El método de las cavidades zonales es de fácil aplicación, requiere el uso de varias tablas, que están contenidas en los archivos: CAVZONAL.TBL, tablas de reflectancia de las cavidades, y CAVZONAL.DAT, tablas correspondientes a los artefactos. Y para lograr el resultado final se deben realizar varias interpolaciones dentro de las tablas, siendo esta la mayor dificultad, resuelta fácilmente con el programa.

Para estudiar y analizar temas de iluminación se recomienda el MANUAL DE LUMINOTECNIA de la Asociación Argentina de Luminotecnia, que esta presentado en dos tomos, el método de las cavidades zonales esta explicado en el tomo II pagina 23 en adelante.

El paquete de programas ILUMIN tal como se lo baja de internet contiene además datos, al ejecutarlo se autoinstala en un directorio. Para ejecutar ingrese a dicho directorio, escriba CAVZONAL y de entre, el programa busca el archivo CAVZONAL.SET, que no encuentra y lo genera, arranque nuevamente el programa, ahora busca los archivos de datos CAVZONAL.TBL, y CAVZONAL.DAT, y los abre para utilizarlos.

Inmediatamente se inicia el dialogo, y se cargan los datos, respondiendo el programa con los resultados, que permiten avanzar, y eventualmente retroceder rehaciendo parte del calculo.

El índice de cada cavidad se determina con la formula siguiente:

K = 5 * H * (A + L) / (A * L)

Siendo A y L ancho y largo de la cavidad, H altura de la cavidad, la formula se aplica a las cavidades enunciadas, obteniéndose los tres índices de cavidad (techo, local, piso).

La cavidad techo puede tener vigas, que generan cavidades contenidas dentro de la cavidad techo, se calcula entonces también el índice de estas.

Las cavidades permiten reemplazar el complejo análisis de distribución del flujo emitido por el artefacto y las interreflexiones, por reflexiones en planos aparentes de luminarias y de trabajo a los que se les asignan reflectancias efectivas que tienen en cuenta las reales.

El método de calculo consiste en llegar a definir un coeficiente de utilización de la instalación de alumbrado:

U = FIU / (N * FIL)

Donde FIU flujo útil medido sobre el plano de trabajo, N numero de luminarias, FIL flujo de la luminaria correspondiente a la lámpara que posee.

El flujo que sale de la luminaria sufre interreflexiones antes de llegar al plano de trabajo, donde se tiene una iluminación media:

EL = U * N * FIL / (A * L)

A lo lago de la vida de las lámparas el flujo se reduce, por lo que:

E = EL * D

Siendo D un factor de depreciación.

El problema concreto es determinar U, coeficiente de utilización.

Este archivo de datos esta integrado por tres partes, reflectancia efectiva de techo, reflectancia efectiva de piso, y factores de corrección para reflectancia efectiva cavidad piso distinta de 20%.

Entre renglones de comentarios se indica la cantidad de valores, y la lista de valores de reflectancia del techo, luego la cantidad y los valores de reflectancia de las paredes, luego la cantidad y los valores de relación de cavidad.

Siguen tantos paquetes de reflectancias efectivas de techo, como reflectancias de techo se han declarado, cada paquete tiene tantas columnas como reflectancia de paredes y tantas filas como índices de local.

Los datos continúan con otro lote; reflectancia del piso (cantidad y valores), reflectancia de las paredes (cantidad y valores), relación de cavidad (cantidad y valores).

Siguen tantos paquetes de reflectancias efectivas del piso, como reflectancias de piso, cada paquete tiene tantas columnas como reflectancia de paredes se han declarado y tantas filas como índices de local.

Algunos calculistas utilizan el mismo grafico para techo y para piso, si este es el criterio el primer lote de datos se repite, formándose así el segundo lote

El ultimo lote con factores de corrección reflectancia efectiva cavidad piso distinta de 20% con la misma organización, reflectancia efectiva de cielorraso, reflectancia de las paredes, índice de cavidad del local (para cada uno cantidad y valores).

Son tantos paquetes de corrección reflectancias efectivas de cavidad piso, como reflectancia efectiva de cielorraso, cada paquete tiene tantas columnas como reflectancia de paredes se han declarado y tantas filas como índices de local, si esta corrección no se desea hacer las tablas deben contener todos factores iguales a 1, de otro modo el programa hace la corrección por apartamiento del valor 20%.

Comparando el lote de datos con el archivo TABLAS.TXT que genera el programa (cuando se confirma la solicitud), se controla la interpretación que el programa ha hecho de los datos ingresados y se tienen todas las tablas en formato de fácil lectura.

Como dicho con los índices de cavidad, y las reflectancias se determinan las reflectancias efectivas

• equivalente de la cavidad techo (utiliza el índice, y las reflectancias de Pared y Techo
• equivalente de la cavidad piso (índice, Pared, Piso)
• el factor de corrección por apartamiento de la reflectancia de la cavidad piso (índice, Pared, Techo)

Inmediatamente se debe contar con las características (compatibles con el método de calculo) del artefacto a utilizar, en particular para la relación espaciamiento altura, y se determina el factor de utilización, que depende del rendimiento luminoso de las luminarias, y del rendimiento del local

Con los índices de local, y las reflectancias efectivas de las cavidades cielorraso y paredes se determina el coeficiente de utilización (por interpolación utilizando las tablas CAVZONAL.DAT para el artefacto elegido)

El archivo de datos esta integrado por varios artefactos (Pudiendo ser también solo uno), para cada artefacto se tienen los datos de identificación, a los que suceden los valores numéricos, reflectancia cavidad cielorraso, reflectancia de la pared, índice de local (para cada uno cantidad y valores).

Luego siguen tres lotes de datos correspondientes a Coeficiente de utilización, luminancia de pared, luminancia de cielorraso, estos lotes están separados por un comentario, y terminan con la clave "FIN".

Cada lote para cada índice de local se suceden, los valores de Coeficiente de utilización para cada valor de reflectancia cavidad cielorraso, y pared arriba declarados, todos los valores en un mismo renglón..

Lo mismo para las dos tablas de luminancia, si no se dispone de las tablas de luminancia el lote de datos termina con "FIN" y el programa interpreta que no hay tablas de luminancia y lógicamente no hace los cálculos de luminancia, si en cambio se dispone de las tablas de luminancia, estas se ponen a continuación, y luego la clave FIN.

Las tablas terminan organizadas en filas (reflectancia cavidad cielorraso) y columnas (pared), la organización de datos de ingreso es fila tras fila, y comparando el lote con el archivo DATOS.TXT que genera el programa solo para el artefacto elegido (cuando se confirma la solicitud), se controla la interpretación y se tiene todas las tablas en formato de fácil lectura.

El valor del coeficiente de utilización se hace interpolando en la tabla (índice, reflectancia de pared, y techo) y se utiliza para determinar la iluminación, y la cantidad de artefactos, debiendo verificarse las condiciones de espaciamiento recomendadas.

En este momento son datos: E - la Iluminación deseada, D - la depreciación, FI - el flujo del artefacto, A * L - el área a iluminar, U - el coeficiente de utilización (calculado con las cavidades zonales) y FACTOR de ajuste por el piso, se calcula el numero de artefactos necesarios

N = E * A * L / (U * FACTOR * D * FI)

Pero el numero de artefactos debe ser entero, al menos igual a uno, y además debe ser obtenido haciendo el producto del numero de filas NA por el numero de artefactos por fila NL, se obtienen entonces dos valores de espaciamiento entre filas y entre artefactos (de la fila), se calculan dos relaciones espaciamiento altura de artefacto, que se comparan con la que esta recomendada en la tabla de datos del artefacto (tomado como valor ideal)

Queda entonces definida la cantidad de artefactos (valor que debe adoptarse entero) el numero de filas en cada dirección, y se puede determinar la iluminación esperada con la cantidad de artefactos posible de instalar.

Luego si hay datos de luminancia, el programa determina los coeficientes de luminancia de la pared, y de la cavidad cielorraso y la iluminación media inicial de la pared, y del plano aparente de la cavidad cielorraso. Y se completa el calculo de luminancia e iluminación media de la franja de trabajo.

Coeficiente de luminancia de la pared Q1 función de, reflectancia cavidad de cielorraso, pared, índice local, y el coeficiente de luminancia de la cavidad cielorraso Q2E función de los mismos parámetros.

Se determina la luminancia media de pared

L1 = Q1 * N * FI / (PI * A * L)

Luminancia media de cielorraso

L2E = Q2E * N * FI / (PI * A * L)

Y la iluminación media inicial de la pared

EL1 = L1 * PI * 100 / RHO1

Y la iluminación media inicial cavidad cielorraso

EL2 = L2E * PI * 100 / RHO2E

Luego se define una altura de la franja de trabajo HF se determina el índice de local

KF = 5 * (H1 - HF) * (A + L) / (A * L)

se obtiene de la tabla de coeficientes de luminancia de pared el valor Q11

La luminancia media inicial de pared del local reducido es

LR1 = N * FI * Q11 / (A * L * PI)

La luminancia media inicial de la franja esta dada por

LFR = (L1 * H1 - LR1 * (H1 - HF)) / HF

Y por ultimo la iluminación media inicial de la franja esta dada por

EFR = LFR * PI * 100 / RHO1

La bibliografía presenta varios ejemplos, resueltos que pueden servir de ejercicio para aplicar el programa.

Al ejecutar el ejemplo (eventualmente sin cambiar datos del ejemplo contenido en el programa) se observa el siguiente avance:

• Se ingresan dimensiones y se determinan índices de cavidad.
• Se ingresan reflectancias y se determinan reflectancias equivalentes.
• Se adopta la luminaria, la iluminación deseada, el flujo luminoso por artefacto.
• Se determina el coeficiente de utilización (que depende del artefacto y del local).
• Se calcula la cantidad de artefactos, que deben ser distribuidos, se verifica la relación espaciamiento altura.
• Se recalcula la iluminación en base al numero de artefactos adoptados.
• Si se dispone de datos de luminancia: se determina la luminancia e iluminación media de la pared.
• Se fija una franja de trabajo y se determina su luminancia e iluminación media.

• primer renglón, código de la luminaria (14 letras mayúsculas, números, o algunos símbolos ascii), relación espaciamiento altura, origen de los datos (texto)
• segundo renglón descripción de la luminaria

los datos de texto deben estar entre comillas, cada dos datos separados por coma

• un renglón con cantidad y valores de reflectancias de cavidad cielorraso
• un renglón con cantidad y valores de reflectancias de pared
• un renglón con cantidad y valores de índices de local

luego siguen tres lotes de valores,

• coeficientes de utilización
• coeficientes de luminancia de pared
• coeficiente de luminancia de cavidad cielorraso

Cada uno de estos lotes contiene tantos renglones de datos como índices de local se han declarado, y en cada renglón paquetes con valores de coeficientes para cada reflectancia de pared, y un paquete para cada reflectancia de cielorraso.

Cada dos de estos lotes se dividen con un renglón que se puede usar como comentario, explicando de que valores se trata.

El programa espera leer todos estos valores, a veces en los lotes de datos faltan algunos, se deben usar adecuados rellenos, en general se completa repitiendo la columna de datos próxima.

Una dificultad que se presenta al proyectista es la evaluación de las reflectancias, con un luxometro o fotómetro se puede hacer la medición frente la pared (o superficie) que se desea evaluar; se enfoca el fotómetro hacia la pared (para que reciba la luz reflejada) y se lo aleja hasta que la lectura se estabiliza (10 - 20 cm), se toma nota de la lectura Fr, luego se mide la luz incidente en la pared, que llega a ella, se toma nota de la lectura, Fi, la reflectancia se obtiene haciendo 100 * Fr / Fi.

Una vez terminada la instalación es buena practica medir los resultados obtenidos, como se calcula un valor medio de iluminación, se debe medir esta en varios puntos y hacer un promedio ponderado, es buena practica anotar las lecturas correspondientes a los distintos puntos y documentar las mediciones conservándolas junto con los cálculos.

Se puede juzgar la uniformidad de la iluminación a través de relaciones mínimo / máximo o mínimo / medio, se debe recordar que hay normas que fijan niveles de iluminación mínimos obligatorios o recomendados en distintas áreas, para realizar distintas tareas, estos datos y criterios también se encuentran en la bibliografía.