ILUMINACION DESDE LA PERSPECTIVA DE LA HIGIENE INDUSTRIAL

ILUMINACION DESDE LA PERSPECTIVA DE LA HIGIENE INDUSTRIAL
Citación: Ponce P, Walter H.
Estudiante de Ingeniería en Higiene y Seguridad Industrial
Instituto Universitario de La Paz - Unipaz
Palabras claves: Higiene Industrial,
Seguridad Industrial, Salud y Seguridad en el Trabajo
Dirección de correo: walterhernan.ponce@unipaz.edu.co
1. ILUMINACIÓN
1.1 TEORÍA
La luz es detectada por el ojo humano (vea la figura 1) y procesada en una imagen
por el cerebro. Éste es un proceso muy complejo donde los rayos de luz pasan a
través de la pupila, una abertura del ojo, y a través de la córnea y la lente, los cuales
enfocan los rayos luminosos sobre la retina en la parte posterior del globo ocular.
La retina se compone de receptores fotosensibles, los bastones, los cuales son
sensibles al blanco y negro, especialmente en la noche, pero tienen una pobre
agudeza visual, y los conos, sensibles a los colores en la luz del día y tienen buena
agudeza visual. Los conos se encuentran concentrados en la fóvea, mientras que
los bastones se encuentran diseminados por toda la retina. Las señales eléctricas
provenientes de los fotoreceptores se juntan y se transfieren mediante el nervio
óptico al cerebro, donde la luz proveniente de una fuente externa se procesa e
interpreta.
La teoría básica de la iluminación se aplica a una fuente puntual de luz (como una
vela, por ejemplo) de una determinada intensidad luminosa, medida en candelas
(cd) (vea la figura2). La luz emana esféricamente en todas direcciones desde su
origen con fuentes de 1 candela que emiten 12.57 lúmenes (lm) (en función al área
de la esfera, 4πr2). La cantidad de luz que incide sobre una superficie o una sección
de esta esfera se llama iluminación o iluminancia y se mide en fotocandelas (fc).

Figura 1. El Ojo Humano
Figura 2. Ilustración de la distribución de la luz proveniente de una fuente luminosa
que se rige por la ley cuadrada inversa. (Fuente: General Electric Company, 1965,
p. 5.)

La cantidad de luz que incide sobre una superficie se reduce en función del
cuadrado de la distancia d en pies que hay entre la fuente y la superficie:
Iluminancia = intensidad / d2
Parte de esa luz es absorbida y una parte se refleja (en el caso de materiales
translúcidos, una parte también se transmite), lo cual permite a los seres humanos
“ver” ese objeto y proporciona una percepción de brillantez. A la cantidad de luz que
se refleja se le conoce como luminancia y se mide en pie-lamberts (fL). Ella está
determinada por las propiedades de reflexión de la superficie, conocidas como
reflectancia:
Luminancia = luminiscencia × reflectancia
La reflectancia es una proporción adimensional y varía de 0 a 100%. El papel blanco
de alta calidad tiene una reflectancia de alrededor de 90%, el papel periódico y el
concreto alrededor de 55%, el carbón 30% y la pintura negro mate 5%. Las
reflectancias de las diferentes pinturas de colores o acabados se muestran en la
tabla1.
Tabla 1. Reflectancias de acabados típicos de pintura y madera
Color o acabado
Porcentaje de luz
reflejada
Color o acabado
Porcentaje de luz
reflejada
Blanco 85 Azul medio 35
Beige claro 75 Gris oscuro 30
Gris claro 75 Rojo oscuro 13
Amarillo Claro 75 Café oscuro 10
Café Claro 70 Azul oscuro 8
Verde Claro 65 Verde oscuro 7
Azul Claro 55 Arce 42
Amarillo medio 65 Satín 34
Café medio 63 Nogal 16
Gris medio 55 Caoba 12
Verde medio 52
2. VISIBILIDAD
La claridad con las que las personas ven los objetos se conoce con el nombre de
visibilidad. Los tres factores críticos de la visibilidad son el ángulo visual, el contraste

y el más importante, la iluminancia. El ángulo visual se define como el ángulo
subtendido en el ojo por el objetivo mientras que el contraste es la diferencia en
luminancia entre el objetivo visual y su fondo. Por lo general, el ángulo visual se
define en minutos de arco (1/60 de grado) para objetivos pequeños como,
Ángulo visual (minutos de arco) = 3 438 × h / d
donde h es la altura del objetivo o detalle crítico (o ancho de una pincelada para
cuestiones impresas), mientras que d es la distancia que existe entre el objetivo y
el ojo (en las mismas unidades que h). Contraste se puede defi nir de diferentes
maneras, una de las cuales es:
Contraste = (Lmáx – Lmín) / Lmáx
donde L = luminancia. El contraste, entonces, está relacionado con la diferencia
entre las luminancias máxima y mínima del objetivo y del fondo. Observe que el
contraste es adimensional.
Otros factores menos importantes relacionados con la visibilidad son el tiempo de
exposición, el movimiento del objetivo, la edad, la ubicación conocida y el
entrenamiento, el cual no se incluirá aquí.
La relación entre estos tres factores críticos fue cuantificada por Blackwell (1959)
en una serie de experimentos que condujeron al desarrollo de los estándares de la
Sociedad de Ingeniería en Iluminación de Norteamérica (IESNA, 1995) para la
iluminación. A pesar de que las curvas Blackwell (vea la figura 3) como tales no se
utilizan a menudo en la actualidad, muestran la relación entre el tamaño del objeto,
la cantidad de iluminación (en este caso, medida como la luminancia reflejada en el
objetivo) y el contraste entre el objetivo y el fondo. Por lo tanto, a pesar de que
aumentar la cantidad de iluminación es el método más sencillo para mejorar la
visibilidad de la tarea, también se puede mejorar si se incrementa el contraste o el
tamaño del objetivo.

Figura 3. Curvas de contraste de umbral parejo de discos de diámetro d. (Adaptado
de: (Blackwell, 1959).)
2.1ILUMINANCIA
Reconociendo la complejidad que implica extender la teoría de la fuente puntual a
las fuentes luminosas reales (las cuales pueden ser cualquier cosa que sea
diferente a una fuente puntual) y algunas de las incertidumbres o restricciones del
experimento de laboratorio de (Blackwell, 1959), el IESNA adoptó un método mucho
más sencillo para determinar los niveles mínimos de iluminación (IESNA, 1995). El
primer paso consiste en identificar el tipo de actividad general que se va a realizar
y clasificarlo en una de las nueve categorías que se muestran en la tabla 2. Una
lista más extensa de las tareas específicas de este proceso se puede encontrar en
(IESNA, 1995)
Observe que las categorías A, B y C no involucran tareas visuales específicas. Para
cada categoría existe un rango de iluminancia (baja, media, alta). El valor adecuado
se selecciona mediante el cálculo de un factor de ponderación (–1, 0, +1) con base
en tres tareas y características del trabajador, las cuales se muestran en la tabla 3.
Dichas ponderaciones, posteriormente se suman con el fi n de obtener el factor total
de ponderación.

Observe que puesto que las categorías A, B y C no involucran tareas visuales, no
se utiliza la característica velocidad/exactitud para estas categorías por lo que se
usan las superficies totales del espacio en lugar de usar el fondo de la tarea. Si la
suma total de los dos o tres factores de ponderación es –2 o –3, se debe utilizar el
menor valor de las tres luminiscencias; si es –1, 0 o +1, se utiliza el valor medio; y
si es +2 o +3, se utiliza el valor más alto.
En la práctica, por lo general la iluminación se mide con un medidor de luz (parecido
al que tienen las cámaras, pero en unidades diferentes), mientras que la
luminiscencia se mide con un fotómetro (típicamente como una unidad
independiente del medidor de luz). Por lo general, la reflectancia se calcula como la
relación entre la luminancia de la superficie objeto y la luminancia de una superficie
estándar de reflectancia conocida (por ejemplo, una tarjeta neutral de prueba Kodak
de reflectancia = 0.9) colocada en la misma posición que la superficie del objetivo.
La reflectancia del objetivo es, entonces,
reflectancia = 0.9 × Lobjetivo / Lestándar
Tabla 2. Niveles de iluminación recomendados para utilizarse en el diseño de
alumbrado en interiores
Categoría
Rango de
luminiscencia
(fc)
Tipo de actividad Área de referencia
A 2-3-5 Áreas públicas con
inmediaciones oscuras
Alumbrado general
a través
de un cuarto o
área.
B 5-7.5-10 Orientación simple para
visitas temporales breves
C 10-15-20 Espacios de trabajo donde las
tareas visuales se realizan
sólo en ocasiones.
D 20-30-50
Realización de tareas
visuales de gran contraste y
tamaño, por ejemplo, lectura
de material impreso, captura
de originales, escritura a
mano con tinta y xerografía;
trabajo rudo de prensa y
máquina; inspección
ordinaria; ensamblado rudo.
Luminancia en la
tarea
E 50-75-100
visuales de contraste medio o
pequeño tamaño, por
ejemplo, lectura de
manuscritos a
lápiz, material con muy baja
calidad de impresión y

reproducción; trabajo
mediano de prensa y
máquina; difícil
inspección; ensamblado
medio.
F 100-150-200
visuales de bajo contraste y
tamaño muy pequeño, por
ejemplo, lectura de
manuscritos con lápiz duro
sobre papel de muy baja
calidad y material pobremente
reproducido; inspección
altamente difícil, ensamble
difícil.
G 200-300-500
Realización de trabajos
visuales de bajo contraste y
tamaño muy pequeño por un
periodo prolongado, por
ejemplo, ensamble fino;
inspección muy difícil; trabajo
fino de prensa y máquina;
ensamble extrafino.
Luminancia sobre
la tarea
a través de
combinación de
alumbrados locales
generales y
complementarios.
H 500-750-1000
visuales muy precisos y
prolongados, por ejemplo,
inspección difícil; trabajo
extrafino de prensa y
máquina; ensamble extrafino.
I
1000-1500-
20000
visuales muy especiales de
extremadamente bajo
contraste y pequeño tamaño,
por ejemplo, procedimientos
quirúrgicos.
Fuente: Adaptado del IESNA, 1995.

Tabla 3. Factores de ponderación que deben tomarse en cuenta en la selección de
los niveles de iluminación específicos dentro de cada categoría de la tabla 2
Características
de la Tarea y del
Trabajador
Peso
-1 0 +1
Edad <40 40-55 >55
Reflectancia del
fondo de la tarea /
superficie
>70% 30-70% <30%
Velocidad y
precisión (Sólo de
las categorías D-I)
Sin importancia Importante Critico
(Adaptado del IESNA, 1995.)
2.2 FUENTES DE LUZ Y SU DISTRIBUCIÓN
Después de determinar las necesidades de iluminación del área en estudio, los
analistas seleccionan las fuentes de luz artificial apropiadas. Dos importantes
parámetros relacionados con la luz artificial son la eficiencia [salida de luz por
unidad de energía, típicamente, lumens por watt (lm/W)]; y el procesamiento del
color.
La eficiencia es particularmente importante ya que está relacionada con el costo;
las fuentes luminosas eficientes reducen el consumo de energía. El procesamiento
del color se relaciona con la cercanía con la que los colores percibidos del objeto
observado coinciden con los colores percibidos del mismo objeto cuando éste se
encuentra iluminado mediante fuentes de luz estándar. Las fuentes de luz más
eficientes (sodio a alta y baja presión) tienen características de procesamiento de
regulares a malas y, en consecuencia, no son apropiadas para ciertas operaciones
de inspección donde es necesario realizar una buena discriminación de colores.
La tabla 4 proporciona información acerca de la eficiencia y el procesamiento del
color correspondientes a los tipos principales de luz artificial. En la figura 4 se
muestran las fuentes luminosas industriales más comunes, es decir, las luminarias.
Las luminarias para iluminación general se clasifican de acuerdo con el porcentaje
de la salida total de luz emitida por arriba y por debajo de la horizontal (vea figura
4).

Tabla 4. Fuentes de luz artificiales
Tipo
Eficiencia
(lm/W)
Procesamiento
de los Colores
Comentario
Incandescente 2-3-5 Bueno
Fuente de luz utilizada muy
comúnmente, pero que es la menos
eficiente. El costo de la lámpara es
bajo. La vida útil de la lámpara es
típicamente menor a 1 año.
Fluorescente 5-7.5-10 Regular a bueno
La eficiencia y el procesamiento de
colores varía de manera muy
significativa en función del tipo de
lámpara: blanco frío, blanco caliente,
blanco frío deluxe. Se puede reducir
significativamente el costo de la
energía con las novedosas lámparas
ahorradoras de energía y los
balastros. La vida útil de la lámpara
es de 5 a 8 años, típicamente.
Mercurio 10-15-20
Muy malo a
regular
Lámpara con una vida útil muy larga
(de 9 a 12 años), pero su eficiencia
se reduce considerablemente con el
tiempo.
Haluro de metal 20-30-50
Regular a
moderado
El procesamiento de colores es
adecuado para muchas
aplicaciones. La vida útil de la
lámpara es, típicamente, de 1 a 3
años.
Sodio a alta
presión
50-75-100 Regular
Fuente de luz muy eficiente. La vida
útil de la lámpara es de 3 a 6 años
con periodos promedio de falla de
hasta 12 h/día.
Sodio a baja
presión
100-150-
200
Malo
Es la fuente de luz más eficiente. La
vida útil de la lámpara es de 4 a 5
años con periodos promedio de falla
de hasta 12 h/día. Se utiliza
principalmente para iluminar
caminos y bodegas.
Fuente: Cortesía de la Sección de Factores Humanos, Eastman Kodak Co.1:
1
Se indican la eficiencia (columna 2) en lúmenes por watt (lm/W) y el procesamiento de colores (columna 3)
de seis fuentes de luz utilizadas con frecuencia (columna 1). La vida útil de la lámpara y otras características
se proporcionan en la columna 4. El procesamiento de colores es una medida de cómo se ven los colores bajo
cualquiera de estas fuentes de luz en comparación con su color bajo una fuente de luz estándar. Los valores
elevados de esta eficiencia representan una mejor conservación de la energía.

Figura 4. Tipos de luminarias industriales montadas en el techo: a), c) iluminación
hacia abajo, b), d) difusa, e) ubicación del amortiguamiento de la luz, f) bahía
luminosa, g) bahía inferior. (De: IESNA, 1995.)
Figura 5. Las luminarias que se utilizan para la iluminación general se clasifican de
acuerdo con el porcentaje de salida total de luz emitida por arriba o por debajo
respecto a la horizontal. Tres de las clasificaciones son a) iluminación directa, b)
iluminación indirecta, y c) iluminación directa-indirecta. (De: IESNA, 1995.)
La iluminación indirecta alumbra el techo, el cual, a su vez, refleja luz hacia abajo.
Por lo tanto, los techos deben ser la superficie más brillante en el cuarto (vea la

figura 5), con reflectancias superiores a 80%. Las demás áreas del cuarto deben
reflejar porcentajes cada vez más reducidos de luz a medida que uno se mueve en
dirección hacia abajo desde el techo hasta alcanzar el piso, el cual no debe reflejar
más de 20% a 40% de la luz con el fi n de evitar el reflejo. Para evitar la luminancia
excesiva, las luminarias deben estar uniformemente distribuidas por todo el techo.
Figura 6. Reflectancias recomendadas para las superficies de los cuartos y el
mobiliario de las oficinas. (De: IESNA, 1995.)
|
El alumbrado directo resta importancia a la superficie del techo e ilumina con mayor
intensidad las superficies de trabajo y el piso. El alumbrado directo-indirecto
representa una combinación de ambos. Esta distribución del alumbrado es
importante, puesto que el IESNA (1995) recomienda que la relación de luminancias
de cualquiera de las áreas adyacentes al campo visual no exceda el valor 3/1. El
propósito de ello es evitar el reflejo y los problemas de adaptación.
3. REFLEJO
El reflejo es el brillo excesivo del campo de visión. Esta excesiva luz, que se esparce
en la córnea, lentes y aun en los lentes de corrección (Freivalds, Harpster y
Heckman, 1983), reduce la visibilidad de tal manera que se requiera de tiempo
adicional para que los ojos se adapten de una condición con mucha luz a otra más
oscura. Además, desafortunadamente, los ojos tienden a ser atraídos directamente
a la fuente luminosa más potente, lo cual se conoce con el nombre de fototropismo.
El reflejo puede ser directo, como el causado por fuentes luminosas directamente
en el campo de visión, o indirecto, como el que se refleja de una superficie en el

campo de visión. El reflejo directo puede reducirse mediante el uso de más
luminarias de menor intensidad con baffles o difusores en ellas, se coloca la
superficie del trabajo en posición perpendicular a la fuente de luz y se incrementa la
iluminación panorámica del fondo de tal manera que disminuya el contraste.
El resplandor que se refleja puede reducirse si se utilizan superficies mate o sin
brillo, se reorienta la superficie del trabajo o tarea y se llevan a cabo las
modificaciones recomendadas para el reflejo directo. Asimismo, se pueden utilizar
filtros de polarización en la fuente de luz como parte de las gafas que utiliza el
operador. Un problema importante es el efecto estroboscópico provocado por las
reflexiones de las partes móviles de la maquinaria. En este punto es importante
evitar las superficies pulidas tipo espejo. Por ejemplo, las calidades tipo espejo de
las pantallas de vidrio de los monitores de las computadoras representan un
problema en las áreas de oficinas. La reubicación de los monitores o el uso de un
filtro de pantalla podrían ser de gran ayuda. Típicamente, la mayor parte de los
trabajos requieren iluminación adicional para la tarea. Ésta puede ofrecerse de una
gran cantidad de formas, en función a la naturaleza de la tarea (vea la figura 7).
Figura 7. Ejemplos de la colocación de luminarias complementarias. a) Luminaria
colocada para evitar reflexiones veladas y el brillo reflejado; la luz reflejada no
coincide con el ángulo de visión. b) La luz reflejada coincide con el ángulo de visión.
c) Iluminación a un ángulo pequeño (rasante) que destaca las irregularidades de
una superficie. d) La fuente y el patrón de radiación de una fuente de gran superficie
son reflejadas en el ojo. e) Transluminación de una fuente difusa (De: IESNA, 1995).
4. COLOR
Tanto el color como la textura tienen efectos psicológicos en la gente. Por ejemplo,
el amarillo es un color aceptado para la mantequilla; por lo tanto, a la margarina se
la debe colorear de amarilla para que atraiga el apetito. La carne representa otro
ejemplo. Cocinada por 45 segundos en un horno electrónico no representa un
atractivo para los clientes debido a que no tiene esa superficie dorada marrón
“apetitosa”. Por ello, fue necesario diseñar un condimento adicional para dorar la
carne. En un tercer ejemplo, los empleados de una planta de Midwestern con aire

acondicionado se quejaron del excesivo frío, a pesar de que la temperatura se
mantuvo a 72°F (22.2°C). Cuando las paredes blancas de la planta fueron pintadas
nuevamente de color coral regular, las quejas cesaron.
Quizás el uso más importante del color sea el de mejorar las condiciones
ambientales de los trabajadores para proporcionarles más confort visual. Los
analistas utilizaron los colores para reducir los contrastes agudos, aumentar la
reflectancia, destacar los riesgos y llamar la atención de ciertos aspectos del entorno
de trabajo.
Las ventas también resultan afectadas o condicionadas por los colores. La gente
reconoce de inmediato los productos de una compañía por el patrón de colores que
utiliza en sus paquetes, marcas registradas, encabezados, camiones y edificios.
Diversas investigaciones han comprobado que las preferencias en cuanto a color
son influenciadas por la nacionalidad, localización y clima. Las ventas de un
producto anteriormente elaborado con un color aumentaron cuando se añadieron
varios colores apropiados a las diferencias en cuanto a las demandas de los
clientes. La tabla 5 muestra los efectos emocionales típicos y el significado
psicológico de los colores más comúnmente utilizados.
Tabla 5. Significado emocional y psicológico de los colores principales
Color Características
Amarillo
Tiene mayor visibilidad que cualquier color bajo prácticamente todas
las condiciones de iluminación. Tiende a insinuar un sentimiento de
frescura y resequedad. Puede proporcionar la sensación de riqueza y
gloria, pero también puede sugerir cobardía y enfermedad.
Naranja
Tiende a combinar la alta visibilidad del amarillo con la vitalidad e
intensidad característicos del color rojo. Atrae más la atención que
cualquier otro color del espectro. Proporciona un sentimiento de calidez
y con frecuencia posee un efecto estimulante o gratificante.
Rojo
Es un color de elevada visibilidad que posee intensidad y vitalidad. Es
el color que físicamente se asocia con la sangre. Sugiere calor,
estímulo y acción.
Azul
Es un color de baja visibilidad. Tiende a conducir la mente hacia un
estado pensativo y deliberativo. Tiende a ser un color asociado con el
apaciguamiento, a pesar de que puede promover una estado
depresivo.
Verde
Es un color con baja visibilidad. Genera un sentimiento de descanso,
tranquilidad y estabilidad.
Morado
y violeta
Son colores de baja visibilidad. Están asociados con el dolor, la pasión,
el sufrimiento, el heroísmo y otros estados semejantes. Tienden a
generar un sentimiento de fragilidad, debilidad y torpeza.

Conclusiones
La iluminación tiene como principal finalidad el facilitar la visualización, de modo que
el trabajo se pueda realizar en condiciones aceptables de eficacia, comodidad y
seguridad. La intensidad, calidad y distribución de la iluminación artificial y natural
en los establecimientos, deben ser adecuadas al tipo de trabajo. La iluminación
posee un efecto definido sobre el bienestar físico, la actitud mental, la producción y
la fatiga del colaborador. Siempre que se posible se empleará iluminación natural.
El ojo humano se adapta fácilmente a unas deficientes condiciones de iluminación,
pero si las mismas persisten durante algún tiempo comienzan a aparecer molestias
físicas. Por el contrario, el exceso de luz le puede ocasionar lesiones.
La manifestación más inmediata de un terminal de luz mal ubicada es la presencia
de reflejos en la pantalla y los consiguientes deslumbramientos y fatiga visual.
Las causas más frecuentes son:
 Los puntos de luz situados justos encima del equipo
 Mala distribuciones de la intensidad luminosa en la zona de trabajo
 Mesa y teclados con acabados brillantes
 Presencia de grandes ventanales
 Tubos fluorescentes sin difusores.
 Colores de suelos, techos y paredes con un alto índice de reflexión.
En lo posible el trabajo debe realizarse con luz natural; si no es posible la luz
fluorescente aumenta el rendimiento. La línea que une los ojos con el centro de la
pantalla debe ser aproximadamente paralela tanto a las ventanas como a las
lámparas de techo. Así mismo estas lámparas de techo no estarán situadas justo
encima del operador.
Se debe evitar en el campo visual del operador, la presencia de reflejos directos
procedentes de la pantalla, teclado, mesa, documentos, en las ventanas se deben
instalar sistemas que permitan regular fácilmente la entrada de la luz exterior.
Las lesiones más corrientes son las oculares: irritación de ojos, cansancio o fatiga
visual. También pueden darse lesiones no oculares como: dolor de cabeza,
neuralgias. Generalmente estas dolencias se tratan como enfermedades comunes,
pero, probado su origen laboral, se puede considerar como accidentes de trabajo.

Bibliografía
Blackwell, 1. (1959). Visual Psychophysics. Ohio, Columbios, EE.UU.: Ohio State
University. Recuperado el 26 de Abril de 2017
Freivalds, A., Harpters, J., and Heckman, L. (1983). Glare and nigth vision
impairment in corrective lens wearers. Proceedings of the Human Factors
Society 27th Annual Meeting, (págs. 324 - 328). Santa Monica, CA.
Recuperado el 26 de Abril de 2017
IESNA. (1995). Standar File Format for Electronic Transfer of Photometric Data.
New York, EE.uu: Ilumination Engineering Society of North America.
Menéndes D, F. (2012). HIGIENE INDUSTRIAL MANUAL PARA LA FORMACION
DEL ESPECIALISTA (417 - 451 ed.). Vallodolid, España: Lex Nova.

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