE TRABAJO EN ESPACIOS CERRADOS

0.

INTRODUCCIÓN

Los propósitos de la ergonomía visual son: a)

Optimizar la percepción de la información visual utilizada en el desarrollo del trabajo

b)

Conservar un nivel adecuado de rendimiento

c)

Garantizar máxima seguridad

d)

Proporcionar un adecuado bienestar visual.

En la práctica estos objetivos se alcanzan diseñando un ambiente visual que tenga en cuenta las capacidades del individuo. En la Figura 1 se presentan las variables que influyen en el rendimiento de un trabajador en un ambiente visual determinado. Variables como la habilidad perceptiva y las características de la tarea1) que se debe realizar, determinan las destrezas visuales que ha de tener el operario. La iluminación y los factores que se basan en el espacio de trabajo, establecen los elementos determinantes del rendimiento visual más íntimamente relacionados con el ambiente. Todo influye sobre las características de la información visual disponible y por tanto sobre los niveles de realización de la tarea por parte del operario. Por esta razón, es posible compensar un defecto en uno de los factores mediante el mejoramiento de uno o varios de los demás factores. Por ejemplo, es posible presentar información visual adecuada mejorando el contraste de los atributos de la tarea así como de otras variables de la tarea y del operario, incluso con niveles inferiores de iluminación general, si existe un límite a la iluminación que se pueda establecer.

_________________________

1)

El término "tarea" también tiene el significado de "atributos de la tarea".

1

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Figura 1. Parámetros fundamentales que influyen el rendimiento de un operario

Consideraciones como las anteriores llevan a concluir que la aplicación de la ergonomía visual puede aumentar el número de opciones de diseño disponibles. En consecuencia, la ergonomía visual se puede emplear para establecer un conjunto de opciones, desde criterios generales hasta información de carácter más detallado, con relación a un parámetro que necesite modificarse para poder proporcionar un ambiente visual aceptable. Los intervalos de límite de reflejo (véase el Anexo A) y las iluminancias recomendadas (véase el Anexo B), se han tomado de los códigos, reglamentos y normas nacionales existentes. Estos valores sirven como ejemplos y criterios para el diseño de condiciones visuales en ambientes de trabajo, especialmente en los casos en los cuales no existen códigos nacionales ni reglamentos legales.

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OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta norma establece los principios de ergonomía visual e identifica los parámetros que influyen en el rendimiento visual. También presenta los criterios que se deben satisfacer para alcanzar un campo visual de condiciones aceptables. Esta norma es aplicable a las áreas de trabajo de instalaciones industriales, oficinas, hospitales, etc.; pero no a las áreas de trabajo que empleen valores reducidos de luminancia usados en actividades tales como proyecciones, presentación de transparencias y manejo de materiales fotosensibles. Los requisitos especiales que se establecen para los recintos cerrados donde se hace uso de aparatos de presentación visual también se encuentran fuera del alcance de esta norma. Las tareas visuales que requieren un análisis especial como en los casos en los que se emplean ayudas ópticas para incrementar la precisión, tampoco se encuentran contempladas. Esta norma está destinada fundamentalmente a aquellos individuos que, sin ser especialistas, se encuentran relacionados con el manejo del campo visual. Las referencias que se establecen en el numeral 2, presentan información más detallada que complementa esta norma. Se recomienda consultar a un especialista si la información contenida en esta norma no es fácilmente aplicable o si se necesita una evaluación más precisa debido a dificultades técnicas o a restricciones económicas que limiten el papel de la iluminación. 2.

DOCUMENTOS DE REFERENCIA

ISO 6385, Ergonomic Principles in the Design of Work Systems. CIE Publication No. 13.2, Method of Measuring and Specifying Colour Rendering Properties of Light Sources. CIE Publication No. 16, Daylight - International Recommendations for the Calculation of Natural Daylight. CIE Publication No. 17, International Lighting Vocabulary. CIE Publication No. 19/2, An Analytic Model for Describing the Influence of Lighting Parameters Upon Visual Performance. CIE Publication No. 29/2, Guide on Interior Lighting. CIE Publication No. 55, Discomfort Glare in the Interior Working Environment. 3.

DEFINICIONES

Para los propósitos de esta guía, se aplican las siguientes definiciones, además de las incluidas en la Publicación CIE No. 17. 3.1

OJO Y VISIÓN

3.1.1 Adaptación: es el proceso o el estado final del proceso que tiene lugar a medida que el ojo se acomoda a la luminancia o al color (o a ambos) del campo visual.

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3.1.2 Acomodación: es el ajuste, normalmente espontáneo, del foco del ojo, con el propósito de alcanzar la máxima agudeza visual a diferentes distancias. 3.1.3 Agudeza visual: es la capacidad de diferenciar los detalles en un objeto o entre diferentes objetos que se encuentren muy cerca los unos de los otros. Cuantitativamente se puede expresar mediante el recíproco del ángulo subtendido por los extremos de la separación del detalle visible en la entrada de la pupila o en cualquier otro punto de referencia sobre el ojo. 3.1.4

Contraste: es un término empleado tanto subjetiva como objetivamente. a)

Sentido subjetivo: es la valoración subjetiva de la diferencia en la apariencia de dos partes de un campo visual que se ven simultánea o sucesivamente (con base en este concepto se definen otros como contraste de brillo, contraste de colores, contraste simultáneo, contraste sucesivo)

b)

Sentido objetivo: son cantidades que a menudo se definen como relaciones de luminancia L2/L1 (generalmente en el caso de contrastes sucesivos), o mediante la siguiente fórmula (en el caso de superficies que se ven de manera simultánea): ( L 2 - L1 )/ L1

en donde: L1 es la luminancia de fondo o dominante; L2 es la luminancia del objeto. Cuando existen áreas con diferentes valores de luminancia y tamaños similares y se desea tomar un promedio, se puede emplear la siguiente fórmula: ( L 2 - L1 ) 0,5 ( L 2 + L1 )

3.1.5 Brillo: es un atributo de la sensación visual asociado con la cantidad de luz emitida por un área determinada. El brillo es la contraparte subjetiva de la luminancia. 3.1.6 Reflejo: es la incomodidad o disminución de la visión que se experimenta cuando algunas partes del campo visual son excesivamente brillantes con relación al brillo general de los alrededores, a los cuales el ojo ya se encuentra adaptado.

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3.1.7 Deslumbramiento por reflexión: es el reflejo que resulta de las reflexiones especulares generadas en superficies pulidas o relucientes. 3.1.8 Centelleo: impresión visual de intermitencia, alternancia o variación en la forma como se presenta la luz. 3.1.9 Efecto estroboscópico: es la inmovilización o cambio de movimiento aparentes de un objeto, cuando se ilumina mediante una luz de frecuencia apropiada e intensidad variable. 3.1.10 Campo visual: es el área o extensión del espacio físico visible al ojo en una posición determinada. 3.1.11 Ambiente visual: es el espacio total que se puede ver desde una posición particular moviendo la cabeza y los ojos. 3.2

MAGNITUDES Y UNIDADES DE LUZ Y DE COLOR

3.2.1 Flujo luminoso: es la energía luminosa emitida por una fuente o recibida por una superficie. La magnitud se deriva del flujo energético (potencia) mediante la evaluación de la radiación de acuerdo con la sensibilidad espectral normalizada del ojo. Símbolo: φ Unidad: Lumen (lm)

3.2.2 Intensidad luminosa (de una fuente en una dirección determinada): es el flujo luminoso por unidad de ángulo sólido en una dirección específica. Corresponde al flujo luminoso sobre una pequeña superficie normal a la dirección, dividida por el ángulo sólido que la superficie subtiende sobre la fuente.

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Símbolo: I Unidad: candela (cd).

3.2.3 Iluminancia: es la densidad del flujo luminoso (φ) que incide sobre un punto. En la práctica, la iluminancia promedio de una superficie determinada se calcula dividiendo el flujo que llega a la superficie entre el área (A) de la superficie iluminada. Símbolo: E E = φ/A Unidades: lux (lx)

(1 lx = 1 lm/m²)

Nota. La iluminancia en un punto determinado P a una distancia dada d de una fuente de intensidad I en esa dirección y en un ángulo de incidencia θ, se calcula empleando la siguiente fórmula:

3

E = (I x cos θ)/d²

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3.2.4 Luminancia: es la medición física del estímulo que produce la sensación de brillo, en términos de la intensidad luminosa en una dirección determinada E (usualmente dirigida hacia el observador) por unidad de área de una superficie emisora, transmisora o reflectora. Corresponde a la intensidad luminosa de la luz emitida o reflejada en una dirección determinada desde un elemento de la superficie, dividida por el área del elemento proyectado en la misma dirección. Símbolo: L Unidad: Candela por metro cuadrado (cd/m²) Nota. La luminancia L, en candelas por metro cuadrado, de una superficie perfectamente mate, se expresa mediante la fórmula: L = (ρxE) / π

Donde: E

es la iluminancia en lux.

ρ

es la reflectancia de la superficie considerada.

3.2.5 Reflectancia: es la relación entre el flujo luminoso reflejado por una superficie (φr) y el flujo luminoso incidente sobre ella (φo). La reflectancia depende de la distribución espectral y (con excepción de las superficies mate) de la dirección de incidencia de la luz. Símbolo: Fórmula:

ρ ρ = φr / φo

3.2.6 Rendimiento luminoso (de una fuente de luz): es la relación entre el flujo luminoso total emitido por una fuente y la energía de entrada de dicha fuente (si se incluyen las pérdidas de energía en el dispositivo de control, se debe emplear el término rendimiento del circuito). 7

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Unidades: lumen por vatio (lm/W) 3.2.7 Relación temperatura color (de una fuente de luz): es la temperatura de un radiador completo (cuerpo negro) que emite radiación y cuyo color o cromaticidad es lo más cercano posible al de la fuente lumínica que se considera. Símbolo: TC Unidad: kelvin (K) 3.2.8 Calidad del color: la calidad del color de una fuente luminosa es el efecto de dicha fuente sobre el color de los objetos, en comparación con su color bajo una iluminación de referencia. 3.2.9 Índice general de calidad del color: es el valor mediante el cual se establece el grado al cual los objetos iluminados por una fuente tienen un color esperado relativo a una iluminación de referencia. Este índice determina el grado al cual los colores de ocho muestras de ensayo están de acuerdo con los de las mismas muestras iluminadas por una fuente de iluminación de referencia; se da una adecuada tolerancia para el estado de adaptación cromática (véase la norma CIE 13.2). Símbolo: Ra Nota. El valor máximo de Ra es de 100; dicho valor se presenta cuando las distribuciones espectrales de las fuentes de ensayo y de referencia son básicamente idénticas.

3.3

INTERIORES Y SISTEMAS

3.3.1 Sistema de trabajo: el sistema de trabajo está compuesto por las personas y el equipo de trabajo, los cuales actúan conjuntamente en el proceso llevando a cabo las tareas en el espacio de trabajo y en el ambiente de trabajo, bajo las condiciones impuestas por la propia tarea. 3.3.2 Espacio de trabajo: es una región destinada a una o más personas en el sistema de trabajo para que lleven a cabo la tarea encomendada. 3.3.3

Plano de trabajo: es el plano en el cual realmente se lleva a cabo el trabajo.

3.3.4 Plano de trabajo de referencia: es un plano horizontal imaginario sobre el cual se calcula la iluminación promedio con propósitos de diseño. Nota. A menos que se establezca lo contrario, se considera que este plano se encuentra a 0,85 m por encima del piso.

3.3.5 Iluminación general: es la iluminación de diseño calculada para iluminar toda un área con el mismo nivel de iluminancia. 3.3.6 Iluminación localizada: es la iluminación de diseño para iluminar un interior y simultáneamente ofrecer una mayor iluminancia en un sector o sectores particulares del interior. 3.3.7 Iluminación puntual: es la iluminación destinada a una tarea visual específica, adicional a la iluminación general y controlada en forma separada de ésta última. 8

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3.3.8 Pérdida de iluminación o factor de conservación: es la relación entre la iluminancia suministrada por una determinada instalación en un momento dado, y la iluminancia inicial cuando se realizó la instalación. 3.3.9 Factor de utilización: es la relación entre el flujo luminoso alcanzado en el plano de trabajo y el flujo total luminoso de las lámparas en la instalación. 4.

PARÁMETROS QUE INFLUYEN EN EL RENDIMIENTO VISUAL

La naturaleza del sistema visual del operario determina, en última instancia, la eficacia del diseño del ambiente visual. En la práctica la eficacia del sistema visual se mide en términos del rendimiento visual. Las potencialidades del rendimiento visual se deben expresar en términos de la interacción entre el sistema visual y las características de las tareas observadas dentro de su ambiente, y por esta razón no se pueden considerar de manera aislada. En consecuencia, el rendimiento visual se debe considerar con relación a los factores que constituyen sus determinantes más importantes. El término "rendimiento visual" se emplea para indicar de manera cuantitativa el "rendimiento" de una persona en términos de su velocidad, su exactitud y su capacidad de detectar detalles cuando se encuentra dedicada a la detección, identificación y respuesta a detalles en su campo visual. El rendimiento visual depende tanto de las propiedades intrínsecas de la tarea (tamaño, forma, posición, color y reflectancia de los detalles y del fondo) como de la percepción influenciada por la iluminación. Sin embargo, el rendimiento visual se ve afectado por variables tales como los reflejos, la falta de uniformidad en la iluminancia, la distracción visual, la naturaleza del fondo y el diseño del espacio de trabajo en general. La "fatiga" se puede presentar después de un trabajo prolongado realizado con unas condiciones deficientes de iluminación (baja iluminancia, falta de uniformidad, distracción, reflejos molestos) y entre otras se puede caracterizar como: -

Fatiga del sistema nervioso central, como resultado del esfuerzo necesario para interpretar señales ambiguas y faltas de claridad

-

Fatiga muscular debida a la necesidad de mantener una postura inapropiada para poder alterar la distancia del trabajo o evitar distracciones o reflexiones indeseadas, que se pueden presentar, por ejemplo, en el trabajo de dibujo.

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También se pueden presentar esfuerzos musculares localizados (como por ejemplo en los músculos del cuello) en trabajos que impliquen, por ejemplo, el uso del microscopio. 4.1

COMPONENTES DE LA TAREA VISUAL

Se puede considerar que la percepción visual depende de los siguientes componentes del estímulo:

4.1.1

a)

Contraste

b)

Tamaño, forma y textura

c)

Tiempo y movimientos disponibles

d)

Posición de la imagen en la retina

e)

Color

f)

Luminancia.

Luminancia

En condiciones normales, los incrementos en la iluminancia generan un mejoramiento en el rendimiento visual que es inicialmente rápido pero que se aplana en un nivel en el que un incremento posterior en la iluminancia no produce ningún efecto. El rendimiento visual en las tareas de tamaño reducido y/o bajo contraste, se puede mejorar mediante elevados niveles de luminancia (es decir, incrementando la iluminancia), sin embargo, el rendimiento de las tareas de gran tamaño y elevado contraste, alcanza rápidamente un máximo para valores moderados de luminancia. 4.1.2

Contraste

La percepción de un objeto en su ambiente, depende principalmente de la diferencia, en términos de luminancia y/o color, entre el objeto y su fondo. Siempre que sea posible, tanto las tareas como la iluminación se deben diseñar para optimizar el contraste. Dentro de ciertos límites, a medida que se incrementa la luminancia, también lo hace la sensibilidad del ojo al contraste. La sensibilidad también se ve afectada por los gradientes en los límites entre dos luminancias o colores, pero se reduce por una variación demasiado grande en la luminancia y color dentro del campo visual que rodea la tarea que se ha de percibir. Por ejemplo, si dentro del campo visual se encuentra una fuente brillante de luz, el reflejo nocivo causará un...