1. Introducción

El diseño de iluminación exterior es una disciplina compleja que va más allá de la simple iluminación espacial; influye profundamente en la seguridad pública, el confort visual, el consumo energético y el medio ambiente. Controlar y distribuir la luz con precisión es clave para alcanzar estos objetivos multifacéticos. Este artículo busca proporcionar un análisis exhaustivo de los conceptos clave de distribución de la luz, en particular las luminarias de corte (incluyendo corte total, corte y semicorte), las luminarias sin corte y las distribuciones de alas de murciélago, comparándolas rigurosamente con las normas establecidas para el alumbrado público en Norteamérica (definidas principalmente por la Sociedad de Ingeniería de Iluminación de Norteamérica [IESNA]). Al analizar las definiciones técnicas, las características y las aplicaciones típicas de cada tipo, este artículo aclarará las distinciones y sinergias entre ellos, ofreciendo información valiosa para los profesionales de la planificación urbana, la ingeniería civil y el diseño de iluminación para desarrollar soluciones de iluminación exterior sostenibles, conformes y de alta calidad.

2. Comprensión de la clasificación de corte de los accesorios

La clasificación de corte de las luminarias define el grado de emisión de luz por encima del plano horizontal, lo que desempeña un papel crucial en la gestión de la contaminación lumínica, el deslumbramiento y la intrusión lumínica. Estas clasificaciones, definidas históricamente por la Sociedad de Ingeniería de Iluminación (IES), proporcionan un marco para controlar las emisiones de luz ascendentes.

2.1. Accesorios de corte completo

La distribución de luz de los accesorios de corte completo se define mediante dos estándares estrictos: primero, la intensidad de la luz (candelas) en el nadir (directamente debajo) a 90 grados o más es cero, lo que indica que el accesorio no emite ninguna luz directamente hacia arriba. 1En segundo lugar, el valor de candela en un ángulo vertical de 80 grados o más por cada 1000 lúmenes de lámpara desnuda no supera los 100 (es decir, 10%). 1Estos límites se aplican a todos los ángulos laterales alrededor del accesorio.

Las luminarias de corte total están diseñadas para dirigir toda la luz hacia abajo, minimizando así eficazmente el resplandor del cielo (el brillo del cielo nocturno) y la intrusión de luz (luz no deseada que se derrama sobre las propiedades adyacentes). 5Esta característica los hace clave para cumplir con las normativas de cielo oscuro y preservar los entornos nocturnos. Además, al controlar estrictamente la luz de ángulo alto, reducen significativamente el deslumbramiento directo, mejorando la comodidad visual y la seguridad de conductores y peatones. 6Su eficiencia para dirigir la luz con precisión solo donde se necesita también ayuda a la conservación de energía. 6Por lo tanto, muchas regulaciones locales y estándares ambientales en América del Norte exigen o recomiendan encarecidamente el uso de dispositivos de corte total. 5.

2.2. Accesorios de corte

La distribución de la luz de las luminarias de corte está definida por límites de candela específicos: el valor de candela en un ángulo vertical de 90 grados no supera los 25 (2,5%) 2En el nadir, el valor de la candela en un ángulo vertical de 80 grados no supera los 100 (10%). 2Estos límites se aplican a todos los ángulos laterales. Si bien se permite una pequeña cantidad de luz por encima de los 90 grados, las luminarias de corte controlan significativamente la luz ascendente en comparación con las luminarias de corte parcial o sin corte, lo que contribuye a reducir la contaminación lumínica.

2.3. Luminarias de corte semi-cortado

Las luminarias de corte semiabierto tienen restricciones más laxas en cuanto a la luz ascendente: el valor de la candela en un ángulo vertical de 90 grados no supera los 50 (5%). 2A 80 grados, el valor de la candela no supera las 200 (20%). 2Estos límites se aplican a todos los ángulos laterales. En comparación con las luminarias de corte total o de corte, las luminarias de corte parcial emiten más luz en ángulos altos, lo que aumenta el riesgo de deslumbramiento y resplandor celeste. Generalmente, no se recomiendan para zonas con alta sensibilidad ambiental ni para situaciones que requieran un control estricto de la contaminación lumínica.

2.4. Accesorios sin corte

Las luminarias sin corte se caracterizan por la ausencia de restricciones de intensidad de luz (candelas) por encima de su región de candelas máximas. 2Estas luminarias emiten luz en todas direcciones, incluyendo cantidades significativas directamente hacia arriba y horizontalmente. Esta falta de control provoca una grave contaminación lumínica (luminiscencia celeste), una importante intrusión lumínica en las propiedades adyacentes y, a menudo, un deslumbramiento incómodo. 9Debido a las crecientes preocupaciones ambientales y a los esfuerzos regulatorios para controlar la contaminación lumínica, su uso está cada vez más restringido o prohibido en muchas jurisdicciones. 6.

La evolución de luminarias sin corte a luminarias con corte total representa un avance significativo en la ingeniería de iluminación y el marco regulatorio, cuyo objetivo es mitigar los impactos negativos de la iluminación exterior. Esta tendencia enfatiza la creciente importancia de la responsabilidad ambiental y la mejora de la calidad visual en el diseño de iluminación moderno. La luz sin restricciones (característica de las luminarias sin corte) genera problemas como deslumbramiento, dispersión de luz hacia propiedades adyacentes y contaminación lumínica generalizada. 9Por el contrario, las clasificaciones de corte más estrictas, como el corte total, están diseñadas para abordar estos problemas, con el objetivo de “reducir la contaminación lumínica”, “minimizar el resplandor del cielo”, “reducir el deslumbramiento”, “mejorar el confort visual” y “aumentar la eficiencia energética”. 5Esta evolución en la clasificación es una respuesta directa de la industria y los organismos reguladores (como la Asociación Internacional de Cielo Oscuro e IES RP-33) al reconocimiento de la contaminación lumínica y el deslumbramiento como problemas importantes, lo que impulsa y establece estándares más estrictos para promover prácticas de iluminación más responsables y sostenibles. Esto indica que el diseño de iluminación ha evolucionado, pasando de simplemente proporcionar iluminación a ofrecer una iluminación de alta calidad que considera sus impactos ambientales y humanos más amplios.

Cabe destacar que el sistema de clasificación de corte tradicional está siendo reemplazado por el sistema de clasificación BUG (Backlight-Uplight-Glare). 3Esta transición marca un avance hacia un enfoque más detallado, integral y práctico para evaluar el rendimiento de la iluminación, reconociendo que la luz ascendente es solo un componente de la contaminación lumínica y la intrusión. El sistema de corte tradicional se centra principalmente en la emisión de luz en ángulos superiores a 80° y 90° (luz ascendente). Sin embargo, la clasificación BUG divide la distribución esférica de la luz en tres zonas diferentes: "Arriba", "Frontal" y "Trasera", cuantificando la cantidad de luz en cada zona. 3Esto significa que evalúa no solo la iluminación ascendente, sino también la dispersión de luz hacia atrás (retroiluminación, que provoca intrusión) y el deslumbramiento (luz que se emite en ángulos altos hacia adelante y que puede causar incomodidad). Este cambio ilustra que controlar la iluminación ascendente, si bien es importante, es insuficiente para lograr una iluminación exterior verdaderamente integral y responsable. La retroiluminación puede provocar una intrusión lumínica significativa en propiedades cercanas, y el deslumbramiento afecta directamente la comodidad visual y la seguridad. La clasificación BUG ofrece un marco más completo y matizado para que diseñadores y reguladores aborden las principales formas de contaminación y perturbaciones lumínicas. Esto permite una selección y un diseño más precisos de las luminarias, lo que se traduce en una mejor calidad general de la iluminación, mayor seguridad y una mejor gestión ambiental mediante la transición de un simple sistema de aprobado/reprobado a una evaluación graduada y multidimensional.

Tabla 1: Comparación de las características de clasificación de los accesorios de corte

3. Distribución de alas de murciélago

La distribución Batwing representa una estrategia única de diseño óptico que optimiza la calidad y la uniformidad de la luz dentro del área iluminada. A diferencia de las clasificaciones de corte que controlan la iluminación ascendente o los tipos IESNA que definen la forma general de la luz sobre las superficies, la distribución Batwing se centra en la uniformidad de la iluminación.

3.1. Definición y perfil único

La distribución Batwing se caracteriza por su capacidad de producir una salida de luz excepcionalmente uniforme en un amplio rango de ángulos de haz. 12Su nombre "ala de murciélago" deriva de la forma única del perfil de intensidad de luz, que se asemeja a las alas de un murciélago cuando se traza en un gráfico polar, mostrando dos picos de intensidad a cada lado del nadir. 12.

Esta distribución única se logra generalmente mediante la integración de difusores especialmente diseñados o elementos ópticos avanzados en la luminaria. Estos componentes ópticos funcionan descomponiendo la luz emitida por las fuentes LED en una serie de haces pequeños y uniformemente espaciados. Este proceso de difusión, diseñado específicamente, transforma la distribución más común de "puntos calientes" (donde la luz es más brillante en el centro y se desvanece rápidamente hacia los bordes) en una emisión de luz significativamente más uniforme. 12Además, algunos diseños de alas de murciélago utilizan películas ópticas para lograr una intensidad de luz de doble ángulo para satisfacer necesidades de iluminación específicas. 13.

3.2. Ventajas y aplicaciones

La distribución en forma de alas de murciélago tiene varias ventajas significativas sobre los patrones de iluminación tradicionales:

• Salida de luz más uniforme: garantiza la consistencia en los niveles de iluminación en todo el rango del ángulo del haz, minimizando los cambios de brillo y reduciendo la aparición de puntos oscuros. 12.

• Puntos calientes reducidos: al eliminar las áreas concentradas de luz, la distribución de alas de murciélago alivia la incomodidad visual y crea un entorno de iluminación estéticamente más agradable. 12.

• Mayor comodidad visual y entorno sin deslumbramiento: la distribución uniforme de la luz reduce significativamente los contrastes fuertes y el deslumbramiento directo, lo que proporciona a los usuarios una experiencia visual más cómoda y ergonómica. 12.

• Mayor productividad y estado de ánimo: los estudios demuestran que los entornos de iluminación cómodos, sin deslumbramiento y uniformes pueden influir positivamente en la productividad del usuario y el bienestar general en diversos entornos, como oficinas, espacios comerciales, aulas y bibliotecas. 12.

La distribución Batwing es una excelente opción para una amplia gama de aplicaciones que requieren condiciones uniformes y sin deslumbramiento:

• Espacios comerciales e industriales: oficinas, entornos minoristas, aulas y bibliotecas se benefician de una iluminación sin sombras ni puntos calientes, lo que mejora el enfoque y reduce la fatiga visual. 12.

• Iluminación residencial: Ayuda a crear un ambiente más confortable y cálido en los hogares.

• Iluminación indirecta: Especialmente eficaz con luminarias indirectas suspendidas, la luz se dirige al techo para iluminar indirectamente el espacio. Esto crea un patrón amplio y uniforme de luz reflejada, mejorando aún más la uniformidad y reduciendo el deslumbramiento directo. 12.

La distribución Batwing es una característica de diseño óptico que puede integrarse en las luminarias, en lugar de ser un sistema de clasificación independiente, como los tipos de corte o IESNA. Aborda la calidad y uniformidad de la luz dentro del área iluminada, complementando sistemas de clasificación más amplios. Esta distinción es crucial: la distribución Batwing no reemplaza las clasificaciones IESNA ni de corte, sino una sofisticada solución de ingeniería óptica que puede integrarse en luminarias que cumplen con los requisitos específicos de corte e IESNA. Por ejemplo, una luminaria de corte completo diseñada para un estacionamiento (p. ej., IESNA Tipo V) puede utilizar elementos ópticos Batwing para garantizar un patrón de luz circular uniforme y brillante en toda el área, sin puntos calientes incómodos. Esto demuestra que un diseño de iluminación eficaz implica múltiples consideraciones que se superponen: controlar la luz dispersa (corte), dar forma al área iluminada (IESNA) y optimizar la calidad de la luz dentro de esa área (Batwing).

El desarrollo y la adopción de la distribución Batwing reflejan una filosofía de diseño que ha trascendido la iluminación cuantitativa (p. ej., alcanzar un determinado nivel de iluminancia), priorizando aspectos cualitativos como el confort visual y la experiencia general del usuario. Esto marca una madurez en el diseño de iluminación, donde los factores humanos se integran cada vez más en las especificaciones técnicas. El diseño de iluminación tradicional se centraba principalmente en alcanzar niveles mínimos de iluminancia. Sin embargo, los puntos calientes y el deslumbramiento se reconocen como problemas que provocan incomodidad y fatiga, fatiga visual y la creación de entornos poco atractivos. Las ventajas de la distribución Batwing (uniformidad, reducción del deslumbramiento, mejora de la productividad) abordan directamente estas deficiencias cualitativas. 12Esto indica un cambio de prioridades en el diseño de iluminación. Si bien alcanzar niveles cuantitativos de luz sigue siendo importante, existe una creciente conciencia de que la "calidad" de la distribución de la luz (la uniformidad y comodidad con la que se distribuye la luz) es igualmente vital para el bienestar humano, el rendimiento laboral y la satisfacción general en los espacios de iluminación. Esto representa un enfoque más integral y centrado en el ser humano para el diseño de iluminación.

4. Normas de alumbrado público de América del Norte: Clasificaciones IESNA

La Sociedad de Ingeniería de Iluminación de Norteamérica (IESNA) ha desarrollado un sistema de clasificación fundamental que prescribe cómo se distribuye la luz en superficies horizontales, lo cual es crucial para el diseño de carreteras, estacionamientos y otras áreas exteriores en Norteamérica. Este sistema proporciona un lenguaje estandarizado para describir el rendimiento de las luminarias.

4.1. Descripción general del sistema de clasificación IESNA

El sistema de clasificación IESNA se basa principalmente en la forma y la extensión del área de iluminación producida por la luminaria. 8Proporciona una guía esencial para el diseño y la instalación de diversos sistemas de iluminación exterior, incluidas carreteras, aceras y estacionamientos. 8La clasificación determina la distribución de la luz midiendo dónde incide la mayor parte de la luz en una cuadrícula estandarizada, destacando los puntos de mayor intensidad de candela (50%) (distribución de la intensidad luminosa). El sistema considera tanto la distribución lateral de la luz (a lo largo de la carretera) como la distribución vertical de la luz (a lo largo de la dirección de la carretera). 8.

La norma integral para la iluminación de carreteras y estacionamientos en Norteamérica es la ANSI/IES RP-8 (Práctica Recomendada para la Iluminación de Carreteras y Estacionamientos). Este documento recopila numerosas normas independientes previas de IES y proporciona orientación detallada sobre diseño, mantenimiento, eficiencia energética, impacto ambiental y seguridad para diversas aplicaciones viales y peatonales. 11.

4.2. Tipos de distribución de luz lateral (Tipo I, II, III, IV, V, VS)

Estas clasificaciones definen cómo se distribuye lateralmente la luz a lo largo de una carretera o área de iluminación, caracterizada por el punto donde la luminaria alcanza el 50% de su intensidad luminosa. 8.

• Tipo I:

• Características: Proporciona un patrón de luz elíptico estrecho, simétrico o asimétrico, generalmente con un ángulo de haz principal de unos 15 grados. La trayectoria de la candela 50% se encuentra entre una altura de instalación (MH) en el lado de la casa y una altura de instalación en el lado de la calle. 8.

• Aplicaciones: Más adecuado para áreas estrechas y alargadas, como aceras, caminos estrechos, iluminación de límites y carreteras de un solo carril. 8.

  

• Tipo II:

• Características: Presenta un patrón asimétrico estrecho con un ancho lateral preferido de 25 grados. La trayectoria de la candela 50% se encuentra entre una altura de instalación en el lado de la calle y 1,75 veces la altura de instalación. 8Este tipo suele ser adecuado para luminarias ubicadas en el lado cercano o cerca de caminos relativamente estrechos donde el ancho no excede 1,75 veces la altura de instalación de diseño. 9.

• Aplicaciones: Adecuado para carreteras de 1 a 2 carriles, corredores principales, autopistas, aceras anchas, calles laterales pequeñas, senderos para correr y carriles para bicicletas. 8.

  

• Tipo III:

• Características: Proporciona un patrón asimétrico amplio, preferiblemente con un ancho lateral de 40 grados, diseñado para proyectar la luz hacia afuera y hacia los lados. La trayectoria de la candela del 50% se encuentra entre 1,75 y 2,75 veces la altura de instalación. 8Este tipo se monta típicamente en el lateral del área a iluminar, donde el ancho del área iluminada normalmente debe ser menor a 2,75 veces la altura del poste. 16.

• Aplicaciones: Se utiliza a menudo en corredores principales, autopistas, estacionamientos y grandes áreas abiertas que requieren una cobertura más amplia. 8.

  

• Tipo IV:

• Características: Presenta un patrón de proyección asimétrico hacia adelante, preferiblemente con una amplitud lateral de 60 grados, que proporciona una iluminación intensa y uniforme en un rango de 90 a 270 grados. La trayectoria de la candela del 50% se encuentra entre 2,75 y 3,75 veces la altura de instalación. 8Emite un patrón de luz elíptico, dirigiéndose más hacia adelante con un ancho más estrecho que el Tipo III, lo que lo hace muy eficaz para controlar el derrame de luz. 8Está diseñado para su montaje en los laterales de vías anchas, donde el ancho no supere 3,7 veces la altura de instalación. 9.

• Aplicaciones: Más adecuado para aplicaciones periféricas que requieren montaje en paredes o postes, como estacionamientos, plazas y exteriores de edificios, donde la luz debe dirigirse principalmente hacia adelante y es necesario un control estricto sobre el derrame hacia atrás. 8Emite luz en un patrón semicircular. 21.

  

• Tipo V:

• Características: Produce un patrón de luz circular completamente simétrico con intensidades iguales en todos los ángulos laterales. 4La trayectoria de la candela 50% es circularmente simétrica alrededor del dispositivo. 8.

• Aplicaciones: Más adecuado para iluminar grandes áreas abiertas desde un punto de montaje central, como estacionamientos, intersecciones, parques y áreas de trabajo o tareas generales donde la luz debe proyectarse de manera uniforme en todas las direcciones. 4.

  

• Tipo VS:

• Características: Similar al Tipo V pero produce un patrón de luz cuadrado simétrico con intensidades consistentes en todos los ángulos laterales. 4.

• Aplicaciones: Adecuado para áreas grandes que requieren una iluminación cuadrada uniforme, como estacionamientos y plazas públicas. 9.

  

Tabla 2: Tipos de distribución de luz lateral de IESNA (IV/VS)

4.3. Tipos de distribución de luz vertical (Muy corta, Corta, Media, Larga, Muy larga)

Estas clasificaciones definen cómo se distribuye la luz verticalmente a lo largo de la carretera en función de la posición del punto de candela máxima. 8Son fundamentales para determinar el espaciamiento adecuado entre los postes y garantizar una iluminación uniforme a lo largo de las carreteras.

• Muy corto (VS): el punto de candela máximo cae entre 0 y 1,0 veces la altura de instalación a lo largo de la carretera 8La distancia recomendada entre postes es aproximadamente 1 vez la altura de instalación. 14.

• Corto (S): El punto de candela máximo cae entre 1,0 y 2,25 veces la altura de instalación a lo largo de la carretera 8Las luminarias con clasificación “S” son generalmente adecuadas para situaciones donde la distancia entre postes es inferior a 2,25 veces la altura de instalación. 8.

• Medio (M): El punto de candela máximo se encuentra entre 2,25 y 3,75 veces la altura de instalación 8Este tipo es adecuado para situaciones donde la distancia entre los postes es de entre 2,25 y 3,75 veces la altura de instalación. 8.

• Largo (L): El punto de candela máximo se encuentra entre 3,75 y 6,0 veces la altura de instalación 8Las luminarias con clasificación “L” son adecuadas para espaciamientos entre postes mayores, específicamente de 3,75 a 6,0 veces la altura de instalación. 8.

• Muy largo (VL): el punto de candela máximo cae más allá de 6,0 veces la altura de instalación 8.

Tabla 3: Tipos de distribución de luz vertical de IESNA (VS, S, M, L, VL)

Si bien las clasificaciones IESNA son fundamentales, sirven más como directrices que como reglas rígidas. Su aplicación eficaz requiere la consideración de numerosas variables específicas del lugar, lo que subraya el papel crucial de las herramientas avanzadas de diseño de iluminación y el criterio de expertos para lograr una iluminación óptima. Diversos recursos afirman explícitamente que los tipos IESNA son "directrices" o "no reglas fijas" y que se ven influenciados por factores como la altura de montaje de la luminaria, el ángulo de inclinación, la longitud del brazo y la distancia de la luminaria a la acera, así como la disposición de la luminaria y las condiciones de la carretera. 8Los documentos también destacan la importancia de los datos fotométricos y el modelado para optimizar la distribución de la luz. 15La distribución luminosa teórica definida por los tipos IESNA puede variar significativamente debido a parámetros específicos de instalación. Por ejemplo, una altura de montaje o un ángulo de inclinación incorrectos pueden resultar en una uniformidad insuficiente, deslumbramiento excesivo o una distribución luminosa ineficiente, incluso si se elige el tipo IESNA "correcto". Esta complejidad exige un análisis y modelado fotométrico detallado, lo que indica que un diseño de iluminación eficaz es un proceso iterativo y complejo. No se trata simplemente de seleccionar un tipo de luminaria de un catálogo. Los diseñadores deben integrar los conocimientos teóricos (estándares IESNA) con las condiciones prácticas del sitio, validando sus selecciones mediante herramientas de modelado avanzadas. Esto resalta la importancia de contar con profesionales expertos en iluminación para abordar estas complejidades y ofrecer soluciones de iluminación verdaderamente optimizadas y de alto rendimiento.

El sistema IESNA proporciona un marco sólido para optimizar la cobertura lumínica y la separación entre postes mediante su clasificación integral de la distribución lumínica lateral y vertical. Esta doble clasificación contribuye directamente a mejorar la eficiencia energética y la seguridad en los proyectos de alumbrado público. IESNA clasifica la luz según su distribución lateral (cruzando la vía, en relación con el ancho y la cobertura de la misma) y vertical (a lo largo de la dirección de la vía, en relación con la separación entre postes). 8Los tipos laterales (IV/VS) se ajustan al ancho de la vía (p. ej., Tipo I para carriles sencillos, Tipo II para carriles dobles, Tipo III para autopistas, Tipo V para alumbrado de grandes áreas). Los tipos verticales (S, M, L) se correlacionan directamente con la distancia entre postes recomendada y la altura de los postes. 8Al definir con precisión cómo se propaga la luz lateral y verticalmente a lo largo de la carretera, IESNA permite a los diseñadores elegir luminarias que minimicen la superposición de luz (desperdicio de energía) y eliminen las zonas oscuras (que afectan la seguridad y el confort visual). Por ejemplo, optar por una distribución vertical "larga" puede permitir mayores espaciamientos entre postes, lo que reduce significativamente el número de postes y luminarias necesarias para un segmento determinado. Esto repercute directamente en los costos iniciales de instalación y el consumo energético a largo plazo. 8Por el contrario, calcular incorrectamente las distribuciones verticales puede provocar un exceso de iluminación o una cobertura insuficiente entre postes. La integración de las clasificaciones laterales y verticales permite un diseño de iluminación altamente optimizado, funcionalmente eficaz y eficiente en el uso de recursos. Esta optimización es crucial para lograr los objetivos descritos en normas como ANSI/IES RP-8-22, que incluyen minimizar el consumo de energía, mejorar la calidad visual del conductor y proporcionar una iluminación de alta calidad y aumentar el contraste de visibilidad de los peligros. 18Representa un enfoque sistemático y científico destinado a equilibrar las necesidades de iluminación con la viabilidad económica, la seguridad y el impacto ambiental.

5. Análisis comparativo y consideraciones de diseño

El diseño eficaz de iluminación exterior en Norteamérica refleja la compleja interacción de diversos sistemas de clasificación y características ópticas. Comprender cómo interactúan las luminarias de corte, las luminarias sin corte, las distribuciones de alas de murciélago y las clasificaciones IESNA es crucial para desarrollar soluciones de iluminación óptimas, conformes y sostenibles.

5.1. Interacción entre las clasificaciones de corte y los tipos IESNA

Las clasificaciones de corte (corte completo, corte, semicorte, sin corte) controlan principalmente la cantidad de luz emitida por encima del plano horizontal y sirven como mecanismos clave para controlar la contaminación lumínica y el deslumbramiento. 1Por el contrario, los tipos IESNA (IV/VS) describen la forma y la distribución de la luz sobre el terreno, determinando la eficacia de la iluminación en áreas como carreteras o estacionamientos. 8.

En el alumbrado público norteamericano contemporáneo, se hace un gran énfasis en el uso de luminarias de corte total. Esta preferencia se debe a las rigurosas iniciativas de cielo oscuro, los objetivos de protección ambiental y el deseo de minimizar la intrusión de luz y el deslumbramiento. 5Estas luminarias de corte completo se diseñan posteriormente con distribuciones laterales y verticales específicas de IESNA (por ejemplo, luminarias de corte completo Tipo III de distribución media). El aspecto de corte garantiza la responsabilidad ambiental al evitar que la luz se disperse hacia arriba, mientras que el tipo IESNA garantiza que la luz se dirija y distribuya correctamente al área objetivo (por ejemplo, una autopista de varios carriles o un amplio estacionamiento). Estos dos sistemas funcionan en sinergia: el corte aborda dónde no debe llegar la luz, mientras que IESNA aborda dónde debe llegar la luz y cómo debe distribuirse.

5.2. Integración de la distribución Batwing con las clasificaciones IESNA

La distribución de alas de murciélago en sí no es una clasificación IESNA ni una clasificación de corte. En cambio, es una característica de diseño óptico especializada destinada a mejorar la calidad y la uniformidad de la luz dentro del área iluminada. 12Su objetivo principal es eliminar los puntos calientes y proporcionar un entorno de iluminación cómodo y sin deslumbramientos.

Los elementos ópticos de ala de murciélago se integran perfectamente en luminarias con diversas distribuciones IESNA, especialmente en aquellas diseñadas para una cobertura de áreas extensas. Por ejemplo, las luminarias que crean un patrón circular simétrico (IESNA Tipo V) pueden equiparse con elementos ópticos de ala de murciélago. 9Esta combinación crea un patrón de luz circular que no solo es simétrico, sino también excepcionalmente uniforme, sin puntos calientes molestos, lo que la hace muy adecuada para áreas que requieren una iluminación constante, como grandes plazas, intersecciones centrales o espacios industriales abiertos. 9. De manera similar, también se puede encontrar en distribuciones de tipo III. 23Esto ilustra cómo el ala de murciélago puede servir como una mejora cualitativa dentro del marco cuantitativo de IESNA.

5.3. Consideraciones integrales para proyectos de alumbrado público en América del Norte

La selección de luminarias para proyectos de alumbrado público en Norteamérica es un problema de optimización multidimensional que requiere un enfoque holístico que equilibre el cumplimiento normativo (corte/BUG), los requisitos funcionales (lateral/vertical IESNA) y la calidad de la luz (alas de murciélago, control del deslumbramiento), para lograr una seguridad, eficiencia y gestión ambiental óptimas. Esta decisión rara vez se toma de forma aislada.

• Eficiencia energética: La selección estratégica de luminarias con clasificaciones de corte adecuadas (especialmente corte total) y tipos IESNA optimizados contribuye directamente al ahorro energético. Al dirigir la luz con precisión a las áreas requeridas y minimizar el desperdicio (iluminación ascendente, retroiluminación, dispersión), se puede reducir el consumo energético total. 6La adopción generalizada de la tecnología LED mejora aún más estas eficiencias debido a su inherente flexibilidad de diseño y mayor salida de lúmenes/vatios. 9.

• Confort visual y seguridad: Minimizar el deslumbramiento y garantizar una alta uniformidad de la iluminación es crucial para el confort visual y la seguridad. Unas luminarias de corte adecuadas pueden reducir el deslumbramiento molesto para conductores y peatones, mientras que los tipos de IESNA adecuados (potencialmente mejorados con elementos ópticos de alas de murciélago) garantizan niveles de luz uniformes, reduciendo las sombras y mejorando la visibilidad de los peligros. 8Esto se correlaciona directamente con la reducción de las tasas de accidentes de vehículos nocturnos y una mayor seguridad peatonal. 18.

• Iniciativas de cielo oscuro e impacto ambiental: Adherirse a los principios de corte total, así como a las directrices de organizaciones como DarkSky International 7 y prácticas recomendadas del IES (como la práctica recomendada de iluminación ambiental exterior RP-33) 5 Es crucial para mitigar el resplandor del cielo, proteger los paisajes nocturnos naturales y preservar los ecosistemas nocturnos. Esto refleja una creciente conciencia ambiental en el diseño de iluminación.

• Cumplimiento normativo: las regulaciones locales, los códigos municipales y las leyes estatales en América del Norte a menudo exigen clasificaciones de corte específicas (por ejemplo, corte total) y, en general, recomiendan o requieren que varias aplicaciones de iluminación exterior se adhieran a los tipos IESNA. 5El cumplimiento no es sólo un requisito legal sino también un compromiso con el desarrollo urbano responsable.

• Beneficios económicos: Además de las ventajas ambientales y de seguridad, un diseño de iluminación optimizado, basado en las normas IESNA y los requisitos de corte, puede generar importantes beneficios económicos. Esto incluye la reducción de los costos iniciales de instalación (por ejemplo, al optimizar la separación de postes con los tipos verticales IESNA). 8) así como una reducción de los costes operativos a largo plazo gracias al ahorro de energía. 18Además, las áreas bien iluminadas pueden mejorar la percepción pública y potencialmente atraer más tráfico peatonal a los distritos comerciales, impulsando la actividad económica. 18.

En aplicaciones prácticas, las luminarias deben cumplir con múltiples requisitos: por ejemplo, deben tener un “corte total” para cumplir con las regulaciones de cielo oscuro y minimizar la contaminación lumínica. 6; deben poseer el tipo lateral IESNA apropiado (por ejemplo, Tipo II o Tipo III) para iluminar eficazmente carreteras de anchos específicos 8; deben tener el tipo vertical IESNA apropiado (por ejemplo, mediano o largo) para un espaciamiento óptimo de los postes a lo largo de la carretera, asegurando uniformidad y rentabilidad. 8; y es posible que necesiten incorporar elementos ópticos de alas de murciélago para garantizar que la luz de la superficie se distribuya uniformemente sin deslumbrar, mejorando así la comodidad visual de los usuarios. 12Además, todos los diseños deben cumplir con los códigos municipales locales. 5Este requisito multifacético indica que los diseñadores de iluminación no pueden simplemente aislar un tipo de IESNA. Deben considerar la clasificación de corte de las luminarias, sus elementos ópticos internos (como las alas de murciélago) y cómo estas características se combinan para cumplir con los diversos objetivos funcionales, ambientales, regulatorios y estéticos del proyecto. La complejidad de encontrar luminarias que cumplan simultáneamente todos estos criterios a menudo requiere herramientas de análisis y modelado fotométrico detallados. 15Esto resalta el papel fundamental que desempeñan la consulta con expertos y los procesos de diseño integrales en la iluminación exterior moderna.

6. Conclusión

El diseño de iluminación exterior, especialmente en Norteamérica, es un campo complejo y con múltiples matices, centrado en una profunda comprensión de diversos conceptos de distribución de la luz. Este artículo explica las distinciones fundamentales entre luminarias de corte (corte total, corte parcial y corte parcial), luminarias sin corte parcial y la distribución especializada de alas de murciélago, ofreciendo una comparación exhaustiva con el prestigioso sistema de clasificación IESNA para alumbrado vial.

Las clasificaciones de corte sirven principalmente como mecanismos importantes para controlar la contaminación lumínica y el deslumbramiento, donde las luminarias de corte completo representan los estándares más estrictos y respetuosos con el medio ambiente, al dirigir toda la luz hacia abajo. Por el contrario, las luminarias sin corte aumentan significativamente la intrusión lumínica y el resplandor celeste debido a la falta de dichos controles, lo que resulta en una restricción cada vez mayor de su uso. La distribución Batwing se diferencia de estas clasificaciones más generales al ser una solución de ingeniería óptica enfocada en lograr una uniformidad y un confort visual excepcionales dentro del área de iluminación, generalmente como complemento a los tipos IESNA para aplicaciones específicas que requieren iluminación sin puntos calientes.

En definitiva, el mejor diseño de alumbrado público en Norteamérica es una tarea compleja e integral. Requiere la integración de los patrones de distribución precisos y basados en áreas especificados por IESNA con estrictos requisitos de corte y, cuando corresponda, soluciones ópticas avanzadas como la distribución de alas de murciélago. Este enfoque integrado no solo garantiza una iluminación funcional, sino que también maximiza la eficiencia energética, mejora la seguridad pública y el confort visual, y mantiene iniciativas vitales de protección contra el cielo oscuro. Guiar la selección informada y el diseño profesional de luminarias bajo estas normas y consideraciones integradas es crucial para crear entornos de iluminación exterior sostenibles, que cumplan con las normas y sean de alta calidad para las comunidades.

Este es un requisito para Diseño de farola de carretera.

Ahora, en base a las condiciones anteriores, necesitamos seleccionar la distribución de luz para las lámparas y verificarla.

Primero, analicemos las condiciones de la carretera.

Para la Ruta 1, con un ancho de carretera de 7 m, esta debería ser una carretera de dos carriles con disposiciones de lámparas unilaterales, espaciado de postes de 40 m y altura de postes de 7,5 m.

Para la Ruta 2, con un ancho de carretera de 14 m, esta debería ser una carretera bidireccional de cuatro carriles con disposiciones de lámparas bilaterales, espaciado de postes de 40 m y altura de postes de 9 m.

En función de estas condiciones de la vía, procedemos a la selección de la distribución luminosa, tomando como referencia la categorización de luminarias de IESNA.

↑ Clasificación de farolas de la IESNA, Manual de Iluminación de América del Norte, 10.ª edición

Para carreteras de uno o dos carriles, solemos optar por farolas de tipo II. El tipo I es adecuado para caminos y aceras, mientras que el tipo III se aplica a las carreteras principales.

Podemos referirnos a las siguientes reglas en función del ancho de la carretera.

Según la tabla anterior, debemos seleccionar la distribución Tipo II L. Sin embargo, considerando la distancia de 0,75 m entre la lámpara y la carretera como se especifica en las condiciones de la carretera, ajustaremos ligeramente el espaciado de los postes y elegiremos la distribución Tipo II M o S.

Comencemos a probar la Ruta 1 configurando las condiciones de la carretera en DIALux evo (evitamos DIALux4.13 ya que no admite el estándar EN13201:2015 necesario para seleccionar el nuevo estándar).

Aquí debemos seleccionar el tipo de superficie como CIE C2 y marcar la opción para calcular superficies de carreteras mojadas, eligiendo W1.

La superficie CIE C2 corresponde al asfalto, con una reflectividad similar a la de nuestro R3 tradicional. A continuación, se ofrece una explicación más detallada de los códigos:

Con las condiciones de la carretera establecidas, podemos seleccionar la distribución de luz para los cálculos de verificación.

Vamos a seleccionar una distribución Tipo II S para la verificación.

Establezca las condiciones de disposición de la lámpara y configure el flujo luminoso de la lámpara a los 5500 lm requeridos.

Resultados de la verificación

Los resultados no fueron satisfactorios; la uniformidad del brillo de la carretera estuvo por debajo del requisito estándar de 0,5 cd/m². Sin embargo, tanto Uo como Uow, así como Ul, superaron significativamente los valores estándar.

Podemos concluir que la distribución podría ser ligeramente inadecuada, pero ¿dónde falla exactamente? Necesitamos analizar la cuadrícula de cálculo de brillo.

Al analizar la cuadrícula de cálculo anterior, encontramos el valor mínimo, que es menor entre los dos postes de la lámpara. Esto indica que es necesario reforzar la distribución de la luz en ambos extremos, por lo que seleccionaremos directamente la distribución Tipo II M para nuestros cálculos.

Resultados de la verificación

Los resultados son todos satisfactorios, lo que indica que esta distribución de luz puede satisfacer los requisitos del cliente con el flujo luminoso especificado de 5500 lm.

A continuación, veamos la Ruta 2 y establezcamos las condiciones de la carretera: una carretera bidireccional de cuatro carriles, estándar M4, superficie mojada calculada.

Las condiciones de la carretera de la Ruta 2 son esencialmente las mismas que las de la Ruta 1, excepto que es una carretera bidireccional de cuatro carriles con disposiciones de lámparas bilaterales, mejorada en un nivel.

Elegiremos nuevamente la distribución Tipo II M para la disposición.

Resultados de la verificación

Ambas partes cumplieron las condiciones, lo que indica que esta distribución puede satisfacer los requisitos del cliente bajo el flujo luminoso especificado de 6500 lm.

A través de este análisis se evidencia que existen patrones a seguir al momento de seleccionar la distribución de luz para alumbrado públicoYa sea al elegir productos existentes o al desarrollar nuevas distribuciones, se puede diseñar según estas reglas y luego identificar defectos a través de los resultados de los cálculos, realizando modificaciones específicas en consecuencia.